在太湖、巢湖及龙感湖等富营养化水平不同的浅水湖泊,以及水华发生频度不同的湖区,进行冬季野外水体和底泥样品检测的比较湖沼学研究,对不同营养状态的湖泊或湖区在底泥表面的藻类色素,尤其是水华蓝藻所特有的光合作用色素进行定量分析,试图揭示水华蓝藻在冬季湖泊水体底层低温黑暗极端环境条件下,在不同水层与底泥中的时空分布规律;并进行室内模拟试验研究,确定水华蓝藻越冬生存的低温和暗周期的极限值;比较春季蓝藻复苏时水华蓝藻在水体与底泥之间的迁移速率和方向,确定在春季水华蓝藻复苏的主要环境诱导因子及其阈值。分析越冬水华蓝藻的分布与夏季蓝藻水华形成在时空上的关联程度,这将有助于在冬季这一蓝藻生命周期最薄弱的环节中,在蓝藻复苏并大量繁殖形成水华之前及时采取针对性措施,为探索有效控制蓝藻的新技术提供理论根据。
本项目组提出了蓝藻休眠、复苏、生物量增加、上浮积聚形成水华的四阶段理论假说。认为在不同阶段中,蓝藻生理特征及水华形成的主导生态因子不同。本研究目的是了解在冬季水底黑暗条件下休眠时蓝藻生存的生理生态对策,确定春季蓝藻复苏的诱导因子,为在蓝藻复苏前,其生物量较小时就采取针对性措施,预防水华形成提供理论根据。本项目利用自行设计的野外原位藻类收集器对太湖底泥表面主要水华蓝藻微囊藻复苏过程进行原位测定,并结合室内模拟实验,确定了蓝藻在室内复苏温度阈值为14 ℃,微囊藻开始从底泥向水柱迁移,而野外自然条件下9 ℃就开始向水体中迁移,这有可能是野外自然风浪引起底泥再悬浮对蓝藻复苏具有促进作用,揭示了微囊藻复苏量与它们所经历的有效积温呈显著的正线性相关的规律。通过对微囊藻复苏阶段的光合作用等参数的分析,确定了微囊藻对黑暗、温度升高以及氧化还原电位降低的响应,使其光合作用能力得到加强,生长速率得以提升,为其形成竞争优势的策略。比较了太湖、巢湖和玄武湖等不同营养水平的湖泊在冬季黑暗低温条件下藻类光合作用的特征。发现巢湖水体蓝藻光合作用活性高于玄武湖和太湖,初步说明了巢湖夏季蓝藻水华强度较大的原因。