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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 20 期摇 摇 2011 年 10 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
洋山港潮间带大型底栖动物群落结构及多样性 王宝强,薛俊增,庄摇 骅,等 (5865)……………………………
天津近岸海域夏季大型底栖生物群落结构变化特征 冯剑丰,王秀明,孟伟庆,等 (5875)………………………
基于景观遗传学的滇金丝猴栖息地连接度分析 薛亚东,李摇 丽,李迪强,等 (5886)……………………………
三江平原湿地鸟类丰富度的空间格局及热点地区保护 刘吉平,吕宪国 (5894)…………………………………
江苏沿海地区耕地景观生态安全格局变化与驱动机制 王摇 千,金晓斌,周寅康 (5903)………………………
广州市主城区树冠覆盖景观格局梯度 朱耀军,王摇 成,贾宝全,等 (5910)………………………………………
景观结构动态变化及其土地利用生态安全———以建三江垦区为例 林摇 佳,宋摇 戈,宋思铭 (5918)…………
基于景观安全格局的香格里拉县生态用地规划 李摇 晖,易摇 娜,姚文璟,等 (5928)……………………………
苏南典型城镇耕地景观动态变化及其影响因素 周摇 锐,胡远满,苏海龙,等 (5937)……………………………
放牧干扰下若尔盖高原沼泽湿地植被种类组成及演替模式 韩大勇,杨永兴,杨摇 杨,等 (5946)………………
放牧胁迫下若尔盖高原沼泽退化特征及其影响因子 李摇 珂,杨永兴,杨摇 杨,等 (5956)………………………
近 20 年广西钦州湾有机污染状况变化特征及生态影响 蓝文陆 (5970)…………………………………………
万仙山油松径向生长与气候因子的关系 彭剑峰,杨爱荣,田沁花 (5977)………………………………………
50 年来山东塔山植被与物种多样性的变化 高摇 远,陈玉峰,董摇 恒,等 (5984)………………………………
热岛效应对植物生长的影响以及叶片形态构成的适应性 王亚婷,范连连 (5992)………………………………
遮荫对濒危植物崖柏光合作用和叶绿素荧光参数的影响 刘建锋,杨文娟,江泽平,等 (5999)…………………
遮荫对 3 年生东北铁线莲生长特性及品质的影响 韩忠明,赵淑杰,刘翠晶,等 (6005)…………………………
云雾山铁杆蒿茎叶浸提液对封育草地四种优势植物的化感效应 王摇 辉,谢永生,杨亚利,等 (6013)…………
杭州湾滨海滩涂盐基阳离子对植物分布及多样性的影响 吴统贵,吴摇 明, 虞木奎,等 (6022)………………
藏北高寒草原针茅属植物 AM真菌的物种多样性 蔡晓布,彭岳林,杨敏娜,等 (6029)…………………………
成熟马占相思林的蒸腾耗水及年际变化 赵摇 平,邹绿柳,饶兴权,等 (6038)……………………………………
荆条叶性状对野外不同光环境的表型可塑性 杜摇 宁,张秀茹,王摇 炜,等 (6049)………………………………
短期极端干旱事件干扰后退化沙质草地群落恢复力稳定性的测度与比较 张继义,赵哈林 (6060)……………
滨海盐碱地土壤质量指标对生态改良的响应 单奇华,张建锋,阮伟建,等 (6072)………………………………
退化草地阿尔泰针茅与狼毒种群的小尺度种间空间关联 赵成章,任摇 珩 (6080)………………………………
延河流域植物群落功能性状对环境梯度的响应 龚时慧,温仲明,施摇 宇 (6088)………………………………
臭氧胁迫使两优培九倒伏风险增加———FACE研究 王云霞,王晓莹,杨连新,等 (6098)………………………
甘蔗 / /大豆间作和减量施氮对甘蔗产量、植株及土壤氮素的影响 杨文亭,李志贤,舒摇 磊,等 (6108)………
湿润持续时间对生物土壤结皮固氮活性的影响 张摇 鹏,李新荣,胡宜刚,等 (6116)……………………………
锌对两个品种茄子果实品质的效应 王小晶,王慧敏,王摇 菲,等 (6125)…………………………………………
Cd2+胁迫对银芽柳 PS域叶绿素荧光光响应曲线的影响 钱永强,周晓星,韩摇 蕾,等 (6134)…………………
紫茉莉对铅胁迫生理响应的 FTIR研究 薛生国,朱摇 锋,叶摇 晟,等 (6143)……………………………………
结缕草对重金属镉的生理响应 刘俊祥 ,孙振元,巨关升,等 (6149)……………………………………………
两种大型真菌子实体对 Cd2+的生物吸附特性 李维焕,孟摇 凯,李俊飞,等 (6157)……………………………
富营养化山仔水库沉积物微囊藻复苏的受控因子 苏玉萍,林摇 慧,钟厚璋,等 (6167)…………………………
一种新型的昆虫诱捕器及其对长足大竹象的诱捕作用 杨瑶君,刘摇 超,汪淑芳,等 (6174)……………………
光周期对梨小食心虫滞育诱导的影响 何摇 超,孟泉科,花摇 蕾,等 (6180)………………………………………
农林复合生态系统防护林斑块边缘效应对节肢动物的影响 汪摇 洋,王摇 刚,杜瑛琪,等 (6186)………………
中国超大城市土地利用状况及其生态系统服务动态演变 程摇 琳,李摇 锋,邓华锋 (6194)……………………
城市综合生态风险评价———以淮北市城区为例 张小飞,王如松,李正国,等 (6204)……………………………
唐山市域 1993—2009 年热场变化 贾宝全,邱尔发,蔡春菊 (6215)………………………………………………
基于投影寻踪法的武汉市“两型社会冶评价模型与实证研究 王茜茜,周敬宣,李湘梅,等 (6224)……………
长株潭城市群生态屏障研究 夏本安,王福生,侯方舟 (6231)……………………………………………………
基于生态绿当量的城市土地利用结构优化———以宁国市为例 赵摇 丹,李摇 锋,王如松 (6242)………………
基于 ARIMA模型的生态足迹动态模拟和预测———以甘肃省为例 张摇 勃,刘秀丽 (6251)……………………
专论与综述
孤立湿地研究进展 田学智,刘吉平 (6261)…………………………………………………………………………
甲藻的异养营养型 孙摇 军,郭术津 (6270)…………………………………………………………………………
生态工程领域微生物菌剂研究进展 文摇 娅,赵国柱,周传斌,等 (6287)…………………………………………
我国生态文明建设及其评估体系研究进展 白摇 杨,黄宇驰,王摇 敏,等 (6295)…………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*440*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*49*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄10
封面图说: 壶口瀑布是黄河中游流经秦晋大峡谷时形成的一个天然瀑布。 此地两岸夹山,河底石岩上冲刷成一巨沟,宽达 30
米,深约 50 米,最大瀑面 3 万平方米。 滚滚黄水奔流至此,倒悬倾注,若奔马直入河沟,波浪翻滚,惊涛怒吼,震声数
里可闻。 其形其声如巨壶沸腾,故名壶口。 300 余米宽的滚滚黄河水至此突然收入壶口,有“千里黄河一壶收冶之
说。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 31 卷第 20 期
2011 年 10 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 31,No. 20
Oct. ,2011
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:福建省自然科学基金(2010J01250); 福建省教育厅科学研究基金(JB07074); 福建师范大学本科生课外创新项目(BKL2010鄄039)
收稿日期:2011鄄04鄄20; 摇 摇 修订日期:2011鄄07鄄11
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: ypsu@ fjnu. edu. cn
苏玉萍,林慧,钟厚璋,林佳,陈静.富营养化山仔水库沉积物微囊藻复苏的受控因子.生态学报,2011,31(20):6167鄄6173.
Su Y P,Lin H, Zhong H Z,Lin J,Chen J. Factors regulating recruitment of Microcystis from the sediments of the eutrophic Shanzai Reservoir. Acta Ecologica
Sinica,2011,31(20):6167鄄6173.
富营养化山仔水库沉积物微囊藻复苏的受控因子
苏玉萍1,2,*,林摇 慧1,钟厚璋1,林摇 佳1,陈摇 静1
(1. 福建师范大学环境科学与工程学院, 福州摇 350007; 2. 福建省高分子材料重点实验室,福州摇 350007)
摘要:山仔水库作为福建省福州市重要的饮用水水源地之一,从 2000 年起每年都周期性爆发蓝藻门微囊藻属(Microcystis)水华
现象,特别是在温暖的季节。 对于这个富营养化水库,是否在沉积物中存在蓝藻门微囊藻的“种源冶? 假设山仔水库底泥中存
在蓝藻门微囊藻休眠体,一定的环境条件能够促进蓝藻门微囊藻的复苏。 研究于 2009 年 12 月采集水库大坝断面 5 根柱状沉
积物,采用正交试验的方法,模拟了温度、光照、pH值、营养盐、物理扰动和浮游动物(膨大肾形虫)等环境因子对山仔水库沉积
物中蓝藻门微囊藻的复苏响应。 结果表明,底泥中存在着一定数量的底栖动物和硅藻、蓝藻和绿藻等微藻,从实验结束后沉积
物中微囊藻数量的减少和上覆水体中微囊藻数量的增加,可以判断在适宜的环境条件下,蓝藻门微囊藻能够复苏并上浮到上覆
水体中。 正交实验显著性分析表明,温度是沉积物蓝藻门微囊藻复苏的重要影响因子,光照次之,上覆水体的 pH 值、营养盐、
物理扰动和浮游动物干扰对沉积物蓝藻门微囊藻的复苏影响作用不显著,升温有利于沉积物中微囊藻的复苏。
关键词:沉积物; 微囊藻; 复苏; 山仔水库
Factors regulating recruitment of Microcystis from the sediments of the eutrophic
Shanzai Reservoir
SU Yuping1,2,*,LIN Hui1, ZHONG Houzhang1,LIN Jia1,CHEN Jing1
1 Environmental Science and Engineering College,Fujian Normal University, Fuzhou 350007,China
2 Key Laboratory of Polymer Materials of Fujian Province, Fuzhou 350007,China
Abstract: Shanzai reservoir is one of the drinking water sources to provide 0. 23 million people living in Fuzhou City,
Fujian province, China. There has excessive blue鄄green algae growth in this reservoir from 2000 especially in the warmer
seasons. Many species of algae can live on sediments during conditions unsuitable for growth. This is true for most blue鄄
green algae, some of which develop as surface water blooms, such as Anabaena and Aphanizomenon produce akinetes
forming seed banks which can survive on sediments of water bodies for overwintering. Although the toxic blue鄄green algae
Microcystis does not produce any specialized dormant cells like akinetes, it is reported that Microcystis colonies can
accumulate on the sediments during autumn and winter in a vegetative state. We have addressed the question of whether the
sediment provides the inoculum for Microcystis population in the eutrophic Shanzai reservoir. Our hypotheses were that if any
factor might enhance recruitment of Microcystis from the sediment. Five core samples were collected from the sediment on
December 2009 in the dam section of Shanzai reservoir. We examined the recruitment responses of Microcystis to the culture
conditions including temperature, light intensity, pH, nutrient, physical disturbance and zooplankton in the sediment of the
Shanzai Reservoir. Many kinds of Zoobenthos and algae could be found in the sediment. The main algae included
Cyanobacteria, Diatom and Chlorophyta etc. The result of orthogonal experiment showed that temperature was the most
important regulating factor for the Microcystis recruitment from sediments, the increased temperature would promote the
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recruitment of Microcystis, the second one is the light intensity. The effects of the overlying water pH, nutrient, physical
disturbance and zooplankton on the recruitment of Microcystis from sediments were not obvious. Reinvasion was quantified
by the diminution of benthic Microcystis abundance, and moreover, by the increase of Microcystis in the water column. Our
results from the laboratory experiment suggest that the Microcystis in the sediment could recruit and float up to the water
surface which support our hypothesis that the sediment is the important seed banks and provide the inocula for Microcystis
blooms in Shazai Reservoir and temperature was the most significant environmental factor regulating the recruitment of
Microcystis from the sediment. The results would provide a scientific reference for controlling Microcystis bloom in the
Shanzai reservoir.
Key Words: sediment; Microcystis; recruitment; Shanzai Reservoir
湖泊水库富营养化问题是当前世界范围内普遍关注的水环境问题之一,特别是作为饮用水源的湖泊水
库,产毒素藻类如蓝藻门微囊藻属(Microcystis)的爆发,直接威胁到人们的饮水安全。 国内外学者对湖泊富营
养化问题的相关研究表明,沉积物常作为浮游植物休眠的场所,为种群再生长提供必需的“种源冶,在一定程
度上为藻类水华的爆发提供条件[1鄄6]。 孔繁翔提出假设,将蓝藻水华的形成分为相互区别而又连续的 4 个过
程,即下沉和越冬(休眠) 、复苏、生物量增加、上浮聚集并形成水华,并认为在不同的阶段,藻类的生理特性不
同,影响其发展的主导生态因子也不相同[7鄄8]。 蓝藻在生长环境不利时会在沉积物表面积累, 进入休眠状态,
等到环境条件适宜时, 开始生长, 迁移到水中, 这便是所谓的“复苏冶现象,这种生长策略可以使蓝藻度过生
长环境恶劣的时期,从而为种群再生长提供必需的“种源冶 [9]。 蓝藻中的鱼腥藻和束丝藻能够产生孢子作为
越冬的种子库,而产毒蓝藻如微囊藻不产生孢子,微囊藻能够以营养细胞状态聚集在沉积物中度过秋天和冬
天。 休眠的蓝藻复苏受到许多环境因素的影响,已有研究表明,蓝藻的复苏与温度、光照、溶解氧以及营养盐
有着密切的联系[10鄄13]。 目前国内对蓝藻“水华冶形成机理和控制策略的研究主要集中于夏季,对于蓝藻春季
复苏这一过程仅见对太湖的报道[14],对深水库沉积物相关研究未见报道。
近几年,福建省的许多水库相继出现了富营养化问题,在温暖的季节周期性发生蓝藻门微囊藻属
(Microcystis)水华,严重影响了水质。 山仔水库沉积物能否为蓝藻门微囊藻水华提供“种源冶? 一定的环境条
件能否促进蓝藻门微囊藻的复苏? 本研究以富营养化的山仔水库冬季沉积物为研究对象,采用正交试验研究
环境因子对山仔水库沉积物微囊藻复苏的影响,探索影响沉积物微囊藻复苏的关键因子,对于进一步认识山
仔水库“水华冶的发生机理,进而采取有针对性的控制措施,制定合理的水源地水资源管理目标提供科学的
参考。
1摇 研究区域概况
山仔水库位于敖江中游段,中心地理位置为北纬 26毅17忆51义,东经 119毅21忆35义。 该水库于 1994 年 11 月建
成发电,水库调节库容 1. 06 亿 m3,水面面积 6. 639km2,平均水深 25m,坝头最深处约 50m。 1997 年福州市人
民政府确定敖江为福州市的第二饮用水源。 从 2000 年开始,山仔水库出现富营养化现象,在库湾水浅流缓的
地方爆发了以蓝藻门水华微囊藻(M. flos鄄aquae)为优势种群的水华,水华多发生在春末夏季和初秋,具有明显
的季节性特点。
2摇 实验部分
2. 1摇 样品的采集
在便携式全球定位系统 GPS导航下,于 2009 年 12 月,在山仔水库湖泊区大坝断面(26毅20忆24义N,119毅19忆
48义E),利用奥地利进口不锈钢柱状采泥器,采集 5 管 50cm柱状沉积物。 现场将其中 1 管沉积物按 0—1cm、
1—3cm、3—5cm、5—7cm、7—9cm切割,并分别保存于密封袋中,带回实验室,置于 4益冰箱保存一周。 用于
模拟实验的水库底层原水的采集与沉积物采集同步,带回实验室后立即经纤维滤膜(0. 45 滋m)过滤,然后将
水样放入 4益下冰柜中避光保存。
8616 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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山仔大坝敖江流域
图 1摇 山仔水库地理位置
Fig. 1摇 The location of Shanzai Reservoir
2. 2摇 沉积物和水体微藻分析
将按 0—1cm、1—3cm、3—5cm、5—7cm、7—9cm 切割的沉积物,分别称取 1g 的新鲜沉积物样品,置于干
净的小烧杯中,加 100mL蒸馏水充分混匀,静置 1min后,取上部液体 30mL转移入标记好的试剂瓶中,加入若
干滴鲁哥式碘液(15mL / L)固定。 计数前将固定样混匀,用移液枪移取 0. 1mL置于计数框(20mm伊20mm)中,
在生物显微镜下,以 10伊40 倍进行视野法计数,分析沉积物各种微藻的数量(个 / g 底泥湿重),每个样品做 3
个平行分析,结果以平行样偏差不超 15%的平均值表示。
将正交复苏实验后装置中沉积物分 5 层进行切割,分别是 0—1 cm、1—3 cm、3—5 cm、5—7 cm、7—9 cm,
切割完的样品分别保存于密封袋中,用于比较实验前后沉积物中微囊藻丰度的变化。
用 0. 1mL计数框观察 100 个视野里各种藻类的数量,并通过公式(1)换算得出水柱中藻类的数量。
N= AA0
伊
VS
V 伊
æ
è
ç
ö
ø
÷n (1)
式中,N为每升水样中复苏藻类数量个 / L; A 为计数框的面积 / mm2; A0为计数面积 / mm2,即视野数伊视野面
积; VS为 1L原水样浓缩后的计数样品的体积 / mL;V为计数框体积 / mL; n为计数所得藻类的数目。
2. 3摇 正交实验设计
将采集到的其余 4 管沉积物,将 0—10cm沉积物样品充分混匀后,分别称取 25g 置于 16 个(设置两组平
行)自制的底面直径 5cm,高 20cm柱状有机玻璃模拟装置中。 每个模拟柱中装入 350mL纤维滤膜(0. 45滋m)
过滤的底层原水或培养液,设定条件培养 40d后,将装置内的 350mL 水样移出,加入鲁哥试剂固定,采用 0. 1
mL的计数框进行视野法计数,并观察微囊藻的形态大小,计数 3 组平行样,取培养结果偏差不超 15%的分析
结果的平均值进行分析。
本研究选取温度、光照、pH、营养盐、物理扰动、浮游动物干扰这 6 个因素,每个因素设 2 个水平,进行山
仔水库沉积物中微囊藻复苏的正交实验。 采用 L8(27)正交设计,因素水平表见表 1,结果进行显著性 F检验。
1)根据山仔水库近 3a监测数据,不同季节沉积物上覆水的温度变化范围在为 10—15益,因此设置温度
9益和 18益两个水平;
2)设计了黑暗及微弱光照条件:黑暗条件即将整根模拟柱用牛皮纸包裹遮光,微弱光照条件为在 2400lx
照度下,将模拟柱用牛皮纸包裹遮光,保留培养柱上段透光,光暗比为 12h 颐12h;
9616摇 20 期 摇 摇 摇 苏玉萍摇 等:富营养化山仔水库沉积物微囊藻复苏的受控因子 摇
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3)根据历年数据,山仔水库不同季节沉积物上覆水的 pH值变化范围在 6. 5—7. 5 之间,用 0. 04mol / L的
盐酸和 0. 04mol / L的氢氧化钠调节初始培养液的 pH值,设置 pH值为 6. 0 和 8. 0 两个水平;
4)培养柱中的上覆水采用 0. 45 微米滤膜过滤后的水库上覆原水和 BG11 溶液(BG11 培养基配方由中国
科学院水生生物研究所淡水藻种库(FACHB)提供),考察上覆水培养基对微囊藻复苏的影响;
5)考虑到下层水体可能受到水库开闸放水等因素影响,设计了无扰动(静置培养)和扰动(每天用摇床低
速扰动 3 次,每次半小时,其余时间静置)条件;
6)设计了添加用稻杆浸出液富集的山仔水库沉积物上覆水体中的土著浮游动物膨大肾形虫(Colpoda
inflata)和不添加浮游动物的条件。
表 1摇 正交实验因素水平表
Table 1摇 Factors level table of orthogonal experiment
水平
Level
因素 Factor
温度 / 益
Temperature A
光照 / lx
Light intensity B
pH
C
营养盐
Nutrient D
扰动
Disturbance E
浮游动物
Zooplankton F
1 9 无光照 6. 0 BG11 溶液 扰动 有添加
2 18 微光照 8. 0 过滤后原水 无扰动 无添加
3摇 结果与讨论
3. 1摇 山仔水库沉积物中底栖动物与微藻
山仔水库冬季沉积物中底栖动物和微藻种类见表 2,微藻丰度的分析结果如图 2 所示。 山仔水库沉积物
中底栖动物主要包括螅状单缩虫 (Carchesium polypinum)、褶累枝虫 ( Epistylis plicatils)、尖尾疣毛轮虫
(Synchaeta stylata)、独角聚花轮虫(Conochilus unicornis)和无节幼体(Nauplius)。 微藻的种类主要有硅藻门
( Bacillariophyta ) 、蓝藻门 ( Cyanophyta ) 、绿藻门 ( Chlorophyta ) 以及隐藻门 ( Cryptophyta ) 、裸藻门
表 2摇 山仔水库沉积物中底栖动物与藻类的主要种类
Table 2摇 Main species of zoobenthos and algae in the sediment of the Shanzai Reservoir
底栖动物
Zoobenthos
螅状单缩虫 Carchesium polypinum
褶累枝虫 Epistylis plicatils
尖尾疣毛轮虫 Synchaeta stylata
独角聚花轮虫 Conochilus unicornis
无节幼体 Nauplius
藻类 Algae
硅藻门
Bacillariophyta
远距直链藻 Melosira distans
梅尼小环藻 Cyclotella meneghiniana
颗粒直链藻最窄变种 Melosira granulata var. angustissima
舟形藻 Navicula sp.
绿藻门
Chlorophyta
纤细月牙藻 Selenastrum gracile
小形月牙藻 Selenastrum minutum
瑞尖月牙藻 Selenastrum westii
弓形藻 Schroederia setigera
针形纤维藻 Ankistrodesmus acicularis
蓝藻门
Cyanophyta
微囊藻(散状细胞)Microcystis sp.
固氮鱼腥藻 Anabaena azotica
小颤藻 Oscillatoria tenuis
不整齐蓝纤维藻 Dactylococcopsis irreguloris
隐藻门
Cryptophyta
卵形隐藻 Cryptomonas ovata
啮蚀隐藻 Cryptomonas erosa
尖尾蓝隐藻 Chroomonas acuta
裸藻门 Euglenophyta 囊裸藻 Trachelomonas sp.
甲藻门 Pyrrophyta 角甲藻 Ceratium hirundinella
0716 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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0 0.50
1.00 1.50
2.00 2.50
3.00 3.50
4.00 4.50
细胞
数/
(106 个
/g 底
泥湿
重)
沉积物深度 Sediment depth/cm
其它
绿藻
蓝藻
硅藻
0—1 1—3 3—5 5—7 7—9
图 2摇 山仔水库沉积物不同深度微藻丰度
摇 Fig. 2 摇 The abundance of micro algae in different depth
sediments of Shanzai Reservoir
(Euglenophyta)和甲藻门(Pyrrophyta)等,其中各层中占
优势的是硅藻门,密度达到 106个 / g 底泥湿重,其次是
蓝藻门(主要包括微囊藻、鱼腥藻、颤藻和不整齐蓝纤
维藻),密度达到 105个 / g 底泥湿重。 表层沉积物中微
藻的数量达到 4. 20伊106个 / g 底泥湿重,表层到次表层
有较为明显的下降趋势,5—7cm处出现一个高值,微藻
的数量达到 2. 85伊106个 / g 底泥湿重,表明不同深度沉
积物生物量积累的年度差异,有待结合水库的沉积速率
进一步分析。
3. 2摇 正交试验结果分析
正交实验的结果见表 3。 在本次实验中,考察指标
是复苏到上覆水体的微囊藻密度,密度越大,代表微囊
藻对相应环境条件的复苏响应越好,由表 3 可看出,R
温度>R光照>R扰动>R pH >R 浮游动物>R 营养盐,本设计实验中,沉积物中微囊藻复苏的最佳条件是:
18益、微光照、pH=6、BG11 营养液、扰动及无额外添加浮游动物条件。
表 3摇 正交实验结果
Table 3摇 The results of orthogonal experiment
NO.
列号
A B C D E F 空列 null
微囊藻复苏量
/ (个 / L)
1 1 1 1 1 1 1 1 1. 10伊108
2 1 1 1 2 2 2 2 8. 76伊107
3 1 2 2 1 1 2 2 2. 38伊108
4 1 2 2 2 2 1 1 8. 96伊107
5 2 1 2 1 2 1 2 1. 96伊108
6 2 1 2 2 1 2 1 2. 21伊108
7 2 2 1 1 2 2 1 2. 58伊108
8 2 2 1 2 1 1 2 3. 83伊108
K1 5. 24伊108 6. 15伊108 8. 38伊108 8. 01伊108 9. 52伊108 7. 79伊108 6. 78伊108
K2 1. 06伊109 9. 68伊108 7. 45伊108 7. 82伊108 6. 31伊108 7. 79伊108 9. 05伊108
极差 R 5. 34伊108 3. 53伊108 9. 36伊107 1. 91伊107 3. 21伊108 2. 52伊107 2. 26伊108
因素主次 Sequence ABECFD
优方案 Optimal A2B2C1D1E1F2
SSj 3. 57伊1016 1. 56伊1016 1. 10伊1015 4. 57伊1013 1. 29伊1016 7. 91伊1013 6. 41伊1015
3. 2摇 影响因素显著性检验与分析
正交实验各因素方差分析的结果见表 4。 结果显示,温度和光照对沉积物中微囊藻复苏有显著影响,且
温度对复苏的影响比光照更显著,即温度为山仔水库沉积物中微囊藻的复苏最主要影响因素,上覆水体 pH、
营养盐、扰动和浮游动物对沉积物中微囊藻的复苏影响作用不显著,高温和光照有利于沉积物中微囊藻的复
苏。 从复苏后沉积物镜检结果来看,高温和光照条件下,沉积物中蓝藻数量下降约为 60% ,从总体上看,表层
(0—1 cm)微囊藻数量减少的较多,底层数量保持比较平衡,说明沉积物表层微囊藻比较容易复苏上浮到水
体中。 而沉积物中其他种类的微藻与蓝藻的种间竞争也影响着蓝藻的复苏,有待进一步探讨。
温度对微囊藻复苏的控制,可能是通过影响微囊藻的浮力而实现。 研究表明,温度低于一定水平时,微囊
藻的细胞生长速率大幅减少,但光合作用速率仍维持在较高水平,则导致了细胞内糖的大量积累,降低了细胞
浮力,微囊藻进入沉积物“休眠冶;温度升高至一定水平,微囊藻的细胞恢复生长,消耗糖分,使得细胞浮力增
1716摇 20 期 摇 摇 摇 苏玉萍摇 等:富营养化山仔水库沉积物微囊藻复苏的受控因子 摇
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大开始上浮至水体,则表现为微囊藻的“复苏冶 [14]。 因此,温度成为控制微囊藻休眠与复苏的重要因素。
蓝藻细胞体内除了含有叶绿素外,还含有特异的藻胆蛋白,使其能够利用其他藻类所无法利用的绿、黄、
橙光(500—600nm),从而在沉积物中仍保持着光合作用,维持细胞活性[7]。 但沉积物中的蓝藻复苏仍需要一
定的光照条件,已有研究表明,冬季浅水区(水深 1—2m)蓝藻的复苏量与复苏率明显高于深水区(水深>
6m) [15],蓝藻的复苏需要通过光合作用提供足够的能量才能实现,因此,光照强度能够影响沉积物中微囊藻
的复苏。
水流扰动对微囊藻复苏的影响,一方面使模拟柱的沉积物表面处于好氧环境,阻碍微囊藻的复苏生长,另
一方面,扰动也可能促进微囊藻从沉积物进入水体[10]。 本实验结果显示,扰动所产生的好氧环境对微囊藻复
苏的阻碍作用与扰动促进微囊藻进入水体的作用易发生转换,使扰动对微囊藻复苏的影响不显著。
浮游动物对沉积物中微囊藻复苏的作用较为复杂,可以通过生物扰动或选择性的滤食对复苏产生影响,
但微囊藻营养价值低,本身具有毒性,因而它的复苏和生长可能较少受到浮游动物捕食的负面影响。 本研究
结果显示,从山仔水库沉积物上覆水体中富集得到的浮游动物膨大肾形虫对微囊藻的复苏并无显著影响,浮
游动物对沉积物中微囊藻复苏的作用有待进行生理与生态方面的深入研究。
本研究中微囊藻复苏与上覆水体中初始的 N、P 浓度关系不大。 营养盐的浓度能够影响微囊藻的生
长[12],但沉积物上覆水体中的 N、P营养盐与沉积物间隙水 N、P 营养盐之间处于动态平衡之中,故营养盐对
微囊藻复苏的影响也不显著。
已有的研究结果显示,沉积物鄄水界面的 pH值不仅影响沉积物上覆水体中的 N、P营养盐浓度,而且对微
囊藻的复苏生长有一定影响,弱酸水体更有利于微囊藻的复苏生长,可能原因是弱酸水体较易吸收空气中的
CO2,促进微囊藻的光合作用,为微囊藻的复苏提供能量,但这个过程极为缓慢,所以其对微囊藻的复苏影响
很小。
表 4摇 正交实验各因素方差分析表
Table 4摇 The factors variance analysis of the orthogonal experiment
差异源 Number SS df MS F 显著性 Significance
A 3. 57伊1016 1 3. 57伊1016 18. 72 *
B 1. 56伊1016 1 1. 56伊1016 8. 18 *
E 1. 29伊1016 1 1. 29伊1016 6. 75
}CD
E
e驻误差 error
1. 10伊1015
4. 57伊1013
7. 91伊1013
6. 41伊10
ü
þ
ý
ïï
ïï15
7. 63伊1015 }111
1
4 1. 91伊1015
总和 Sum 7. 18伊1016 7 1. 03伊1016
摇 摇 SS: 离差平方和;df: 自由度;MS: 均方
4摇 主要结论
本文通过正交试验方法,模拟了山仔水库冬季沉积物蓝藻门微囊藻属的复苏,实验结果表明,温度是山仔
水库沉积物微囊藻复苏的主要影响因子,光照次之,上覆水体的 pH 值、营养盐、物理扰动和浮游动物干扰对
沉积物微囊藻的复苏影响作用不明显,温度升高有利于山仔水库沉积物中微囊藻的复苏。
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3716摇 20 期 摇 摇 摇 苏玉萍摇 等:富营养化山仔水库沉积物微囊藻复苏的受控因子 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 20 October,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Community structure and diversity of macrobenthos in the intertidal zones of Yangshan Port
WANG Baoqiang, XUE Junzeng, ZHUANG Hua, et al (5865)
……………………………………………
……………………………………………………………………
Variation characteristics of macrobenthic communities structure in tianjin coastal region in summer
FENG Jianfeng, WANG Xiuming, MENG Weiqing, et al (5875)
……………………………………
…………………………………………………………………
Analysis of habitat connectivity of the Yunnan snub鄄nosed monkeys (Rhinopithecus bieti) using landscape genetics
XUE Yadong, LI Li, LI Diqiang, WU Gongsheng, et al (5886)
…………………
…………………………………………………………………
Study on the spatial pattern of wetland bird richness and hotspots in Sanjiang Plain LIU Jiping, L譈 Xianguo (5894)…………………
Dynamic analysis of coastal region cultivated land landscape ecological security and its driving factors in Jiangsu
WANG Qian,JIN Xiaobin, ZHOU Yinkang (5903)
……………………
…………………………………………………………………………………
Landscape pattern gradient on tree canopy in the central city of Guangzhou, China
ZHU Yaojun, WANG Cheng,JIA Baoquan, et al (5910)
……………………………………………………
……………………………………………………………………………
Research on dynamic changes of landscape structure and land use eco鄄security:a case study of Jiansanjiang land reclamation area
LIN Jia, SONG Ge, SONG Siming (5918)
…
…………………………………………………………………………………………
Shangri鄄La county ecological land use planning based on landscape security pattern
LI Hui, YI Na, YAO Wenjing, WANG Siqi, et al (5928)
……………………………………………………
…………………………………………………………………………
Changes of paddy field landscape and its influence factors in a typical town of south Jiangsu Province
ZHOU Rui, HU Yuanman, SU Hailong, et al (5937)
………………………………
………………………………………………………………………………
Species composition and succession of swamp vegetation along grazing gradients in the Zoige Plateau, China
HAN Dayong, YANG Yongxing, YANG Yang, et al (5946)
…………………………
………………………………………………………………………
Characteristics and influence factors of the swamp degradation under the stress of grazing in the Zoige Plateau
LI Ke, YANG Yongxing, YANG Yang, et al (5956)
………………………
………………………………………………………………………………
Variation of organic pollution in the last twenty years in the Qinzhou bay and its potential ecological impacts LAN Wenlu (5970)……
Response of radial growth Chinese pine (Pinus tabulaeformis) to climate factors in Wanxian Mountain of He忆nan Province
PENG Jianfeng, YANG Airong,TIAN Qinhua (5977)
…………
………………………………………………………………………………
Vegetation and species diversity change analysis in 50 years in Tashan Mountain, Shandong Province, China
GAO Yuan, CHEN Yufeng, DONG Heng,et al (5984)
………………………
……………………………………………………………………………
Effect of urban heat island on plant growth and adaptability of leaf morphology constitute WANG Yating, FAN Lianlian (5992)……
Effects of shading on photosynthetic characteristics and chlorophyll fluorescence parameters in leaves of the endangered plant
Thuja sutchuenensis LIU Jianfeng, YANG Wenjuan, JIANG Zeping, et al (5999)………………………………………………
Effects of shading on growth and quality of triennial Clematis manshurica Rupr.
HAN Zhongming, ZHAO Shujie, LIU Cuijing, et al (6005)
………………………………………………………
………………………………………………………………………
Allelopathic effect of extracts from Artemisia sacrorum leaf and stem on four dominant plants of enclosed grassland on Yunwu
Mountain WANG Hui, XIE Yongsheng, YANG Yali, et al (6013)………………………………………………………………
Effects of soil base cation composition on plant distribution and diversity in coastal wetlands of Hangzhou Bay, East China
WU Tonggui, WU Ming, YU Mukui, et al (6022)
…………
…………………………………………………………………………………
Species diversity of arbuscular mycorrhizal fungi of Stipa L. in alpine grassland in northern Tibet in China
CAI Xiaobu,PENG Yuelin,YANG Minna,et al (6029)
…………………………
……………………………………………………………………………
Water consumption and annual variation of transpiration in mature Acacia mangium Plantation
ZHAO Ping, ZOU Lvliu, RAO Xingquan, et al (6038)
………………………………………
……………………………………………………………………………
Foliar phenotypic plasticity of a warm鄄temperate shrub, Vitex negundo var. heterophylla, to different light environments in the
field DU Ning, ZHANG Xiuru, WANG Wei, et al (6049)………………………………………………………………………
An case study on vegetation stability in sandy desertification land: determination and comparison of the resilience among communities
after a short period of extremely aridity disturbanc ZHANG Jiyi, ZHAO Halin (6060)……………………………………………
Response of soil quality indicators to comprehensive amelioration measures in coastal salt鄄affected land
SHAN Qihua, ZHANG Jianfeng, RUAN Weijian, et al (6072)
………………………………
……………………………………………………………………
Fine鄄scale spatial associations of Stipa krylovii and Stellera chamaejasme population in alpine degraded grassland
ZHAO Chengzhang, REN Heng (6080)
……………………
……………………………………………………………………………………………
The response of community鄄weighted mean plant functional traits to environmental gradients in Yanhe river catchment
GONG Shihui, WEN Zhongming, SHI Yu (6088)
………………
…………………………………………………………………………………
Ozone stress increases lodging risk of rice cultivar Liangyoupeijiu: a FACE study
WANG Yunxia, WANG Xiaoying, YANG Lianxin, et al (6098)
……………………………………………………
…………………………………………………………………
Effect of sugarcane / / soybean intercropping and reduced nitrogen rates on sugarcane yield, plant and soil nitrogen
YANG Wenting, LI Zhixian, SHU Lei, et al (6108)
…………………
………………………………………………………………………………
Effect of wetting duration on nitrogen fixation of biological soil crusts in Shapotou, Northern China
ZHANG Peng, LI Xinrong, HU Yigang, et al (6116)
……………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of zinc on the fruits忆 quality of two eggplant varieties WANG Xiaojing, WANG Huimin, WANG Fei, et al (6125)…………
Rapid light鄄response curves of PS域chlorophyll fluorescence parameters in leaves of Salix leucopithecia subjected to cadmium鄄ion
stress QIAN Yongqiang, ZHOU Xiaoxing, HAN Lei, et al (6134)………………………………………………………………
Physiological Response of Mirabilis jalapa Linn. to Lead Stress by FTIR Spectroscopy
XUE Shengguo, ZHU Feng, YE Sheng, et al (6143)
…………………………………………………
………………………………………………………………………………
Physiological response of Zoysia japonica to Cd2+ LIU Junxiang, SUN Zhenyuan, JU Guansheng, et al (6149)………………………
Biosorption of Cd2+using the fruiting bodies of two macrofungi LI Weihuan, MENG Kai, LI Junfei, et al (6157)……………………
Factors regulating recruitment of Microcystis from the sediments of the eutrophic Shanzai Reservoir
SU Yuping,LIN Hui, ZHONG Houzhang,et al (6167)
……………………………………
……………………………………………………………………………
A new type of insect trap and its trapping effect on Cyrtotrachelus buqueti
YANG Yaojun, LIU Chao, WANG Shufang, et al (6174)
………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Photoperiod influences diapause induction of Oriental Fruit Moth(Lepidoptera: Tortricidae)
HE Chao,MENG Quanke,HUA Lei,et al (6180)
……………………………………………
……………………………………………………………………………………
Influence of edge effects on arthropods communities in agroforestry ecological systems
WANG Yang, WANG Gang, DU Yingqi,et al (6186)
…………………………………………………
………………………………………………………………………………
Dynamics of land use and its ecosystem services in China忆s megacities CHENG Lin, LI Feng, DENG Huafeng (6194)………………
Comprehensive assessment of urban ecological risks: the case of Huaibei City
CHANG Hsiaofei,WANG Rusong, LI Zhengguo, et al (6204)
…………………………………………………………
……………………………………………………………………
The dynamics of surface heat status of Tangshan City in 1993—2009 JIA Baoquan, QIU Erfa,CAI Chunju (6215)…………………
A projection鄄pursuit based model for evaluating the resource鄄saving and environment鄄friendly society and its application to a case
in Wuhan WANG Qianqian, ZHOU Jingxuan, LI Xiangmei, et al (6224)………………………………………………………
Research on ecological barrier to Chang鄄Zhu鄄Tan metropolitan area XIA Benan, WANG Fusheng, HOU Fangzhou (6231)…………
Optimization of urban land structure based on ecological green equivalent: a case study in Ningguo City, China
ZHAO Dan, LI Feng, WANG Rusong (6242)
……………………
………………………………………………………………………………………
Dynamic ecological footprint simulation and prediction based on ARIMA Model: a case study of Gansu Province, China
ZHANG Bo,LIU Xiuli (6251)
……………
………………………………………………………………………………………………………
Review and Monograph
A prospect for study on isolated wetland TIAN Xuezhi, LIU Jiping (6261)……………………………………………………………
Dinoflagellate heterotrophy SUN Jun, GUO Shujin (6270)………………………………………………………………………………
Research progress of microbial agents in ecological engineering WEN Ya,ZHAO Guozhu,ZHOU Chuanbin,et al (6287)……………
The progress of ecological civilization construction and its indicator system in China
BAI Yang, HUANG Yuchi, WANG Min, et al (6295)
……………………………………………………
……………………………………………………………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 20 期摇 (2011 年 10 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 31摇 No郾 20摇 2011
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