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氮磷浓度对溞—藻—草三者间相互作用关系的影响研究

作　者: 王程丽
导　师: 马剑敏
学　校: 河南师范大学
专　业: 生态学
关键词: 小球藻大型溞金鱼藻铜绿微囊藻生物操纵氮磷浓度
分类号: X173
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

对水华的控制方法中，生物操纵技术是一个包含多重手段的水华综合治理措施。磷浓度阈值或范围是影响此技术作用效果的一个重要参数，因此对其做系统研究非常重要。为更好的应用此技术来治理我国湖泊的水华环境问题，本论文中针对国内的富营养化水体特点，配制不同浓度的营养液对金鱼藻、大型溞及小球藻进行了彼此间的共培养实验，研究了藻-溞-草三者于不同环境（光照培养箱内和室内小塑料盆）中共培养时的各自的生长情况，及温度和光照对三者间相互作用的影响。主要研究结论如下：（1）高氮条件（10.50mg/L）下，大型溞和小球藻于培养箱中共培养时，磷浓度小于0.1mg/L，大型溞占优势；磷浓度为0.1～2.0mg/L时，小球藻呈大爆发趋势。金鱼藻和小球藻共培养时，磷浓度小于0.1mg/L，金鱼藻占优势；大于0.1mg/L时，小球藻数量开始增长。低氮条件（0.50mg/L）下，大型溞和小球藻于培养箱中共培养时，磷浓度不大于0.5mg/L，大型溞对小球藻有很好的抑制作用。金鱼藻和小球藻共培养时，磷浓度不大于0.5mg/L，金鱼藻与小球藻可以稳定共存，无显著互抑现象；磷浓度为2.0mg/L时，小球藻对金鱼藻生长有一定抑制。（2）藻-溞-草三者在培养箱中共培养时，当磷浓度小于2.0mg/L时，大型溞与金鱼藻对小球藻有明显抑制；磷浓度介于0.1～0.5mg/L时金鱼藻生长及抑藻效果更好；磷浓度为0.5mg/L时对应的氮磷去除效果最好；高氮条件（10.50mg/L）对三者的增长均存在一定抑制。（3）富营养化水体中磷为0.1～0.5mg/L、氮为10.5mg/L和0.5mg/L的条件下对小球藻有良好的控制效果。（4）藻-溞-草三者于培养箱中共培养时，低温状态下改变磷浓度对控藻效果的影响较小。在磷浓度≤2.0mg/L，金鱼藻的增长率都高于小球藻，控藻效果较好。在温度介于25～35℃之间大型溞的增长率都高于小球藻，且磷浓度小于等于0.1mg/L时对金鱼藻的生长更有利，可起到很好的控藻效果。（5）藻-溞-草三者于培养箱中共培养时，光照强度介于1000～2200lx时，随磷浓度的升高（0.05～2.0mg/L之间），金鱼藻和大型溞的增长率都不同程度的高于小球藻，控藻及水生植被恢复效果愈明显;光照强度介于3400～5300lx时,磷浓度因素对生物操纵效果的影响要多于光照因素,且磷浓度在0.10～0.50mg/L之间控藻效果好,更有利于重建金鱼藻种群。(6)在模拟自然水体中做金鱼藻和小球藻共培养实验显示,当氮浓度为2.92～12.60mg/L、磷浓度为0.06～0.85mg/L时,金鱼藻增长不明显,甚至出现负增长。十天后小球藻密度开始出现明显降低,但在整个实验培养期内小球藻对金鱼藻始终存在一定的抑制作用,其增长率远高于金鱼藻。二者共培养对水体中氮磷的去除作用微弱,控藻效果较差。(7)在模拟自然水体中共培养大型溞和小球藻时显示，大型溞对小球藻的捕食作用显著,抑藻及氮磷去除效果明显好于金鱼藻和小球藻共培养,磷的去除效果优于氮。(8)在模拟自然水体中实施藻-溞-草共培养实验时显示,在氮浓度介于3.15～23.92mg/L、磷浓度介于0.07～0.64 mg/L时大型溞与金鱼藻的增长率都较高，而小球藻可以维持在较低的增长水平,对水质的改善效果较好;继续增高氮磷浓度,金鱼藻种群出现负增长,大型溞的数量下降，将不利于控藻。(9)高氮和低氮条件下,大型溞都是在磷浓度小于0.1mg/L占据优势,但对铜绿微囊藻控制作用的效果不是很好。磷浓度高于0.5mg/L,不利于大型溞的生长繁殖，对铜绿微囊藻更有利。高氮、高磷条件对铜绿微囊藻的生长优于低氮、高磷条件。对大型溞没有显著影响。

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摘要 4-6ABSTRACT 6-12第一章文献综述 12-26 1.1 水华的危害及治理 12-16 1.1.1 水华的概念及一般生物学特征 12 1.1.2 水华的危害 12-14 1.1.3 水华的治理方法 14-16 1.2 生物操纵理论及其研究概况 16-19 1.2.1 生物操纵的概念 16 1.2.2 生物操纵理论 16-17 1.2.3 生物操纵的方式 17-19 1.2.4 浮游动物在生物操纵中的作用 19 1.3 水生植物的种类和净化机理 19-22 1.3.1 大型水生植物的种类 20 1.3.2 水生植物净化机理 20-21 1.3.3 沉水植物特点及功能 21-22 1.3.4 沉水植被在恢复富营养化水体生态中的应用研究 22 1.4 论文选题的意义及内容 22-26 1.4.1 意义 22-24 1.4.2 主要研究内容 24-26第二章培养箱内藻-溞-草间相互作用关系研究 26-36 2.1 前言 26 2.2 材料与方法 26-28 2.2.1 试验材料 26-28 2.2.2 材料预处理 28 2.3 试验设计 28-29 2.3.1 培养液的配制 28 2.3.2 小球藻和大型溞共培养 28-29 2.3.3 小球藻和金鱼藻共培养 29 2.3.4 藻-溞-草共培养 29 2.3.5 指标测定及数据处理 29 2.4 结果与分析 29-33 2.4.1 小球藻和大型溞共培养 29-30 2.4.2 小球藻和金鱼藻共培养 30-31 2.4.3 藻-溞-草共培养 31-32 2.4.4 不同组合下培养对水体中氮磷的去除效果 32-33 2.5 讨论 33-36 2.5.1 氮磷浓度及其摩尔比对生物操纵效果有明显影响 33-34 2.5.2 生物操纵与水生植被重建 34-36第三章温度和光照对藻-溞-草间相互作用的影响 36-44 3.1 前言 36 3.2 材料与方法 36-37 3.2.1 试验材料 36 3.2.2 试验设计 36-37 3.3 结果与分析 37-40 3.3.1 温度对三者共培养的影响 37-39 3.3.2 光照对三者共培养的影响 39-40 3.4 讨论 40-44 3.4.1 温度与磷浓度对三者共培养时控藻效果的影响 41 3.4.2 光照与磷浓度对三者共培养时控藻效果的影响 41-44第四章模拟自然水体条件下藻-溞-草间相互作用关系 44-56 4.1 前言 44 4.2 材料与方法 44-45 4.2.1 试验材料 44 4.2.2 试验设计 44 4.2.3 指标测定及数据处理 44-45 4.2 结果与分析 45-52 4.2.2 小球藻和金鱼藻共培养 45-47 4.2.3 小球藻和大型溞共培养 47-50 4.2.4 三者共培养 50-52 4.3 讨论 52-56 4.3.1 水体的营养水平对金鱼藻和大型溞控藻效果的影响 52-54 4.3.2 不同营养水平的共培养对氮磷去除效果的影响 54-56第五章采用铜绿微囊藻研究生物操纵的效果 56-60 5.1 前言 56 5.2 试验材料和方法 56-57 5.2.1 试验材料 56-57 5.2.2 试验方法 57 5.3 试验设计 57-58 5.3.1 培养液的配制 57 5.3.2 铜绿微囊藻和大型溞共培养 57-58 5.4 结果与分析 58 5.5 讨论 58-60第六章结论 60-62参考文献 62-71致谢 71-72攻读学位期间发表的学术论文目录 72-73

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