（环境工程专业论文）藻食性生物对富营养化水体藻类控制及其机理的研究.pdf

南京理工大学坝士论文 藻食性生物控制富营养化水体藻类及其机理的研究 摘要 本论文通过在池塘开放生态系统放养绘环梭螺和微型裸竣涵，研究了其对水化指 标t n 、t p 、n o f h 、n o ，- n 、c o d 及水体藻类的影响，并对其机理性进行了初步探讨。 机理研究中包括：微型裸腹潘对斜生栅藻、铜绿微囊藻、小球藻在不同密度下的 牧食情况：采用在水族箱中生态模拟实验研究不同密度的微型裸腹潘的放养对水化指 标的影响；采用“n 同位素示踪法研究绘环梭螺对斜生栅藻、绿藻混合藻、铜绿微囊 藻、小球藻中氮的迁移、利用率及累积规律。 研究结果表明，可以通过“水体中的氮磷一藻一微型裸腹涟或绘环梭螺”的食物 链关系来减少水体中的氮、磷含量。水体中藻类密度在一定范围内随密度的升高微型 裸腹潘的摄食速度也加快，但是当密度超过一定限度时，随藻类密度的升高，摄食速 度增长的速度会逐渐变慢甚至会降低。绘环梭螺对斜生栅藻、小球藻、绿藻中氮的吸 收随时间的延长而呈曲线形增加，另外对铜绿微囊藻的取食有一定局限性，在水中食 物缺乏时绘环梭螺会摄食并能利用铜绿微囊藻中的氮，但在小球藻和铜绿微囊藻共存 时，绘环梭螺表现出对铜绿微囊藻摄食的选择性。放养微型裸腹涵和绘环棱螺的水体 中藻类优势种群明显减少，对水体的水质明显好于对照池。 关键词：富营养化、微型裸腹强、绘环梭螺、控藻机理 南京_ i ! l 工大学硕士论文藻童性生物控潮富营葬化水体藻类厦其机理的研究 t h ep a p e rs t u d i e dt h em o i n am i c r u r aa n dt h eb e l l a m y al i m n o p h i l ai ne f f e c t i v e l y r e d u c i n gt h ec h e m i s t r yr e m a r k 口n 、t p 、n 0 2 - n 、n 0 3 n 、c o d m 0a n d t h ea l g e r si no p e n e u t r o p h i cw a t e r t h e nw er e s e a r c ht h em e c h a n i s m t h er e s e a r c ha b o u tt h em e c h a n i s mi n c l u d et h a tt h em n i n am i c r u r ap r e y i n go i lt h e s c e m e d e s m u so h l i q u 璐，t h em i c r o c y s t i sa e m g i n o s aa n dt h ec h l o r e l l av u l g a r i s ；t h ed i v e r s i t y o f e f f e c t o ni nr e d u c i n gw a t e r sc h e m i s t r yr e m a r kc i n 、t p 、n o z - n 、n 0 3 - - n 、c o d m ) b yh e r d i n g d i f f e r e n t c o n s i s t e n c y m o i n am i c m r ai n a q u a r i u m ；t h er e g u l a t i o n o f n i t r o g e n 一1 5 st r a n s f e r e n c e , r a t eo ft r a n s f o r m a t i o na n dt h ea c c u m u l a t i o ni nt h eb e l l a m y a l i m n o p h i l aw h e n t h eb e l l a m y al i m n o p h i l a p r e y i n go nd i f f e r e n ta l g a t h er e s u l t sd e m o n s t r a t e dt h a t , w ec a l lr e d u c et h en i t r o g e na n dp h o s p h o ro fw a t e rb y t h ef o o d w e b “n i t r o g e na n dp h o s p h o ri nw a t e r - - - - a l g e r - - - , m o i n am i c r u mo rt h eb e l l a m y a l i m n o p h i l a ”w i t ht h ea l g e r sc o n s i s t e n c yi n c r e a s i n g ，t h ev e l o c i t yo fm o i n am i c r u r a p r e y i n go na l g e rc a ne x p e d f l eb ya n db y , b u ti ft h ec o n s i s t e n c y i so u to ft h el i m i t ，t h e v e l o c i t yo fm o i n am i c r u r ac a nr e d u c es l o w l y t h en i t r o g e n - 1 5i nt h eb e l l a m y al i m n o p h i l a i n c r e a s i n gc u r v i l i e a r l yt ot h es c e m e d e s m u so b l i q u u s ，c h l o m v o c c u ma n dt h ec h l o r e l l a v u l g a r i sw i t h t h et i m e ，i na d d i t i o n ，t h e b e l l a m y al i n m o p h i l a h a sat i m i t i o ni nt h e m i c r o c y s t i sa e m g i n o s a ，i tc a np r e y o l la n da s s i m i l a t et h em i e r o c y s t i sa e m g i n o s ai ns h o r to f f o o d ，b u ti tc a l lc h o o s et h ef o o di nt h ec o n d i t i o no ft h em i c r o c y s t i sa e r u g i n o s aa n dt h e c h l o r e l l av u l g a r i s t h ew a t e ri np l a n k t o no fh e r d e dt h em o i n am i c r u r aa n dt h eb e l l a m y a l i m n o p h i l ai sb e t t e rt h a nt h ec o m p a r i s o ni nc h a n g i n gt h ea l g e r sp r e d o m i n a n c ec o m m u n i t y a n dr e d u c i n gt h ec h e m i s t r yi n d e x k e yw o r d s ：e u t r o p h i c a t i o n 、m o i n am i c r u r a 、b e l l a m y al i m n o p h i l a 、m e c h a n i s mo f c o n t r o l l i n ga l g e r i i 声明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本 学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或 公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使 用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文 中作了明确的说明。 研究生签名：啡 两彩肋日 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或 上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送交并 授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对于保密 论文，按保密的有关规定和程序处理。 研究生签名：如西年钿矽日 南京理工大学硕士论文藏食性生物控制富营养化水体薰炭厦其机理的研究 1 绪论 随着工农业生产的发展和人口的增长，人类对水资源的需求量与日俱增，同时环 境污染所导致的水体富营养化也日趋严重，水体富营养化的控制已经成为世界性的问 题。 2 0 世纪8 0 年代以来，中国在海水养殖业持续高速发展的同时，由于环境保护措 施的滞后，致使养殖水域的水体富营养化现象日趋严重，从而导致了沿岸海域生态系 统的退化、赤潮和大规模病害的频繁发生“1 。水产养殖业消耗水资源很多，从节约水 资源角度来看，循环利用养殖废水更有必要。 目前，中国湖泊污染情况严重，8 0 以上的湖泊受到污染。1 ，许多湖泊己达不到 类水水质标准，鱼虾基本绝迹，丽代之以适应污染的各类底栖微小生物类群，湖泊 水体的颜色、气味均有不同程度的恶化，部分湖泊甚至成为纳污水体。许多知名湖泊 的地理泣置处于大、中城市周边，它们的污染导致城市景现质量下降。严重影响了这 些地区居民的身心健康。水质污染导致湖泊及其沿岸的生物多样性下降特别是一些 对人类有益的或有潜在价值的物种消失。因此，水体治理、修复刻不容缓。 1 1 水体富营养化的形成及其危害 所谓水体富营养化，是指湖泊、水库、海湾等封闭性或半封闭性水体以及某些河 流水体内的氮、磷等营养元素累积，水体生产力提高，某些特征性藻类( 主要为蓝藻、 绿藻) 异常增殖，使水质恶化的过程。富营养化可分为天然富营养化和人为富营养化。 一般认为水体中总磷为2 0m g j m 3 ，无机氮为3 0 0m m 3 以上，水体就处于富营养化状 态【3 1 。水体严重富营养化时，水面藻类增殖，成片或成匿地覆盖在水体表面，形成“水 华”或“赤潮”。有毒的赤潮曾袭击过朝鲜、澳大利亚、委内瑞拉、危地马拉和香港、 台湾等国家和地区的沿海1 4 】a 我国武汉东湖、杭州西湖、长春南湖及昆明滇池等都不 同程度的受到富营养化的危害。国内外己广泛应用藻类植物作为生物监测、评价水质 污染的重要指标。 在湖沼和海洋中，许多藻类生物可以形成水华。如蓝藻类颤藻属的 o s c i l l a t o r i a a g a r d h i i ，0 r e d e k e i ，束丝藻属的a p h a n i z o m e n o ng r a c i l e 等，都会产生一些 合成产物以及游离的酶( 如磷酸酶) ，通过分泌或分解进人水体。当藻类在水体形成水 华或赤潮以后，通过它们的生命活动，能影响和改变水的理化性质。水体的透明度、 混浊度和颜色部与藻类有关。蓝藻中，形成水华的有束丝藻属、铜绿微囊藻属、鱼腥 藻属、胶刺藻属、腔球藻属等，由于它们的细胞内有伪空胞，故藻体都比水轻。形成 水华的除蓝藻外，还有绿藻、金藻、硅藻等藻类。浮游藻类的种群随季节，以及水体 南京理工大学硬士论文 薰性生物控制t 营莽化水体薯类及其轭毫的研究 的温度、光照、化学成分的变化而改变。因此，水华的形成也必然受到季节和水体物 理化学因素变化的影响。在水体中，一年内物理化学因素的变化越大，藻类种群的变 化也越大棒j 。铜绿微囊藻的蛋白质含量很高( 达4 9 7 ) ，但由于它具有胶膜包囊， 青、草、鲍、鲸鱼吃了以后不能消化。如林婉莲等( 1 9 7 9 - - 1 9 8 0 ) 用活的铜绿微囊藻 喂白鲢，证明不能被消化利用，试验鱼全部减重。李永函( 1 9 7 1 1 9 7 2 ) 也认为蓝藻 中的粉状铜绿微囊藻多的养鱼池中，鱼生长不好，有的甚至死亡【6 j 。 1 2 生物操纵理论治理水体富营养化的研究概况 关于水产养殖上生态调控和富营养化治理中去除氮、磷研究中，s h a p i r o ，j 最 先提出了“生物调控( b i o m a n i p u l a t i o n ) ”【7 1 理论。s h a p i r o 等是最早意识到可以利用 食物网结构对水体初级生产力的决定性影响来控制水体富营养化的学者。生物操纵 也被称为食物网操纵( f o o d w e bm a n i p u l a t i o n ) ，相对于其它概念( 如营养级联反应和 下行影响) ，生物操纵目前使用最为广泛，大多针对湖泊敝水带( p e l a g i cz o r l e ) 的生 物类群。许多学者出于寻找一种简单而便宣的解决水体富营养化问题手段的极大热 情，2 0 年来利用不同规模的实验系统( 围隔、池塘和整个湖泊) 对生物操纵进行了广 泛的研究。s h a p i r o 等最早使用的生物操纵概念范围较宽，即不直接涉及营养物质的 控制湖泊和水库水质的措施均属于生物操纵范围，包括对生物及其生境的改变。由于 学术和实际操作上的原因，目前生物操纵的主要措施是通过改变捕食者( 鱼类) 的种类 组成或多度来操纵植食性的浮游动物群落的结构，促进滤食效率高的捕食性大型浮游 动物，特别是枝角类种群的发展，进而降低藻类生物量，可提高水的透明度，改善水 质。具体方法多为减少5 0 1 0 0 的浮游尘物食性鱼类，或者高密度放养鱼食性鱼 类( p i s c i v o r e s ) 来减少浮游生物食性鱼类；具体操作上有的用化学方法( 如鱼藤酮) 毒杀、选择性网捕、电捕、垂钓、增加鱼食性鱼类控制或清除以浮游生物和底栖生物 为食的鱼类来促进大型浮游动物和底栖无脊椎动物( 可摄食底栖、附生和浮游藻类) 的发展 8 9 , 1 0 i 。 有的学者将利用草食性鱼类( 如草鱼) 控制大型水生植物也归于生物操纵的范围。 草食性鱼类能有效控制沉水植物( 7 , 9 1 。利用大型软体动物滤食作用控制藻类和其他悬 浮物【1 1 1 ” l 。此外，也有人提出利用浮游植物食性鱼类( 如鲢) 来控制富营养化和藻类 水华【“ i i ”l 。c r i s m a n 和b e a v e r 认为在热带和亚热带地区因枝角类种类较少，生活史 与温带不同，而且体型较小，浮游植物食性鱼类是更为合适的生物操纵工具。阮景 荣等用小型和中型实验系统证明罗非鱼、鲢、鳙和草鱼的高密度放养对加速营养物来 源的天然水域的富营养化起着重要作用 1 8 , 1 9 l 。 南京理工大学硕士论文蕞性生钧控镧富营养化水体蕞茭及其机理的研究 1 3 国内外对浮游动物和螺类摄食藻类净化水质的研究瑰状 近年来，养殖水体富营养化污染已经成为人们最关注的问题之一。国内外科研工 作者已经做了大量关于用生物操纵法来治理水体藻类污染的研究。在水体的生态环境 中，所有生物的活动都是息息相关的，植物是水体的生产者，不同的水生动物属于不 同等级的消费者，微生物大多数属于分解者，它们共同构成了水体的生态系统，生态 系统的良性循环是它们三方共同作用的结果【2 0 l 。利用水生动物来净化水体主要是利用 放养食浮游植物的动物来减少藻类等浮游植物对水体造成的危害，从而通过收获水生 动物将营养物质带出水体，达到净化的目的【2 “。 其中利用放养浮游动物和底栖动物螺类、蚌类已成为人们越来越关注的焦点， 本节总结了浮游动物和螺类摄食藻类净化水质的研究现状。 1 3 1 水疆对藻类的摄食及对水质的净化研究 水湮是枝角类低等甲壳动物，广泛分布在淡水水体中，营养丰富，是各种鱼类喜 好的食料，被称为鱼虫，在水浅肥沃的静水水体，温暖季节常高密度繁殖。水淹可以 通过摄食水中的藻类从而降低水中氮磷的浓度。 林婉莲等使用常规显微镜直接计数法测得浮游动物对水柱优势浮游藻类的选食， 以鞭毛藻类的隐藻为最多其次，是绿藻门的小球藻，6 h 内的牧食率分别为9 3 9 5 和8 8 7 8 ，对蓝纤维藻的选食最差，但也接近5 0 。李纯厚等使用1 4 c 碳酸氢钠及 【3 h 】胸苷标记法，分别测出了水柱原位浮游动物对浮游细菌及三3 o 阻以上的浮游藻 类的总牧食力，3 5 u r n 以上的浮游动物个体对水柱三3 0 p m 浮游藻类初级生产力的牧食 率为5 7 4 9 ，对浮游细菌生产力的牧食率为3 7 7 1 。饵料密度对浮游动物摄食速度 的影响是很明显的。王岩等采用镜检取差法测得：蒙古裸腹淹成体在0 2 4 m g , l 小球 藻生物量下日粮依次高于4 7 6 x 1 0 - 2 m g - l , 和0 1 4 m g l ；幼体在0 1 4 m g i , 小球藻生物 量下日粮依次高于o 2 4 m g l 和4 7 6 x1 0 2 m l 梯度，通常浮游动物的滤水率随饵料浓 度的增加而减少，摄食速度却增加1 2 3 1 。 体长、温度通常会影响潘类的摄食率。王岩等用h c 方法测得蒙古裸腹潘在 2 0 3 3 范围内，随温度升高，该淹的滤水率、摄食率和日粮均增加，但在2 5 以 上，升温对潘摄食影响的幅度趋小，与其滤水率均呈显著相关：2 0 3 3 内，幼湮 的日粮为6 7 7 4 1 0 2 0 4 ，成涵的日粮为6 0 o o 。1 0 9 8 8 。光照、盐度也会影响潘 类的摄食率。在黑暗条件下成体的日粮高于自然光照梯度，幼潘则相反口i 。王左等在 2 0 条件下用“c 测得在l 7 盐幅内，山西种群大型潘的摄食率最高，吉林幼湮 在盐度3 时摄食速率最高嘲。 水潘对富营养化水体中的t - p 、t - n 、c o d c r 、b o d 5 、s s 、色度以及叶绿素等均 南京理工大学礤士论文藻性生物控制富营莽化水体藻类厦其机理的研究 有明显的净化效能。其中以t - p 、t n 最为显著，去除率分别为9 6 6 、8 3 7 和1 ，6 、 9 2 6 ，在螺、蚌、水潘、鲫鱼等集中水生动物实验中，水潘去除率居于首位【2 6 】。水 潘以细菌、单细胞藻类以及有机腐屑为食，能有效的去除富营养化水体中的藻类，水 体中蓝藻大量繁殖需要相对丰富的磷，而绿藻大量繁殖则需要相对丰富的氮磷。因此， 水潘将使水体中的氮、磷被消减，而部分水潘可以作为鱼类等水生动物的饵料被消耗， 水中的氮、磷等有机污染物通过食物链的关系被间接的除掉，使富营养化的水体得到 一定程度的净化。 1 3 2 螺类对水质净化作用研究 滤食性贝类多属干瓣鳃纲( l am e l l i b r a n c h i a ) 软体动物，通过鳃、唇瓣以及出 入水管纤毛的过滤选择作用获得食物，其食物种类多以硅藻类为主，兼食有机碎屑等。 在饲育或催肥时，喂以人工培养的单胞藻或地瓜粉等植物淀粉，滤食性贝类也能滤食。 研究表明，滤食性贝类滤食的食物主要是适口性( a g m a b l e t o t h e t a s t e ) 的食物颗粒， 而对食物的营养成分等选择性不强 2 7 , 2 8 2 9 ”。 螺类作为淡水生态系统中重要的底栖动物，其取食活动对着生藻类群落的生物量 生产力及种类组成均具有强烈的影响。一般情况下，螺类对着生藻类的取食强度约为 2 0 0 - - 3 0 0 m g a f d m m 2 d 1 30 ，这可有效地抑制言营养化湖泊中着生藻类在春季的大 爆发；而对着生藻类的消化率则取于螺类的个体大小1 3 1 1 。同时，螺类的取食还可改变 着生藻类群落的物种多样性以及群落的演替进程3 2 j ，在捕食压力较大时，着生藻类群 落以小型的与基质联结紧密的个体为主，相反，则以大型或丝状藻类为主。螺类的选 择性驳食与其消化酶活性f 3 3 】、齿舌排列及大小有关1 3 “。除不利影响外，螺类对着生 藻类的适度取食，加快了营养物质的循环利用率，降低了光竞争强度，从而对着生藻 类群落的生产力的提高具有一定的促进作用。螺的絮凝作用还可以将颗粒磷去除一部 分，减少水中的总磷【35 1 。某些藻类吸收n h 4 + - n 后能被螺摄食，从而降解n i - h + _ n 3 6 1 。 有关研究资料表明，螺类在控制藻类繁殖，净化水质方面作用显著。螺类主要以藻类、 细菌和腐屑为食，并且还可以直接吸收溶解的营养物而起到控制藻类数量和净化水质 量作用。国内的大纵湖采取投放螺类控制藻类，净化水质，使水质明显好转，富营养 化得到有效控制。 1 3 3 研究方法现状 目前对浮游动物或田螺的研究主要侧重于其对藻类的牧食力及取食偏向的研究， 常用的研究方法为： ( 1 ) 直接计数法该法是使受试浮游动物( 一般是湮类) 在特定环境条件下对浮 4 南京理工大学硕士论文 藻性生橱控制富营养化求体蕞英厦其机理的研兜 游植物摄食一段时间，以计数法或用叶绿素a ( c h i a ) 测定法测定试验起始和终了时 的食物密度，同时，设定一对照组，以计算试验过程中浮游植物的增殖情况。根据食 物密度变化情况就可计算滤水率和摄食率。 ( 2 ) 同位素示踪法其原理是预先用同位素标记食物，然后将受试潘置于含标记 食物的环境中摄食一段时间，根据溢体内和食物中的放射物质量，计算滤水率和摄食 率。 ( 3 ) 时闯序列法该法是将一昼夜划分成几个连续时段，分别测定浮游动物在各 时间段上的摄食，再计算其滤水率和摄食率。 三种研究方法各有优劣：直接法考虑了藻类的增殖，且成本低，简单易行，具有 较高的准确性，林婉莲等指出，直接计数法用于研究浮游动物滤食浮游植物的效果明 显，该法不足之处在于潘摄入的饵料可能未经消化而重新排出。同位素示踪法直接设 定了潘摄入体内的食物数量，因而具有较高准确性。但该法要求试验时间不能超过骚 的肠道排空时间，如果取同位紊标志进入试验浮游动物体内并达到平衡状态之前的样 品进行测定，那么其中部分同位素就会以溶液状态排泄出来，潘的原生活环境与试 验环境的较大差异以及操作对潘生理产生的压力都可能使涯的摄食行为在短期内反 常，结果离散性往往较大，且在操作上有定困难，肠道排空时间较难把握：时间序 列法考虑到浮游动物摄食的节律性，准确性较高，但该法工作量庞大，应用受到限制。 因此直接计数法是常采用的方法，但随着科技的发展，同位素示踪法币被人们所 接受，邹桂伟应用c 示踪技术测定鲢鳙粪便中藻类的光合作用能力 y r l ：王左等应用 c 示踪技术研究了盐度对大型渣摄食的影响【2 4 l ；洪阿实等应用1 5 n 示踪技术研究了 海水养殖中的食物链代谢关系【3 8 i ；邹桂伟等( 1 9 9 4 ) 利用1 ) n 研究了轮虫中的氮向鲢、 鳙鱼苗体内迁移规律的研究等p 。而用1 5 n 同位素来研究藻类氮在田螺体内的代谢规 律没见报道。 1 4 本课题研究的内容、目的和意义 1 4 1 研究内容 ( 1 ) 枝角类浮游动物对不同藻类的牧食力的研究，揭示藻类密度对枝角类浮游动物 的摄食影响： ( 2 ) 采用室内模拟的研究方法，研究枝角类浮游动物不同的放养密度对水化指标的 影响，找出在水体中的最佳放养密度； ( 3 ) 采用1 n 同位素示踪法，研究田螺对不同藻类氮的迁移利用率及累积规律： ( 4 ) 田螺对不同藻类的牧食力及其取食偏向： ( 5 ) 研究自然生态系统下，田螺和水潘的放养对养殖水体的影响。 s 南京! 藿工大学曩士论文羹性生钧控制富营葬化永体蔫关厦其机理的研究 1 4 2 研究的目的和意义 1 本课题以充分利用养殖废水资源，通过食物链的转换关系，将水体中氮、磷 等营养物转化为水生动物的蛋白质，减少n 、p 排放为研究目标。选题具有重要意义， 首先达到了变废为宝，因为浮游动物是优质蛋白，是新兴的动物资源，具有很高的经 济价值，大大地提高养殖产业的经济效益：田螺是重要的水产品，其肉昧鲜美，有一 定的经济价值。 2 经处理后的废水可以循环使用，节约有限的水资源；经处理的鱼塘，由于生 态结构的优化，可以提高鱼塘产鱼量；浮游动物和田螺通过摄食水中的藻类，从而降 低废水中n 、p 浓度，可以减少对湖泊的污染。 3 目前控制浮游植物过量生长主要是通过控制营养盐的输入，这种方法耗资大， 并且在内源负荷很大时，不能或只能达到部分目的，而生物操纵( b i o m a n i p u l a t i o n ) 口习方法则是通过改变捕食者( 鱼类) 的种类组成或多度来操纵植食性大型浮游动物特 别是枝角类种群的发展，进而降低藻类生物量，提高水的透明度，改善水质，这种方 法耗资小，无二次污染。 4 湖泊本身是一个生态系统，各种物种在其中各司其职，完成物质的循环和能 量的流动，实现生物群落的生长繁殖。物质循坏和能量流动需要消耗环境条件，当人 为的干扰使它们的规模超过了自然环境所能承担的限度后，物质流和能量流就会阻 塞，使生态系统失衡出现藻类疯长这样的异常现象。湖泊治理必须遵循自然生念学的 规律，从生态学的视角分析，本文的研究为采用生态技术治理湖泊提供了理论依据。 5 本课题的对藻食性生物微型裸腹溢和绘坏梭螺摄食藻类机理的研究，国内外尚 未见报道，因此本研究为水体富营养化的生物治理技术提供了理论依据。 6 南京理工大学硪士论文羹t 性生韵控崩警管葬化永体薯类厦其枫理的研究 2 微型裸腹涟、绘环梭螺对开放水体的影响 2 1 实验材辩与方法 2 1 1 实验材料 银鲫购自江苏明天滩涂科技有限公司鱼塘，规格为7 8 9 8 9 9 ： 微型裸腹渣( m o i n am i c m m ) 从江苏明天滩涂科技有限公司鱼塘捞取经分离纯化 后使用； 水泥池是江苏明天滩涂科技有限公司的实验池，规格l o m x 5 m x l 5m ： 绘环梭螺( b e l l a m y al i m n o p h i l a ) 从农科院一鱼塘中捞取； 实验用水引自附近水渠，实验前先充分混合，后均分到各水池。 2 1 2 实验设计 实验共用6 个水泥池，并对其依次标号l # 、2 # 、3 # ，具体处理为l # 、2 # 池设为对照组，放养5 0 尾锻鲫：3 # 、4 # 放养5 0 尾鲫鱼和3 k g 绘环梭螺：5 # 、 6 # 放养微型裸腹潘和5 0 尾银鲫；其中每组各设一个平行处理。 实验期的管理：每天对各池的投放一定的饲料。 2 1 3 水质分析方法 水泥池中水样嗣采水器采集水样，多点采集并充分混合后测定各项目。 总氮用开氏法测定，具体步骤参照土壤农业化分析方法【柏l ： 以下各项目的测定具体步骤参照兵器工业环境监测分析方法】： 总磷用h 2 s 0 4 h c l 0 4 氧化，镭锑抗比色法测定： 氨氮用靛粉蓝比色法测定； 硝态氮用酚二磺酸比色法测定； 亚硝态氮用重氮化偶合分光光度法： c o d m n 用碱性法。 浮游植物的定量：水样用永生8 0 型采水器进行多点采集水样，并充分混合，取 水样l l ，加入1 5 以鲁哥氏液体( l u g o ls o l u t i o n ) 摇匀，放置在实验室内静置2 4h 以上，然后浓缩定量至5 0n 1 i ，加少许福尔马林固定。测定时充分摇匀，用定量吸管 淮确吸取o 1 0m l 置于浮游植物计数框内，用x s - 2 0 1 型光学显微镜，在1 0 x 4 0 倍下 观察计数1 0 5 0 个视野，具体视浮游植物丰度大小而定。对大型浮游藻类在l o xl o 倍下全片计数。 7 南寮曩工大学硪士论文薰童性生暂控制崔蕾养化水体蕞英盈其机理的研究 1 2 结果与讨论 大丰滩涂养殖水体中七月份优势藻种群主要有念珠藻、铜绿微囊藻、平裂藻、蓝 纤维藻、颐藻、水绵、水瞬藻、鼓藻、鱼腥藻等，本实验通过放养浮- 游动物和绘环梭 螺研究在开放系统下浮游动物和绘环梭螺的放养对水质的影响和水体中藻类结构的 影响。 2 2 1 不i w 处理对永化指标的影畴 不同处理对水化指标的影响如表2 。l 把表2 1 中各处理池中相应指标所测的结果与对照组进行比较，可以看出： 1 对照池中总氮t n 、总磷t p 、氨氮、亚硝态氮、c o d m 。的浓度随时间的延长 呈升高趋势，这是因为鲫鱼不摄食水中的藻类，它主要摄食喂养的饲料，所以不能降 低水中氮、磷量。另外，舅鱼食料后会排泄的粪便等含有丰富的营养物质，导致水体 各化学指标呈上升趋势。 表2 1 表不同处理对水泥池中水化指标的影响 2 放养绘环梭螺的池中各水化指标明显下降，其中对总氮的平均去除率达到了 5 2 2 0 ，对总磷的平均去除率达到了6 3 3 0 ，对亚硝态氦的去除率为4 3 5 3 ，对 8 南京理工大擎l 一士论文 薰性生相拉锯富蕾葬化水体蕞荚及其机理的研究 硝态氮的平均去除率为3 3 7 5 ，对氨氮的平均去除率为4 0 6 7 ，对c o 儿的平均去 除率为3 7 7 4 。 3 放养微型裸腹滠的池中各水化指标有所下降，其中对总氮的平均去除率为 4 2 7 9 ，对总磷的平均去除率为4 6 4 l ，对亚硝态氮的去除率为3 4 6 6 ，对硝态 氦的平均去除率为3 1 8 2 ，对氨氮的平均去除率为3 8 1 7 ，对c o d t i 的平均去除率 为1 9 1 4 。 2 2 2 水体中藻类的变化 从表2 2 中各处理池中藻类优势种群可以判断不同处理对水体中浮游植物生长的 影响。把各处理池与对照池l # 、2 # 进行比较分析可以看出： 1 对照池l # 、2 # 池中藻的优势种有：腔集藻，平均密度为2 2 3 xt 0 6 c e i s l ； 十字藻，平均密度为2 2 8 x1 0 4 c e l l s l ：铜绿微藻，平均密度为1 5 8 1 0 6 c e l ! s l ； 念珠藻，平均密度为1 9 5 x1 0 6 c e l l s l ：卵囊藻平均密度为1 3 7 i 0 6 c e s l ：颧藻 平均密度为1 1 6 xi 0 5 c e l i s l ；绿藻门较少。 2 放养绘环梭螺的3 # 、4 # 池中藻类的优势种群为平裂藻，平均密度为 l o 5 xi 0 6 c e i s l ；念珠藻，平均密度为1 4 3 xl o c e l l s l ：腔集藻，平均密度为 1 1 6 xi 0 6 c e l l s l l 。与对照组相比，篮球藻和小球藻均未发现；水网藻的平均密度降 低了3 3 xf o r c e 【i s l ；卵囊藻的平均密度降低了9 3 5 xi o c e l l s l ；颤藻的平均密 度降低了6 3 x1 0 6 c e l l s l ：蓝纤维藻的平均密度降低了3 6 i 0 6 c e l l s l ：铜绿微囊 藻的平均密度降低了8 1 i 0 6 c e i s l 。绿藻门中的新月藻、小球藻均未发现。 3 放养微型裸腹溢的5 # 、6 # 池中藻类的优势种群为腔集藻，平均密度为 1 6 7 t o c e l i s t ：念珠藻，平均密度为1 1 5 xl o c e l i s l ；十字藻，平均密度为 1 1 6 xl o c e l l s l ；铜绿微囊藻，平均密度为l o 5 x1 0 6 c e l l s l 。这些优势藻生物量 均比对照池中有所降低。与对照组最为明显的变化是，鱼腥藻没有发现，卵囊藻平均 密度降低了1 0 6 5 l o 5 1 0 5 e e l i s l 。 从各处理池中出现的藻类种类，可以看出，对照池中共检出1 5 种：放养绘坏梭 螺的池中有1 1 种藻；放养微型裸腹潘的处理池中1 3 种。由此看出，底栖动物绘环梭 螺及微型裸腹湮的放养对水中藻类的抑制作用还是很明显的。 9 南京理工大学硕士论文藻食性生物控制富营养化水体藻类及其机理的研究 表2 2 各处理池中优势藻类统计( 1 0 e l l s l ) 藻类 1 #2 #3#4#5 # 6 # 2 2 3 绘环梭螺和微型裸腹潘的放养对水体影响的效果比较图 实验结束使，放养绘环梭螺和枝微型裸腹涵的水体与对照池明显清澈，且没有水 华产生，其效果如图2 1 、图2 2 、图2 3 、图2 4 图2 1 对照处理池水体表匾 1 0 南京理工大学硕土论文藻食性生物控制富营养化水体藻类及其机理的研究 从图2 1 ，图2 + 2 ，图2 3 ，图2 4 可以明显看出，对照池水面已漂浮了一层厚 厚的“水华”，池壁上也附着了大量的藻。而放养绘环梭螺的处理池中水体很清澈， 还能够看到水中映照的绘环梭螺的影子，大批的绘环梭螺附着在池壁上，池壁上的藻 与对照组相比要少很多，可以判断池壁上的藻被绘环梭螺大量摄食。放养微型裸腹潘 的处理池中水面上没有水华，可以看到漂浮在水体中的水潘。 从效果比较图中，可以充分表明，放养绘环梭螺和微型裸腹涵完全可以控制水华 的暴发。 图2 2 对照池的池壁 图2 3 放养了绘环梭螺的处理池 1 l 南京理工大学硕士论文藻食性生物控制富营养化水体藻类及其机理的研究 2 3 4 小结 图2 4 放养微型裸腹溪的处理池 通过在水池中放养绘环梭螺和微型裸腹潘，研究其对水体藻类生物量、藻类种群 结构、水化指标的影响，得到以下结论： 1 水体中放养一定量绘环梭螺可以有效地降低水化指标如：总氮的平均去除率 为5 2 2 0 ，对总磷的平均去除率为6 3 3 0 ，对亚硝态氮的平均去除率为4 3 5 3 ， 对硝态氮的平均去除率为3 3 7 5 ，对氨氮的平均去除率为4 0 6 7 ，对c o 功咖的平 均去除率为3 7 7 4 。起到了有效改善水质的作用。绘环梭螺的放入能够抑制颤藻、 卵囊藻和蓝纤维藻的生长。绘环梭螺是底栖动物，也是滤食性的水生生物，它可以滤 除水底的藻类，从而达到有效去除水中的总氮和总磷的目的。另外，绘环梭螺营养价 值很高，收获后的绘环梭螺还可以获得一定的经济价值。所以，绘环梭螺放养到池塘 中的方式应该进一步的研究并推广。 2 。放养微型裸腹涵对富营养化的水体起到一定的净化作用，从本实验所的数据 看来，放养微型裸腹湮对水体中的总氮的平均去除率为4 2 7 9 ，对总磷的平均去除 率为4 6 4 l ，对弧硝态氮的去除率为3 4 6 6 ，对硝态氮的平均去除率为3 1 8 2 ， 对氨氮的平均去除率为3 8 1 7 ，对c o d 的平均去除率为1 9 1 4 。微型裸腹潘可 以滤食小型浮游植物，还可以控制水中鱼腥藻卵囊藻等藻的繁殖，从而减少水中藻类， 控制水华的发生。 1 2 南京理工大学硪士论文纂禽性生物控制富蕾养化永体薰类及其机理曲研究 3 微型裸腹浯列不同藻类牧食力的研究 微型裸腹渣( m o i n am i c r u r a ) 雌性体长o 6 5 衄o 8 3 r a m ，沿腹缘前半部列生长 冈4 毛1 1 2 5 根。头部很大，第一触角略短于头长的1 2 ，前侧中部有一根触毛。羽状 肛刺3 6 枚，叉状肛刺l 枚。雄体长o 5 3 o 6 1 r a m ，头部狭长，第一触角特别长， 约为体长的1 2 。近基部1 3 处略弯并有一细长的触毛i 嗜暖性种类。习生栖于富营 养型浅水湖泊中，浅池塘及间歇性水域中也常可见到。在小型淡水与成水湖泊中也是 常见的浮游种类【4 2 l 。 微型裸腹涵生活周期短、繁殖快，在水中为优势种群的时间长阳j 。目前对微型裸 腹涵的研究还停留在对它的生长生殖和种群增长的研究方面，对它的摄食方面的研究 还未见报道。本实验就它对不同藻类的摄食力进行了研究。 3 1 实验材料及方法 3 1 1 实验材料 斜生栅藻( s c e m c d e s m u so b l i q u u s ) 和铜绿铜绿微囊藻( m i c r o c y s f i sa e r u g i n o s a ) 藻种来自农科院资环中心：绿藻混合藻藻种来自农科院鱼塘中，从鱼塘中采集2 l 水， 其中含有的藻类主要为绿藻，把水样在离心机( 转速为3 5 0 0 r m i n ) 中离心3 m i n ，离 心后的藻泥用上述藻类培养液在智能光照培养箱( 温度2 3 5 ，光照为3 0 0 0 1 x ，昼夜 时间比为l ：1 ) 中进行培养：经观察主要藻类有斜生栅藻、绿溪藻( c h l o r o c o c c u m i n f u s i o n t t m ) 、弧形藻( s c h r o e d e r i as e t i g e m ) 、椭圆小球藻( c h l o r e l l ae l l p s o i d e a ) ； 淡水小球藻( c h l o r e l l av u l g a r i s ) 藻种来自农科院淡水小球藻养殖中心。 实验用水从农科院池塘中提取，经煮沸，冷却，过滤处理待用。 微型裸腹淹从农科院池塘中捞取，经分离后在实验用水中空腹培养3 天。 3 i 2 实验试剂及设备 1 淡水单胞藻培养液配方( i l 中含量) ： n a n 0 3 1 5 0 9 l & r p 0 4 3 h 2 04 0 9 lo r3 0 9 l m g s 0 4 。7 i 2 07 5 9 l c a c h 2 h 2 03 6 9 l 柠檬酸铁 6 9 l e d t a l g n n a 2 c 0 32 0 9 l 血蹦吐血血d d ， 0 l 1 l 1 1 h 宙皇理工大学曩士论文蕞性生钧控憎富蕾莽化永体蕞尧爰其枫理的研究 微量元素 微量元素配方( 1 l 中含量) ： h 3 b o t m a c h 4 h ：! o z 1 1 s 0 4 - 7 i - 1 2 0 n a m 0 0 4 5 h 2 0 c u s o4 - s h 2 0 c o ( n 0 9 2 6 h 2 0 c a c h 6 1 - 1 2 0 l m l 2 8 6 以 1 8 1g l 0 2 2 2g l 0 3 9 0g l 0 0 7 9g ，l o 0 4 9 4g l 0 0 4 0 4 0g l 最后使用的培养液用p h = 1 1 的缓冲溶液调制培养液至p h = 7 5 左右a p h = 1 1 的缓冲溶液的配制：5 0 m l0 0 5 t o o l l n a i - i c 0 3 + 2 2 7 m l o 1 m o l ，l “n a o h 稀释至1 0 0 m l 2 2 2 实验仪器设备 g z p - 2 5 0 a 型智能光照培养箱 x s 2 0 1 型光学显微镜： l x j - 6 4 - 0 1 型离心机 3 1 3 实验设计及步骤 南京红龙仪器设备厂 北京医疗仪器修理厂。 把获得的藻在智能光照培养箱中接种培养至对数生长期； 把对数生长期的藻在离心机中3 0 0 0 r p m 离心4 r a i n ，把各藻泥配成一较高浓度 的藻液，待实验用： 实验分斜生栅藻、铜绿微囊藻、淡水小球藻3 个处理，每个处理设4 个密度梯 度( 见表3 1 ) 。每个梯度设2 个重复； 在2 5 0 m l 磨口玻璃瓶内把( 2 ) 中藻液按一定比例用实验用水稀释到设定的实 验密度，此时实验藻液为1 0 0 m l ； 每个实验瓶内放1 5 只活力较强的微型裸腹成溢； 将实验瓶用黑塑料包起，为了使饵料生物在容器中均匀分布，每隔一段时间倒 转摇动下实验瓶： 实验设对照组，除不加微型裸腹潘外，其它同实验组： 6 小时后，用镜检直接计数法测定各容器中的藻细胞密度，每个样品在1 0 4 0 倍镜片下计数3 片，记录数据。 微型裸腹潘对其滤水速度相当密度的斜生栅藻、铜绿微囊藻和淡水小球藻混合 进行实验。实验程序同上。 1 4 i； “晓 b ” 南京理工大学硪士论文藻性生物控翻富营养化水体藻类厦其机曩的研究 3 2 实验计算方法 滤水速度和摄食速度的计算公式： f vh c , g nt e = ，鞣 ( 3 1 ) ( 3 2 ) 其中：f 一为滤水速度( m l 潘h ) g 卜为对浮游植物摄食速度( 细胞数潘h ) v - 一为实验瓶水的体积 n 为放入该水体中的实验浮游动物总数 c b 为t 小时后没有移放实验浮游动物的对照组的饵料密度 c 口为给定浮游植物饵料密度 c t f 为t 小时移放实验浮游动物的饵料的密度 某种浮游植物的选择性摄食的选择指数采用m e v m 】的计算式： s ：业 1 足+ 尸( 3 3 ) s 。为选择指数： r 为某种浮游植物在被浮游动物所摄食的全部浮游植物中所占的比例，本试验验 结束后试验瓶中浮游植物的减少量即为浮游动物的摄食量： p 为试验开始时试验瓶中某种浮游植物与全部浮游植物的比例。 3 3 结果与讨论 3 3 i 微型裸藏螽对斜生督藻的牧食力 由表3 1 中可以看出，当斜生栅藻生物量为9 3 3m g t , 时，微型裸腹淹滤水速度 为0 9 9 n i l 潘，j 、时，摄食速度为6 6 4 m g 骚时，6 h 内对斜生栅藻的去除率为5 8 8 3 ； 当斜生栅藻生物量为7 0 6 6 m g l 时，微型裸腹潘滤水速度为o 1 5n 山潘，j 、时，摄食速 度为1 0 1 5 r a g 渣时，6 h 内对斜生栅藻的去除率为1 2 9 7 。 南京理工大学硕士论文羹食性生蝈控制t 营莽化水体羹类及其帆理的研究 在实验生物量范围( 9 3 3m g l 7 0 6 6 m g l ) 内，随斜生栅藻生物量升高，微型裸 腹湮的滤水速度降低，对斜生栅藻摄食速度则逐渐升高，对斜生栅藻的去除率逐渐降 低，但此时去除率低并不是代表微型裸腹取食能力的降低，微型裸腹潘的摄食量是增 加的，只是相对于投入藻类的生物量增长量来说有所降低而已。由此推理，在