湖泊不仅是人类淡水资源的主要来源之一,也是维护良好生态环境和促进可持续发展的重要因素。近年来,因经济的快速发展,资源利用强度加大,导致我国湖泊水体富营养化问题日趋严重。武汉东湖作为典型的浅水富营养化湖泊,其沿岸带生长了大量的底栖藻类,它们作为湖泊重要的初级生产者,在湖泊稳态转换过程中的作用十分重要。因此,在2012.3~2013.10期间,我们以底栖藻类为研究对象,开展野外东湖围隔实验和室内实验。东湖围隔实验主要测定了水体中底栖藻类生物量及环境因子;底栖藻类滞留的总磷及各形态磷的含量;分析了底栖硅藻的种类组成及其与环境因子之间的关系。室内实验主要测定了底栖藻类和苦草对不同浓度猪粪废水中化学需氧量(COD)、氮和磷等营养物质的去除效果,底栖藻类、苦草和浮游藻类生物量,底栖藻类和苦草滞留的总磷及各形态磷的含量及苦草过氧化氢酶活性和丙二醛的含量。为期一年的野外实验结果表明:围隔中底栖藻类叶绿素a(Chl a)含量,滞留的钙磷含量比大湖(对照)高,但铁/铝磷含量低于对照,这说明底栖藻类对水中营养盐的吸收和对磷的赋存形态均对湖泊从藻型到草型的转换起到了积极的作用。围隔水体中所有化学因子要明显低于对照,水中浮游藻类生物量显著下降,表明围隔对水质修复作用明显。当围隔水体中TP含量在0.02-0.05 mg/L时,围隔水体发生了稳态转换,沉水植被覆盖度逐渐增加。围隔和对照水体中底栖硅藻的种类组成及其分布比较研究表明:围隔和对照水体中底栖硅藻共有148种,其中围隔水体的硅藻优势种类数要高于对照,且不同季节优势种不同;围隔和对照水体中底栖硅藻生物量均值分别为8.4×109和2.1×1010 cells/m2。极小曲壳藻(Achnanthes minutissima)是所有样点的绝对优势种,其相对丰富度最高为65%。围隔水体中底栖硅藻主要为纤细桥弯藻(Cymbella gracilis),近缘桥弯藻(Cymbella affinis),Gomphonema truncatum,橄榄形异极藻(Gomphonema olivaceum)等清水优势种,其中弯棒杆藻(Rhopalodia gibba)和扁圆卵形藻(Cocconeis placentula)的出现对围隔内沉水植被的恢复起到了一定的指示作用;而对照中主要为谷皮菱形藻(Nitzschia palea),窄异极藻(Gomphonema parvulum),偏肿桥弯藻(Cymbella ventricosa)及隐头舟形藻(Navicula cryptocehala)等耐污优势种。对底栖硅藻的优势种类和环境因子的关系进行了典型对应分析(CCA),结果显示:围隔水体中的底栖硅藻种类组成主要受到氮和磷等营养物质的影响,而大湖的硅藻种类组成主要受到氮和pH的影响。室内模拟实验表明,底栖藻类、苦草、底栖藻类-苦草对高浓度猪粪废水的COD、氮磷均存在显著的去除效果。其中COD的最大去除率均大于86%;底栖藻类-苦草混合培养对高、中浓度猪粪废水中磷、氮的平均去除率均大于62%和70%,高于二者单独培养的处理组。底栖藻类和苦草对水中磷的滞留作用明显,滞留的总磷的主要形态为无机磷。底栖藻类、苦草和浮游藻类Chl a含量的变化以及苦草的CAT、MDA含量变化表明,高浓度的猪粪废水会对苦草产生短期的逆境胁迫,但底栖藻类的存在可以减缓高浓度氮磷对苦草的胁迫效应,在中浓度氮磷且有底栖藻类存在的条件下,有利于苦草的恢复重建。