本文關(guān)鍵詞：淡水硅藻的光適應(yīng)策略研究

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【摘要】：本文搜集已發(fā)表的河流與湖泊野外調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析,從水體光照強(qiáng)度和營(yíng)養(yǎng)鹽(氮和磷)濃度兩個(gè)角度去探究硅藻在淡水生態(tài)系統(tǒng)中的分布規(guī)律。并設(shè)計(jì)室內(nèi)實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步探究硅藻光適應(yīng)的機(jī)理,以及光照強(qiáng)度對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽(磷和硅)吸收的影響,主要結(jié)果如下:1.對(duì)我國(guó)河流野外調(diào)查數(shù)據(jù)(光照與硅藻密度)的分析結(jié)果顯示,硅藻具有良好的光適應(yīng)能力。長(zhǎng)年在低光生態(tài)系統(tǒng)生存的硅藻在低光照強(qiáng)度下容易形成優(yōu)勢(shì)種群,長(zhǎng)年在高光生態(tài)系統(tǒng)生存的硅藻在高光照強(qiáng)度下容易形成優(yōu)勢(shì)種群。2.對(duì)我國(guó)河流野外調(diào)查數(shù)據(jù)(營(yíng)養(yǎng)鹽濃度與硅藻密度、硅藻種類數(shù)量)的分析結(jié)果顯示,營(yíng)養(yǎng)鹽(氮和磷)濃度能影響硅藻種類數(shù)量百分比和硅藻密度百分比的分布。硅藻的種類數(shù)量百分比長(zhǎng)江上游的各支流最高,長(zhǎng)江中下游逐漸下降,到長(zhǎng)江口最低。我國(guó)河流不同營(yíng)養(yǎng)鹽水平的水系之間也存在著明顯的差異。氮磷濃度相對(duì)較低的長(zhǎng)江干流硅藻密度百分比最高(91%-100%),其次是長(zhǎng)江支流和松花江水系,污染嚴(yán)重的淮河和珠江水系硅藻密度百分比最低,為25%-30%。3.通過進(jìn)行室內(nèi)光適應(yīng)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了硅藻的光適應(yīng)特性。高光適應(yīng)種(HLA diatoms)表現(xiàn)出明顯的高光適應(yīng)特征。如:高光適應(yīng)種在高光條件下具有較高的生長(zhǎng)活性、光合作用效率、過剩光耗散效率、飽和光照強(qiáng)度(Ik)、電子傳遞速率(r ETRmax)和較低的光利用率(α)。當(dāng)這類高光適應(yīng)種受到低光脅迫時(shí),硅藻細(xì)胞內(nèi)顯著上升的葉綠素(Chla)濃度和增大的葉綠體體積能增加硅藻細(xì)胞的光量子吸收率,并在低光脅迫初期,其光曲線參數(shù)表現(xiàn)出與低光適應(yīng)種類似的特征(高α、低Ik和低r ETRmax)。低光適應(yīng)種(LLA diatoms)表現(xiàn)出明顯的低光適應(yīng)特征。如:低光適應(yīng)種在低光條件下具有較高的生長(zhǎng)活性、光合作用效率、較高的光利用率(α)和較低的耗散過剩光效率、飽和光照強(qiáng)度(Ik)、電子傳遞速率(r ETRmax)。當(dāng)這類低光適應(yīng)種受到高光刺激時(shí),硅藻細(xì)胞內(nèi)顯著上升的非光化學(xué)淬滅(NPQ)能幫助硅藻細(xì)胞耗散過剩的光能,并在高光刺激初期,其光曲線參數(shù)表現(xiàn)出與高光適應(yīng)種類似的特征(低α、高Ik和高r ETRmax)。Chla和NPQ調(diào)節(jié)可以推遲硅藻在光脅迫下生長(zhǎng)速率和實(shí)際光合作用效率(△F/F’m)的下降。4.營(yíng)養(yǎng)鹽吸收動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,硅藻對(duì)磷和硅的吸收會(huì)受到光照強(qiáng)度的影響。硅藻對(duì)磷的高親和力與硅藻的高生長(zhǎng)、光合活性出現(xiàn)在相同的光照強(qiáng)度范圍內(nèi)。高光適應(yīng)種在高光照強(qiáng)度下具有較高的磷親和力、生長(zhǎng)和光合活性。低光適應(yīng)種在低光照強(qiáng)度下具有較高的磷親和力、生長(zhǎng)和光合活性。硅藻對(duì)硅的吸收受到硅藻體積的影響,羽紋綱硅藻的Km(Si)值顯著高于中心綱硅藻。羽紋綱硅藻的硅吸收半飽和濃度(Km(Si))隨著光照強(qiáng)度的增加而上升,中心綱硅藻Km(Si)值隨著光照強(qiáng)度上升而降低。我們認(rèn)為在對(duì)硅藻水華發(fā)生進(jìn)程的預(yù)測(cè)和評(píng)估時(shí),應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)厮蛏鷳B(tài)系統(tǒng)的光照條件、營(yíng)養(yǎng)鹽條件以及硅藻種類自身特征。我們?cè)趯?duì)硅藻水華防治方法進(jìn)行選擇時(shí),應(yīng)在考慮這些主要相關(guān)的環(huán)境因子和硅藻本身特性的基礎(chǔ)上,篩選出適宜當(dāng)?shù)厮蛏鷳B(tài)環(huán)境的硅藻水華防治方法。
【關(guān)鍵詞】：硅藻 河流 湖泊 氮 磷 硅 光照
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：Q949.2;X173
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 縮略詞10-11
• 第一章 前言11-19
• 1 概述11-12
• 2 硅藻水華的危害及成因12-14
• 2.1 硅藻水華的危害12
• 2.2 硅藻水華的成因12-14
• 3 國(guó)內(nèi)外硅藻生理生態(tài)特征研究進(jìn)展14-16
• 4 河流與湖泊硅藻水華的防治方法16-17
• 5 研究思路及意義17-19
• 第二章 我國(guó)河流中硅藻的空間分布19-29
• 1 前言19-23
• 2 材料和方法23
• 2.1 數(shù)據(jù)搜集23
• 2.2 數(shù)據(jù)處理23
• 3 結(jié)果與分析23-27
• 3.1 不同光環(huán)境中硅藻的分布情況23-24
• 3.2 不同營(yíng)養(yǎng)鹽濃度下硅藻的分布情況24-27
• 4 討論27-28
• 4.1 光照強(qiáng)度對(duì)硅藻分布的影響27
• 4.2 營(yíng)養(yǎng)鹽濃度對(duì)硅藻分布的影響27-28
• 5 小結(jié)28-29
• 第三章 硅藻的分離和鑒定29-38
• 1 前言29
• 2 材料與方法29-34
• 2.1 漢江和太湖流域概況29-30
• 2.2 藻種分離和培養(yǎng)30-33
• 2.3 試劑33
• 2.4 儀器設(shè)備33
• 2.5 方法33-34
• 3 結(jié)果與分析34-37
• 4 討論37-38
• 第四章 分離自不同光環(huán)境的硅藻的光適應(yīng)特性38-61
• 1 前言38-40
• 2 材料與方法40-44
• 2.1 藻種培養(yǎng)40
• 2.2 儀器設(shè)備40
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法40-42
• 2.4 比生長(zhǎng)速率42
• 2.5 葉綠素a濃度和葉綠體形態(tài)42
• 2.6 葉綠素?zé)晒鈪?shù)42-44
• 2.7 統(tǒng)計(jì)方法44
• 3 結(jié)果與分析44-57
• 3.1 比生長(zhǎng)速率44-46
• 3.2 葉綠素a（Chla）濃度和葉綠體形態(tài)46-51
• 3.3 葉綠素?zé)晒鈪?shù)51-57
• 4 討論57-60
• 4.1 不同光強(qiáng)下低光適應(yīng)種和高光適應(yīng)種的生長(zhǎng)特征57-58
• 4.2 光強(qiáng)度對(duì)硅藻葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響58-60
• 5 小結(jié)60-61
• 第五章 光照強(qiáng)度對(duì)硅藻營(yíng)養(yǎng)鹽吸收動(dòng)力學(xué)特征的影響61-76
• 1 前言61-62
• 2 材料和方法62-65
• 2.1 硅藻培養(yǎng)62-63
• 2.2 試劑與儀器63-64
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法64-65
• 2.4 統(tǒng)計(jì)方法65
• 3 結(jié)果與分析65-72
• 3.1 比生長(zhǎng)速率65-67
• 3.2 磷吸收67
• 3.3 硅吸收67-72
• 4 討論72-75
• 4.1 兩類硅藻磷吸收動(dòng)力學(xué)差異72-73
• 4.2 兩類硅藻硅吸收動(dòng)力學(xué)差異73-74
• 4.3 對(duì)硅藻水華預(yù)測(cè)和控制的啟示74-75
• 5 小結(jié)75-76
• 結(jié)論76-77
• 參考文獻(xiàn)77-91
• 在讀期間學(xué)術(shù)論文發(fā)表及國(guó)際會(huì)議參加情況91-93
• 致謝93-95

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 姚緒姣;劉德富;楊正健;方小鳳;胡響鈴;方麗娟;田澤斌;;三峽水庫(kù)香溪河庫(kù)灣水華高發(fā)期浮游植物群落結(jié)構(gòu)分布特征[J];四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版);2012年S2期

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本文編號(hào)：583934