水源型水库中藻类种群动态变化规律及驱动机制
文献类型：学位论文
| 作者 | 苏命 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2013-06 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 杨敏 |
| 关键词 | 藻类 竞争 演替 嗅味物质 微囊藻 颤藻 MIB geosmin 定量 PCR Algae Cyanobacteria Odorous compounds Microcystis sp. Oscillatoria sp. geosmin MIB quantitative PCR |
| 其他题名 | Algal growth dynamics in drinking water reservoir and the drving force |
| 学位专业 | 环境工程 |
| 中文摘要 | 与河流相比，水库中水体透明度较高，水力停留时间较长，更适合藻类生长，从而容易产生一系列水质问题，主要包含藻类大量繁殖，部分蓝藻代谢产物 导致水体产生嗅味和藻毒素问题，威胁饮用水安全。本研究以密云水库和洋河水 库两个重要水源地为研究对象，对水质和藻类种群进行了长期、系统的调查，分 析了水体中藻类种群时空动态变化规律，并揭示了密云水库中两个主要有害藻种 (微囊藻和颤藻) 之间的竞争演替规律和机制以及引起的水体嗅味问题，另外构建 了一个光驱动下藻类形态演替模型，以洋河水库藻类动态变化为基本资料，分析 了在藻类群落结构季节性动态变化过程中光照对藻类形态演替的影响。在研究期 间，取得了以下主要成果： 1. 基于定量PCR 方法的鱼腥藻爆发中藻类及代谢产物的快速测定方法：湖库中鱼腥藻爆发及其嗅味代谢产物geosmin 引起的水质问题频繁发生，建立起快速、简单测定鱼腥藻生物量和geosmin 的方法可以实现鱼腥藻爆发中的全程监测。本研究利用定量PCR 简单快速等优点，设计了分别用于扩增鱼腥藻rpoC1 基因和geosmin sythase 基因的引物，建立了两个分别用于检测水体中鱼腥藻生物量和geosmin 浓度的快速方法，并分别用传统显微镜计数方法和传统GC–MS 方法与两个定量PCR 方法测定实验室模拟鱼腥藻爆发样品体系和环境样品中鱼腥藻生物量和geosmin 含量，通过对比验证了两个定量PCR 方法的可行性。 2. 水源地水库中水质与藻类种群时空动态分布规律：比较研究了深水型的密云水库和浅水型的洋河水库两个北方典型水库在藻类动态及其对水质影响上的差异。密云水库水质整体较好，但空间分布不均匀，透明度季节变化大；在2009 年调查期间共采集鉴定了藻类6 门55 属，主要以硅藻，绿藻和蓝藻为主，且具有明显的季节性。浅水区发现微囊藻大量生长，相对充足的营养盐，以及水体存在热分层现象等是微囊藻在浅水区大量生长的主要原因。另外，每年秋季在密云水库中检出了较高浓度的嗅味物质(二甲基异莰醇，MIB)，威胁到水库供水安全；其产生来源主要是由浅水区在9 月份短时期出现的颤藻代谢过程中产生的；同时分析了微囊藻与颤藻之间的竞争演替关系：6–8 月份期间，微囊藻在浅水区占主要优势；在9 月份，微囊藻失去了优势地位；水体透明度逐渐上升，颤藻开始生长，并产生嗅味物质MIB。经分析，发现表层和中层水体中颤藻的生物量与溶解性总磷的含量正相关，而底层水体中与透明度和水深有关系。与密云水库相比，洋河水库水质营养盐相对较高，总氮含量大部分时间在3mg L 1 以上；夏季高温时期水体也存在分层现象，透明度比密云水库要低，最低值仅为0.5 m 左右。藻类呈现与密云水库类似的季节分布规律，主要为硅藻蓝藻和绿藻。2009 年，洋河水库发生了非常严重的微囊藻爆发，主要优势藻种为惠氏微囊藻和铜绿微囊藻，威胁到供水水质安全。 3. 光照对藻类形态演替的影响：本研究讨论了在营养盐充足的水体中太阳辐射对藻类群落形态动态变化的影响，建立了在光驱动下结合水体混合过程藻类形态变化的模型，并用2009 年在洋河水库采集到的藻类数据验证了模型的可行性。根据模型的结果(V = 37:92 φp (r2 = 0:673; p < 0:01))，揭示了藻类种群的投影面积分布具有显著的季节性：在春季和冬季，水库中主要以细胞投影面积和扁平率均较大的藻种为主；而在夏季，投影面积和扁平率均较小的藻细胞具有绝对优势。最后得出结论认为在营养盐充足的水体中藻类群落演替的驱动因子很可能是具有季节性变化的太阳辐射。 |
| 公开日期 | 2014-07-09 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/7565]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 苏命. 水源型水库中藻类种群动态变化规律及驱动机制[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2013. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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