青草沙（QCS，Qingcaosha）水庫作為上海市新水源地，淡水資源充足，供水規(guī)模占全市原水供應(yīng)的50%以上，受益人口超過1000萬人，其水質(zhì)好壞直接關(guān)系到人民群眾的生命健康。QCS水庫一旦發(fā)生藍(lán)綠藻暴發(fā)，大量的藻毒素等有害物質(zhì)就可能進(jìn)入水體，這將給整個(gè)上海市的工業(yè)用水、居民生活用水帶來極大的危害，給各方面帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。QCS水庫位于長江入?？冢幱趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，因此QCS庫區(qū)水域常年會受到小、中、大等不同等級風(fēng)力影響，風(fēng)力的作用會引起庫區(qū)水體不同程度的波浪，不同強(qiáng)度的“風(fēng)生浪”對水體產(chǎn)生不同程度的擾動，直接影響著藻類微生物的生長；由于水流的水力作用，在局部范圍水體形成紊流，對水體中的浮游植物產(chǎn)生擾動作用，影響水體中藻類微生物的生長。
為了探討QCS水庫中水體擾動對藻類微生物生長和水體富營養(yǎng)化的影響，本研究以銅綠微囊藻和水華魚腥藻為目標(biāo)藍(lán)藻微生物，以月牙藻、蛋白核小球藻和斜生柵藻為目標(biāo)綠藻微生物，在實(shí)驗(yàn)室人工氣候箱內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)。通過模擬“風(fēng)生浪”及水流等產(chǎn)生的水體擾動，研究不同強(qiáng)度的擾動對藍(lán)綠藻微生物生長以及光合作用的影響；以水華魚腥藻和月牙藻為目標(biāo)藍(lán)藻微生物和綠藻微生物，探討水體擾動對共培養(yǎng)中的藻屬之間的生長與競爭關(guān)系；通過研究CO2限制、光限制以及溫差等影響藻類微生物生長的機(jī)制，分析水循環(huán)物理控藻技術(shù)在QCS水庫的應(yīng)用；對QCS水庫營養(yǎng)化指標(biāo)與狀態(tài)進(jìn)行分析，分析庫區(qū)藻類微生物影響因素。
通過一系列深入的、系統(tǒng)的機(jī)制實(shí)驗(yàn)研究和QCS水庫工程實(shí)驗(yàn)研究，可以得出以下研究結(jié)論：
1）在低濃度氮磷和高濃度氮磷兩種培養(yǎng)條件下，設(shè)計(jì)不同擾動強(qiáng)度對代表性藍(lán)綠藻微生物進(jìn)行純培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，擾動可以促進(jìn)藻類微生物的生長，其影響機(jī)理并非單純地影響營養(yǎng)鹽的分布與傳輸，而是可以直接對藻類微生物的光合作用產(chǎn)生影響，即提高其光合效率和電子傳遞速率等。水體擾動在一定程度上會促進(jìn)水體表面CO2和O2的交換，增加藻類微生物的光合活性和光合速率，從而對控制藻類微生物的生長與暴發(fā)產(chǎn)生不利影響；
2）在低濃度氮磷和高濃度氮磷兩種培養(yǎng)條件下，設(shè)計(jì)代表性藍(lán)綠藻微生物在不同擾動強(qiáng)度下共培養(yǎng)與純培養(yǎng)的對照實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，藍(lán)藻微生物和綠藻微生物之間存在明確的生長競爭機(jī)制。擾動可以對藍(lán)藻微生物和綠藻微生物的光合作用競爭機(jī)制產(chǎn)生影響并對藍(lán)藻微生物的生長形成一定程度的抑制。由于藍(lán)藻微生物是藻毒素的主要生產(chǎn)者，這種競爭性抑制是具有積極意義的；
3）水循環(huán)物理控藻系統(tǒng)通過在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生垂向提升和平向擴(kuò)散的水力擾動，一方面形成較大的CO2受限、光受限以及溫差等干擾和抑制藻類微生物的生長；另一方面通過擾動對藍(lán)綠藻微生長競爭機(jī)制產(chǎn)生影響從而抑制藍(lán)藻微生物的生長。QCS水庫的實(shí)證實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了這一結(jié)果；
4）QCS水庫位于長江入?？?，庫區(qū)常年受到季風(fēng)和海陸風(fēng)的強(qiáng)烈影響，使得庫區(qū)水體受“風(fēng)生浪”影響明顯，另外水庫引水與取水的周期較短的特點(diǎn)，水體的流動性較大，因此“風(fēng)生浪”、水體流速等產(chǎn)生的擾動對庫區(qū)藻類微生物的生長產(chǎn)生著復(fù)雜和綜合的影響。擾動總體上會通過加速藻類微生物的光合作用和水體表面CO2和O2的交換而促進(jìn)藻類微生物的生長；另一方面，這種擾動也會對藍(lán)綠藻微生物的光合作用競爭機(jī)制產(chǎn)生影響從而抑制藍(lán)藻微生物的生長，有利于對藻毒素產(chǎn)生的控制。
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