湖水游离细菌和附着细菌与藻类之间的营养偶联关系

游离细菌与附着细菌在湖泊生态系统营养循环过程中具有关键而独特的贡献，其生态效应显著。本项研究采用野外调查与室内模拟相结合的方法，首先，比较不同有机颗粒来源和营养水平湖区中游离细菌和附着细菌的数量、生物量、生产力、胞外酶活性、营养吸收和有机碎屑降解能力，初步了解上述两类细菌在营养循环方面的能力和贡献，探讨影响两类细菌分布的关键影响因素，并鉴定其群落组成的差异；其次，通过室内模拟实验分析不同环境与生物条件下游离细菌和附着细菌与藻类之间的相互作用；最后，在此基础上，通过野外调查重点研究这种作用在水华过程中的特殊表现形式，分析游离细菌和附着细菌在水华过程中的演替规律以及与藻类之间的营养偶联关系。总之，本项研究将提出并验证湖泊中细菌存在状态受营养水平和有机颗粒调控以及游离细菌和附着细菌与藻类之间具有独特营养偶联关系的新观点，有望系统了解两类细菌在水华的整个过程中的演替规律以及其生态功能。

本项目的研究任务按计划进展顺利，基本完成项目规定的内容。主要结果如下：官桥池塘、庙湖和巢湖调查数据显示，春季发生的绿藻水华产生大量的溶解有机态营养和胞外酶，这为夏季的微囊藻水华提供重要的营养基础。夏季微囊藻的生长与附着细菌数量正相关，与自由细菌不相关；其他藻类与自由细菌正相关，与附着细菌不相关，说明微囊藻水华的发展和繁盛与附着细菌密切相关。模拟实验也表明，微囊藻水华时附着细菌与其同步，而其他藻类的水华时则自由细菌与其同步。究其原因，可能是微囊藻分泌的胞外有机质较为复杂，以颗粒有机质为主，含氮磷较高，而其他藻类分泌的有机质结构简单，以简单的溶解有机质为主，复杂的有机质有利于附着细菌的附着与生长，进而可对有机质中的有机氮磷进行分解从而产生无机氮磷，供微囊藻持续生长，而简单的有机质则主要促进自由细菌的生长，对无机氮磷的释放较少，无法形成较大规模的藻类水华。进一步的研究证实，葡萄糖的输入可导致自由细菌增加，短期内限制了藻类的生长，长期则与藻类同步，但未能发生严重水华，而酪蛋白的加入，则促进了附着细菌的生长，加速了藻类的生长繁盛。因此，微囊藻分泌的有机质的数量与组成对附着细菌的生长具有重要的促进作用，附着细菌对分泌的有机质的降解则是微囊藻水华发展的重要推动力，故中国富营养化湖泊中微囊藻水华频发的原因可以认为是其“自我维持”的这一重要机制的作用。