浮游藻类与温度、光照、营养盐因素之间的关系
温度上升对海洋浮游生物多样性的时空格局的影响

温度上升对海洋浮游生物多样性的时空格局的影响随着全球气候变暖的加剧,海洋温度也在不断上升。
这种温度上升对海洋生态系统产生了深远的影响,其中之一就是对海洋浮游生物多样性的时空格局产生的影响。
本文将探讨温度上升对海洋浮游生物多样性的影响,并分析其时空格局的变化。
首先,温度上升对海洋浮游生物的生存和繁殖产生了直接的影响。
浮游生物是海洋生态系统中最基础的生物群体之一,它们在海洋食物链中起着重要的角色。
然而,温度上升会导致海洋水体中的温度梯度变化,从而影响浮游生物的生存环境。
一些耐寒的浮游生物可能会因为温度上升而无法适应新的环境,导致其数量减少甚至灭绝。
而一些喜温的浮游生物可能会因为温度上升而繁殖更加迅速,导致其数量增加。
这种数量的变化将直接影响到浮游生物多样性的时空格局。
其次,温度上升还会影响浮游生物的分布范围。
由于浮游生物对温度的敏感性较高,一旦温度超出其适宜的范围,它们就会迁移或消失。
一些研究表明,随着海洋温度的上升,一些热带浮游生物的分布范围向极地方向扩展,而一些极地浮游生物的分布范围则会缩小。
这种分布范围的变化会导致不同种类的浮游生物之间的相互作用发生变化,进而影响到浮游生物多样性的时空格局。
此外,温度上升还可能改变浮游生物的生态功能。
浮游生物在海洋生态系统中不仅仅是食物链的一部分,它们还能够吸收大量的二氧化碳,起到调节海洋碳循环的作用。
然而,温度上升可能会改变浮游生物的代谢活动和生态功能,影响其对二氧化碳的吸收能力。
这将进一步影响到海洋生态系统的稳定性和碳循环过程,从而对浮游生物多样性的时空格局产生间接的影响。
最后,温度上升对海洋浮游生物多样性的时空格局的影响还受到其他环境因素的调节。
海洋中的光照、盐度、营养物质等环境因素都与温度密切相关,它们共同作用下会对浮游生物多样性产生复杂的影响。
例如,温度上升可能会导致海洋中的营养物质分布发生变化,从而影响到浮游植物的生长和繁殖,进而影响到整个浮游生物群落的结构和多样性。
海洋食物网的关键环节浮游植物与浮游动物的相互关系

海洋食物网的关键环节浮游植物与浮游动物的相互关系海洋食物网的关键环节:浮游植物与浮游动物的相互关系海洋食物网是指海洋生物之间通过摄食和被摄食的关系形成的复杂网络系统。
其中,浮游植物和浮游动物是海洋食物网的重要组成部分,它们之间的相互关系对整个海洋生态系统的稳定与发展起着至关重要的作用。
一、浮游植物的重要性浮游植物是海洋中最主要的初级生产者,通过光合作用将阳光能转化为有机物质。
浮游植物主要包括微型浮游藻类和细菌等。
它们在水体中形成大量的浮游植物群落,为其他海洋生物提供丰富的有机物质,为海洋生态系统的物质循环提供能量来源。
浮游植物的生长和繁殖受到光照、水温、营养盐和微量元素等因素的影响。
在海洋中,浮游植物的分布呈现明显的垂直和水平分布特征。
在上层水域,由于光照充足,浮游植物生长旺盛;而在深层水域,受限于光照,浮游植物数量较少。
此外,浮游植物的季节性变化也对整个海洋食物网的结构和演化产生重要影响。
二、浮游动物的重要性浮游动物是海洋食物网中的二级消费者,它们以浮游植物为食,同时也成为其他海洋生物的食物来源。
浮游动物包括浮游性甲壳类动物、浮游性腔肠动物等。
它们通过摄取浮游植物和其他有机物质来获取能量和营养,同时将浮游植物的能量传递给更高级别的生物。
浮游动物的丰富度和群落结构受到浮游植物的生长和分布状况的影响。
一方面,浮游植物的数量和品种丰富程度直接影响浮游动物的数量和群落结构;另一方面,浮游动物会对浮游植物进行摄食,从而维持浮游植物的种群数量和结构平衡。
三、浮游植物与浮游动物的相互关系浮游植物与浮游动物之间存在着密切的相互作用关系。
一方面,浮游植物为浮游动物提供了重要的食物资源,能够满足其能量和营养需求。
浮游动物通过摄食浮游植物,将植物的有机物质转化为自身的能量和营养物质。
另一方面,浮游动物通过摄食浮游植物控制了浮游植物的生长和数量。
当浮游植物过度繁殖时,浮游动物的摄食作用可以减少浮游植物数量,维持水体中的生态平衡。
海洋浮游植物对水文环境的响应与生态适应性

海洋浮游植物对水文环境的响应与生态适应性海洋浮游植物是海洋生态系统中至关重要的一环,它们对水文环境的响应及生态适应性是研究海洋生态系统和生物地球化学循环的关键。
浮游植物主要通过光合作用获取能量和养分,因此光照是其最基本的生态要素之一。
浮游植物通常分为三类:硅藻、钙藻和非硅藻。
不同类型的浮游植物对光照的要求有所不同。
大部分硅藻是垂直分布的,它们能够利用较弱的光线进行光合作用。
而钙藻和非硅藻通常需要更强的光照条件才能进行正常的光合作用。
浮游植物通过光合作用将太阳能转化为化学能,进而支持整个海洋生态系统的生物量和多样性。
除了光照外,流体运动是影响浮游植物生态适应性的另一个重要因素。
流体运动可以影响浮游植物的营养供给、生长状况和竞争力。
浮游植物需要一定的流体运动来帮助其获取所需的营养物质,但过强的流体运动会导致植物受损或被冲走。
因此,浮游植物对流体运动具有一定的适应性,能够在不同的海洋环境中生存和繁殖。
浮游植物对水文环境的响应和生态适应性还与温度和盐度等因素密切相关。
浮游植物可以在不同的温度和盐度条件下生存和繁殖,但不同种类的浮游植物对这些因素的敏感性不同。
例如,一些浮游植物对较高的温度和盐度更为耐受,而另一些浮游植物对于较低温度和盐度更为适应。
这些差异反映了浮游植物在适应不同的水文环境中的生态特征。
海洋浮游植物的生态适应性还受到营养盐的影响。
营养盐是浮游植物生长和繁殖的重要因素,其中氮和磷是限制浮游植物生长的关键营养盐。
浮游植物对于不同营养盐比例的响应也不同,这与它们的营养策略和生长阈值有关。
一些浮游植物对氮限制较为敏感,而另一些浮游植物对磷限制较为敏感。
这些不同的营养策略和生长阈值使得不同的浮游植物能够在不同的营养条件下生存和繁殖。
总之,海洋浮游植物对水文环境的响应及生态适应性是多方面因素综合作用的结果。
光照、流体运动、温度、盐度和营养盐等因素都对浮游植物的生态适应性起着重要作用。
进一步研究和理解浮游植物对水文环境的响应和生态适应性对于揭示海洋生态系统的结构和功能以及全球变化的影响具有重要意义。
盐度、光照度和温度对漂浮刚毛藻光合作用的影响

盐度、光照度和温度对漂浮刚毛藻光合作用的影响祁峰;李晓东;赵艳红;雷衍之;李永函【期刊名称】《大连海洋大学学报》【年(卷),期】2008(023)005【摘要】应用黑白瓶法研究了盐度、光照度和温度对漂浮刚毛藻Cladophora expansal光合作用的影响.结果表明:漂浮刚毛藻对盐度有较强的适应性,盐度降到10以下或升到40以上时,光合作用受到抑制;在整个试验盐度范围内(O.38~60),该藻的呼吸作用几乎不受盐度的影响(P>0.05).当水温为21℃时,光饱和点为19.2 klx,光补偿点为541 1x;当水温为34.5℃时,漂浮刚毛藻产氧速率最大;当水温为39.2℃左右时,该藻的耗氧速率等于净产氧速率;随着水温的升高,该藻的呼吸作用不断加强.【总页数】5页(P382-386)【作者】祁峰;李晓东;赵艳红;雷衍之;李永函【作者单位】大连水产学院,生命科学与技术学院,辽宁,大连,116023;大连水产学院,生命科学与技术学院,辽宁,大连116023;盘锦光合水产有限公司,辽宁,盘锦,124200;盘锦光合水产有限公司,辽宁,盘锦,124200;大连水产学院,生命科学与技术学院,辽宁,大连,116023;大连水产学院,生命科学与技术学院,辽宁,大连,116023【正文语种】中文【中图分类】S917.3【相关文献】1.温度、光照周期和盐度对刚毛藻生长的影响 [J], 李爵乾;王艳平;谢恩义;孙钰冰2.温度、光照、盐度对刚毛藻光合作用的影响 [J], 李娜;李彦军;祁保霞3.温度、光照度、盐度和pH对颤藻生长的限制条件研究 [J], 贺春花;黄翔鹄;李长玲;杜暖;冯志杰4.氮磷比、盐度、 pH对强壮硬毛藻生长和光合作用的影响 [J], 韩汶均; 许彦婷; 蒋阳杨; 姚亚楠; 曹学彬; 姜爱莉; 陈丽红; 邢荣莲5.温度、光照和pH值对锥状斯氏藻和塔玛亚历山大藻光合作用的影响及光暗周期对其生长速率和生物量的影响 [J], 邓光;李夜光;胡鸿钧;齐雨藻;耿亚红;李中奎因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
浮游藻类半饱和常数

浮游藻类的半饱和常数是指当营养物质浓度达到某一特定值时,浮游藻类生物量开始增加,并且在该浓度以上以指数方式快速增长的点。
这个特定的浓度值就是半饱和常数。
对于浮游藻类而言,其半饱和常数受到多种因素的影响,包括营养物质类型、环境温度、光照强度、pH值、盐度等。
这些因素会影响浮游藻类的吸收、代谢和生长速率。
具体来说,营养物质类型对半饱和常数的影响最大。
不同的营养物质对浮游藻类的有效性不同,它们在藻类体内的吸收和利用也各不相同。
例如,对于一些以氮为重要营养物质的浮游藻类,当营养盐中氮浓度达到一定值时,藻类生物量开始增加,这个值就是氮的半饱和常数。
而对于另一些以磷为重要营养物质的浮游藻类,磷的半饱和常数就更为关键。
环境条件也对半饱和常数产生影响。
例如,光照强度会影响藻类的光合作用效率,从而影响其生长和繁殖。
在光照充足的情况下,藻类的半饱和常数可能会更高。
此外,温度和pH值等环境因素也会影响浮游藻类的生理活动,从而影响其半饱和常数。
总的来说,浮游藻类的半饱和常数是一个动态变化的数值,受到多种因素的影响。
为了准确计算半饱和常数,需要结合具体的环境条件和浮游藻类的种类进行实验测定。
这对于了解浮游藻类的生长和种群动态,以及制定合理的环境管理措施具有重要的意义。
光照和营养盐对浮游动物和浮游植物生物量及其营养联系的影响

生态环境学报 2018, 27(6): 1122-1127 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@基金项目:国家自然科学基金项目(31200361);中南民族大学中央高校专项基金项目(CZY16012;CZY17016) 作者简介:王松波(1979年生),男,副教授,博士,主要从事浮游动物生态学研究。
E-mail: wangsb18@*通信作者收稿日期:2018-02-02光照和营养盐对浮游动物和浮游植物生物量及其营养联系的影响王松波*,余俊爽,曹艳敏,吴来燕中南民族大学资源与环境学院,湖北 武汉 430074摘要:水生态系统中物质(营养盐)和能量(光照)输入的不平衡能影响浮游动物和浮游植物的生长,但两者的交互作用在浮游生物现存量的预测中还较少涉及。
通过对湖北省内14个水体进行春采样,研究了光照和营养盐的交互作用对浮游动植物生物量预测能力的影响,并探讨了两者对浮游动植物间营养联系的影响,以期为湖泊生态系统的监测和管理提供理论依据。
研究结果显示:浮游植物和浮游动物生物量均与营养盐不存在显著相关性;ρChl a 与漫射衰减系数(K d )(r =0.526,P =0.036)和光照×营养盐(r =0.57~0.70,P <0.05)均呈显著正相关;浮游甲壳动物的生物量随着K d 增加而显著减少(r =−0.544,P =0.029)。
浮游动物、植物生物量之比(ρZ /ρP )随着K d (r =−0.651,P =0.006)和营养状态指数(TSI )(R 2=0.64,P <0.001)的增加而显著下降,表明两者之间的营养联系在低光照、高营养盐的环境下变弱。
逐步线性回归分析显示:浮游甲壳动物生物量能够单独被K d 更好地预测(R 2=0.30,P =0.029);光照和总溶解性氮的交互作用提高了多元线性回归模型对ρChl a (R 2=0.47,P =0.003)和ρZ /ρP (R 2=0.45,P =0.004)的预测。
藻类生长三要素

藻类生长三要素藻类生长三要素是指光照、温度和营养盐。
这三个要素对藻类的生长和繁殖起着至关重要的作用。
首先是光照。
藻类是一类光合作用生物,它们通过光合作用将光能转化为化学能,供自身生长和繁殖所需。
光照的强度和光照的周期性变化对藻类的生长有着直接的影响。
较强的光照可以促进藻类的光合作用,提高光合产物的合成速率,从而促进藻类的生长。
而过强或过弱的光照都会对藻类的生长产生不利影响。
此外,光照的周期性变化也会影响藻类的生长和繁殖。
光周期的改变可以引起藻类的生理反应,如藻类的生长速率、生长周期等都会受到光周期的影响。
其次是温度。
温度是影响藻类生长的重要因素之一。
藻类对温度的适应范围较广,但不同种类的藻类对温度的适应程度有所差异。
一般来说,藻类的生长速率随着温度的升高而增加,但当温度超过一定范围时,藻类的生长速率会下降甚至停止。
这是因为温度过高会导致藻类细胞内部发生一系列的生理变化,如藻类细胞的核酸和蛋白质的结构发生变化,从而影响藻类的生长和繁殖。
另外,在不同的温度条件下,藻类的生长周期也会有所差异,一般来说,温度较高时,藻类的生长周期较短,而温度较低时,藻类的生长周期较长。
最后是营养盐。
藻类对营养盐的需求较高,特别是氮、磷、钾等主要营养盐。
这些营养盐是藻类细胞内生物合成的重要原料,对藻类的生长和繁殖起着重要作用。
在自然环境中,营养盐的浓度和比例对藻类的生长有着直接的影响。
营养盐浓度过高或过低都会影响藻类的生长,营养盐比例的不平衡也会导致藻类的生长异常。
此外,一些微量元素如铁、锰等对藻类的生长也具有重要的影响。
这些微量元素是藻类体内一些关键酶的组成部分,缺乏这些微量元素会影响这些酶的功能,从而影响藻类的生长和繁殖。
光照、温度和营养盐是藻类生长的三个重要要素。
合理控制这三个要素,提供适宜的生长环境,可以促进藻类的生长和繁殖,进而为生态系统的平衡和物质循环提供保障。
同时,研究藻类生长的三个要素,也有助于我们更好地理解藻类的生态特性和生长规律,为藻类的应用开发和资源利用提供科学依据。
浮游生物

浮游生物姓名:唐雅琴学号:3110100568 指导老师:王岩摘要:近年来,随着近海调查的普遍开展,海外和深海调查及海洋生态系统研究也有了好的开端。
由于浮游生物在理论上和实际上的重要性,这门学科日益受到世界各国的高度重视,把它列为海洋、生产等高校的必修课或选修课;同时,由于浮游生物在生态系统,尤其在食物链、生产力、能源流动和物质循环中的重要性,它是海洋生态系统学中的重要组成部分,也是海洋综合调查的一个不可缺少的项目。
浮游生物是一个复杂、庞大的类群,既包括植物(主要是单细胞藻类),又包括动物(主要是无脊椎动物),它们不论在种类是上或数量上都占明显优势,并具有重要的经济意义。
关键词:浮游生物生物形态适应性分布环境关系渔业海洋污染一、定义不论在海洋或者湖沼中,浮游着各种生物,除了极少数体型较大、肉眼可见的种类以外,它们多数是个体微小,必修用显微镜才能看见;而且由于缺乏甚至完全缺乏行动器官,运动能力十分弱,有的只能随波逐流地浮游在水面上,或悬浮在水中作极微弱的浮动,因此称为浮游生物。
包括两大类,分别为浮游植物和浮游动物;而如果按生活环境来分,可分为淡水浮游生物、河口浮游生物、海洋浮游生物;按垂直分布来分,分为上层浮游生物、中层浮游生物、下层浮游生物;按浮游时期长短来分,为永久性浮游生物、阶段性浮游生物、暂时性浮游生物。
二、重要性浮游生物是水生生物界的重要组成部分之一,不但分布广、种类多,而且在数量上超过底栖生物和游泳生物,而更重要的是,它是很多经济水生生物(鱼类、贝类等)的饵料基础。
因此,它在渔业上具有重大意义。
有些浮游动物如水母类的海蜇和甲壳类的毛虾等都是富有营养的海产品,已成为我国海洋捕捞业的对象之一。
此外,浮游生物的重要性还表现在:①很多浮游生物,特别是水母类、海鳟类等可以作为水团或海流的生物性指标。
这对水文学工作者探索海流的来龙去脉,有一定的帮助。
②硅藻、有孔虫、放射虫等死后的外壳大量沉积在海底,成为海洋底质的重要组成部分之一。
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浮游藻类与温度、光照、营养盐等因素之间的关系王钰摘要:浮游藻类生长受物理、化学、生物等多方面因素的影响[1]。
大量营养元素可以促进叶绿素a和浮游藻类生物量的剧增,其中氮、磷是影响水中浮游藻类生长的主要因素。
本文介绍了浮游藻类与温度、光照、营养盐等因素间的关系,重点讲述营养元素氮、磷与浮游藻类间的相互关系。
关键词:浮游藻类;影响因子;关系The relationship between phytoplankton and temperature, light,nutrients and other factorsWang YuAbstract: The growth of algae by physical, chemical, biological and other multiple factors, a large number of nutrients can promote chlorophyll a and phytoplankton biomass increase, including nitrogen, phosphorus is the main factor affecting the algae growth. This paper introduces the influence of algae and various relations among the factors, focuses on relationship between nitrogen, phosphorus and algae.Key words: phytoplankton; influence factor; relationship浮游藻类是原生生物界一类真核生物(有些也为原核生物,如蓝藻门的藻类)。
主要水生,无维管束,能进行光合作用。
体型大小各异,小至长1微米的单细胞的鞭毛藻,大至长达60公尺的大型褐藻。
一些权威专家继续将浮游藻类归入植物或植物样生物,但浮游藻类没有真正的根、茎、叶,也没有维管束。
浮游藻类分布的范围极广,对环境条件要求不严,适应性较强,在只有极低的营养浓度、极微弱的光照强度和相当低的温度下也能生活。
不仅能生长在江河、溪流、湖泊和海洋,而且也能生长在短暂积水或潮湿的地方。
从热带到两极,从积雪的高山到温热的泉水,从潮湿的地面到不很深的土壤内,几乎到处都有浮游藻类分布。
在水生生态系统中,氮磷比作为关键因子,常被用来预测藻细胞密度的变化和季节演替[2]。
它同时作为一项指标,能代表营养盐对浮游藻类生长的限制水平。
有研究表明,适当的营养盐可以控制浮游藻类的生长,生物量以及种群结构,但就氮或磷哪种营养元素作为浮游植物生长的限制因子,目前尚没有统一的结论。
在南太平洋,初级生产者通常被认为是氮限制因子[3]。
越来越多的研究表明,在其它生态系统中,如东、西地中海,磷可能是最主要的限制因子[3]。
在中国,据调查已经有相当数量的湖泊已处于富营养化水平,如巢湖、太湖等。
1物理因素1.1温度浮游藻类的生长需要温度,温度也对浮游藻类的生长产生影响。
比如微囊藻是一种喜温生物,其最适温度在30~35℃高于其他浮游藻类。
水库中的围隔实验证实当水温为26℃时最适宜于微囊藻的聚集、上浮并形成水华。
多年的监测结果显示太湖中微囊藻水华出现在水温18.2℃~32.5℃,处于5月至10月之间。
在温度较低的冬季,微囊藻会以单个细胞或数个细胞的小群体存在于表层底泥。
春季回暖时微囊藻得以复苏和生长,已有研究表明底泥蓝藻的最佳复苏温度在18~21℃高于非蓝藻的复苏温度14~18℃。
1.2光照光是浮游藻类生命活动能量的主要来源,藻的生长是利用光能进行光合作用,从而产生构成自身细胞物质的有机物。
光合作用是硅藻最基本、最重要的生理生化反应。
除了光合作用,光照条件还会影响到硅藻的营养吸收、营养转化、群落、种群。
因此,光是影响硅藻生长和生存的最重要的环境因子之一,其中包括光强、光质、光周期的变化等。
光强会直接影响光合作用的速率,在其他条件都适宜的情况下,在一定范围内,光合速率随光照强度提高而加快,从而有利于硅藻细胞的生长。
有关光照强度对浮游藻类影响的研究最多。
硅藻因种类不同,对光照强度的需要也有所不同,一般来说,硅藻的最适宜光强范围为1000~7000lx。
例如,尖刺拟菱形藻和盔形舟形藻都属于适宜强光环境的硅藻,前者适宜的光照度在7000lx,甚至更高[4],后者在5500lx时比生长速率达到最大[5]。
而东方弯杆藻和月形藻属于适宜弱光环境的硅藻,光照度在500~1500lx的范围[6]。
中肋骨条藻的适宜光照强度则和环境温度有关,温度较低时,低光照强度(1500lx)的最大藻数量反而较高光照强(7000lx)度稍大,温度较高时,低光照强度(1500lx)的最大藻数量远小于高光照强度(7000lx)的最大藻数量[4]。
当光照强度高到一定程度后,即使是再提高光照强度,也不会加快光合作用的速率,这种现象叫光饱和现象。
光照过度对浮游藻类是有害的,庄树宏等研究发现,强光照射下的底栖浮游藻类细胞内叶绿素a的含量大量减少,细胞失绿,进行光合作用的能力大大降低。
叶绿素a受到强光照的破坏,主要是由于叶绿素酶的活性在强光下被激活所致[7]。
类胡萝卜素是光合作用的辅助色素,不直接参加光合反应,有捕捉光能并将光能传到叶绿素的功能,还能作为细胞对高辐射的防护物质,保护叶绿素免遭破坏,硅藻细胞色素体中高含量的类胡萝卜素对其高光强有害辐射下的生长代谢具有重要作用[8]。
1.3水文气象因子风力作用和波浪扰动以及气候状况对浮游藻类生长也有影响,风浪明显影响浮游藻类的水平和垂直分布,尤其在浅水湖泊中风浪作用使得湖底的营养盐释放,3.1m/S以上的风速对微囊藻表层水华有明显的消减作用。
国外也有报道称浮游藻类水华多出现在温暖而风平浪静的天气。
在湖水流场对水华浮游藻类垂直迁移以及对水华形成的影响还有待于进一步研究。
2化学因素2.1营养盐在水华形成的机理研究中人们对营养盐的关注较多,Stumn在对浮游藻类化学成分分析的基础上提出了浮游藻类经验公式C:N=106:16:1,并根据里比希最小定律指出磷是控制湖泊浮游藻类生长的主要限制因子。
国际上一般认为湖水总氮达0.2mg/L、总磷达0.02mg/L 就属于富营养化范围。
湖泊发生富营养化后氮、磷浓度大幅上升,太湖梅梁湾地区水体平均溶解磷己达0.03~0.07mg/L,早已不成为浮游藻类生长的限制因子,因此必须有效地阻断外源营养的输入。
对于大型湖泊同时还应注意到营养盐自身循环效应和沉积物的内源性营养盐释放。
除了氮、磷等大量元素之外,微量营养元素(铁、钼等)以及稀土元素(铜、钇等)对水华浮游藻类的生长也有一定影响。
下面重点讲述氮、磷对浮游藻类的影响。
2.1.1 浮游藻类与P磷是生命活动绝对必须的元素,存在于一切核苷酸结构中,三磷酸腺苷 (ATP)与生物体内能量转化密切相关。
自然界中的磷主要来源于磷酸盐矿、动物粪便以及化石等天然磷酸盐沉积物中。
众所周知,自然界的磷循环只是一个单向流动过程,由于过度的人为活动(如矿山开采、土地开发等),储藏在地球表面的磷通过食物链进入水循环中,使水体中的磷负荷增加。
由于环境因素造成磷浓度的增加又通过浮游藻类生物量表现出看来,当环境中供给的磷总量减少时,则水体中磷浓度降低影响浮游藻类的生长,相反,当环境中连续不断地增加磷的供给时浮游藻类便大量的迅速繁殖。
在生物圈内, 磷主要以3种状态存在, 即以可溶解状态存在于水溶液中;在生物体内与大分子结合;不溶解的磷酸盐大部分存在于沉积物内。
微生物对磷的转化着重要作用。
天然水体中可溶性磷酸盐浓度过大会造成水体富营养化[9]。
由于天然水体中的磷含量不高,因此它往往是限制水体生产者发展的因素之一。
2.1.2 浮游藻类与N氮也是生物生长必须的元素。
与磷不同的是,自然界中的氮主要储存在大气中。
大气中的氮气为具有固氮作用的植物与浮游藻类提供了丰富的氮源。
由于水体中有一些浮游藻类具有固氮能力,可以把大气中的氮转化为能被水生植物吸收利用的硝酸盐类,从而使浮游藻类能够获得充足的氮源。
已有研究表明,生物固氮作用在氮素的自然循环中扮演着重要角色,它甚至是很多氮限制水体(例如海洋和贫营养湖泊) 中氮素的重要来源[10]。
另外,由于化肥的大量使用,使排入水体的氮素大大的增加。
从一定程度上来说,水体富营养化形成的一个重要原因就是由于自然界中氮素循环的固氮过程被强化而造成水体中氮负荷的增加。
与磷元素相比,氮素作为水体富营养化的限制因素处于次要地位。
2.1.3 浮游藻类与N/P在研究氮、磷物质的过程中,大量的研究还表明,氮磷比值与浮游藻类增值有密切的关系。
根据Redfield的假设[11],一个典型浮游藻类的分子式应为C106H263O110N16P,这就是说,临界的氮磷比按元素计应为16:1,按重量计应为7.2:1从理论上讲,如果氮磷比小于该比值,氮将限制浮游藻类的增长;如果氮磷比大于该比值,则可认为磷是浮游藻类增长的限制因素[15]。
在实际应用中,浮游藻类增长所需的氮磷均为可溶性的NO3—、NH4+或 PO43—,按照Redfield分子式计算出来的比值并不实际。
有人认为,浮游藻类生长对氮磷比的要求是10-17最为合适[12]。
而唐汇娟在比较了国内35个湖泊(23个发生蓝藻“水华”)后发现,发生蓝藻“水华”的湖泊中N/P在13~35间,而没有发生蓝藻“水华”的湖泊中N/P则<13[13]。
这说明在合适的N/P比值范围内,有利于浮游藻类的增殖,而大超出这个范围将不利于浮游藻类的生长[14]。
2.2他感物质浮游藻类中的微囊藻属里的多个种能释放毒素、生长抑制剂等化学物质来影响其他浮游藻类或者浮游动物的生长,研究表明在竞争或捕食压力下微囊藻产生的毒素有所增加。
有些植物,如黑藻、凤眼莲等还会分泌抗藻物质抑制浮游藻类生长,因此高等水生植物在改善湖泊环境,减轻富营养化水平和控制水华形成方面有重要作用。
3生物因素3.1气囊浮游藻类细胞内的气囊是由德国的微生物学家Kbealln在1895年首次发现,70年后,Bowen andjensen 发现气囊主要是由无数的圆柱性的囊状物组成,他们把这些物质称之为气泡。
气泡的分子结构、形态和生理特性由Walsby 综述过了。
气泡是一些中空但是较硬具有蛋白质的圆柱体,两端由圆锥盖扣住,气泡的合成是由编码所需要的蛋白的基因调节的。
气囊泡壁能够允许气体的自由出入,但是由于蛋白质壁的内侧上疏水性的氨基酸链的存在,水分不能通过气泡壁。
由于气泡的体积比较小,因此通常需要合成很多的气泡来提供所需的浮力,每个细胞大约有104个气泡这些气泡对浮游藻类上浮形成水华有较大作用。