不同氮磷比對淡水藻类生长和营养物水平的影响.doc

不同氮磷比对淡水藻类生长的影响及水环境因子的变化 李建平，吴立波，戴永康，王启山，王 嵩，张丽彬 南开大学环境科学与工程学院，天津 300071 在实验室水族箱内建立微型生态系统，研究氮磷比N)/m(P)]对微型生态系统中叶绿素-a、总有机碳、溶解氧、pH的影响，并用多重比较检验法分析试验所得数据。试验发现，Chl-a、TOC、DO、pH在不同氮磷比的处理间均有一定的差异，其中DO、pH在不同处理间的变化比Chl-a、TOC更为显著。但它们随氮磷比的变化均没有表现出明显的规律性。还发现在各处理中，Chl-a与DO、pH间存在明显的正线性相关性；与TOC的相关性不显著。结果认为，氮磷比对这些环境因子的影响主要还受制于它对处理中浮游植物生长的影响，氮磷比对这些环境因子的影响并不显著。 微型生态系统；氮磷比；多重检验法；相关性中图分类号：X17 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2007）0-0342-05 自然水体发生富营养化是近年来水体污染的一个重要方面。而营养物向水体的输入是促使富营养化发生的一个关键因子。因此研究营养物水平与富营养化之间的关系对防治自然水体的污染具有重要意义。通常情况下，限制浮游植物生长的主要营养元素为N、P[1]。关于氮磷营养限制对藻类生长的影响已有许多研究。如Michael Neill [2]研究表明，在盐度低的水体中，P对浮游植物的生长起限制作用，在盐度为35‰左右时，N、P同时成为浮游植物生长的限制性营养元素，而在盐度大于30‰时，N对浮游植物生长起限制作用。有关这两种营养元素的比N)/m(P)]对浮游植物生长的影响也有报道， Bulgakov N.G. [3]等在实验室内用4种绿球藻目(Chlorococcales)的种类进行试验发现，在N)/m(P) =3.5的培养中小球藻(Chlorella vulgaris)是优势种，而四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)则是N)/m(P) =20的培养中的优势种。Suttle（1988）[4]等用淡水藻类在实验室内也进行了一系列研究，发现在氮磷原子个数比为45的培养中，蓝藻中的聚球藻属(Synechococcus)在数量上占着统治地位，而在氮磷原子个数比较低的培养中（5、15），优势种是硅藻中的菱形藻(Nitzschia holsatica)和针杆藻(Synedra radians)以及绿藻中的栅藻属(Scenedesmus)。目前大多研究都集中在氮磷比对藻类的生物量和群落结构的影响上，而对水环境中的其他指标如总有机碳、溶解氧等受氮磷比影响的变化研究相对较少。水体中浮游植物的生长与其周围环境因子的变化密切相关[56]，通过研究这些水环境因子受氮磷比影响的大小，对了解氮磷比对浮游植物的生长和群落结构的影响具有重要意义。本文以自然水体于桥水库中的藻类为研究对象，重点研究在不同氮磷比的处理中随着藻类数量及种类的变化，水环境中叶绿素-a（Chl-a）、总有机碳（TOC）、溶解氧（DO）、pH等因子的变化情况。以期对于桥水库的富营养化治理提供一些理论依据。 试验在室内进行，采用5个同一大小的水族箱建立微型生态系统[7]。水族箱使用容积64 L，有效水深40 cm。光照系统采用日光灯组，液面光强为10 000 lx[8]，光暗时间比1212 h，由时间继电器自动控制。水族箱内水温由恒温加热器控制在25±1) ℃。实验用藻种来源于于桥水库原水。 试验共设5个处理。接种水直接取自于桥水库北岸原水，取回后先在实验室水族箱内静置10 d，然后平均分配到5个处理中，再以去离子水稀释约4倍到实验所需深度。通过添加硝酸钾（KNO3）和磷酸氢二钾（K2HPO4）设置氮磷质量比依次为10、20、30、40、50[3，9]，依次标记为N1、N2、N3、N4、N5 5个处理。试验期间不再添加其它微量元素。为消除浮游动物对藻类捕食作用的影响，在每个处理中分别放入3～4尾小红鲤鱼(Cyprinus carpio,不食藻)[8]，同时也可避免器壁效应以及促进水族箱内营养物循环。实验开始后，每隔1 d定时对水族箱内的营养物水平及其它理化指标进行1次监测；浮游植物的计数及种类鉴别每周进行1次。每次取量约为250 mL，取完后标记液面下降的深度。每天定时用去离子水补充因蒸发损失的水分。试验期间及时调节每个处理氮磷营养物的质量浓度，使其保持在所预设氮磷比（±3）范围内。试验期间各处理的平均氮、磷负荷如表1所示。 Table 1 the average load of N and P in different treatments m(N)∶m(P) N负荷/(g·m-3·d-1) P负荷/(g·m-3·d-1) 处理编号