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风生紊流导致微囊藻群体破碎和形态变化

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湖泊科学 2021年第2期33卷 349-365页

作者：朱伟陈怀民肖曼 Lürling Miquel 李明河海大学环境学院浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室南京210098 格里菲斯大学澳大利亚河流研究所澳大利亚昆士兰州4111 瓦格宁根大学环境科学系水生态及水质管理组荷兰瓦格宁根6700AA 西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100

微囊藻群体大小和形态决定其垂向迁移能力,从而影响着水华的形成.为了探讨湖泊中风生紊流对微囊藻群体大小和形态的影响,本研究于2012年8月26日至9月7日在太湖梅梁湾的围隔内进行了12 d的昼夜不间断的高频采样(采样间隔每2小时一次).研... 详细信息

微囊藻群体大小和形态决定其垂向迁移能力,从而影响着水华的形成.为了探讨湖泊中风生紊流对微囊藻群体大小和形态的影响,本研究于2012年8月26日至9月7日在太湖梅梁湾的围隔内进行了12 d的昼夜不间断的高频采样(采样间隔每2小时一次).研究期间,水面微囊藻密度呈现4次周期性消涨,藻密度变化范围为4×10^(4)~2671×10^(4)cells/m L.而整个水柱中的藻密度变化范围仅为3×10^(4)~18×10^(4)cells/m L.皮尔逊相关性分析表明微囊藻的原位生长速率与表面藻密度呈负相关而与风速呈正相关.强风速使微囊藻在水柱中均匀分散,增强了透光性,促进了微囊藻的生长.微囊藻群体粒径随着风速的增大逐渐减小,反之亦然.其中值粒径(D50)变化范围为66.2~768.0μm.在此期间微囊藻群体形态主要以鱼害微囊藻、不规则的惠氏微囊藻、球状的惠氏微囊藻和铜绿微囊藻群体形态为主,其占比也呈现出波动状态.皮尔逊相关分析结果显示微囊藻群体大小与风速呈负相关,说明湖泊中风生紊流会影响微囊藻群体大小.当紊流强度为2.33×10^(-5)m^(2)/s3时,微囊藻群体会发生破碎现象,该紊流强度相当于5 m/s的风在30 m深的水库或湖泊中所产生的紊流强度.微囊藻群体被风生紊流破碎后最大粒径与该风速下紊流的最小涡旋尺度相近,表明紊流的最小涡旋尺度决定了微囊藻所能形成群体的最终大小.监测期间,整水柱中不同群体形态的微囊藻占比发生了明显变化,在监测初期以鱼害微囊藻群体形态为主,随后不规则的惠氏微囊藻和铜绿微囊藻群体形态的比例不断增加,最后鱼害微囊藻群体形态又占据主导地位.球状的惠氏微囊藻群体形态在整个监测期中的比例随时间的增加而逐渐降低.不同群体形态微囊藻之间比例的大幅变化无法用微囊藻生长演替来解释.而皮尔逊相关分析结果显示鱼害微囊藻与惠氏微囊藻(不规则的和球状的惠氏微囊藻之和)群体形态之间存在负相关,且惠氏微囊藻与铜绿微囊藻群体形态呈负相关.但在今后研究中需进一步关注在微囊藻群体形态的动态变化过程中细胞大小、胶被、产毒特性和基因序列等特征,从而验证不同种微囊藻群体是否存在形态转换这一猜想.总而言之,普通强度的风生紊流能够破碎微囊藻群体,而气候变化导致的内陆湖泊周边风速下降会促使微囊藻形成更大的群体,从而有利于水华的形成.

关键词：微囊藻水华紊流群体粒径形态太湖

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葛仙米生长的尺度效应

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水生生物学报 2017年第4期41卷 923-929页

作者：赵雪潘婷婷米武娟毕永红胡征宇中国科学院水生生物研究所中国科学院藻类生物学重点实验室武汉430072 中国科学院大学北京100049

为考察葛仙米(Nostoc sphaeroides)群体粒径变化对营养成分和光合活性的影响,测定了生长过程中不同粒径群体的色素成分、光合特性和多糖含量。结果表明:叶绿素a、藻胆蛋白含量随群体粒径增大而降低;类胡萝卜素含量在粒径4.85 mm时最高,... 详细信息

为考察葛仙米(Nostoc sphaeroides)群体粒径变化对营养成分和光合活性的影响,测定了生长过程中不同粒径群体的色素成分、光合特性和多糖含量。结果表明:叶绿素a、藻胆蛋白含量随群体粒径增大而降低;类胡萝卜素含量在粒径4.85 mm时最高,藻蓝蛋白/叶绿素a、藻红蛋白/叶绿素a以及别藻蓝蛋白/叶绿素a的比值随粒径增大先降低后升高;最大潜在光合能力(Fv/Fm)随群体粒径增大逐渐降低,大群体可通过光系统I介导的环式电子传递链耗散多余能量以保护光合作用系统;多糖含量在粒径3.03 mm时最高。研究结果显示葛仙米生长具有明显的尺度效应,细胞组分与光合活性对群体粒径变化具有显著的响应,开展规模化培养和采收需要关注这一效应。

关键词：葛仙米群体粒径叶绿素荧光活性代谢产物

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秋季太湖梅梁湾蓝藻的原位增殖与垂直分布

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生态科学 2016年第5期35卷 117-125页

作者：周起超赵爽彭成荣沈伟宋立荣中国科学院水生生物研究所/淡水生态与生物技术国家重点实验室武汉430072 云南省环境科学研究院(中国昆明高原湖泊国际研究中心)/高原湖泊流域污染过程与管理云南省重点实验室昆明650034 钦州市海洋环境监测预报中心钦州535000 常州市环境监测中心常州213001

通过细胞分裂频率法对秋季太湖梅梁湾蓝藻(微囊藻)原位生长速率进行了测定,发现微囊藻白天的细胞分裂频率高于夜间,水柱表层微囊藻的原位生长速率最高;湖体微囊藻的原位生长速率为0.09—0.16 d^(-1),围隔微囊藻的原位生长速率为0.20—0.... 详细信息

通过细胞分裂频率法对秋季太湖梅梁湾蓝藻(微囊藻)原位生长速率进行了测定,发现微囊藻白天的细胞分裂频率高于夜间,水柱表层微囊藻的原位生长速率最高;湖体微囊藻的原位生长速率为0.09—0.16 d^(-1),围隔微囊藻的原位生长速率为0.20—0.35 d^(-1);蓝藻的原位生长速率受光照、温度、营养盐与生物量等因素的影响。蓝藻生物量、群体粒径组成、捕光色素及其组成等在水柱中均有垂直分布差异,依赖于混合强度、浮力调节与群体粒径的垂直迁移或是蓝藻为了获取更为合适的光照条件。

关键词：微囊藻原位增殖垂直分布群体粒径色素组成