丝状刚毛藻水华对沉水植被恢复的影响

Green filamentous alga Cladophora is one of the most abundant species among bloom-forming macroalgae. It's excessive growth and biomass is often considered a classic symptom of cultural eutrophication. Althrough there are some of biological and ecological decrisptions on Cladophora, it's limited that how the Cladophora bloom occurred and ecological environment problems caused by the bloom. In order to investigate the predominated mechanism of the filamentous green algae Cladophora at different trophic levels, as well as the impacting mechanism to the submerged plant restoration, we will select Cladophora oligoclona and Hydrilla verticillata as the research objects and carry out microcosm laboratory experiments and in situ investigations. The following objectives of the study will be achieved: 1. Comparison of physiological and ecological characteristics of Cladophora at different trophic levels; 2. Response of submerged plant to the Cladophora; 3. Influence of decomposed Cladophora on submerged vegetation. The results would provide scientific basic data and thinking for the effective control of the filamentous algae blooms in the practice of aquatic vegetation reconstruction.

尽管有大量的刚毛藻生物学和生态学研究的报道，但是，刚毛藻水华发生、由此造成的生态环境研究在国内很少被关注。为探讨丝状绿藻刚毛藻在不同营养水平都能形成优势种群的机制，以及其影响沉水植物恢复的机理，本研究选取寡枝刚毛藻和沉水植物轮叶黑藻为研究对象，采用室内模拟和野外现场监测的手段，通过刚毛藻在不同营养水平水体的生理生态学特性比较；沉水植物对刚毛藻生长阶段的响应以及刚毛藻腐烂分解后对沉水植物的影响研究，阐明刚毛藻适应不同营养水平水体的生理生态学机制，以及刚毛藻大量生长阶段和腐烂分解阶段对沉水植物的影响及机理。研究结果为生态重建中有效控制丝状藻类水华提供科学的依据和思路。

在利用沉水植物对富营养化湖泊进行生态修复的过程中，会遇到丝状绿藻刚毛藻大量生长的现象。过度生长的刚毛藻会影响沉水植物的恢复，并最终影响湖泊生态修复的效果。本项目主要研究了刚毛藻在不同环境下的生理生态学特性，富营养化湖泊刚毛藻建群特征及其影响因素，同时，研究不同状态的刚毛藻（附着态、漂浮态和腐烂）对沉水植物的影响。研究结果为湖泊生态重建中有效控制丝状绿藻类水华，成功恢复沉水植被提供科学的依据和思路。.1）在实验设计的范围内，相对于磷浓度对刚毛藻生长的影响，光强对刚毛藻的生长影响更大，且高光强（50 μmol·m-2·s-1）不利于刚毛藻的生长。结果也暗示，在进行生态修复时，当水体透明度增加时，要注意观察刚毛藻的生物量变化，以便及时采取采用物理或化学方法将其除掉。.2）在滇池的草海沿岸带水深为25cm处的刚毛藻群落的生物量最大，NH4+-N浓度、水下光照强度和SRP浓度是显著影响刚毛藻群落特征(刚毛藻群落生物量、刚毛藻藻丝长度和附着硅藻密度)的因子。因此，如果采用物理方法移除刚毛藻，可以将25 cm作为参考水深。.3）刚毛藻的大量生长会对沉水植物的抗氧化系统以及光合作用产生不利影响。相对于其它植物，在刚毛藻大量存在时，伊乐藻、蓖齿眼子菜和金鱼藻均表现出一定的竞争优势，但伊乐藻更容易积累较多的生物量，有利于加快湖泊水环境的修复。漂浮刚毛藻对水体环境产生影响，包括降低水下光照强度，导致水体pH值和溶解氧浓度升高。水体的高pH和高溶解氧浓度会降低伊乐藻的光合活性，同时促进抗氧化酶活性，特别是CAT酶活性，并最终导致伊乐藻生物量的降低。因此，在利用沉水植物进行生态修复时，需要更多的关注由于漂浮刚毛藻滋生而引起的水质改变。腐烂刚毛藻对沉水植物的光合活性、生理和生长的影响存在种间差异性。刚毛藻的腐烂不会引起伊乐藻和蓖齿眼子菜群落的迅速消亡，在沉水植物修复中可以优先考虑选用伊乐藻和蓖齿眼子菜，以减轻刚毛藻造成的危害。