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文档简介

p r e s e n t e db y z h e n gx i a o y u d e p a r t m e n to fe n v i r o n m e n t a ls c i e n c e e a s tc h i n an o r m a lu n i v e r s i t y m a y , 2 0 1 1s h a n g h a i 华东师范大学学位论文原创性声明 郑重声明:本人呈交的学位论文淀山湖浮游植物群落结构及其生长动力学研究,是 在华东师范大学攻读硕士博士( 请勾选) 学位期间,在导师的指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人已经发表 或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确 说明并表示谢意。 储签名:榉 慨驯年舌月日 华东师范大学学位论文著作权使用声明 淀山湖浮游植物群落结构及其生长动力学研究系本人在华东师范大学攻读学位 期间在导师指导下完成的硕士博士( 请勾选) 学位论文,本论文的研究成果归华东 师范大学所有。本人同意华东师范大学根据相关规定保留和使用此学位论文,并向主管 部门和相关机构如国家图书馆、中信所和“知网”送交学位论文的印刷版和电子版;允 许学位论文进入华东师范大学图书馆及数据库被查阅、借阅;同意学校将学位论文加入 全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索,将学位论文的标题和摘要汇编出版, 采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。 本学位论文属于( 请勾选) ( ) 1 经华东师范大学相关部门审查核定的“内部 或“涉密”学位论文宰, 于年 月日解密,解密后适用上述授权。 ( 4 ) 2 不保密,适用上述授权。 导师签名盈蛰童堑【垒 本人签名 口f f 年占月日 “涉密”学位论文应是已经华东师范大学学位评定委员会办公室或保密委员会审定过的学位 论文( 需附获批的华东师范大学研究生申请学位论文“涉密”审批表方为有效) ,未经上 述部门审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的,默认为公开学位论文,均适用 上述授权) 。 郑晓宇硕士学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称单位备注 宋永昌教授华东师范大学主席 达良俊教授华东师范大学 由文辉教授华东师范大学 华东师范大学2 0 1 1 届硕士学位论文 摘要 摘要 淀山湖素以“鱼米之乡”闻名,并集水源地、渔业养殖、娱乐功能于一体。近几十 年来,淀山湖水质不断下降,富营养化现象越来越严重,已引起了广泛关注。2 0 0 9 年6 月至2 0 1 0 年6 月期间,对淀山湖1 2 个监测点共进行了1 6 次浮游植物监测,并对浮游 植物生长动力学进行了研究。了解了淀山湖在监测期间浮游植物数量及种类的变化、淀 山湖水质状况、浮游植物群落结构以及叶绿素a 含量与水体各环境因子之间的相关性、 浮游植物的生长特征。得到研究结果如下: 1 调查期间共鉴定淀山湖浮游植物8 门8 9 属2 8 5 种( 含变种) 。其中绿藻门4 3 属1 3 5 种,硅藻1 8 属5 8 种,裸藻5 属3 4 种,蓝藻9 属3 2 种,隐藻4 属8 种,金藻4 属 8 种,甲藻3 属7 种,黄藻3 属3 种。尖尾蓝隐藻、小球藻、链丝藻、尖针杆藻、 模糊直链藻、微囊藻属、颤藻属为淀山湖常见优势种。说明淀山湖水体目前处于富 营养化状态,并有向重富营养化发展的趋势。 2 淀山湖浮游植物种类数与样点的空间分布有关。上游来水入水口及其附近监测点浮 游植物种类数较多,季节变化特征为春季 夏季 冬季 秋季。不同月份中淀山湖浮 游植物种类数及构成比例存在差异。除夏季浮游植物以蓝藻为主要组成,其他季节 浮游植物均以绿藻门为主要组成。 3 淀山湖浮游植物全年平均密度为2 1 9 x l o7 c e l l s l - 1 ,各月变化范围为 9 1 4 x 1 0 5 - 2 1 2 x 1 0 8 c e l l s l - 1 ,最高值出现在2 0 0 9 年9 月中旬。各季节浮游植物密度存 在差异,夏季 春季 冬季 秋季。全年各监测点浮游植物密度大小为:元荡湖 湖中部 湖东部 冬季 秋季。全年各监测点叶绿素 a 含量的变化为:元荡湖 湖中部 湖东部 湖西部 k s p ) ,说明四尾栅藻对磷的亲和性高于氮。 关键词:淀山湖;浮游植物;种类;密度;叶绿素a ;相关性;生长动力学 华东师范大学2 0 1 1 届硕士学位论文a b s t r a c t a b s t r a c t l a k ed i a n s h a ni sf a m o u sf o rf l o w i n g 州mm i l ka n dh o n e a n dh a st h ew a t e rs o u r c e s , f i s hf a r m i n g , a n dr e c r e a t i o nf u n c t i o n i nr e c e n td e c a d e , t h ew a t e rq u a l i t yo fl a k ed i a n s h a ni s d e c l i n i n ga n de u t r o p h i c a t i o ni sm o r es e r i o u s t h a ta t t r a c t e dw i d ea t t e n t i o n f r o mj u n e2 0 0 9t o j u n e2 0 1 0 ,w em o n i t o r e d1 2m o n i t o r i n gp o i n t s1 6t i m e sf o rk n o w i n gt h ew a t e rq u a l i t y , t h e c h a n g eo fp h y t o p l a n k t o ns p e c i e sc o m p o s i t i o n , d e n s i t yv a r i a t i o n ,t h ec o r r e l a t i o nb e t w e e n p h y t o p l a n k t o na n de n v i r o n m e n t a lf a c t o r s ,a n dd i d t h ed y n a m i cs t u d i e sf o rk n o w i n gt h e g r o w t ho fp h y t o p l a n k t o n t h em a i nr e s u l t sa sf o l l o w s : 1 at o t a lo f8p h y l u m ,8 9g e n e r a , 2 8 5s p e c i e so fp h y t o p l a n k t o nw e r ei d e n t i f i e d ( w i t h v a r i e t a s ) t h a ti n c l u d e sc h l o r o p h y t a ( 4 3g e n e r a1 3 5s p e c i e s ) ,b a c i l l a r i o p h y t a ( 18g e n e r a 5 8s p e c i e s ) ,e u g l e n o p h y t a ( 5 g e n e r a3 4s p e c i e s ) ,c y a n o p h y t a ( 9g e n e r a3 2s p e c i e s ) , c r y p t o p h y t a ( 4g e n e r a8s p e c i e s ) ,c h r y s o p h y t a ( 4g e n e r a8s p e c i e s ) ,p y r r o p h y t a ( 3g e n e r a7 s p e c i e s ) ,x a n t h o p h y t a ( 3g e n e r a3s p e c i e s ) t h ed o m i n a t e ds p e c i e sw e r ec h r o o m o n a s a c u t a ,c h l o r e l l av u l g a r i s ,u l o t h r i xf l a c c i d u m ,s y n e d r aa c u s ,m e l o s i r aa m b i u g a , m i c r o c y s t i s ,o s c i l l a t o r i am a i n l y l a k ed i a n s h a ni si ne u t r o p h i c a t i o nc u r r e n t l y , a n dh a s t h et r e n dt ob eh e a v y e u t r o p h i c a t i o n 2 n u m b e ro fp h y t o p l a n k t o ns p e c i e si nl a k ed i a n s h a nh a dr e l e v a n c ew i t hd i s t r i b u t i o no f m o n i t o r i n gp o i n t s a r e aa r o u n do u t l e th a dm o r ep h y t o p l a n k t o ns p e c i e s t h es e a s o no r d e r o fs p e c i e sf r o ml o wt oh i g hw a sa u t u m n , w i n t e r , s u m m e r , s p r i n g t h ep e r c e n t a g eo f p h y t o p l a n k t o ns p e c i e sn u m b e ri nd i f f e r e n tm o n t h sw a sd i f f e r e n t e x c e p tc y a n o p h y t aw a s t h em a i nk i n ds p e c i e si ns l a n l m e r , t h eb a c i l l a r i o p h y t aw a s m a i ns p e c i e si no t h e rs e a s o u s 3 t h em e a np h y t o p l a n k t o nd e n s i t yw a so na v e r a g e2 1 9 1 07 c e l l s l 1i no n ey e a r , p e a ki n m i d s e p t e m b e r2 0 0 9 t h ed e n s i t yo r d e ro fp h y t o p l a n k t o nf r o ml o wt oh i g hw a sa u t u m n , w i n t e r , s p r i n g , s l a m m e r t h ep o i n to r d e ro fm e a nd e n s i t yf r o ml o wt oh i g hw a sl a k e y u a n d a n g , l a k ec e n t r a l ,l a k ee a s t ,l a k ew e s t ,( e q u a lt ol a k en o r t h ) ,l a k es o u t h t h el o w e s t d e n s i t yp o 缸w a sl a k ey u a n d a n g , t h eh i g h e s tp o i n tw a st h e n o 1 p o i n t t h e p h y t o p l a n k t o nd e n s i t yo fd i f f e r e n tp o i n t si na l g a e - b l o o m i n gp e r i o dw a sd i f f e r e n tf r o m n o n b l o o m i n gp e n o d ,a n dd e c i d e dp i n o t s d e n s i t yo r d e r l a k ed i a n s h a nh a dt h ef u r i f y i n g f u n c t i o n , t h ep h y t o p l a n k t o nd e n s i t yi no u t l e tw a sl o w e rt h a ni n l e t i i i 华东师范大学2 0 1 1 届硕士学位论文 a b s t r a c t t h em e a nc h l o r o p h y l l aw a s1 3 4 7m e g m o na v e r a g ef r o mm a y2 0 0 9t oj u n e2 0 1 0 ,a n d r a n g e df r o mo 5 9t o3 8 6 4 m g m t h es e a s o no r d e ro fc h l o r o p h y l l af r o ml o wt oh i g hw a s a u t u m n , w i n t e r , s u m m e r , s p r i n g t h ec h a n g eo fs e a s o nw a so b v i o u s t h ep o i n t so r d e ro f c h l o r o p h y l l - af r o ml o wt oh i 【曲w a sl a k ey u a n d a n g , l a k ec e n t r a l ,l a k ee a s t ,l a k ew e s t , l a k es o u t h , l a k en o r t h t h el o w e s tc h l o r o p h y l l ap o i n tw a sl a k ey u a n d a n g , t h eh i g h e s t p o i n tw a st h e n o 7 p o i n t t h ea v e r a g e o fc h l o r o p h y l l aw a s2 3 6 4m g m ,i n a l g a e - b l o o m i n gp e r i o d ,t h el o w e s tp o i n tw a sp o r tl a n l u ,t h eh i g h e s tp o i n tw a sn o 1p o i n t 1 1 1 ea v e r a g eo fc h l o r o p h y l l aw a s11 8 5m e g m i nn o n - b l o o m i n gp e r i o d ,t h el o w e s tp o i n t w a sp o r tl a n l u ,t h eh i g h e s tp o i n tw a sn o 7p o i n t t h ec o r r e l a t i o nb e t w e e ne n v i r o n m e n t a lf a c t o r sa n dp h y t o p l a n k t o nc o m m u n i t yi ny e 瓯 a l g a e - b l o o m i n gp e r i o dw a sd i f f e r e n t t h em a i nf a c t o r st h a ti m p a c tt h ep h y t o p l a n k t o n c o m m u n i t yi ny e a rw e r ea sf o l l o w e d :p h ,d o ,t e m p e r a t u r e , t r a n s p a r e n c y , d i s s o l v e d p h o s p h o r u s ,a m m o n i a n , t n t h em a i nf a c t o r st h a ti m p a c tt h ep h y t o p l a n k t o nc o m m u n i t y i na l g a e - b l o o m i n gp e r i o dw e r ea sf o l l o w e d :d o , t r a n s p a r e n c y ,a m m o n i a n , e x c e p td o ,t r a n s p a r e n c y , t p , t n ,t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e no t h e r se n v i r o n m e n t a lf a c t o r s a n dp h y t o p l a n k t o nc o m m u n i t yw a sd e c l i n e di na l g a e - b l o o m i n gp e r i o d 6 1 1 1 em i c r o y s t i sa e r u g i n o s ag r o w sn o r m a l l yw h e nt h ec o n c e n t r a t i o n so ft na n dt pa r e g r e a t e rt h a n4 0m g l 、0 5 0 m g l - 1r e s p e c t i v e l y t h eo p t i m u mc o n c e n t r a t i o nr a n g e so f t na n dt pf o rt h eg r o w t ho fm i c r o y s t i sa e r u g i n o s aa r e16 o 6 4 0m g l qa n d1 5 0 5 4 0 m g l - 1r e s p e c t i v e l y k s ni sh i g h e rt h a nk s p ,w h i c hi n d i c a t e st h a tt h ea f f i n i t yo ft pt o m i c r o y s t i sa e r u g i n o s ai sh i g h e rt h a nt n 7 t h es c e n e d e s m u sq u a d r i c a u d ag r o w sn o r m a l l yw h e nt h ec o n c e n t r a t i o n so ft na n dt p a r eg r e a t e rt h a n4 0m g l 1 、0 2 0m g l - 1r e s p e c t i v e l y t h eo p t i m u mc o n c e n t r a t i o nr a n g e s o ft na n dt pf o rt h eg r o w t ho fs c e n e d e s m u sq u a d r i c a u d aa r e l6 0 3 2 0m g l 1a n d 2 肌5 4 0m g l - 1r e s p e c t i v e l y k s si sh i g h e rt h a n w h i c hi n d i c a t e st h a tt h ea f f i n i t yo f t pt os c e n e d e s m u s q u a d r i c a u d ai sh i g h e rt h a nt n k e yw o r d s :l a k ed i a n s h a n ;p h y t o p l a n k t o ns p e c i e s ;d e n s i t y ;c h l o r o p h y l l a ;c o r r e l a t i o n ; d y n a m i c 禾 支 华东师范大学2 0 1 1 届硕士学位论文 目录 摘| 喜i a b s t r a c t i j i e j 录i 第一章绪论1 1 1 湖泊富营养化的现状与危害1 1 1 1 湖泊富营养化的定义及其危害。1 1 1 2 湖泊富营养化的现状2 1 2 淀山湖生态研究概况3 1 2 1 淀山湖概况3 1 2 2 淀山湖水质状况的变化4 1 2 3 淀山湖浮游植物的变化5 1 3 环境因子与浮游植物的生长一6 1 3 1 营养盐对浮游植物的影响6 1 3 2 温度对浮游植植物的影响7 1 3 3 光照强度对浮游植物的影响8 1 3 4 其他环境因子对浮游植物的影响一8 1 4 研究内容及目的、意义9 1 4 1 研究的主要内容9 1 4 2 研究的目的及意义9 第二章研究方法1 1 2 1 监测点的设置与采样时间1 1 2 1 1 监测点的设置1 l 2 1 2 采样时间1 2 2 2 样品的采集与处理1 2 2 3 浮游植物种类鉴定与密度计算1 2 2 3 1 浮游植物种类的鉴定1 2 2 3 2 浮游植物密度的计算及优势种的确定1 2 2 4 叶绿素a 含量的测定1 3 2 5 浮游植物生长及生理特征的研究方法1 4 2 5 1 实验藻种及培养1 4 2 5 2 不同氮、磷浓度下藻类生长动力学的实验方法1 4 第三章淀山湖浮游植物的群落结构1 6 3 1 浮游植物的种类组成1 6 3 2 浮游植物种类的空间分布特征1 6 3 2 1 各监测点浮游植物总种类数的差异1 6 3 2 2 各监测点浮游植物群落结构的差异1 7 华东师范大学2 0 1 1 届硕士学位论文 3 3 浮游植物种类的时间分布特征1 9 3 3 1 浮游植物种类数在时间上的差异1 9 3 3 2 浮游植物群落结构在时间上的差异2 0 3 4 浮游植物优势种的时间分布特征2 2 3 5 分析与讨论2 6 3 5 1 淀山湖浮游植物种类数及组成的变化2 6 3 5 2 淀山湖浮游植物群落结构的演替2 7 3 6 小结2 9 第四章淀山湖浮游植物数量特征3 0 4 1 浮游植物密度的时间变化3 0 4 2 浮游植物密度的空间变化3 2 4 3 浮游植物叶绿素a 的时间变化3 4 4 4 浮游植物叶绿素a 的空间变化3 5 4 5 分析与讨论3 7 4 5 1 淀山湖浮游植物密度的变化趋势及空间分布特点3 7 4 5 2 叶绿素a 含量的时间与空间变化4 2 4 6 小结4 3 第五章淀山湖浮游植物群落结构与环境因子的关系4 4 5 1 淀山湖环境因子的时空变化4 4 5 i 1 淀山湖环境因子的时间变化4 4 5 1 2 淀山湖环境因子的空间变化4 6 5 2 浮游植物类群结构与环境因子的相关性4 8 5 3 分析与讨论4 9 5 4 小结5l 第六章藻类的生长及营养动力学5 2 6 1 不同氮、磷浓度下铜绿微囊藻的营养动力学参数5 2 6 1 1 不同氮、磷浓度下铜绿微囊藻的生长5 2 6 1 2 铜绿微囊藻生长动力学参数5 4 6 1 3 铜绿微囊藻的特定增长率、最大现存量与氮、磷浓度的关系5 5 6 2 四尾栅藻的氮、磷营养动力学参数5 8 6 2 1 不同氮、磷浓度下四尾栅藻的生长5 8 6 2 2 四尾栅藻生长动力学参数6 0 6 2 3 四尾栅藻的特定增长率、最大现存量与氮、磷浓度的关系6 0 6 3 分析与讨论。6 4 6 3 1 铜绿微囊藻生长与营养动力学6 4 6 3 2 四尾栅藻生长与营养动力学6 5 6 4d 、结6 7 第七章总结6 8 7 1 总结6 8 华东师范大学2 0 1 1 届硕士 7 2 展望7 0 附录1 攻读硕士学位期间发表的相关学术论文和参加的科研项目7 1 附录2 淀山湖浮游植物名录7 2 参考文献。7 9 至| 【谢8 3 华东师范大学2 0 1 1 届士学位论文第一章绪论 第一章绪论 1 1 湖泊富营养化的现状与危害 1 1 1 湖泊富营养化的定义及其危害 湖泊富营养化是指湖泊、河流等水体接纳过量的氮、磷等营养物质,使藻类 及其他水生生物异常繁殖,水体透明度降低,造成湖泊水质恶化,加速湖泊老化, 从而导致湖泊生态系统和水功能受到阻碍和破坏,严重的甚至发生“水华 ,并 给水资源的利用,如:饮用、工农业供水、水产养殖、旅游以及水上运输等带来 巨大损失( 金相灿,1 9 9 0 ) 。在自然状态下,由于径流对地表的冲刷和淋溶、雨 水对大气的淋洗,一定的营养物质向湖泊和近海流域汇集,使得水体的氮、磷等 营养元素浓度大大增加,往往造成水体的富营养化,这是自然成因。湖泊会从水 深、营养物质少的贫营养湖向水浅、营养物质多的富营养湖演变。但这一过程的 进展十分缓慢,往往是以地质年代来计算的( 刘建康,1 9 9 1 ) 。然而,人类的生 产和活动将污水、废水等排入湖泊加速了水体富营养化的进展,这是人为成因。 一般认为总氮( t n ) o 2m g l - 1 ,总磷( t p ) o 0 2m g l 1 时,水体即开始 了富营养化过程( 大连水产学院主编,1 9 8 6 ,) 。并且根据营养物质浓度的差异, 可将营养化分为:贫营养化、中营养化、富营养化以及重富营养化。表1 1 为湖 泊营养类型的分类标准( 金相灿,1 9 9 0 ) 。 表1 - 1 湖泊营养类型分类标准 t a b 1 1t h ec l a s s i f i c a t i o ns t a n d a r d so fl a k en u t r i e n tt y p e 湖泊富营养化严重阻碍了环境与经济的发展。其危害如下: ( 1 ) 造成湖泊、水库水质恶化,发生水华。 水质恶化主要表现在以下方面:水体中绿藻、蓝藻数量大暴发;水体 中悬浮物量( 浮游生物、细菌等) 增加;水体p h 上升;产生有异味的有 机物质;水体溶氧降低等。 湖泊蓝藻水华的暴发是湖泊富营养化发展到最高阶段的一种重要现 】 华东师范大学2 0 1 1 届士学位论文第一章绪论 象。水华是指在富营养化的河流、湖泊及池沼等淡水水域中,在一定的营 养、气候、水文条件和生物环境下,由于氮、磷等营养元素过多,导致某 些藻类的异常增殖,在水体表层大量聚集成肉眼可见的蓝绿色藻层,厚厚 地覆盖于水面的污染现象( r e y n o l dcs ,1 9 7 5 ;r e y n o l dcs ,1 9 8 4 ;r o b e r t el 1 9 8 5 ) 。而蓝藻水华除了会大量消耗水中溶解氧、影响水质、发出难闻 气体外,还会引发家畜和禽类的中毒事件,并且也有可能成为饮水中疾病 的来源。比如,腹泻、鼻炎、肠胃炎等。( s c h w i m m e r d ,1 9 6 4 :s c h w i m m e r m ,1 9 6 8 ;g o r h a mpr 1 9 7 9 ;c a r m i e h a e lww ,1 9 8 6 ;王红兵,1 9 9 5 ) 。 影响水源地水质并影响水厂自来水的供应 作为自来水厂的水源,藻类的繁殖会降低水厂过滤效率。此外由于湖 泊底层溶氧量下降,致使底质中铁、锰等溶出释放入水中,引起水质下降, 发出恶臭,并会在水管内形成水锈,使得自来水不能使用。 危害水产养殖 富营养化使水体缺氧,威胁着鱼类等水产养殖对象的生存。此外,富 营养化会使得鱼类优质种减少或者消失,劣种增加,大幅降低了水产养殖 的经济效益。 影响旅游事业发展 富营养化的水体中藻类大量繁殖,水体浑浊能见度低,有的地方还会 发出腥味,影响旅游环境。 1 1 2 湖泊富营养化的现状 随着工业化及城市化的快速发展,水体负担也越来越重,甚至超过了可承受 的自我调节范围,使得湖泊富营养化的现象频繁出现。西方国家在早期工业化过 程中,忽略了对水质的保护,使得湖泊出现了富营养化现象。早在1 8 2 0 年,日 内瓦的植物学家就开始了对湖泊富营养化的研究。1 9 5 7 年瑞士日内瓦湖已经严 重富营养化、1 9 7 0 年日本诹访湖以严重的富营养化扬名于日本( 金鼎馨等,1 9 8 3 ) 。 2 0 世纪8 0 年代,全球湖泊富营养化和藻类水华开始暴发,湖泊净化水体的功能 开始衰退或丧失。1 9 9 9 年全球各洲蓝藻水华的调查表明:亚太地区、欧洲、北 美洲和南美洲和非洲湖泊富营养化的比例分别是5 4 以上、5 3 、4 8 、4 1 、 2 8 ( h a g r i dc ,1 9 9 9 ) 说明全球湖泊富营养化现象已经非常严重,特别是在亚 太地区和欧洲。 2 、j、-、-、 2 3 4,l,ll 华东师范大学2 0 1 1 届士学位论文第一章绪论 在我国,粗放式的经济发展方式以及薄弱的环境保护意识,导致湖泊富营 养化现象日趋严重。我国是个湖泊众多的国家,现有湖泊2 7 0 0 余个。总面积达 9 1 万k m 2 ,占国土面积的0 9 5 ,其中约l 3 为浅水湖泊。1 9 7 8 1 9 8 0 年对我国 3 4 个主要湖泊、水库的调查发现,富营养化和重富营养化湖泊、水库的个数为 分别为5 个和3 个,共占总数的2 3 5 ,但其总面积之和却仅占3 4 个湖泊总面 积的0 3 ,说明当时我国富营养化的湖泊面积并不大。值得注意的是,这些富 营养化水体大都是对人们生活、文化、旅游影响意义极大的湖泊,比如武汉东湖、 杭州西湖。1 9 8 4 年再对这些湖泊进行调查时则发现一些湖泊的营养状态朝着更 恶劣的方向剧烈变化( 金相灿,1 9 9 0 ) 。8 0 年代后期至9 0 年代对我国2 5 个大型 湖泊的富营养化调查发现,9 2 的湖泊已经出现了富营养化。富营养化的河流主 要分布在长江中下游湖区、云贵湖区,而部分东部山地、平原湖区与蒙新湖区湖 泊都开始出现富营养化( 郑亚西等,2 0 0 1 ) 。其中尤以巢湖和太湖富营养化最严 重,已向超富营养化趋势发展。近期调查显示上世纪7 0 年代,中国湖泊富营养 化面积约为1 3 5 平方公里,而目前富营养化面积已经达8 7 0 0 平方公里左右,主 要是由于2 0 0 0 年之后太湖、巢湖、滇池等大型天然湖泊出现大面积水华,导致 湖泊的富营养化面积急剧增加。比如,2 0 0 7 年4 月太湖比往年提早一个月出现 了大面积蓝藻水华,随后太湖水源地受到污染,自来水出现恶臭,无锡市大部分 生产与生活用水供应中断,造成了重大经济损失和恶劣的社会影响。 我国湖泊富营养化呈现如下特征:( 1 ) 湖泊水体氮、磷浓度高,抑制了初 级生产力的产量;( 2 ) 水体透明度与叶绿素a 含量不显著相关;( 3 ) 湖泊氮、磷 负荷大,尤其是城市湖泊( 金相灿,1 9 9 0 ) 。 1 2 淀山湖生态研究概况 1 2 1 淀山湖概况 淀山湖又称薛淀湖,是上海市最大的淡水湖泊,属太湖水系,也是上海市重 要的水源地之一。淀山湖地处江苏、浙江、上海两省一市交界处,地理位置为 3 1 0 0 4 3 1 0 1 2 ,n ,1 2 0 0 5 4 1 2 1 0 0 17 e ,总面积约6 2 k m 2 ,分属江苏省昆山市和上 海市青浦区管辖,属上海市部分总面积为4 6 7 k i n 2 。淀山湖南北长1 5 公里,东 西宽7 5 公里,呈葫芦状,周长5 3 8 公里,平均水深2 6 3 米左右,总蓄水量1 3 0 亿立米,平均流速o 0 3 米秒( 金鼎馨等,1 9 8 3 ;程曦等,2 0 0 8 ) 。 淀山湖属感潮湖泊,出水口稍受潮汐影响。湖泊水体收支基本平衡,太湖水 3 华东师范大学2 0 1 1 届士学位论文第一章绪论 由西北向东南经急水港、大朱厍等河港进入淀山湖,然后经拦路港、淀浦河等河 流泄入黄浦江。进水量1 6 4 亿米3 ,出水量1 6 亿米3 ,湖水滞留时间约2 9 天左 右,水体更新较快,这有利于防止水体污染。然而,由于淀山湖湖水较浅,底泥 薄( 仅1 2 8 厘米左右) ,湖底水生生物生长不良,生态系统极其脆弱,所以调节能 力较差。只要某一条件变动过速过大,如水流受阻( 潮汐项托、关闸蓄水等) ,有 机污染物激增,水草、底栖动物( 如观、螺、蚌等) 的过量捕捞以及繁殖生境的破 坏,都可能导致生态环境的恶化。除了调节水量,提供黄浦江水源外,淀山湖还 具备灌溉、航运、养殖、疗养、旅游,水上运动等多种功能( 方如康,1 9 8 8 ;阮 仁良,1 9 9 2 ) 。 1 2 2 淀山湖水质状况的变化 淀山湖作为上海最大的淡水湖泊及水源地,其水质变化影响的不仅是自然 风光,更是上海居民的生活质量。五十年代以来,淀山湖的水质发生了明显的变 化。 五十年代,淀山湖湖水清澈、波光粼粼、鱼类丰富。但1 9 5 4 年至1 9 7 9 年 间,由于淀山湖及临近的江苏地区不合理的工业布局与发展,导致淀山湖水质下 降。期间湖水的碱度、总硬度、氯化物含量在二十五年间分别增加了一、四、六 倍。1 9 7 9 年上海水文总站对淀山湖综合评价为:除淀峰、急水港、元荡湖属轻 度污染外,其他地区属清洁水( 金鼎馨等,1 9 8 3 ) 。 1 9 8 2 1 9 8 5 年,淀山湖水体的氮、磷含量均超过富营养化指标,特别是磷 的含量已超出容许负荷量( 2 2 吨年) 5 倍( 方如康,1 9 8 8 ) 。1 9 8 5 年9 月,淀山 湖首次暴发大面积“水华”,青浦境内9 0 湖面出现绿色被膜,之后每年均会发生 不同程度的“水华”现象( 阮仁良,1 9 9 2 ) 。 t n 、t p 、叶绿素a 、透明度和d o 是最能体现湖泊水体营养水平,且具有 早期预警作用的湖泊营养物基准的主要指示变量( s e p a ,2 0 0 0 ) 。表1 2 为 1 9 8 6 2 0 0 7 年淀山湖营养状态指标的变化。 表1 2 表明,1 9 8 6 2 0 0 7 年间,湖内营养盐不断积累,各主要指示变量均向 更严重的营养化趋势发展。变化幅度为:透明度 d o c h l a t p t n 。湖水水质从 i 类水降至i 类水,其中总氮含量已达劣v 类水标准。己远远达不到水源保护地 的水质要求。此外,1 9 9 9 2 0 0 7 年间各指示变量的变化速率要快于1 9 8 6 - - 1 9 9 9 年, 说明湖水水质恶化趋势正在加快。2 0 0 7 年8 月3 0 日淀山湖暴发了历年来最为严 4 华东师范大学2 0 1 1 届 重的蓝藻水华,全湖叶绿素a 均值高达1 7 2 7 m g m 3 ,8 0 的湖面出现不同程度 的蓝藻水华。调查研究表明淀山湖己具备暴发大规模水华的条件( 程曦和李小平, 2 0 0 8 ;朱梦杰等,2 0 1 0 ) 。 表1 2 不同阶段淀山湖营养状态指标平均值和变化速率比较 t a b 1 - 2c o m p a r i s o no fp a r a m e t e rc h a n g i n gr a t e sa n da v e r a g e so fl a k ed i a n s h a n b e t w e e nd i f f e r e n tt r o p h i cs t a t e s 1 2 3 淀山湖浮游植物的变化 淀山湖浮游植物的调查,自1 9 5 9 年起开始,之后对于浮游植物的调查也从 未中断。 1 9 5 9 年由于大型水生植物丰富与营养盐含量很低,浮游植物平均密度仅为 1 3 1x1 0 3 i n d l - 1 。1 9 8 2 年浮游植物平均密度为2 7 7 1 0 6 i n d l - 1 。进入8 0 年代 后,藻类平均密度仍有增长,但速度相对缓慢,密度始终维持在1 0 x1 0 6i n d l 1 左右。之后淀山湖藻类平均密度在波动中增长,并在2 0 0 0 年达到最大平均值1 1 0 x 1 0 7 i n d * l - 1 。虽然2 0 0 3 - 2 0 0 4 年藻类密度出现下降,个体数降到1 0 x1 0 5 左右, 但之后密度又开始稳步上升。1 9 9 9 - - , 2 0 0 8 年,淀山湖浮游植物平均密度达到1 3 x1 0 6 i n d l - 1 ,总体达到富营养水平( 由文辉,1 9 9 5 ;赵爱萍等,2 0 0 5 ;朱梦杰 等,2 0 1 0 ) 。 同时淀山湖浮游植物的种类数及构成比例也发生了变化。1 9 5 9 年淀山湖属。 数为7 3 种。1 9 8 5 年全湖属数较1 9 5 9 年成倍降低,尤以绿藻属数减少的最多, 为2 7 种。1 9 8 2 1

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