3讨论


浮游植物是水生态系统的重要组成部分，其种类组成和生物量与环境因子密切相关，水体环境因子的改变直接影响着浮游植物的群落结构特征。


在河流、水库等水体中，浮游植物群落的种类组成和群落结构的变化主要受水环境物理、化学和生物等环境因子的影响，如光照、水温、水体营养状况、酸碱度以及水文条件等。本研究为室内培养，采取了恒温、恒光照的培养方式，浮游植物生物量和群落组成主要受培养柱内有无摇蚊幼虫及其引起的化学因子变化的影响。

图4对照组和摇蚊组C（DO）剖面变化

由试验结果可知，摇蚊幼虫的出现使浮游植物的生物量和群落结构发生了显著变化。在试验前期d0——d7.两试验组都经历了浮游植物生物量的短暂上升，这是因为试验前期沉积物中的SRP大量向上覆水释放（图3），上覆水有充足的供浮游植物生长分裂所需的磷。而摇蚊组浮游植物生物量的增长在此阶段明显低于对照组，这可能是摇蚊幼虫的扰动导致沉积物向上覆水释放的磷减少所致。由图3可以看出，摇蚊组沉积物一水界面SRP通量在前期明显小于对照组。受摇蚊扰动影响，摇蚊组沉积物DO渗透深度和渗透量都明显高于对照组（图4），表明有大量的DO从上覆水进入沉积物DO在沉积物环境中是重要的限制因子和最主要的电子受体，DO渗透深度和浓度的变化导致了沉积物氧化还原环境的变化。间隙水中大量的Fe（11）氧化所生成的水合铁氧化物对SRP有良好的吸附作用，从而形成铁结合态磷。这一过程被认为是摇蚊幼虫扰动使沉积物SRP减少的最重要的机制。随着Fe（11）被氧化量的增加，更多的SRP被Fe（m）化合物所吸附，进而导致上覆水浮游植物可利用磷减少，浮游植物生物量也随之降低（图1）。在d14时，沉积物一水界面SRP通量甚至变为负值，表明这种作用达到顶峰，上覆水SRP开始汇入沉积物。而上覆水浮游植物生物量在下一次采样时才降至最低点，表明SRP通量对浮游植物生物量的影响的滞后性，其原因可能在于浮游植物对磷的吸收体现为一个过程，先是磷吸附在浮游植物细胞的表面，再通过细胞膜运送至细胞内部从而被利用。


当环境变为还原条件时，被Fe（m）化合物所吸附的SRP又能再次释放出来，为浮游植物所利用。培养试验后期，南于部分摇蚊幼虫羽化，摇蚊幼虫扰动强度下降，而摇蚊组沉积物DO渗透量也随着摇蚊幼虫扰动的减弱而减少（图4），与此同时，由沉积物间隙水进入上覆水的SRP再次增加（图3），相应地浮游植物生物量也再次回升（图1）。


在整个过程中，摇蚊幼虫扰动对磷的释放起到了一定的缓冲作用。摇蚊幼虫的扰动使大量的上覆水SRP固定在沉积物中。减缓了浮游植物大量增长的趋势。在摇蚊幼虫扰动的强度减弱后，前期固定在沉积物中的SRP又释放进入上覆水，促进上覆水浮游植物的生长。但是，因为后期能够由沉积物进入上覆水的SRP总量比前期少（图3），浮游植物总量也低于前期（图1）。这正是摇蚊幼虫扰动减缓了沉积物中SRP向上覆水释放的结果。


另外。摇蚊幼虫扰动能使沉积物一水界面的总氧气交换速率增加，这可能是摇蚊组上覆水浮游植物生物量大部分时期显著低于对照组的另一重要原因首先，摇蚊幼虫的呼吸作用消耗大量DO，使沉积物间隙水DO浓度降低：其次，通过摇蚊幼虫构筑的廊道和生物引灌作用，摇蚊幼虫洞穴及周围的物理化学性质随之改变，沉积物中好氧微生物的活性提高，有机质矿化作用也得到增强，这都提高了沉积物DO的消耗。研究表明，摇蚊幼虫的扰动加快了沉积物和上覆水的硝化过程，增加了沉积物中总细菌和氨氧化菌的丰度l2。大量浮游植物与环境因子相关分析的研究显示，DO与浮游植物生物量呈显著正相关。上覆水DO的大量减少将导致浮游植物生物量的显著降低。除此之外，摇蚊幼虫摄食浮游植物可能也是上覆水浮游植物减少的原因之一。


在摇蚊幼虫扰动显著改变浮游植物生物量的同时，浮游植物群落结构也发生显著变化。上覆水SRP因为摇蚊幼虫的扰动大量减少时，蓝藻大量减少，表明了磷浓度对蓝藻生长的重要性，然而浮游植物的种间差异则导致了藻种应对低磷浓度的不同表现。微囊藻对磷的亲和性比较高，在磷限制的条件下也可能发生水华，而束丝藻发生水华需要的磷浓度要比微囊藻高，其原因可能在于在磷胁迫状态下，藻类诱导产生碱性磷酸酶的温度、pH、酶活性保持时间等特性有所不同，说明能够产生碱性磷酸酶的浮游植物之间存在着种属差异。共培养试验也表明，磷匮乏情况下。束丝藻会受到比微囊藻更大的抑制E29。另外，微囊藻释放的微囊藻毒素对束丝藻会产生溶藻效应，导致束丝藻数量急剧下降。摇蚊幼虫扰动导致硅藻百分浓度升高，其原因可能是硅藻较高的磷吸收速率和部分硅藻较小的细胞体积使其对低磷环境有更好的适应性’。也有可能是因为摇蚊幼虫的扰动增加了沉积物悬浮量，从而增加了上覆水中的硅元素含量，更有利于硅藻的生长。同时，沉积物再悬浮量的增加一定程度上抑制其他藻类的数量，如团状蓝藻。邓建明等在研究洪泽湖浮游植物群落结构与环境因子相关关系时发现脆杆藻和羽纹藻等硅藻数量与悬浮物浓度呈显著正相关。


上覆水SRP下降导致各种浮游植物数量普遍下降也表明磷作为浮游植物生长的限制因子，对浮游植物数量有决定性的作用。许海等的研究也表明，在低磷浓度下，无论氮磷比如何。浮游植物都受到营养盐限制。浮游植物应对低磷环境的各种策略能够减轻低磷的不利影响，但是改变不了生物量整体下降的趋势。


4结论


摇蚊幼虫的扰动可将大量DO引入沉积物间隙水，使沉积物间隙水的DO渗透深度和渗透量都得到增加，并导致沉积物水界面SRP通量大量减少。同时，扰动也降低了上覆水DO浓度。上覆水SRP和DO浓度的降低直接导致了上覆水浮游植物生物量的降低，这也有利于在低磷环境中适应性更好的物种形成优势。摇蚊幼虫的扰动有利于抑制浮游植物大量生长。但在湖泊富营养环境下，由于条件复杂、影响因素较多，摇蚊幼虫如何影响浮游植物还需更深入的研究。