两年周期内,逐月观测九龙江流域气象(降雨、风向等)和水文(流速等)参数,按月(敏感期按周)监测九龙江饮用水源地水库大坝断面和支流断面垂向水体的物理化学指标以及浮游植物和浮游动物群落季节演替规律;按季节采集柱状沉积物,分析沉积物营养盐等基本特征,监测沉积物-水界面溶解氧等环境条件,分析上覆水体中优势甲藻暂时孢囊和不同层沉积物中优势甲藻休眠孢囊的分布与丰度;实验室模拟甲藻孢囊对温度、营养盐、浮游动物等因子的复苏响应,并控制适宜的条件,观察甲藻孢囊的萌发率并分析环境条件的变化;同期野外围隔实验,在控制营养盐等条件下观测水体中浮游植物演替以及优势甲藻的变化,综合野外观测结果与模拟实验数据系统数学分析,揭示甲藻孢囊萌发的关键影响因子以及萌发机制,对于预警甲藻水华的爆发,从"源头"寻求更加具有针对性的控制措施,保障人民的饮用水安全,具有重要的理论和现实意义。
sediment;Dinoflagellate cysts;Germination;temperature;organic phosphorus
九龙江北溪流域从2009年2月开始,暴发了多起拟多甲藻水华事件。孢囊是甲藻生活史中一个重要的阶段,为探究九龙江库区沉积物中甲藻孢囊及其萌发特征,2011-2014年,采用野外监测、实验室模拟和野外围隔观测相结合的方法展开了研究,分析了九龙江北溪流域水体的物理化学指标以及浮游植物群落季节演替规律,探索沉积物中甲藻孢囊的分布与丰度以及环境因素对其影响,并对甲藻孢囊进行了单孢萌发实验和环境因子响应萌发实验。九龙江北溪流域沉积物中的甲藻孢囊丰度在几十到几百个/(g干重)之间,孢囊以拟多甲藻属为主,发现并鉴定了佩氏拟多甲藻(Peridiniopsis penardii)的孢囊。结合形态学及分子生物学方法,对萌发后建立株系的甲藻孢囊进行种属判定,发现并报道了拟多甲藻属孢囊的一个新种(Peridiniopsis jiulongensis)。实验室模拟和野外围隔试验结果表明,不同温度下甲藻孢囊最终的萌发率差别不大,高温能促进甲藻孢囊的萌发,但同样也有助于蓝藻和绿藻的萌发增殖,从种间竞争角度来看,15℃更有利于甲藻孢囊萌发并增殖占据优势。有机磷源能促进孢囊的萌发,提高甲藻孢囊的萌发速率,但不能提高孢囊的最终萌发率,有关机制有待进一步探索。本研究从对甲藻浮游生长阶段延伸到沉积物甲藻休眠阶段孢囊研究,将藻类对营养利用的视角从无机营养盐转向有机营养盐,研究结果填补了国内淡水甲藻孢囊萌发研究空白,为九龙江甲藻水华的防治提供科学参考。在Phycologia、环境科学学报、生态学报、海洋湖沼通报等核心刊物发表论文7篇,国际会议论文1篇,国内会议论文1篇,正在审稿待发表论文3篇,组织专题研讨沙龙会一场,较好地实现了项目预期目标。