風生紊流導致微囊藻群體破碎和形態變化

作者：朱偉,陳懷民,肖曼,Lvrling Miquel,李明

摘要：微囊藻群體大小和形態決定其垂向遷移能力,從而影響著水華的形成.為了探討湖泊中風生紊流對微囊藻群體大小和形態的影響,本研究于2012年8月26日至9月7日在太湖梅梁灣的圍隔內進行了12 d的晝夜不間斷的高頻采樣(采樣間隔每2小時一次).研究期間,水面微囊藻密度呈現4次周期性消漲,藻密度變化范圍為4×10^(4)~2671×10^(4)cells/m L.而整個水柱中的藻密度變化范圍僅為3×10^(4)~18×10^(4)cells/m L.皮爾遜相關性分析表明微囊藻的原位生長速率與表面藻密度呈負相關而與風速呈正相關.強風速使微囊藻在水柱中均勻分散,增強了透光性,促進了微囊藻的生長.微囊藻群體粒徑隨著風速的增大逐漸減小,反之亦然.其中值粒徑(D50)變化范圍為66.2~768.0μm.在此期間微囊藻群體形態主要以魚害微囊藻、不規則的惠氏微囊藻、球狀的惠氏微囊藻和銅綠微囊藻群體形態為主,其占比也呈現出波動狀態.皮爾遜相關分析結果顯示微囊藻群體大小與風速呈負相關,說明湖泊中風生紊流會影響微囊藻群體大小.當紊流強度為2.33×10^(-5)m^(2)/s3時,微囊藻群體會發生破碎現象,該紊流強度相當于5 m/s的風在30 m深的水庫或湖泊中所產生的紊流強度.微囊藻群體被風生紊流破碎后最大粒徑與該風速下紊流的最小渦旋尺度相近,表明紊流的最小渦旋尺度決定了微囊藻所能形成群體的最終大小.監測期間,整水柱中不同群體形態的微囊藻占比發生了明顯變化,在監測初期以魚害微囊藻群體形態為主,隨后不規則的惠氏微囊藻和銅綠微囊藻群體形態的比例不斷增加,最后魚害微囊藻群體形態又占據主導地位.球狀的惠氏微囊藻群體形態在整個監測期中的比例隨時間的增加而逐漸降低.不同群體形態微囊藻之間比例的大幅變化無法用微囊藻生長演替來解釋.而皮爾遜相關分析結果顯示魚害微囊藻與惠氏微囊藻(不?

發文機構：河海大學環境學院 格里菲斯大學澳大利亞河流研究所 瓦格寧根大學環境科學系 西北農林科技大學資源環境學院

關鍵詞：微囊藻水華紊流群體粒徑形態太湖Microcystiswater bloomsturbulencecolony sizemorphologyLake Taihu

分類號： G63[文化科學—教育學]