CN102978275A - 一种判别自然水体中浮游藻类生长是否受营养抑制的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种判别自然水体中浮游藻类生长是否受营养抑制的方法，直接采用实验藻种生存的水体，经过滤、灭菌处理后，作为培养液，通过实验藻种的培养结果来进行验证。相对于传统的水体理化特征研究和生态学调查研究方法，本发明更简单、直接、准确，说服力更强。特别是针对非优势藻种的研究，填补了对非优势藻种研究领域的空白。
Description
技术领域
本发明属于环境学领域，特别涉及一种判别自然水体中浮游藻类生长是否受营养抑制的方法。
背景技术
浮游藻类是指在水中营浮游生活的微小藻类，包括蓝藻门（Cyanophyta）、绿藻门（Chlorophyta）、硅藻门（Bacillariophyta）、金藻门（Chrysophyta）、黄藻门（Xanthophyta）、甲藻门（Pyrrophyta）、隐藻门（Cryptorhyta）和裸藻门（Euglenophyta）八个门类的浮游种类。浮游藻类是自然水体中的初级生产者，其通过吸收水体中的营养盐成分，并利用光能驱动光合作用产生有机物促进自身的生长繁殖。自然水体中浮游藻类的生长往往受到来自光照、营养盐浓度、水温、摄食压力、水体流速等外在因素和来自种间竞争的内在因素的共同制约，使浮游藻类存在空间上的分布差异和时间上的演替差异。由于不同影响因素的交替作用和协同作用的复杂性，使得自然水体中浮游藻类生长的关键制约因素的判别存在较大难度，甚至会出现误判。
水体中的营养盐是由不同的营养元素组成，在功能方面与生物过程存在密切关系。传统的营养元素术语，几乎总是专用于硅、磷、氮，这三者也与生物的关系最为密切。与其它制约因素相比，水体中的理化指标（包括水温、盐度、pH、溶解氧和营养盐浓度等）相对稳定，数据资料的获取也较容易，因此有关自然水体中浮游藻类生长制约因素的研究主要侧重于分析水体理化特征与藻群结构之间的关系，而有关光照、摄食压力、种间竞争及水体动力学的影响作用较难获取数据资料，因而研究较少。而且，该方法很难真实还原自然水体中的理化因子条件，操作过程复杂，且增加了培养基制备过程的开支。
目前国内外有关自然水体中浮游藻类生长的制约因素的研究主要集中在生态学研究领域，技术方法为在野外生态学调查和监测的数据资料积累的基础上，运用不同的生态统计分析软件，对浮游藻类的相关数据和环境因子数据进行相关分析，根据分析结果判定制约浮游藻类群落及不同藻种生长的关键环境因子。这种技术方法的缺点为受制于调查手段和仪器设备等的限制，容易在调查伊始便将无法获取却可能制约藻群生长的关键因素（如光照、摄食压力、种间竞争等）排除在外，仅对容易收集到的理化因子数据和藻群结构数据进行统计学分析，所得到的结论局限在掌握的数据范围之内，说服力不强。同时，生态学方法验证过程中干扰因素过多，无法有效地采用排除法得到准确的判别；生态学方法验证需要户外操作，费时费力，周期长，有一定的危险性。
目前国内外对非优势藻类的研究较少，一方面由于浮游微藻是自然水体中食物链的基础环节，个体微小，种类繁多，对专业技术人员的要求很高，而目前从业人员相对较少；另一方面，非优势藻种在自然水体中数量不多，对环境没有危害，较少受到研究人员的关注。因此，开展此方面的研究，不仅填补了该研究领域的空白，也可对以往的研究结论起到辅助验证的作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种判别自然水体中浮游藻类生长是否受营养抑制的方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种判别自然水体中浮游藻类生长是否受营养抑制的方法，包括以下步骤：
1) 从自然水体中采集水样本和浮游藻类样本；
2) 将水样本经微孔滤膜过滤后，灭菌，作为培养液；
3) 从浮游藻类样本中选取实验藻种，接种到培养液中，进行培养；
4) 根据实验藻种的培养结果，判断其是否受营养抑制。
所述实验藻种为在总种群细胞丰度中所占百分比小于10%的非优势藻种。
优选的，实验藻种的接种密度参照该藻种在自然水体中的生长密度。
实验藻种经培养后，其细胞密度呈指数增长，判断为不受营养抑制；否则，判断为受营养抑制。
优选的，步骤2）水样本用孔径≤0.45 μm的微孔滤膜过滤。
优选的，步骤3）在光学倒置显微镜下选取实验藻种。
优选的，步骤3）在光照培养箱中进行培养。
本发明的有益效果是：
本发明方法对自然水体中常见的非优势藻种是否受营养抑制的结果可作出快速准确的判别，填补了对非优势藻种研究领域的空白。同时，可辅助验证生态学调查研究的结果，减小产生错误结论的可能性。
具体实施方式
一种判别自然水体中浮游藻类生长是否受营养抑制的方法，包括以下步骤：
1) 从自然水体中采集水样本和浮游藻类样本；
2) 将水样本经微孔滤膜过滤后，灭菌，作为培养液；
3) 从浮游藻类样本中选取实验藻种，接种到培养液中，进行培养；
4) 根据实验藻种的培养结果，判断其是否受营养抑制。
所述实验藻种为在总种群细胞丰度中所占百分比小于10%的非优势藻种。
优选的，实验藻种的接种密度参照该藻种在自然水体中的生长密度。
实验藻种经培养后，其细胞密度呈指数增长，判断为不受营养抑制；否则，判断为受营养抑制。
优选的，步骤2）水样本用孔径≤0.45 μm的微孔滤膜过滤。
优选的，步骤3）在光学倒置显微镜下选取实验藻种。
优选的，步骤3）在光照培养箱中进行培养。
步骤3）的培养时间根据藻种的不同进行适当调整。
下面结合实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
1) 用采水器从广州花地河采集表层水样本1 L，并用25号浮游生物网进行拖网采集高密度过滤藻种；
2) 将水样经微孔滤膜（直径50 mm，孔径0.45 μm）过滤后，高压灭菌，作为培养液；
3) 在Nikon TS100光学倒置显微镜下从网采样本中挑取常见的非优势藻种二形栅藻（Scenedesmus dimorphus），接种至盛有10 ml培养液的玻璃试管中，接种密度为10 cells/ml（参照原自然水体中的密度）；
同时，取另一盛有10 ml培养液的玻璃试管重复上述操作，并在此基础上继续接种原自然水体中的优势藻种颗粒直链藻（Aulacoseira granulata）至试管中，接种密度为100 cells/ml（参照原自然水体中的密度）；
两个试管样本同时置于光照培养箱中培养，培养条件为恒温30℃，光照强度2000 lux，连续培养时间为72小时。
4) 培养结束，将培养液摇匀，从中取0.05 ml滴于载玻片上，加盖盖玻片后进行显微计数。
结果显示单独培养的试管中二形栅藻的密度达到104 cells/ml，而与颗粒直链藻混合培养的试管中二形栅藻的密度仅为100 cells/ml，颗粒直链藻的密度达到105 cells/ml。这说明提供合适的培养条件（如温度、光照及无竞争和摄食压力），二形栅藻在原生存水体的营养条件下可出现快速生长，从而排除了其在原生存水体中受营养抑制的可能性。然而，在相同条件下与优势种混合培养，其生长非常缓慢，这说明二形栅藻在原自然水体中虽然不受营养抑制，来自优势藻种的种间竞争压力却可抑制其生长。
实施例2
1) 用采水器从广州花地河采集表层水样本1 L，并用25号浮游生物网进行拖网采集高密度过滤藻种；
2) 将水样经微孔滤膜（直径50 mm，孔径0.45 μm）过滤后，高压灭菌，作为培养液；
3) 在Nikon TS100光学倒置显微镜下从网采样本中挑取常见的非优势藻种针杆藻（Synedra sp.），接种至盛有10 ml培养液的玻璃试管中，接种密度为1 cells/ml（参照原自然水体中的密度）；
同时，取另一盛有10 ml培养液的玻璃试管重复上述操作，并在此基础上继续接种原自然水体中的优势藻种颗粒直链藻（Aulacoseira granulata）至试管中，接种密度为100 cells/ml（参照原自然水体中的密度）；
两个试管样本同时置于光照培养箱中培养，培养条件为恒温30℃，光照强度2000 lux，连续培养时间为72小时。
培养结束，将培养液摇匀，从中取0.05 ml滴于载玻片上，加盖盖玻片后进行显微计数。
结果显示单独培养的试管中针杆藻的密度达到103 cells/ml，而与颗粒直链藻混合培养的试管中未发现针杆藻，颗粒直链藻的密度达到105 cells/ml，这说明提供合适的培养条件（如温度、光照及无竞争和摄食压力），针杆藻在原生存水体的营养条件下可出现快速生长，从而排除了其在原生存水体中受营养抑制的可能性。然而，在相同条件下与优势种混合培养，其出现消亡，这说明针杆藻在原自然水体中虽然不受营养抑制，来自优势藻种的竞争压力却可抑制其生长。
由于自然水体中浮游藻类物种繁多，案例实施水体为广州花地河，水体富营养化严重，在已开展的试验过程中，未发现广州花地河水体营养抑制的浮游藻种。发明人认为，在寡营养的自然水体中较容易发现受营养抑制的浮游藻类。
本发明提供了一种判别自然水体中浮游藻类生长是否受营养抑制的方法，特别是针对非优势藻种的研究，填补了对非优势藻种研究领域的空白。本发明通过直接采用实验藻种生存的水体进行验证，相对于传统的水体理化特征研究和生态学调查研究方法，本发明更简单、直接、准确，说服力更强。
Claims (7)
1.一种判别自然水体中浮游藻类生长是否受营养抑制的方法，包括以下步骤：
1)从自然水体中采集水样本和浮游藻类样本；
2)将水样本经微孔滤膜过滤后，灭菌，作为培养液；
3)从浮游藻类样本中选取实验藻种，接种到培养液中，进行培养；
4)根据实验藻种的培养结果，判断其是否受营养抑制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述实验藻种为在总种群细胞丰度中所占百分比小于10%的非优势藻种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：实验藻种的接种密度参照该藻种在自然水体中的生长密度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：实验藻种经培养后，其细胞密度呈指数增长，判断为不受营养抑制；否则，判断为受营养抑制。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2）水样本用孔径≤0.45 μm的微孔滤膜过滤。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3）在光学倒置显微镜下选取实验藻种。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3）在光照培养箱中进行培养。
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