10環(huán)境科學(xué)普通生物學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告

《普通生物學(xué)》實(shí)習(xí)報(bào)告

院系：生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院專業(yè)：環(huán)境科學(xué)學(xué)號(hào)：姓名：

一、實(shí)習(xí)目的和要求

實(shí)習(xí)目的：

擴(kuò)大和鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，使理論和實(shí)踐相結(jié)合，綜合運(yùn)用先前所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)綜合分析問題和解決問題的能力，初步理解動(dòng)植物的多樣性。學(xué)會(huì)熟練地描述植物，使用植物圖鑒和檢索表。能夠識(shí)別主要的脊椎動(dòng)物。

實(shí)習(xí)要求：為保證實(shí)習(xí)安全、有序、圓滿完成，特制定以下實(shí)習(xí)要求：1、實(shí)習(xí)中服從指揮，認(rèn)真按時(shí)按質(zhì)完成實(shí)習(xí)任務(wù)；2、認(rèn)真做好防蟲防蛇工作，注意實(shí)習(xí)安全；3、自覺遵守實(shí)習(xí)紀(jì)律，注意維護(hù)學(xué)校形象。4、實(shí)習(xí)結(jié)束后，寫一份實(shí)習(xí)報(bào)告。二、實(shí)習(xí)器具

藥品、GPS定位儀、海拔儀、測繩、皮尺、卷尺、采集袋、針、線、枝剪、標(biāo)簽、粉筆、野外記錄本、調(diào)查表格、鉛筆、橡皮、《安徽植物志》等。三、實(shí)習(xí)地點(diǎn)

校園及其周圍和戴震公園。四、實(shí)習(xí)內(nèi)容安排

第一天上午，實(shí)習(xí)準(zhǔn)備（實(shí)習(xí)動(dòng)員、實(shí)習(xí)情況介紹；強(qiáng)調(diào)實(shí)習(xí)要求，進(jìn)行安全等教育；分組、準(zhǔn)備實(shí)習(xí)所需器具）；第一天下午，在老師的帶領(lǐng)下識(shí)別校園及其周圍的常見動(dòng)植物；第二天，在老師的帶領(lǐng)下在戴震公園對進(jìn)行樣方調(diào)查；第三天，教師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理分析、實(shí)習(xí)報(bào)告的撰寫格式及注意事項(xiàng)，并對實(shí)習(xí)進(jìn)行總結(jié)。五、實(shí)習(xí)報(bào)告

實(shí)習(xí)報(bào)告的內(nèi)容要求：

第一部分，列出黃山學(xué)院南區(qū)主要木本植物名錄和常見動(dòng)物名錄；第二部分，繪戴震公園物種面積曲線，計(jì)算其最小樣方面積，并計(jì)算生物多樣性指數(shù)。六、實(shí)習(xí)心得

樣方調(diào)查方法及曲線的繪制方法

開始使用小樣方（草本群落用10×10cm，灌木群落用20×20cm，喬木群落用1×1），隨后用一組逐漸成倍擴(kuò)大的CEPE巢式樣方逐一調(diào)查每個(gè)樣方（圖1），統(tǒng)計(jì)每個(gè)樣方內(nèi)的植物種數(shù)。1601501401301201*010090807060504030201*09785311062203044050607080901001101201*0140150160圖1CEPE巢式樣方

1號(hào)樣方面積為10×10cm，2號(hào)樣方面積為10×20cm，3號(hào)樣方20×20cm，4號(hào)樣方20×40cm，5號(hào)樣方40×40cm，6號(hào)樣方40×80cm，7號(hào)樣方80×80cm，8號(hào)樣方80×1600cm，9號(hào)樣方160×160cm。

以每個(gè)樣方內(nèi)的植物種數(shù)為縱坐標(biāo)，樣方面積為橫坐標(biāo)，繪制種-面積曲線（圖2）。此曲線開始陡峭上升，而后水平延伸。曲線開始平伸的一點(diǎn)（S。）所對應(yīng)的面積即群落取樣的“最小面積”，可以做為樣方大小的初步標(biāo)準(zhǔn)。物種

數(shù)

S。樣方面積

圖2種-面積曲線示意圖S。表示“最小面積”

物種多樣性的測定

生物多樣性指數(shù)計(jì)算Simpson指數(shù)：D=1-ΣPi2

Shannon-Weiner指數(shù)H=-ΣPilnPi

上二式中Pi種的個(gè)體數(shù)占群落中總個(gè)體數(shù)的比例，Pi=Ni/N。

Pielou均勻度指數(shù)：E=H/Hmax

Hmax為最大的物種多樣性指數(shù)，Hmax=LnS

物種多樣性調(diào)查表

編號(hào)1234樣方面積物種1個(gè)體數(shù)物種2個(gè)體數(shù)物種3Simpson個(gè)體數(shù)指數(shù)Shannon-Wiener指數(shù)均勻度

實(shí)習(xí)心得（參考，不準(zhǔn)照抄或抄襲他人，如有雷同，一起重寫）

在本學(xué)期六月五日到六月十日，我們進(jìn)行了為期一周的生態(tài)學(xué)綜合實(shí)習(xí)，地點(diǎn)主要位于霍山興唐寺。通過本次實(shí)習(xí)，我們基本掌握了野外實(shí)習(xí)考察、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、室內(nèi)分析和數(shù)據(jù)處理分析等技能和知識(shí)。

通過著此次教學(xué)實(shí)習(xí)，我們不僅鞏固了自己的理論知識(shí)，而且極大的鍛煉了我們的實(shí)踐操作能力。走出校園，走進(jìn)大自然的懷抱，感受大自然的魅力。這次野外實(shí)習(xí)我們不但欣賞了霍山秀美的自然景色，調(diào)查了解霍山植被的類型和植被分布特征，而且學(xué)習(xí)并掌握了野外植被實(shí)習(xí)的一些調(diào)查研究方法，提高了我們的知識(shí)應(yīng)用與實(shí)踐能力。在野外實(shí)習(xí)的過程中，雖然非常的勞累，但看到如此的美麗的自然景色，實(shí)習(xí)后的成果心里還是非常愉悅。這次教學(xué)實(shí)習(xí)讓我們受益匪淺。

通過本次實(shí)習(xí)，鞏固、擴(kuò)大和加深我們從課堂上所學(xué)的理論知識(shí)，掌握了各種植被的辨認(rèn)方法，更重要的是掌握了學(xué)活了如何測量植被各種數(shù)據(jù)。通過這次霍山的實(shí)習(xí)，更加鞏固了課堂上所學(xué)的理論知識(shí)，也掌握了各種實(shí)踐中的技能，鍛煉了動(dòng)手與動(dòng)腦能力。實(shí)習(xí)的第一個(gè)任務(wù)就是在霍山景區(qū)實(shí)習(xí)，了解認(rèn)識(shí)霍山地區(qū)的植被，并了解其藥用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，對霍山景區(qū)的實(shí)習(xí)既欣賞了美麗的風(fēng)景，有學(xué)習(xí)了植被的研究方法，培養(yǎng)了自己的社會(huì)實(shí)踐能力。第二個(gè)任務(wù)就是測量霍山上喬木灌木草本植物的各種數(shù)據(jù)。首先，用皮尺量出一個(gè)1010的樣方測量喬木，55的測量灌木，11測量草本植物。然后用米尺測量各種數(shù)據(jù)，并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對調(diào)查地進(jìn)行了物種多樣性分析，得出了物種多樣性指數(shù)。學(xué)的一些基本調(diào)查方法同時(shí)也增強(qiáng)了我們的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作精神；另外在野外較為艱苦的環(huán)境中也培養(yǎng)了我們艱苦樸素、吃苦耐勞、獨(dú)立自主、勇于探索的優(yōu)良作風(fēng)。這次實(shí)習(xí)重要的不是幾個(gè)干枯的數(shù)據(jù)，而是學(xué)會(huì)測量的方法，學(xué)會(huì)的是實(shí)踐的技能。實(shí)習(xí)第二天的下午，我們是在老師的帶領(lǐng)下去認(rèn)識(shí)霍山地區(qū)的代表植物并了解了這些植物的藥用以及經(jīng)濟(jì)價(jià)值，不僅讓我們更形象的了解了植物的形態(tài)，而且還切身體會(huì)了植被的分布如何去分析。

在實(shí)習(xí)當(dāng)中我個(gè)人的感悟很深，因?yàn)槲覀冋�天坐在教室里，即使老師講的再生動(dòng)也不會(huì)留下很深的印象，比如狗尾巴草，我們在課本上聽得耳朵都疼了，但是還是說不出個(gè)一二三來，有些是認(rèn)識(shí)但是不知道名字，等到老師說出名字才恍然大悟，有的是認(rèn)識(shí)卻不能和名字聯(lián)系起來。讓我明確的知道了如何動(dòng)手學(xué)習(xí)，只有在實(shí)踐中才能鍛煉自己的能力。

短短五天的實(shí)習(xí)很快過去了，心中有點(diǎn)舍不得。在實(shí)習(xí)當(dāng)中和同學(xué)相互幫助，遇到險(xiǎn)要的地勢我們相互攙扶著上山，在實(shí)習(xí)中增進(jìn)了同學(xué)的友誼。因?yàn)閷?shí)習(xí)需要所有同學(xué)的共同合作在測量當(dāng)中各位同學(xué)各自分工，各自負(fù)責(zé)不同的測量工作，缺少了任何同學(xué)都會(huì)影響到測量工作的進(jìn)行，讓我們學(xué)會(huì)了相互團(tuán)結(jié)�？傊畬�(shí)習(xí)讓我學(xué)會(huì)了很多課堂上學(xué)不到的東西，學(xué)會(huì)了理論教學(xué)所不能給我的，提高了實(shí)踐實(shí)習(xí)能力。

此次生態(tài)學(xué)綜合實(shí)習(xí)的野外實(shí)習(xí)地點(diǎn)位于霍山興唐寺附近，風(fēng)景秀麗，氣候宜人。201*年六月五日，我們在嚴(yán)明老師和張老師的帶領(lǐng)下來到霍山實(shí)習(xí)地點(diǎn)，并于當(dāng)天下午對周圍環(huán)境做了大致的了解。接下來的一兩天首先由老師指導(dǎo)我們認(rèn)識(shí)了霍山地區(qū)的代表性植物，并向我們詳細(xì)講解了一些植物的藥用價(jià)值等植物資源利用價(jià)值。在此后的幾天里，我們又在老師的帶領(lǐng)下，在多個(gè)典型的山坡上，對植物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的調(diào)查，并做了調(diào)查記錄和數(shù)據(jù)采集，進(jìn)行了生物多樣性分析、種-面積分析、分布格局分析。在野外實(shí)習(xí)期間，我們學(xué)習(xí)了一些生態(tài)學(xué)的專有名詞，并進(jìn)行了實(shí)地考察，將理論聯(lián)系實(shí)際發(fā)揮到最好。每日野外實(shí)習(xí)回來，大家開始記錄和查閱不認(rèn)識(shí)的代表植物，并將當(dāng)天統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，分類記錄，以小組為單位總結(jié)每日心得，記錄新認(rèn)識(shí)的植物。

回到學(xué)校后，我們進(jìn)行統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)，掌握了一些基本的生態(tài)統(tǒng)計(jì)方法，學(xué)會(huì)利用網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)的資料。此次實(shí)習(xí)雖然辛苦，但是經(jīng)過大家的努力，所有同學(xué)全部圓滿完成了實(shí)習(xí)任務(wù)，達(dá)到了預(yù)定的目標(biāo)，也有了很大的收獲，同學(xué)們不但鞏固了課堂上所學(xué)的理論知識(shí)，也為以后的實(shí)踐打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際。野外調(diào)查實(shí)習(xí)使我們的專業(yè)知識(shí)得到鞏固和開拓，使我們更容易將所學(xué)與實(shí)踐聯(lián)系起來；實(shí)習(xí)使我們認(rèn)識(shí)到自身知識(shí)的缺漏，必須重拾書本，虛心請教老師，彌補(bǔ)自身的不足。通過本次實(shí)習(xí)，我們學(xué)會(huì)了生物多樣性指數(shù)計(jì)算、種-面積關(guān)系分析和植物群落格局分析，對于霍山植被也有了一定的了解，認(rèn)識(shí)了具有代表性植物；在對各種典型樣地生物的分析過程中，掌握了生物豐度、生物量、生產(chǎn)量的計(jì)算方法。同時(shí)在實(shí)習(xí)過程中通過合作克服了許多困難，進(jìn)一步體會(huì)到了團(tuán)結(jié)就是力量的真諦，增進(jìn)了師生關(guān)系和同學(xué)之間的友誼。

在生活方面，就個(gè)體而言，這是一次艱辛的實(shí)習(xí)，是一次生活的考驗(yàn)。這幾天我們深刻體會(huì)到了實(shí)習(xí)的辛苦。老師也是很不容易的，專業(yè)老師是實(shí)習(xí)隊(duì)伍的領(lǐng)頭人，他們不僅要控制速度、方向保證同學(xué)們的安全，而且要給我們不斷地講解。在學(xué)校里與老師接觸得少，實(shí)習(xí)時(shí)才發(fā)現(xiàn)原來老師也是最可愛的人。

就整體而言，這是一次增長知識(shí)的實(shí)習(xí)，是一次理論與實(shí)踐的完美結(jié)合。在實(shí)習(xí)過程中老師以實(shí)地實(shí)物為例，又進(jìn)一步向我們講授了課堂上所學(xué)的理論知識(shí)，并給我們充分的時(shí)間去觀察，讓我們有一個(gè)自己動(dòng)手的機(jī)會(huì)。希望學(xué)校以后會(huì)安排更多的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，掌握更多的知識(shí)。

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南京大學(xué)

本科生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告

題目淺析太湖藍(lán)藻問題

學(xué)生姓名張孝林年級(jí)05級(jí)專業(yè)環(huán)境生物論文完成時(shí)間201*年08月29

學(xué)號(hào)051202046院系環(huán)境學(xué)院環(huán)境科學(xué)系

指導(dǎo)老師王保忠，孔志明職稱副教授教授淺析太湖藍(lán)藻問題

摘要：銅綠微囊藻光合作用具有3個(gè)特點(diǎn):(1)適應(yīng)溫度范圍寬,對高溫具有良好的適應(yīng)性,

并且光合作用隨溫度的升高顯著提高;(2)光飽和點(diǎn)低,光合作用活性高,能在弱光環(huán)境中高效地進(jìn)行光合作用,并且抗強(qiáng)光傷害;(3)對pH變化具有超強(qiáng)的適應(yīng)能力,在中性和堿性環(huán)境中,都能進(jìn)行活躍的光合作用。銅綠微囊藻在光能利用、溫度和pH適應(yīng)性方面的特點(diǎn),可以使其快速生長繁殖,積累大量的生物量,在與其它藻類的競爭中占據(jù)顯著的優(yōu)勢。銅綠微囊藻的生長受制于TN，TP，TN/TP,某些重金屬，有機(jī)配體，溫度和流速等因素的影響。一旦條件適宜，銅綠微囊藻就會(huì)大量繁殖，將產(chǎn)生巨大的危害。目前處理的方法主要有物理，化學(xué)和生物法。物理化學(xué)方法能在短期內(nèi)明顯降低藻的數(shù)量，但效果不穩(wěn)定，銅綠微囊藻會(huì)在短期內(nèi)再次成為優(yōu)勢種而泛濫；生物方法見效較慢，但能比較徹底地滅藻，不過，生物方法存在著較大的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。各種方法均有其優(yōu)缺點(diǎn)，利用生態(tài)方法（比如建立人工濕地）綜合處理是藍(lán)藻治理的發(fā)展趨勢。銅綠微囊藻有被資源化利用的巨大潛力，本文僅討論了其作為新型殺蟲劑的應(yīng)用前景，一旦成功其經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益將不可估量。在藍(lán)藻處理問題中，要特別注意其生態(tài)影響，以免造成生態(tài)破壞甚至生態(tài)災(zāi)難。

關(guān)鍵詞：銅綠微囊藻競爭優(yōu)勢光合作用特性生長特性危害處理方法資源化利用

AnalysisofCyanobacterialProbleminTaihuLake

Abstract:Microcystisaeruginosahasthreeimportantcharacteristicsthataredifferentfromotheralgae:(1)awidertolerabletemperaturerange,adaptationtohightemperature;(2)lowerLSP,higherphotosynthesisactivity,andmoreefficientphotosynthesisunderlowlightenvironment;(3)significantpHtolerance,andhighphotosynthesisactivityinneutralandalkalineenvironment.AllthesebiologicalcharacteristicsgiveM.aeruginosagreatcompetitionadvantagestosurvive,growanddominateotherphytoplanktoninpollutedaquaticenvironment.TN，TP,someheavymetals,organicligands,temperatureandflowvelocityetc.mayinfluencethegrowthorreproductionofM.aeruginosa.Whentheconditionswerebenign,M.aeruginosa

couldbecomeprolific,whichmayleadhugeharm.Atthepresenttime,peopledealwithM.aeruginosabyphysicalmethods,chymicmethodsandbiologicmethods.Physicalmethodsandchymicmethodsareeffectiveinshorttime,butsometimelaterM.aeruginosamayoverrunagain.Biologicmethodsareexhaustivecedhowever,it’stootime-consumingandhaslargeecologicalrisk.ThetrendofdealingwithM.aeruginosaistotakeEcologicalmethod,asystemicmethod,forexample,buildinggot-upeverglade.M.aeruginosahasthehugepotentialtobeusedasresource.,justasthisarticlerefered,itispossibletouseMicrocystinasanewinsecticide,whichcanbringtremendousbenefitineconomyandecologyifsucceed.Whenanyprojectwasbroughtintoeffecttosolvetheproblemofcyanobacterial，it’sveryimportanttoattentiontheinfluenceinecosystem,otherwiseit’sverylikelytocauseecocideevensomecalamity.

Keywords:Microcystisaeruginosa;Theadvantagesincompetition;PhotosyntheticCharacteristics;GrowthCharacteristics;Disserve;Thewayofdisposal;Reuse

引言：今年暑假我先在南京市環(huán)境監(jiān)測站生態(tài)室實(shí)習(xí)，同事們都很關(guān)心今年太湖藍(lán)藻有無暴發(fā)，規(guī)模大小等問題，可以說，太湖藍(lán)藻水華問題是江蘇省所有環(huán)保人士的共同話題。后來我又在宜興一家環(huán)境工程公司實(shí)習(xí)，期間有幸到太湖藍(lán)藻打撈工作現(xiàn)場參觀，雖然得知今年的藍(lán)藻特別少，但當(dāng)我面對著因藍(lán)藻而泛著詭異綠色的湖面，我才意識(shí)到太湖藍(lán)藻治理還有很長的路要走。之后我查閱了相當(dāng)數(shù)量的文獻(xiàn)，希望能對太湖藍(lán)藻問題的成因，危害和處理方法進(jìn)行初步分析。

內(nèi)容:在太湖的富營養(yǎng)化水體中，銅綠微囊藻（Microcystisaeruginosa）在數(shù)量和發(fā)生頻率上均占據(jù)明顯的優(yōu)勢[11]，因此銅綠微囊藻經(jīng)常成為藍(lán)藻問題研究的主要對象。本文從銅綠微囊藻的生長特性，生長限制因子等方面入手，力圖解釋銅綠微囊藻為何能成為太湖中的優(yōu)勢種，并試圖提出合理的治理方案。

1．競爭優(yōu)勢

銅綠微囊藻(Microcystisaeruginosa)屬于藍(lán)藻門色球藻目微囊藻屬,可產(chǎn)

生藻毒素。

李小龍，耿亞紅[1]等人通過從光合作用特性的角度分析了銅綠微囊藻的競爭優(yōu)勢，他們通過測定凈光合放氧速率，研究了溫度、光照和pH對銅綠微囊藻(Microcystisaeruginosa)和玫瑰擬衣藻（Chloramanasrosae）光合作用的影響。

1.1溫度對光合放氧速率的影響：在10℃到35℃的溫度變化范圍內(nèi),銅綠微囊藻凈光合放氧速率隨溫度的升高而迅速增加,其在35℃時(shí)凈光合放氧速率達(dá)到439.3μmolO2mg-1chlah-1，是10℃時(shí)的7.9倍,沒有表現(xiàn)出下降的趨勢(圖1)。表明銅綠微囊藻光合放氧速率與水體溫度與呈正相關(guān)性,這與Coles等的試驗(yàn)結(jié)果[2]相符，同時(shí)銅綠微囊藻對高溫的適應(yīng)范圍非常寬�？紤]到自然水體的溫度即使在夏季也很少達(dá)到35℃以上[3]，銅綠微囊藻的光合放氧系統(tǒng)對高溫表現(xiàn)出了良好的適應(yīng)性。

10～20℃的溫度范圍內(nèi),玫瑰擬衣藻的凈光合放氧速率隨著溫度的升高而迅速增加;溫度超過20℃后,雖然凈光合放氧速率隨著溫度的升高仍在繼續(xù)增加,但是增加的速率越來越緩慢;25～30℃的溫度范圍內(nèi),凈光合放氧速率達(dá)到最大值;當(dāng)溫度超過30℃玫瑰擬衣藻的凈光合放氧速率隨著溫度的升高而急劇減小(圖1)。

1.2光強(qiáng)對光合放氧速率的影響：在光強(qiáng)為90～900μmolm-2s-1的范圍內(nèi),銅綠微囊藻的凈光合放氧速率經(jīng)歷了一個(gè)快速上升的過程后很快趨于穩(wěn)定,光飽和點(diǎn)在500μmolm-2s-1附近(圖2)。光強(qiáng)接近900μmolm-2s-1,其凈光合放氧速率仍表現(xiàn)出略微上升的趨勢。當(dāng)光強(qiáng)僅為180μmolm-2s-1時(shí),凈光合放氧速率就達(dá)到了最高凈光合放氧速率的75%。顯示出銅綠微囊藻光合作用的一個(gè)特點(diǎn):高效利用弱光進(jìn)行光合作用,并且對強(qiáng)光的傷害不敏感。

玫瑰擬衣藻的凈光合放氧速率隨光照強(qiáng)度的變化曲線是一條典型的光合放氧-光強(qiáng)曲線[4,5,6](圖2)。90～500μmolm-2s-1范圍內(nèi),凈光合放氧速率隨著光照的加強(qiáng),基本呈線性上升;光強(qiáng)大于500μmolm-2s-1,凈光合放氧速率上升減緩;光強(qiáng)超過630μmolm-2s-1后,凈光合放氧速率不再隨著光照的加強(qiáng)而上升,即在630μmolm-2s-1附近達(dá)到玫瑰擬衣藻的光飽和點(diǎn);當(dāng)光強(qiáng)大于720μmolm-2s-1,凈光合放氧速率開始明顯下降。凈光合放氧速率的最大值是最小值的2.7倍。

1.3pH對光合放氧速率的影響:在pH6.5～11.5范圍內(nèi),銅綠微囊藻的凈光合放氧速率經(jīng)歷了緩慢上升達(dá)到最大值緩慢下降的過程,但是變化幅度不大;在pH10.0附近,光合放氧速率達(dá)到最大值(圖3)。pH7.5～11.5范圍內(nèi),銅綠微囊藻的凈光合放氧速率最小值是最大值的90%,這表明銅綠微囊藻對pH值的適應(yīng)范圍非常寬,無論在中性或堿性水體,都可以旺盛地進(jìn)行光合作用。

pH6.0～7.0的范圍內(nèi),玫瑰擬衣藻的凈光合放氧速率隨pH上升而快速升高,在pH7.0達(dá)到最大值,pH7.0～9.5的范圍內(nèi)隨pH上升而迅速降低,當(dāng)pH值超過9.5后出現(xiàn)負(fù)值(圖3)。此時(shí),玫瑰擬衣藻的呼吸作用大于光合作用,不能正常地生長繁殖。這個(gè)變化曲線表明玫瑰擬衣藻對水體酸堿度的變化非常敏感,僅適應(yīng)中性和弱堿性環(huán)境,在堿性較強(qiáng)的環(huán)境中,不能存活。

綜合以上幾個(gè)方面，至少可以得出銅綠微囊藻光合作用特性具有以下特點(diǎn)：(1)適應(yīng)溫度范圍寬,對高溫具有良好的適應(yīng)性,并且光合作用隨溫度的升高顯著提高;(2)光飽和點(diǎn)低,光合作用活性高,能在弱光環(huán)境中高效地進(jìn)行光合作用,并且抗強(qiáng)光傷害;(3)對pH變化具有超強(qiáng)的適應(yīng)能力,在中性和堿性環(huán)境中,都能進(jìn)行活躍的光合作用。銅綠微囊藻在光能利用、溫度和pH適應(yīng)性方面的特點(diǎn),可以使其快速生長繁殖,積累大量的生物量,在與其它藻類的競爭中占據(jù)顯著的優(yōu)勢。這也是銅綠微囊藻水華頻繁發(fā)生的生理基礎(chǔ)之一。2．生長特性

銅綠微囊藻的生長繁殖受到一系列環(huán)境要素的影響，這些要素都可能成為銅綠微囊藻生長繁殖的限制因子。普遍認(rèn)為的限制因子包括：TN，TP，TN/TP,某些重金屬，有機(jī)配體，溫度和流速等。

2.1TN,TP,TN/TP崔力拓，李志偉應(yīng)用室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)方法研究了不同組成氮鹽（TN）和磷鹽對銅綠微囊藻生長的影響[7],結(jié)果表明，銅綠微囊藻的生長狀況很好地符合Logistic生長模型，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，銅綠微囊藻存在營養(yǎng)鹽生長閾值CTP、CTN,分別為1.8mg/L和25.0mg/L,當(dāng)TP、TN的初始濃度分別小于CTP和CTN時(shí),隨其初始濃度的增加會(huì)促進(jìn)銅綠微囊藻的生長；但當(dāng)初始濃度大于

營養(yǎng)鹽生長閾值時(shí),固定其中一種營養(yǎng)鹽的初始濃度，隨另一種營養(yǎng)鹽初始濃度的增加反而會(huì)逐漸限制其生長[圖4],表明銅綠微囊藻存在一個(gè)適宜生長的(TN∶TP)最佳值,為TN/TP=14∶1。

圖4固定TP濃度情況下TN濃度對銅綠微囊藻生長的影響

2.2某些金屬的影響Cu,Fe等離子均會(huì)對銅綠微囊藻的生長起到明顯的抑制作用，近年來的研究發(fā)現(xiàn)，微量元素Mn也是限制藻類生長的主要因子之一，在水體富營養(yǎng)化和水華暴發(fā)中起著較大的作用。[12

，13]

藻類對重金屬的吸收積累過程首先是重金屬在藻類表面的被動(dòng)吸附,隨后藻類表面吸附的重金屬主動(dòng)轉(zhuǎn)移至藻細(xì)胞內(nèi)[9]。當(dāng)藻類與重金屬離子開始接觸時(shí),藻類首先表現(xiàn)為對重金屬的表面吸附,原因是藻類細(xì)胞壁帶有負(fù)電荷和一些含硫、氮和氧的官能團(tuán),它們較易與重金屬離子發(fā)生電荷吸引及螯合反應(yīng),使重金屬吸附在藻細(xì)胞表面,然后通過細(xì)胞的生理過程轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)部,從而抑制藻類的光合作用、呼吸作用和生長等

比如，王海明，王寧等人利用銅綠微囊藻培養(yǎng)液（MA培養(yǎng)液）進(jìn)行藻類增長潛力（AGP）試驗(yàn)，考察了不同濃度Mn2+對銅綠微囊藻生長及其生物可利用性的影響[8]。結(jié)果表明,Mn2+為0mg/L時(shí),銅綠微囊藻生長受到很大抑制,葉綠素a含量較低;Mn2+為0.7～6.0mg/L時(shí),銅綠微囊藻生長較快,葉綠素a含量都較高,并且相互差異不明顯;Mn2+為12.0mg/L時(shí),可能對銅綠微囊藻生長產(chǎn)生了毒性,生長受到抑制,且葉綠素a含量較低;Mn在藻類正常生長所需濃度范圍內(nèi),其生物可利用性與溶液中Mn濃度呈正相關(guān)。

2+2+

[10]

2.3有機(jī)配體的影響有機(jī)配體可以通過與有毒重金屬的螯合作用降低重金屬的毒性起作用，同時(shí)有機(jī)配體還會(huì)與體系中的微量元素例如鐵、鋅和錳等發(fā)生螯合作用而限制藻類的生長。因此體系中的有機(jī)配體具有對某些有毒元素進(jìn)行絡(luò)合減小其毒性和對另一些必需的微量元素進(jìn)行絡(luò)合而抑制藻類生長兩種趨勢。

以銅為例，銅是動(dòng)植物所必需的微量元素之一，但過量的銅會(huì)對動(dòng)植物產(chǎn)生毒性。研究表明，銅離子及羥基銅陽離子是銅對水生生物毒性最大的化學(xué)形態(tài)，而銅螯合物的毒性則小的多[15]。這是由于螯合劑降低了自由銅離子的濃度，使銅離子變成了生物可利用性較小的銅-有機(jī)螯合物。

常見的有機(jī)配體為EDTA、NTA和DTPA。不同的有機(jī)配體對同一種金屬脅迫下的銅綠微囊藻影響也是不同的。仍然以銅為例，在室內(nèi)利用MA培養(yǎng)液，在0.5mg/L銅的脅迫下,EDTA、NTA和DTPA均會(huì)促進(jìn)銅綠微囊藻的生長，EDTA可顯著增加藻類的生長速度，NTA和DTPA可延長其對數(shù)生長期[圖5]；3種配體的存在均顯著增加了銅綠微囊藻的葉綠素a含量，其中EDTA的促進(jìn)作用最大，NTA和DTPA次之[圖6]；EDTA顯著降低了銅綠微囊藻胞內(nèi)和胞外富集量，NTA次之，而DTPA對Cu2+的在細(xì)胞內(nèi)外的分布影響不大[14]。[圖7]

[14]

圖5不同配體存在時(shí)對銅綠微囊藻生長的影響

（添加0.5mol/L的Cu2+）

圖6不同配體存在時(shí)銅綠微囊藻葉綠素a的含量

（添加0.5mol/L的Cu2+）

圖7不同配體存在時(shí)銅在銅綠微囊藻細(xì)胞內(nèi)外的分布

（添加0.5mol/L的Cu2+）

2．4溫度、流速的影響隨著對富營養(yǎng)化機(jī)理的深入了解,已有大量文獻(xiàn)報(bào)

道藻類與環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系,普遍認(rèn)為流速、溫度、光照等水文、氣象因子,對藻類生長有著直接或間接的影響作用[16]。

溫度對藻類生長周期的影響,主要是對藻類生理活性的影響,藻類生理活動(dòng)所需的酶,在適宜的溫度范圍內(nèi),隨著溫度的升高其活性增加,藻類的代謝速率加快。研究表明[17],藻類代謝活動(dòng)強(qiáng)度與溫度的關(guān)系符合一般生理學(xué)規(guī)律:在其它環(huán)境條件適合的情況下,在一定的溫度范圍內(nèi),溫度每上升10℃,藻類代謝活動(dòng)增加2倍。

流速除了會(huì)影響到水流對水體底泥擾動(dòng)、引起底泥營養(yǎng)鹽釋放,進(jìn)而影響湖泊水體中藻類的生長[18],同時(shí)水流變化對水體中水生動(dòng)植物分布規(guī)律也有很大影響[19]，流速其實(shí)也會(huì)對藻類的生長直接造成影響[20]。在特定的情況下，流速過快或過慢均會(huì)抑制銅綠微囊藻的生長。

趙穎，張永春曾經(jīng)通過室內(nèi)模擬，比較過溫度和流速交互作用對銅綠微囊藻生長的影響[21]。他們的初始條件如表1所示，最終得到的各組藻比增殖速率（μ）如表2。

結(jié)果表明,流速與溫度的變化可以改變藻類生長的周邊環(huán)境,從而對藻類的生長、繁殖過程產(chǎn)生較大的影響作用及影響程度,流速與溫度都是影響藻類生長的重要環(huán)境因子,在一定條件下,流速的增大、溫度的升高均可促進(jìn)藻類的生長,但流速的影響作用相對較為顯著。3．危害

當(dāng)藍(lán)藻大量暴發(fā)時(shí)，會(huì)大量消耗水中的溶氧，造成魚蝦缺氧大量死亡，藍(lán)藻本身死亡后又會(huì)釋放藻毒素，對環(huán)境和生態(tài)造成很大危害。此處僅就藻毒素及其對浮游動(dòng)物的影響闡明銅綠微囊藻的巨大危害。

3．1銅綠微囊藻毒素銅綠微囊藻毒素（Microcystin），現(xiàn)已知它們是一組環(huán)狀多肽化合物[22]。銅綠微囊藻毒素是細(xì)胞內(nèi)毒素，它在細(xì)胞內(nèi)合成，細(xì)胞破裂后釋放出來，并表現(xiàn)出毒性。由于它很小的體積（分子量1000左右）、環(huán)狀結(jié)構(gòu)及其氨基酸的特殊結(jié)構(gòu)，一般認(rèn)為它是由肽合成酶復(fù)合體合成的生物活性小肽，這類似于在一些桿菌和真菌中小肽的合成。其毒性因株系，環(huán)境條件不同而有很大差異[23]。其中毒機(jī)制尚不清楚，目前僅有幾種中毒機(jī)制的假設(shè)，如Falconer等人提出的膽汁酸載體與蛋白磷酸酶活性假說[24]，Adams等提出的炎癥反應(yīng)機(jī)制

[25]

，Hermansky的免疫反應(yīng)機(jī)制[26]，Jewell的鈣離子水平提高及谷胱甘肽含量下

降機(jī)制[27]，Hermansky的自由基及膜破壞機(jī)制[28]等。

微囊藻毒素的具體危害很早就引起了人們的廣泛關(guān)注。動(dòng)物通過直接接觸或飲用含有微囊藻毒素的水而中毒。中毒癥狀主要有昏迷、肌肉痙攣、呼吸急促、

腹瀉，甚至在數(shù)小時(shí)以至數(shù)天內(nèi)死亡。研究證明，中毒死亡主要是由于肝損傷，微囊藻毒素造成肝內(nèi)出血甚至肝壞死。銅綠微囊藻毒素對動(dòng)物的毒害程度主要與水華密度、水體毒素含量有關(guān)，也與動(dòng)物種類和大小有關(guān)，單胃動(dòng)物沒有反芻動(dòng)物和鳥類敏感。銅綠微囊藻毒素同樣也危害人類健康，人們直接接觸含有毒素的水華，如在湖泊、河流、水庫中進(jìn)行游泳等娛樂活動(dòng)，會(huì)引起皮膚、眼睛過敏，發(fā)燒，疲勞以及急性腸胃炎。如果經(jīng)常暴露于含有毒素的水體中，會(huì)引發(fā)人患皮膚癌、肝炎及肝癌。銅綠微囊藻毒素對整個(gè)動(dòng)物領(lǐng)域包括從哺乳動(dòng)物到無脊椎動(dòng)物都有毒性[29]。銅綠微囊藻經(jīng)口及腹腔內(nèi)注射于小鼠，約在數(shù)分鐘內(nèi)引起痙攣、蒼白，1~3h內(nèi)使小鼠死亡[30]。處于極度興奮的動(dòng)物，由于大動(dòng)脈與竇狀小管結(jié)構(gòu)的破壞，使其肝臟變黑，充血作用致使動(dòng)物體劇烈腫脹，隨后出現(xiàn)肝細(xì)胞分離及壞死，直至大出血導(dǎo)致休克或及肝的破壞而死亡[31]。

3.2對浮游動(dòng)物生長繁殖的影響以草履蟲，綠眼蟲，大型氵蚤為受試生物，考察銅綠微囊藻對其生長繁殖的影響。結(jié)果顯示，在較高藻細(xì)胞濃度(大于9×109個(gè)/L)條件下,都顯示出較強(qiáng)的抑制作用;較低藻細(xì)胞密度下,抑制作用減弱；不同種類的浮游動(dòng)物受抑制程度并不一致:草履蟲、大型氵蚤均有較強(qiáng)的適應(yīng)能力,可以在較高的銅綠微囊藻密度下生存,又以草履蟲的適應(yīng)能力最強(qiáng);綠眼蟲的適應(yīng)能力最弱[32]。

4.處理方法

目前，對銅綠微囊藻的處理方法主要集中于物理方法，化學(xué)方法，生物方法。4.1物理方法物理方法主要包括傳統(tǒng)的換水，打撈，絮凝作用等，以及后來發(fā)展起來的低功率超聲波法，混凝氣浮工藝，水中高壓脈沖放電等方法。

在較小的水體中，比如南京的玄武湖，如果短時(shí)間內(nèi)藍(lán)藻集中暴發(fā)，可以采用引長江水入湖沖洗的方法，可迅速地緩解水華現(xiàn)象。但對太湖這樣龐大的水體，換水顯然既不經(jīng)濟(jì)也不實(shí)際。

利用絮凝作用去處藍(lán)藻的方法現(xiàn)在還在廣泛使用。根據(jù)在池塘養(yǎng)殖中的試驗(yàn)，滑石、三氧化二鐵、海泡石、四氧化三鐵、高嶺土等8小時(shí)平均除藻效果在90%以上；輕質(zhì)頁巖、陶土、凹凸棒、累托土、伊利土等7種8小時(shí)平均除藻率為50~80%，鐵礬土、云母、沸石、浮石、硅藻土、高鉀長石和石英等8小時(shí)平均除

藻率低于50%。經(jīng)殼聚糖包覆改性后的海泡石，在投加總量僅為11mg/L時(shí)，0.5小時(shí)即可去除80%的藻細(xì)胞，2小時(shí)除藻率達(dá)90%。不同粘土經(jīng)改性后，絮凝除藻能力均有大幅度提高，原來除藻能力相去甚遠(yuǎn)的不同粘土，改性后除藻能力被提升到相近水平，投加量11mg/L時(shí)可去除銅綠微囊藻90%以上

[33]

。此種方法僅可用

于應(yīng)急處理，不能從根本上解決水華現(xiàn)象，銅綠微囊藻會(huì)重新成為優(yōu)勢種并再次發(fā)生水華。

打撈的方在太湖藍(lán)法藻暴發(fā)時(shí)期仍是應(yīng)急處理的重要手段，但此種方法耗時(shí)耗力且并不穩(wěn)定，短時(shí)間內(nèi)銅綠微囊藻會(huì)重新成為優(yōu)勢種進(jìn)而再次發(fā)生水華現(xiàn)象。

混凝氣浮工藝也是比較成熟的除藻工藝，已廣泛地應(yīng)用于低溫低濁水源水的處理。混凝氣浮效果對藻類的去除與其生長期有一定的關(guān)系,藻類的去除效果以穩(wěn)定生長期最好,去除率最高可達(dá)89%。但在投藥量為50～70mg/L時(shí),不同生長期的藻類均能取得較好的去除效果,藻類和濁度平均去除率達(dá)到85%[37]。

超聲波除藻是最近發(fā)展起來的。Nakano等在研究中提到,利用超聲技術(shù)在線控制水體中藻類的生長情況,可以達(dá)到較好的效果[34]。王波等研究了超聲波的機(jī)械效應(yīng)對銅綠微囊藻的即時(shí)去除,發(fā)現(xiàn)超聲波可以安全、高效地去除藻類。超聲除藻機(jī)制是利用超聲波在水中的機(jī)械效應(yīng)和空化效應(yīng)產(chǎn)生的高壓、沖擊波、聲流和剪切等力學(xué)作用殺滅藻細(xì)胞,破壞其生長關(guān)鍵組分,從而達(dá)到超聲除藻的目的。舒天閣，苑寶玲等的研究表明，當(dāng)超聲頻率為500kHz,超聲功率為80W時(shí),藻類的去除效果最好,超聲5min后,除藻率可達(dá)到94%,用不同超聲頻率、功率分別輻照藻液10min,將超聲后的藻液靜置于光照培養(yǎng)箱中,每24h取上清液測量吸光度.不同超聲強(qiáng)度處理銅綠微囊藻后,藻去除率(φ)的變化如圖9所示，而且通過二次超聲可進(jìn)一步抑制殘余藻類的生長,穩(wěn)定除藻效果[36][圖8]。經(jīng)二次超聲處理后,受超聲作用而沉于底部的藻量變少,藻液泛黃.這說明超聲的空化作用不僅殺死了藻,而且對藻的生長有抑制作用,藻細(xì)胞內(nèi)部的關(guān)鍵組分受到了破壞,二次超聲的結(jié)果導(dǎo)致絕大部分的藻細(xì)胞受到了破壞。因此,經(jīng)二次超聲作用后的藻液具有較大的穩(wěn)定性,能在水體中較長時(shí)間的穩(wěn)定和控制藻體的個(gè)數(shù)。這將意味著在處理實(shí)際藻污染水體時(shí),間歇超聲將是除藻進(jìn)而抑制藻生長的一個(gè)有效方法。此種方法可以用于飲用水中的除藻，但考慮到超聲波可能對其它

[35]

生物帶來的毀滅性影響，并不適宜用于天然湖泊生態(tài)系統(tǒng)，比如太湖。

圖8二次超聲對微囊藻去除的影響

圖9超聲強(qiáng)度對藻去除效果的影響(φ:藻去除率)

水中高壓脈沖放電主要是通過填充床放電反應(yīng)器達(dá)到滅活銅綠微囊藻的目

的的。水中高壓脈沖放電是一個(gè)極其復(fù)雜的過程,它不僅能在放電時(shí)形成強(qiáng)電場、紫外光輻射、沖擊波，而且還產(chǎn)生大量離子、電子、激發(fā)態(tài)原子、分子(O3、H2O2)和活性物質(zhì)(OH、H、O等)[38]。這些復(fù)雜的放電現(xiàn)象能引發(fā)一系列的物理、化學(xué)和生物反應(yīng),破壞物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)或生理結(jié)構(gòu),從而達(dá)到水處理的目的。目前脈沖放電對微生物的去除(主要是細(xì)菌類)的機(jī)理主要有:細(xì)胞膜穿孔效應(yīng)、細(xì)胞膜電崩解、電磁機(jī)制模型、粘彈極性形成模型、電解產(chǎn)物效應(yīng)、臭氧效應(yīng)等[39]。國內(nèi)外學(xué)者比較公認(rèn)的是細(xì)胞膜穿孔效應(yīng)和細(xì)胞膜電崩解[40]。

在填充床放電反應(yīng)器中放電處理不同時(shí)間,銅綠微囊藻細(xì)胞數(shù)在處理當(dāng)天和處理后隨放置培養(yǎng)時(shí)間增加而變化的趨勢如圖10所示[41]。

放電對銅綠微囊藻數(shù)量的影響最顯著的特點(diǎn)是，不同處理時(shí)間的樣品在處理當(dāng)天藻細(xì)胞數(shù)的下降趨勢不如放置培養(yǎng)期間的明顯，由此現(xiàn)象及電鏡下觀察的結(jié)果，得知填充床放電反應(yīng)器中,藻被滅活的主要原因是系統(tǒng)中放電產(chǎn)生的強(qiáng)電場,紫外輻射,沖擊波和大量活性物質(zhì)的作用,使得藻細(xì)胞受到嚴(yán)重破壞,部分細(xì)胞死亡,隨后在處理后的放置培養(yǎng)過程中,過氧化氫的存在進(jìn)一步惡化了未死亡藻細(xì)胞的受破壞程度,最后藻細(xì)胞因不能自身修復(fù)而死亡[41]。和超聲波滅藻一樣，高壓脈沖放電也因其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)不適用于天然湖泊生態(tài)系統(tǒng)中。

圖10放電對銅綠微囊藻細(xì)胞數(shù)的影響

物理滅藻方法在短時(shí)間內(nèi)都能達(dá)到使藻細(xì)胞數(shù)迅速減少的目的，在藍(lán)藻暴發(fā)時(shí)可用于緊急處理，但均無法從根本上消除銅綠微囊藻成為優(yōu)勢種的要素，條件適宜的情況下必將再次發(fā)生水華。甚至有的方法本身就可能對生態(tài)造成更大的危害，因此限制了其適用范圍，無法應(yīng)用于天然的湖泊生態(tài)系統(tǒng)中�？梢哉f，雖然物理方法無法從根本上解決藍(lán)藻問題，從長遠(yuǎn)來看，甚至起到的緩解作用都相當(dāng)有限，但在太湖藍(lán)藻治理中，物理方法作為一種重要的處理方法，還是要存在相當(dāng)長的時(shí)間。

4.2化學(xué)方法向湖水中投加化學(xué)藥劑去除銅綠微囊藻具有操作方便、見效快的特點(diǎn)，因而被廣泛采用。如2.2所示，銅綠微囊藻在較高濃度Fe,Cu脅迫下，生長繁殖會(huì)受到明顯抑制。因此在應(yīng)用中，向水中投加CuSO4也是應(yīng)用較廣的治藻方法。不過，和物理方法類似，此種方法僅適用于應(yīng)急處理，且效果并不穩(wěn)定，雖能在短期內(nèi)迅速緩解水華現(xiàn)象，但幾天后成為優(yōu)勢中的銅綠微囊藻會(huì)繼續(xù)大量繁殖形成水華，而且藻類大量死亡產(chǎn)生的二次污染以及重金屬通過食物鏈的富集放大作用危害也不可忽視。

化學(xué)藥劑的選擇要從從抑藻效果、藥效維持時(shí)間、生態(tài)安全性、經(jīng)濟(jì)性等多方面進(jìn)行考慮。除了重金屬外，常用的還有烷基溴化銨（CTBA），異噻唑啉酮等。

例如，在銅綠微囊藻生長的遲滯期投加1mg/L,5mg/L,10mg/L,25mg/LCTBA抑藻率分別達(dá)到96.0%,97.4%,98.1%,98.5%,抑藻效果非常好。在對數(shù)期投加,1mg/L效果最好,完全控制了水華的發(fā)生;其它幾個(gè)劑量(5mg/L,10mg/L,25mg/L)效果差一些,但最大抑藻率也都在68.0%以上[42][圖11，圖12]。

圖11遲緩期投加CTBA的抑制效果

圖12對數(shù)期投加CTBA的抑制效果

烷基溴化銨和異噻唑啉酮藥效快,低劑量時(shí)可以作為水質(zhì)維護(hù)的藥劑,高劑量時(shí)可以考慮作為控制水華的應(yīng)急藥劑。但值得注意的是這些藥劑的生態(tài)安全性還有待于進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證，因此使用時(shí)應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎。

也有人提出向湖水中投放抗生素達(dá)到抑制銅綠微囊藻藻的效果�，F(xiàn)在已知的Km、Cm、Str、G418和Amp等5種抗生素均能有效抑制銅綠微囊藻，尤以鏈霉素和氨芐青霉素效果最為有效。不過，應(yīng)用抗生素同樣存在著生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的問題。

4.3生物方法生物方法,主要從生態(tài)的角度,通過生物間的營養(yǎng)競爭和捕食關(guān)系來控制水華,如利用水生生物的捕食關(guān)系或水生植物的化感作用來抑制藻類的過度生長,具有符合自然生態(tài)原則、經(jīng)濟(jì)、合理的優(yōu)點(diǎn)。

4.3.1通過種群競爭抑藻：在水體中人工培植有益性藻類或高等水生植物來克制藍(lán)藻類。一方面利用它們之間對環(huán)境生長因子光、肥、水等的競爭，有益水

生植物吸收氮磷等營養(yǎng)鹽，使微囊藻缺乏賴以爆發(fā)性增殖的營養(yǎng)條件，另一方面利用有些植物可以向環(huán)境釋放化學(xué)物質(zhì)抑制其它生物的生長。馬為民等探討了高等水生植物對銅綠微囊藻的增殖抑制[43]。

錢志平，馮燕等人通過實(shí)驗(yàn)研究了金魚藻對銅綠微囊藻的抑制作用。圖13就是20℃下培養(yǎng)的金魚藻不同濃度研磨液的抑藻效果圖。因此在建立人工濕地解決，利用水生高等植物對銅綠微囊藻的抑制作用來解決水華現(xiàn)象時(shí)，金魚藻是個(gè)不錯(cuò)的草種選擇。

[44]

圖1320℃培養(yǎng)下不同濃度金魚藻植株研磨液對銅綠微囊藻生長的影響

不過，考慮到銅綠微囊藻巨大的競爭優(yōu)勢，期望僅僅通過種群競爭的方法達(dá)到抑制的目的難度還是相當(dāng)大的，更何況，有意地增加任何一種物種的數(shù)量都有可能帶來生態(tài)健康問題。如果利用外來種，則更應(yīng)重視其生態(tài)安全性。

4.3.2通過捕食作用抑藻。其中的一種方法是通過能消化微囊藻的濾食性魚類、雜食性魚類的吞噬作用除藻。并且采取多品種混養(yǎng)，合理利用天然餌料，

均衡了水體的營養(yǎng)，從而減少富營養(yǎng)化的可能，達(dá)到避免水華發(fā)生的目的。此種方法不少地方有試驗(yàn)，效果目前未知。

另外就是通過原生動(dòng)物的吞食作用抑藻。揚(yáng)州，孔繁翔等人在純培養(yǎng)的銅綠微囊藻種群中添加有效牧食者棕鞭毛蟲(Ochromonassp.),進(jìn)行為期9d的實(shí)驗(yàn),用流式細(xì)胞儀檢測棕鞭毛蟲牧食作用對銅綠微囊藻的影響.。結(jié)果表明棕鞭毛蟲的牧食導(dǎo)致微囊藻種群迅速下降[45][圖14]。

圖14棕鞭毛蟲牧食處理組和對照組銅綠微囊藻種群密度的動(dòng)態(tài)

變化

但原生動(dòng)物棕鞭毛蟲的牧食能誘發(fā)微囊藻形成由數(shù)十個(gè)到數(shù)百個(gè)細(xì)胞組成的防御性群體[46]，這在一定程度上阻止棕鞭毛蟲的進(jìn)一步牧食,與Burkert等在201*年就曾偶然發(fā)現(xiàn)了這一點(diǎn)[47].微囊藻重新形成群體后,相對于原先的單細(xì)胞,在細(xì)胞表面超微結(jié)構(gòu)以及胞外多聚糖含量出現(xiàn)了明顯的變化[48]。而且在伴隨著群體形成的過程中,微囊藻細(xì)胞的活性也發(fā)生相應(yīng)的變化[45]。

從上可以看出，一方面銅綠微囊藻誘發(fā)性群體形成了有效防御,另一方面銅綠微囊藻確實(shí)能被棕鞭毛蟲大量消耗,結(jié)合其它可攝食微囊藻的鞭毛蟲[49],這些原生動(dòng)物具有應(yīng)用于富營養(yǎng)化水體中早期控制微囊藻種群的可能。對于一種藻類水華的發(fā)展,它的生長率必須超過所有損耗的總和。在這些損失過程中,牧食通常被認(rèn)為是一個(gè)最重要的因素之一.。然而,如果一種藻類很難被牧食,例如

由于特別的防御機(jī)制或誘發(fā)性防御機(jī)制降低了牧食壓力,這將有助于水華形成[50]。因此,在大規(guī)模培養(yǎng)的有效牧食者可以成功地應(yīng)用于野外之前,還有很多基礎(chǔ)研究需要探討,以便更好地了解微藻水華種類和浮游動(dòng)物牧食者之間物種特異性相互作用的生物和環(huán)境調(diào)控機(jī)制。

4.3.3通過化感作用：化感作用又稱他感作用或異株克生作用(Allelopathy)，是植物或微生物通過釋放化學(xué)物質(zhì)抑制或促進(jìn)其他個(gè)體生長的現(xiàn)象[52]。根據(jù)初步藥物毒理學(xué)試驗(yàn)采用以下幾種相對安全的藥劑:

(1)從蘆葦中提取的化感物質(zhì),主要成分為2-甲基乙酰乙酸乙酯;化感物質(zhì)一般能在自然條件下降解,不會(huì)在生態(tài)系統(tǒng)中積累,生態(tài)安全性好[51]。因此化感物質(zhì)應(yīng)用于藻類控制具有良好的應(yīng)用前景。

(2)大麥秸萃取液是從腐爛的大麥秸提煉出來的，是一種液狀的天然麥秸萃取物,也被認(rèn)為是一種化感物質(zhì),主要成分為苯酚類有機(jī)物(氧化型)和過氧化氫,對魚類、昆蟲以及高級(jí)植物生命都是很安全的,專門配制用于治理水體中的藻類。

(3)水稻秸稈浸提液。有報(bào)道稱降解稻草堆藍(lán)藻的生長有抑制作用，還強(qiáng)調(diào)歷時(shí)一個(gè)月伴隨微生物的降解作用對于稻草的抑藻因子的產(chǎn)生和釋放是必要的

[53]

。但根據(jù)張余霞，張玲等人的研究發(fā)現(xiàn)，新鮮稻草秸稈浸提液就可以達(dá)到良

好的抑藻效果，其抑藻物質(zhì)在嚴(yán)格無菌條件下24h水浸提就可以有效提取[54]。由此可見，水稻秸稈浸提液的化感物質(zhì)可能就存在于水稻秸稈中。

化感物質(zhì)在銅綠微囊藻生長的遲緩期添加具有很好的抑菌效果，但在其對數(shù)期添加則效果不甚明顯，并且在某些濃度時(shí)化感物質(zhì)甚至有促進(jìn)銅綠微囊藻生長的作用[55]。以蘆葦中的化感物質(zhì)（2-甲基乙酰乙酸乙酯）為例，在遲緩期添加對銅綠微囊藻生長的影響如圖15，對數(shù)期添加的影響如圖16。

圖15遲緩期添加化感物質(zhì)

圖16對數(shù)期添加化感物質(zhì)

由圖16可知：在銅綠微囊藻生長對數(shù)期加大劑量投加2-甲基乙酰乙酸乙酯,僅具有微弱抑制作用,而且在25mg/L時(shí)刺激了藻的生長,藻數(shù)量超過了空白樣。

4.3.4融藻菌的作用溶藻細(xì)菌,作為水華和赤潮防治的生物,已經(jīng)引起越來越多人的關(guān)注[56],被報(bào)道的溶藻細(xì)菌主要有交替假單胞菌Alteromonassp.[57],黃桿菌屬Flavobacteriumsp.[58],嗜胞菌屬Cytophagasp.[59],腐生螺旋體屬

Saprospirasp.[60]和黏細(xì)菌屬M(fèi)yxobactersp.[61]等。融菌藻有著廣泛的應(yīng)用前景，不過菌種的分離純化、馴化仍需做很多工作，如果能應(yīng)用基因工程的手段獲得更為高效的工程菌，利用融菌藻處理藍(lán)藻可能會(huì)更迅速地得到推廣。

4.3.5綜合處理Aizaki通過水培植物過濾法，利用根系發(fā)達(dá)的水生植物將水中的懸浮物和藻類過濾去除，然后由微生物對形成的污泥堆積物中的有機(jī)物、氮和磷等營養(yǎng)元素及藻類進(jìn)行生物降解[62]。李先寧等研究了一個(gè)由水生植物、水生動(dòng)物及微生物構(gòu)成的高效生態(tài)凈化系統(tǒng)[63]。王國祥等指出水華防治需要生物調(diào)控和生態(tài)恢復(fù)相結(jié)合：以浮游動(dòng)物、魚類控制浮游植物以水生高等植物控制水體營養(yǎng)鹽同時(shí)結(jié)合環(huán)境工程和生態(tài)工程，恢復(fù)受損的生態(tài)系統(tǒng)，提高水體的自凈能力

[64，65]

。在水華防治方法的選用上，借鑒國內(nèi)外富營養(yǎng)化治理的研究成果，權(quán)衡

社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益等綜合因素，對藻類的去除應(yīng)首選生物方法，這是因?yàn)楦粻I養(yǎng)化問題是一個(gè)典型的生態(tài)問題，生態(tài)問題只有用生態(tài)學(xué)的方法解決。

5．資源化

如果能將藍(lán)藻變廢為寶，能加以資源化利用，則不但能創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益，

而且也能很好地解決藍(lán)藻水華問題。曾經(jīng)有人嘗試研究如何將銅綠微囊藻收集起來以作為綠肥，但效果如何不得而知。部分藍(lán)藻可以固定氮素，應(yīng)用得當(dāng)可能會(huì)提高作物產(chǎn)量。

銅綠微囊藻毒素是其產(chǎn)生危害的重要因素，但是藻毒素對昆蟲的毒性也為其被開發(fā)成為新型殺蟲劑提供了可能。銅綠微囊藻毒素LR對家蠅、斜紋夜蛾、大菜粉蝶等均表現(xiàn)了較強(qiáng)的毒力[66]。己有報(bào)道，利用天然銅綠微囊藻Microcystissp.制成有機(jī)肥，在施入土壤后可控制黃瓜根結(jié)線蟲Meloidogyneincognita種群數(shù)量達(dá)兩月[67]。

每毫克綠色微囊藻干細(xì)胞含有的微囊藻毒素可達(dá)3~5微克，把藻類當(dāng)資源利用，直接收獲并加工提取高附加值的產(chǎn)品，有一定的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。這意味著藍(lán)藻可作為一種具有商業(yè)價(jià)值的天然殺蟲劑去開發(fā)利用。

當(dāng)然，在試圖利用藻毒素的時(shí)候，我們還應(yīng)當(dāng)充分注意到其對哺乳動(dòng)物，包括人類的毒性作用，還需要進(jìn)一步研究藻毒素對不同昆蟲的生物活性，明確其毒性作用機(jī)制和殘留毒性，這樣才能為微囊藻毒素的大規(guī)模應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

結(jié)論與建議：太湖藍(lán)藻問題是一個(gè)綜合性的生態(tài)問題，最終的解決方案可能還是要依賴生態(tài)的方法，當(dāng)然，我很希望能看到藍(lán)藻最終成功資源化創(chuàng)造出巨大經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益的“雙贏”結(jié)果。不過，“冰凍三尺，非一日之寒”，太湖藍(lán)藻問題能發(fā)展到今天這么嚴(yán)重的程度，非朝夕而成。所以在處理這個(gè)問題的時(shí)候也不應(yīng)操之過急，對于這樣的一個(gè)大的工程，采取任何措施前都應(yīng)當(dāng)很謹(jǐn)慎地進(jìn)行各種論證，尤其要關(guān)注其生態(tài)影響，否則無異于飲鴆止渴，未見其利，反見其害。在太湖藍(lán)藻治理的過程中，我們也應(yīng)當(dāng)關(guān)注下巢湖，滇池等其他富營養(yǎng)化嚴(yán)重的湖泊，彼此借鑒經(jīng)驗(yàn)，共同戰(zhàn)勝藍(lán)藻水華這一“湖泊癌癥”。

[68]

附錄

201*年暑假實(shí)習(xí)經(jīng)歷：

201*-6-30~201*-7-4：參觀南京市城北城市污水處理廠，垃圾填埋場，傅家邊生態(tài)園等地；201*-7-7~201*-7-25：在南京市環(huán)境監(jiān)測站大氣室，生態(tài)室實(shí)習(xí)。期間到南京市玄武湖，紫霞湖，固城湖等地方采樣、現(xiàn)場監(jiān)測，對湖泊富營養(yǎng)化現(xiàn)狀感到擔(dān)憂，開始關(guān)注相關(guān)的信息；201*-7-26~201*-8-19：在江蘇鼎澤環(huán)境工程有限公司技術(shù)部實(shí)習(xí)。期間隨公司到太湖藍(lán)藻打撈工作現(xiàn)場實(shí)習(xí)，對太湖藍(lán)藻問題有了直接的感官上的認(rèn)識(shí)，此時(shí)就開始醞釀本文；201*-8-20~201*-8-30：查閱文獻(xiàn)，資料，撰寫本文。關(guān)于太湖藍(lán)藻：

藍(lán)藻暴發(fā)固然和營養(yǎng)鹽，尤其是N、P元素，含量過多關(guān)系很大，但是湖水的溫度，流態(tài)等因素的影響也不可忽視。縱觀我國幾大淡水湖，水位較深，水力停留時(shí)間長的湖泊，比如太湖，巢湖，滇池等，藍(lán)藻水華現(xiàn)象都很嚴(yán)重；而和巢湖、太湖相距并不太遠(yuǎn)的洪澤湖，雖然其N、P等營養(yǎng)鹽含量同樣超標(biāo)，但由于其水位很淺，平均不到1米，長江的換水相當(dāng)迅速，因此至今尚未發(fā)生藍(lán)藻水華現(xiàn)象。所以，太湖藍(lán)藻治理中，設(shè)法改變湖水的流態(tài)也是可以借鑒的思路。關(guān)于藍(lán)藻的毒性：

據(jù)報(bào)道，并非所有的藍(lán)藻都有毒性。已知有毒的種主要有水華魚腥藻(Anabaenaflos-aquae)、阿氏顫藻（Oscillatoriaagardhii）、念珠藻(Nostocspp)及銅綠微囊藻（Microcystisaeruginosa）。其中水華魚腥藻能產(chǎn)生一種有效毒害神經(jīng)的生物堿α-變性毒素，對哺乳動(dòng)物、鳥類都具有致命毒性。而一些水華束絲藻能產(chǎn)生石房蛤毒素毒害神經(jīng)的生物堿，可引起貝類麻痹性中毒，人類可通過食用以藍(lán)藻為食的甲殼類動(dòng)物而中毒。甲藻類（Gambierdiscustoxicus）產(chǎn)生的西加毒素，其作用方式和石房蛤毒素相似，對蚊子也有毒性。許多藍(lán)藻則會(huì)產(chǎn)生對哺乳動(dòng)物致命的具有極廣泛生物活性的脂多糖內(nèi)毒素。

研究的最多的藍(lán)藻毒素卻是一種多肽，是由七個(gè)氨基酸剩余物組成的環(huán)形肽，水華魚腥藻，念珠藻，阿氏顫藻等均能產(chǎn)生，但尤其是以銅綠微囊藻產(chǎn)生最多，這種毒素后來被定義為微囊藻毒素（Microcystin），也就是本文中重點(diǎn)介紹的藻毒素，本文中還著重討論了其作為新型殺蟲劑的應(yīng)用前景。

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致謝

本文是我倉促間完成的，文中粗陋、淺薄之處不免貽笑大方之家，在此先表歉意。

在此我要先感謝帶領(lǐng)我們暑期實(shí)習(xí)的王保忠、孔志明老師，他們不辭辛苦、敬業(yè)奉獻(xiàn)的精神讓我感動(dòng)，他們的關(guān)照和愛護(hù)也讓我的實(shí)習(xí)過程充滿了快樂，他們的嚴(yán)格要求更讓我受益匪淺；

其次，我還要感謝給我提供了實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)的南京市環(huán)境監(jiān)測站以及江蘇鼎澤環(huán)境工程有限公司，沒有這些實(shí)習(xí)經(jīng)歷，我根本就不會(huì)有寫本文的靈感和動(dòng)機(jī)，更不會(huì)有本文的最終完成了；

南京大學(xué)圖書館為我提供了豐富的電子圖書資源，如果沒有這么多文獻(xiàn)、資料的支持，本文必將更加空洞無物，在此不勝感激之至；

最后，還是要感謝下我的父母，女朋友，以及可愛的同學(xué)們。他們都是關(guān)心我的人，他們對我的友情讓我的生活充滿了歡樂。

張孝林

201*-8-29

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