1、利用三角帆蚌控制水华的初步研究 —《水生生物学报》(2007,31(5):760-762) 作者:张绍浩 邬红娟 催博 等 (华中科技大学环境科学与工程学院) 地点:武汉汉阳区莲花湖 方法:围隔(5m×5m×2m)2个,空白对照和处理围隔 结果: ⑴ 对水体理化性质的影响 处理围隔中二个重要的富营养化指标Chl a、TP在第一周内即发生了明显的变化,Chl a 下降41.3%,TP下降51.2%,DO在20mg/L上下波动,SD保持30-35cm之间,SD随着时间的增加有上升趋势,TP有下降的趋势,说明三角帆蚌对改善水质有一定的影响。从生态学的原理来讲,三角帆蚌能有效降低水体中Chl a的含量,增加水体的透明度,对TP则是一个间接的影响结果; ⑵ 对水生生物群落结构的影响 浮游植物特征 空白围隔中,共检测出浮游植物35 种,处理围隔中,共检测出浮游植物47种。空白围隔中,绿藻门的种类比例数最高,占41 %;其次为蓝藻门的种类数,占38 %;裸藻门占种类数的12 %;硅藻门、隐藻门和甲藻门分别占种类数的3 %。处理围隔中,绿藻门的种类比例数最高,占54 %;其次为蓝藻门的种类数,占19 %;裸藻门占种类数的13 %;硅藻门、隐藻门分别占种类数的6 %;甲藻门占种类数的2 %。经空白和处理围隔相比较,藻类群落结构发生了较大的变化,水中蓝藻比例明显下降,绿藻和隐藻的比例明显上升。 浮游植物优势种的变化情况 放养三角帆蚌前,莲花湖的浮游植物在细胞数量上主要由蓝藻、绿藻、裸藻、隐藻4大门组成,蓝藻门在数量上占有一定的优势,并局部形成了由微囊藻形成的蓝藻水华,优势种为蓝藻门的微囊藻、铜绿微囊藻、裸藻中的尾裸藻。放养三角帆蚌后,处理围隔中由微囊藻属的优势最后转变为以月芽藻为优势种;而对照围隔中的优势种属基本没有变化,主要以微囊藻属占优势。 不同大小的浮游植物种类组成变化 空白围隔中,10-50μm和大于150μm的种类数最多,为12种,其次是50-150μm的种类数,有11种,小于10μm的种类数为0。处理围隔中,10-50μm 种类数最多,为18种,其次是50-150μm有12种,大于150μm的种类数有10种,出现了小于10μm 的浮游植物,种类数为7。处理围隔中大于150μm和50-150μm大小的种类数所占总种类数的百分比比空白围隔降低,10-50μm级别所占的百分比升高,而且出现了小于10μm 级别的种类数。表明由于三角帆蚌捕食压力的影响,浮游植物有朝小型化发展的趋势。 总结:由于三角帆蚌生活在水底,具有较强的耐污和耐重金属能力,且滤过和同化作用强。因此,用以蚌为主的生物修复方法修复受污染的水体,易于操作,在经济上也是可行的。研究表明:三角帆蚌通过过滤大量水体摄取浮游植物,在一定程度上能有效控制浮游植物的过量生长,达到控制水华、改善水质的目的。利用大型无脊椎动物—三角帆蚌来控制水华是一种行之有效的生物操纵方法。
2、三角帆蚌对水库水污染的水质调控模型及作用 —《环境科学与技术》(2009,32(2):46-48) 作者:彭建华1 陈文祥1 刘家寿2 等(1.水利部中国科学院水工程生态研究所 2.中国科学院水生生物研究所) 结论: (1)过滤作用净化水质。河蚌通过过滤水体中的浮游生物、有机碎屑,改变其结构,使水环境朝有利方向发展;也能直接利用水体中的小分子有机物(如氨基酸、脂类等)来改善水质。被过滤但未被吸收的食物形成粪便,它比较稳定,不易分解。 (2)富集作用改善水质。某些种类有很强的富集作用,可以降低水体中重金属、放射性元素等污染物的含量。 (3)同化吸收带走氮、磷。河蚌生长需要氮、磷,这种同化作用所利用的氮、磷是完全稳定态的、不可逆转的。被三角帆蚌利用的氮、磷除了同化利用外,其余会随着排粪、排泄和假粪再次返回水体,但三角帆蚌的假粪比例较高,假粪被胶体包裹着,不容易分解向水体释放氮、磷,且动物排泄的氮、磷比例是很低的,因此三角帆蚌所利用的氮、磷再次污染水体的比例有限,对水体的生物操纵作用是非常明显的。 (4)“生态岛”效应。根据有关理论,每个河蚌个体都可认为一个“生态岛”。“生态岛”上着生的生物膜含有大量生物物质,对水体中的污染物有转移和富集作用。 (5)秋冬季的净化作用。相对于水生植物在秋季季节的死亡或衰退现象,河蚌在秋冬季节仍然具有一定的生长速度,尤其在南方,因此仍然有一定的净化能力。 (6)立体作用。河蚌生活在水体底部,同时可以通过吊养、笼养等方式生活在水体中的中、上层,因此其作用是立体的。 利用河蚌净化水质以大型种类为好,如背角无齿蚌、椭圆背角无齿蚌、圆背角无齿蚌、褶纹冠蚌、三角帆蚌等。一般大型种类的绝对滤水量大于小型种类。
3、底栖软体动物净化富营养化河水实验研究 —《环境科学与技术》(2007,30(7):7-9) 作者:卢晓明 金承翔 黄民生 等 (华东师范大学资源与环境科学学院) 材料:丽娃河夏雨岛附近富营养化的河水;底栖软体动物:螺蛳和河蚌 方法:螺蛳和河蚌按不同密度放入直径为30cm的脸盆,分为曝气和不曝气两组。实验时分时段(3d、7d)抽取各脸盆中层水,测定COD、NH3-N、TP和叶绿素a含量。 实验结果: (1)COD变化情况 河水处于好氧状态(曝气组)时,两种底栖软体动物才会对河水中COD有较好的净化效果,且河蚌组要优于螺狮组,对COD的去除率最高可达58.78%。 在非曝气条件下,河水的COD含量与停留时间及动物放养密度成正相关,高密度时动物呼吸强度大,导致河水缺氧加剧,动物生理活性的减弱乃至死亡进一步恶化了水质。 (2)NH3-N变化情况 3d时各实验组河水中NH3-N含量不降反升,且NH3-N含量与动物放养密度成正相关,7d时低密度、曝气组对河水中显示较好的净化效果。在养殖水体中,NH3-N主要来源于生物体的排泄和含氮有机物质的分解,生物量越大、缺氧越严重,底栖软体动物的排泄物也就越多,河水中NH3-N含量上升;曝气组DO充足,微生物对NH3-N的硝化作用随停留时间的延长而增强。 (3)总磷(TP)变化情况 螺蛳对河水中TP的净化效果总体上优于河蚌,TP净化效果与放养密度成正相关。 (4)叶绿素a的变化情况 两种底栖软体动物对河水中叶绿素a均有较好的净化效果,其中曝气组优于非曝气组。 非曝气组中H1(t=7d)最明显,对叶绿素a的去除率高出对照组4%。在曝气组中,叶绿素a的去除率均在90%以上,螺狮的去除效果明显优于河蚌,尤其在处理7d时。曝气提供充足的DO,可提高底栖软体动物的活性、促进其对河水中低等藻类的滤(刮)食,净化效果还与螺、蚌在水体中的不同分布位置有关。
4、背角无齿蚌滤食对营养盐和浮游藻类结构影响的模拟 —《湖泊科学》(2008,20(2):228-234) 作者:杨东妹1,2 陈宇炜1 刘正文1 吴庆龙1 (1.中国科学院南京地理与湖泊研究所 2.中国科学院研究生院 ) 材料与方法 用体积为110L的白色聚乙烯塑料桶(高100cm、底部直径约30cm、上部直径约45cm)建立微型生态系统,分为实验组和空白对照组,两组均设3个重复。实验水样取自滇池。实验组用网目为2.8cm左右的尼龙线网将蚌吊养在水面下50cm左右,置于水桶中间位置;空白组吊养同样数量的空的尼龙网。整个实验在室外进行。 试验结论: (1)对浮游藻类生物量和密度的影响 背角无齿蚌的高密度放养显著降低了微型生态系统中浮游藻类的密度和生物量。试验初期的藻类密度和生物量分别为1.6×108cells/L和7.14mg/L,实验结束时的空白组浮游藻类密度和生物量分别为2.94×107cells/L和4.187mg/L,而处理组的浮游藻类密度和生物量分别为2.6×106cells/L和0.215mg/L。 (2)对浮游藻类群落结构的影响 在分析主要藻类属种的变化后发现,空白组微囊藻(Microcystis sp.)生物量在实验开始后即减少,而同属于蓝藻门的颤藻(Planktothrix sp.)、水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae sp.)和项圈藻(Anabaenopsis sp.)则在试验的前30d左右不仅没有减少,相反还略有增加,只是在实验结束时其生物量和密度显著减少。处理组的这四种优势蓝藻受背角无齿蚌的滤食影响,生物量迅速下降,并一直维持在较低的水平上。空白组绿藻门的鼓藻(Cosmarium sp.)和四角藻(Tetraedron sp.)及栅列藻(Scendesmus sp.)生物量均有所增加,实验结束时分别为3.472、0.3328和0.2432mg/L;处理组的鼓藻生物量也有所增加,但是绝对生物量比较低,实验结束时的生物量只有0.1508mg/L,而其它较常见的绿藻如盘星藻(Pediastrum spp.)、月牙藻(Selenastrum sp.)和顶棘藻(Chodatella sp.)的生物量变化不大;硅藻门中较常见的小环藻(Cyclotella sp.)和针杆藻(Synedra sp.)在空白组和处理组中均呈现出下降的趋势。不同藻类门的浮游藻类所占比例比较后发现,在试验的前30d左右背角无齿蚌的滤食明显减少了微型生态系统中浮游蓝藻所占比例,增加了硅藻门藻类和绿藻所占的比例,对隐藻(Cryptomonas sp.)等隐藻门藻类所占比例的影响不明显。
5、蚌、鱼养殖模式对水体富营养化控制作用的研究 —《应用生态学报》(2005,16(12):2423-2427) 作者:吴庆龙 陈宇炜刘正文(中国科学院南京地理与湖泊研究所) 试验方法:试验水体位于浙江省萧山市,面积16hm2,呈U字型,口朝西北方向。平均水位3.20m。该水体正常时水位基本稳定,在试验期间没有外来污水。水样采集根据水体形状,分别在4个区域,每个区域每次分3个点采集水面下30cm处的水样。水体中吊养育珠蚌外,每hm2搭养鲢、鳙、鲫、草、鲂等各种鱼类共约3000尾。 结果: (1)养蚌育珠对水层生物群落和浮游生物的影响 珍珠蚌的养殖一般为15000~30000只/hm2。目前养殖生产中普遍采用网袋(1~2 只) 、网夹(3~4只)的笼养方式。 水层吊养了珍珠蚌后,网绳、网袋(夹),泡沫浮子和蚌壳上很快会附着丝状藻类、原生动物、腔肠动物、多孔动物等多种附着生物。附着丝状藻类能直接吸收水体营养盐,原生动物中的固着纤毛虫和低等多细胞动物(腔肠动物、多孔动物) 均可以滤食浮游植物和有机碎屑。在水体表层20~40cm之间形成的这一生物新群落,参与了吸收水体营养盐、滤食藻类的生物净化作用,使水体透明度、营养盐结构发生了变化,同时水体藻相也出现了有益的变化。调查显示:藻类种类、门类增加,呈现一定的多样性趋势,高N、P喜好种减少,低N、P,高Fe、Me、Zn、Mg等种增加。 (2)养蚌育珠法控制水体富营养化的效果 以河蚌育珠搭配适量鱼类来控制水体富营养化,可做到“以水养水”、“以水治水”的目的,并有望获得可观收益。 把原先在水底“生态位”中也能起到水体自净作用的动物—珍珠蚌,人工吊养在水层中,使其更好地发挥滤食水体浮游植物和有机碎屑的作用。同时吊养珍珠蚌的网袋、网绳、浮子等附设器具和贝壳上会很快形成一个新的生物群落。该研究表明,养蚌育珠并搭养适量鱼类可以消耗水体营养盐,能起到很好的控制水体富营养化效果,并有一定的经济效益。 6、湖泊大型贝类控藻与净化水质的研究 —《海洋湖沼通报》(2007,2:69-79) 作者:潘建林1,2 徐在宽2 唐建清2 费志良2等 (1.南京大学生命科学学院 2.江苏省淡水水产研究所 ) 地点:太湖梅梁湾(无锡) 材料与方法:褶纹冠蚌、三角帆蚌和湖螺净化水体效果比较试验是建立14只分别装盛10000ml混合藻的自然池水水体的净化系统水箱中进行;三角帆蚌池塘净化水体系统试验是在江苏省淡水水产研究所规格鱼池中进行,试验池和对照池均为1500m2;褶纹冠蚌太湖水柱围隔水质净化系统试验是在太湖梅梁湾水源地进行,时间在2004年10月11日-10月27日,围隔规格1.2m2×2.5m,共20个。 结论: (1)池塘条件下三角帆蚌净化水体的效果 试验池叶绿素a明显降低,仅为原叶绿素a量的21.7%,悬浮物仅为原悬浮物量的60.7%;对照池中悬浮物上升为原值的1.2倍,叶绿素a为原值的62.6%; (2)三种贝类对悬浮物和叶绿素a的消除效果 相同条件下,从单位消除量及消除率来比较,由大到小依次为湖螺>褶纹冠蚌>三角帆蚌;叶绿素a则为褶纹冠蚌>湖螺>三角帆蚌; (3)太湖围隔水体净化系统试验结果 ① 贝类对叶绿素a、悬浮物净化效果 一定生物量蚌在同一条件下滤食率与水体中藻类增殖率之间具动态平衡。当蚌滤食率大于藻类增殖率时,水体藻类生物量下降,反之则藻类生物量增加;当水体中藻类量增殖较大时,同一生物量褶纹冠蚌需要较长的时效作用才能显示出净化效果; 本试验测试时效范围内围隔中设置20只以上褶纹冠蚌时,才能显示出净化水体效果即蚌使水体中所测叶绿素a和悬浮物的值降低。从132h所测结果看,以围隔中设置20只褶纹冠蚌生物量时蚌对叶绿素a、悬浮物单位消除量较高,从大到小排序均为20只>40只>80只>10只; 围隔中设置单一褶纹冠蚌净化水体系统较设置褶纹冠蚌、湖螺复合净化水体系统效果要好; 在不同的围隔中,贝类生物量增加一倍的,对叶绿素a、悬浮物消除效果反而降低,说明为提高贝类净化水体效果,在一定量的水体中,贝类生物量应设置适量范围; ② 贝类对藻类数量结构变化的影响 水体中的藻类经贝类滤食后,在各围隔中均明显下降,蓝藻门中藻类数量下降率最大,而其中又以蓝藻中的微囊藻下降率最大,因此,蚌对水体中蓝藻门的微囊藻的消除率是非常明显的。 从蚌的生物量来比较,对藻类总数或是对蓝藻、微囊藻降低效果由大到小依次为20只>10只>40只>80只; 从藻类降低效果看,在生物量相同条件下,褶纹冠蚌单一系统比褶纹冠蚌-湖螺复合系统效果更好; ③ 蚌对太湖水体净化、控藻效果分析 贝类在富营养化水体中净化水体效果是十分明显的,但是在一定时间段内#单位水体中需达到一定贝类生物量才能显示出这种效果,当生物量大到一定值时其效果反而又会降低; 蚌能有效地降低富营养水体中藻类生物量,并改变蓝藻、尤其是蓝藻中微囊藻的数量结构,而蓝藻、特别是铜绿微囊藻是太湖水华中的优势种类,所以通过在太湖水源地强化放养蚌,可有效地降低蓝藻、特别是铜绿微囊藻的数量,从而达到有效改善水体的目的。
|