械增氧下底质与吊养深度对太湖河蚬的影响研究,环境工程硕士论文.docx

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1、械增氧下底质与吊养深度对太湖河蚬的影响研究,环境工程硕士论文本文通过文献资料整理、室内模拟实验、室外模拟实验等方式方法研究了温度与食物质量对太湖河蚬摄食和排泄影响，底质与溶解氧对太湖河蚬生长影响，在这里基础上开展了机械增氧时底质与吊养深度对太湖河蚬生长影响研究，以期为河蚬在水生态修复中的应用提供科学支撑。所得的结果如下：通过室内实验模拟温度和食物质量两个因素对河蚬摄食和排泄的影响，温度设置在20 32之间，食物质量为藻华湖水、50%藻华湖水+ 50%绿藻、绿藻、50%绿藻+ 50%蓝藻、蓝藻5种，通过测定不同条件下河蚬的摄食率与排泄率，以研究温度与食物质量对河蚬生存状态的影响。结果表示清楚：河

2、蚬的摄食率会随着温度的升高而升高，在24到达最大后逐步降低。温度与食物质量对河蚬摄食和排泄活动具有交互影响，而食物质量对河蚬摄食的影响力会在高温胁迫下减弱。夏季高温时河蚬的高能耗，以及太湖蓝藻水华爆发造成食物的低质量，导致河蚬可用于生长和繁衍的能量锐减，这可能是其种群衰退的重要原因之一。通过室外受控实验的形式，将太湖底泥与石英砂混匀作为混合底质简称混合，太湖底泥混匀作为湖泥底质简称湖泥。以吊养水深与溶氧负相关的关系，水深1 m为高氧处理，水深2 m为低氧处理。溶解氧和底质类型分别组合，构成低氧混合、高氧混合、低氧湖泥、高氧湖泥四个处理组，通过测定河蚬在不同处理条件下的存活率和生长，来揭示环境因

3、素对河蚬种群的影响。结果表示清楚：水体溶氧含量与底质类型对河蚬的存活率具有显着影响，在低氧环境中混合底质能将河蚬的存活率提高50%以上，可见良好的底质能够显着提高河蚬的存活率。在混合底质中河蚬的生长率和肥满度都高于湖泥底质，在使用河蚬进行水生态修复时，良好的底质能够改善河蚬的生境质量，并提高其生态效益。通过室外受控实验的形式，测定河蚬在机械增氧的环境中不同底质和吊养水深的存活和生长情况，以反映生态修复中机械增氧对河蚬的影响。实验根据底质类型和吊养水深分为混合2 m、混合1 m、湖泥2 m、湖泥1 m四个处理组，以存活率、生长率、肥满度等作为河蚬生长存活的指标。结果表示清楚：通过机械增氧固然能够

4、增加河蚬在修复水体中的存活率，但增氧曝气产生的水流会影响河蚬摄食的稳定性，进而影响水体修复的效率。在机械增氧的环境下，良好的底质能够增加河蚬的相对生长率，不同水深对河蚬的存活和生长并无显着的影响。可见吊样方式并不能在机械增氧的环境中减少曝气对河蚬生长的影响，为河蚬在水生态修复中的应用提供参考。本文关键词语： 浅水湖泊 贝类 滤食 环境因子 摄食率 排泄率 存活率 生长率。AbstractBased on the collection and sorting of paper, controlled experiment, laboratory experiments methods, we s

5、tudied the effects of temperature and food quality on the feedingand excretion of Corbicula fluminea of Taihu Lake, and the effects of substrate and dissolved oxygen on the survival and growth of C. fluminea of Taihu Lake. On this basis,the effects of mechanical oxygen addition on the survival and g

6、rowth of C. fluminea of Taihu Lake under different substrate and water depth were carried out, the purpose of thisstudy is to provide scientific support for the application of river sturgeon in aquatic ecological restoration. The results were as follows:The effects of temperature and food quality on

7、 feeding and excretion of C. fluminea were simulated through laboratory experiments. Seven experimental temperatures were set between 20 and 32 , and five different food quality, i.e. 100% lake water, 50% lake water + 50% Scenedesmus obliquus, 100% Scenedesmus obliquus, 50% Scenedesmus obliquus + 50

8、% Microcystis aeruginosa, 100% Microcystis aeruginosa, were considered.Feeding rates and excretion rates of C. fluminea under different conditions were measured.The results indicated that feeding rate of clams increased with the temperature, and then decreased gradually after reaching the maximum te

9、mperature of 24 . The temperatureand food quality had significant impacts on feeding rates and excretion rates, and the effects of the two factors were interacted. The effect of food quality on the feeding rate of C. fluminea was weakened under the stress of high temperature. The high temperature in

10、 summer would lead to high energy consumption, and the outbreak of cyanobacteria bloomswould result in low food quality. Thus, these two factors would reduce the amount of energy available to C. fluminea for growth and reproduction, which could be one of themain reasons for population decline of C.

11、fluminea in Lake Taihu.Through the controlled experiment, Taihu Lake sediment was mixed with quartz sand as the mixed sediment (mixing), and Taihu Lake sediment was mixed as the lake sediment(lake mud). Based on the negative correlation between suspended water depth and dissolved oxygen, a water dep

12、th of 1 m is a high oxygen treatment, and a water depth of 2m is a low oxygen treatment. The types of dissolved oxygen and sediment were combined to form four treatment groups, i.e. low oxygen mixing, high oxygen mixing, low oxygenlake mud and high oxygen lake mud. By measuring the survival rate and

13、 growth of C.fluminea under different treatment conditions, the influence of environmental factors on the survival and development of C. fluminea was revealed. The results showed that the dissolved oxygen content and the type of sediment had significicant effects on the survivalrate of C. fluminea,

14、and the mixed sediment in the low-oxygen environment could increase the survival rate of C. fluminea by more than 50%. It can be seen that the sediment cansignificantly improve the survival rate of C. fluminea. The growth rate and fertilizer content of C. fluminea in the mixed substrate are higher t

15、han that in the lake mud substrate, which provides a scientific basis for C. fluminea culture and promotes the economic development of aquaculture.The effects of different sediment and water depth on the survival and growth of C. fluminea were determined by outdoor controlled experiment. The experim

16、ent divided thesediment and water depth into four treatment groups: mixing 2 m, mixing 1 m, lake mud 2 m and lake mud 1 m. The survival rate and growth rate were taken as the growth andsurvival index of C fluminea. The results show that although the survival rate of C. fluminea can be increased by a

17、eration, excessive aeration will seriously affect the feedingand growth of C. fluminea and the efficiency of water restoration. Under the condition of mechanical aeration, good substrate can increase the relative growth rate of C. fluminea. In the mechanical aerated water body, different kinds of wa

18、ter have no significant effect on the survival and growth of C. fluminea. The methods of lifting samples cannot reduce the effect of aeration on the growth of C.fluminea in the mechanical aerated environment,which provides a theoretical basis for the cultivation and aquatic ecological restoration of

19、 C. fluminea.Key words: Shallow lakes Mussel Filter-feeding Environmental factors Feeding rate Discharge rate Survival rate Growth rate。1、绪论1.1、研究背景与意义。自工业革命以来，人类大量使用化石燃料和砍伐树木，以牺牲自然资源促进经济发展的同时温室气体的浓度持续上升，全球气候持续变暖，于2030 2052年间全球升温可能突破1.51。浅水湖泊作为气候敏感型的水体，水环境易受气候变化的影响，水生生物种群构造发生变化甚至部分种类灭绝，严重影响了湖泊的生态构造2

20、。对于富营养湖泊而言，气候变暖会促进水体中的蓝藻水华爆发周期的延长，是水生态环境问题加剧的重要原因之一3。在国内大部分富营养水体中，蓝藻水华的大面积爆发已然成为常态，由于蓝藻大量漂浮堆积对水体产生遮蔽作用，使得水体中溶氧含量大幅下降，鱼类、沉水植物等大量死亡，分解出大量有害物质，影响水体原有的生态平衡4，同时对水生态环境和饮用水源地的健康造成了严重危害。有研究表示清楚，在太湖蓝藻水华大面积爆发的同时，太湖河蚬等双壳贝类的种群丰度发生了宏大变化5, 6。河蚬Corbicula fluminea，为瓣腮纲双壳软体动物，原产于我们国家和东南亚地区，在我们国家大部分淡水中均有分布7，自20世纪20年代

21、，河蚬传播至哥伦比亚、美国沿岸、欧洲大陆等地8-11，成为全世界广泛分布的淡水贝类。河蚬滤食能力强、运动能力差、易采集等特点，是水体污染物累计监测的代表生物12。河蚬的滤水能力强大，能够通过摄食和排泄作用将水体中的有机颗粒物质沉降至底泥中，进而降低水体营养水平13；同时河蚬的滤食能增加水体透明度，促进沉水植物的生长，完善生态构造14；河蚬的高繁衍生长率，能够在水体修复中快速且长期发挥作用，被广泛应用于富营养水体的修复中。河蚬等贝类的摄食生存会受多个环境因子的影响。在气候变暖的大背景下，太湖夏季高温期延长以及冬季水温的升高，增加了河蚬的呼吸速率和能量消耗；同时太湖蓝藻水华的爆发，使得微囊藻迅速占

22、据浮游植物的主体，由于微囊藻会产生的藻毒素和营养较低15，对河蚬能量的收支造成了重要影响。在太湖蓝藻水华密集爆发的地区，藻类漂浮堆积产生了大量的低氧死亡区16，对河蚬等贝类的存活造成了威胁。而当河蚬生存底质以有机物含量较高的细颗粒为主时，华而不实高含量有机物的氧化易加剧底泥环境中的低氧状态，进一步增加了河蚬等贝类生存环境的恶劣性17。由此可见，河蚬的生长与水温、食物质量、水体溶氧、底质类型等环境因子胁迫有显着的关联性，研究环境胁迫对河蚬摄食与存活的影响对于太湖河蚬种群恢复与发展，以及太湖的生态环境的修复具有重要意义。1.2、研究区域。太湖流域位于长江三角洲的核心地区，是中国文章为硕士论文，如需

23、全文请点击底部下载全文链接】1.3、国内外研究进展1.3.1、河蚬的生态价值.1.3.2、太湖河蚬种群特征1.3.3、河蚬生态胁迫因子1.3.4、 研究存在的缺乏1.4、主要研究内容1.5、技术道路2、温度与食物质量对河蚬摄食及排泄的影响2.1、前言.2.2、材料与方式方法2.2.1、研究材料.2.2.2、实验设计.2.2.3、数据分析.2.3、结果与分析.2.3.1、温度对河蚬摄食率的影响.2.3.2、温度与食物质量对河蚬摄食率的影响.2.3.3、温度与食物质量对河蚬排泄物的影响.2.4、讨论2.4.1、温度对摄食率的影响.2.4.2、食物质量对摄食率的影响.2.4.3、温度与食物质量对河蚬

24、摄食的影响.2.4.4、温度与食物质量对排泄活动的影响.2.5、小结.3、底质与溶氧对河蚬生长的影响3.1、前言3.2、材料与方式方法3.2.1、研究材料.3.2.2、实验设计.3.2.3、数据分析.3.3、结果与分析.3.3.1、不同处理组的溶氧及叶绿素3.3.2、不同处理组河蚬的存活率.3.3.3、不同处理组河蚬的相对生长率.3.3.4、不同处理组河蚬的生长率和肥满度.3.3.5、不同处理组的水体及底质理化指标3.4、讨论.3.4.1、底质与溶氧对河蚬存活率的影响3.4.2、底质与溶氧对河蚬生长的影响.3.4.3、河蚬对水体营养盐及底泥的影响.3.5、小结4、机械增氧时底质与水深对河蚬生长

25、的影响.4.1、前言4.2、材料与方式方法4.2.1、实验材料.4.2.2、实验方式方法.4.2.3、数据分析.4.3、结果与分析.4.3.1、不同处理间的溶解氧及叶绿素4.3.2、不同处理组河蚬的存活率.4.3.3、不同处理组河蚬的相对生长率.4.3.4、不同处理组河蚬的生长率及肥满度.4.3.5、不同处理组的水体及底质理化指标4.4、讨论.4.4.1、机械增氧时底质与水深对河蚬存活率的影响.4.4.2、机械增氧时底质与水深对河蚬生长的影响.4.4.3、机械增氧时河蚬对水体营养盐及底泥的影响4.5、小结.5 、结 论本文采用实验生态学的方式方法，分析不同温度和食物质量下河蚬摄食及排泄率的差异

26、，研究不同底质与溶氧组合下河蚬存活率和生长的变化，同时说明机械增氧对不同底质和水深下河蚬存活率和生长的影响。主要结论如下：1水温对河蚬摄食有显着影响，摄食率随水温升高而增加，在24左右到达最大值，之后随着温度的进一步增加摄食率有降低的趋势。水体有机悬浮颗粒物是河蚬食物的主要组分，食物质量对河蚬摄食率和排泄率有重要影响，河蚬对绿藻消化程度较高，而对蓝藻食物多以假粪形式排出体外。可见，在太湖高水温期，由于摄食率降低而呼吸代谢较高，以及在蓝藻等低质量食物中摄取的营养有限，造成河蚬的能量收支失衡。温度与食物质量对河蚬的摄食和排泄有显着的交互作用，食物质量对河蚬摄食率的影响程度会在高温的胁迫下减弱。在3

27、2时河蚬会选择摄食混合50%蓝藻+ 50%绿藻中食物质量较高的绿藻，证明河蚬选择性摄食的触发机制是能量收支威胁，而非食物数量。2水体溶氧含量与底质类型对河蚬的存活率影响显着并有交互作用，同时溶解氧对河蚬存活率的影响高于底质。当水体中的溶氧含量低至2.5 mg/L左右时，河蚬在湖泥底质中的存活率会低至10%下面，而在湖泥与沙土1:1体积的混合底质中存活率也会降低至60%左右。底质类型对河蚬的存活率有促进作用，在低氧环境中混合底质能将河蚬的存活率提高50%以上。河蚬的生长率与肥满度在混合底质中较高，能够增加组织生长和繁衍效率，促进了河蚬在富营养水体修复中的应用，为水体生态功能重建提供一定的科学理论。3水体溶氧含量与河蚬的存活率呈正相关，并且低溶解氧是导致河蚬死亡的主要驱动因素。机械增氧能够大幅度的提高河蚬在低氧水体中的存活率，但是机械增氧产生的水流会降低河蚬摄食的稳定性，影响河蚬生长。在机械增氧的环境下，良好的底质能够增加河蚬的相对生长率，同时底质对河蚬相对生长率的促进作用大于非机械增氧环境。在机械增氧的水体中，不同吊养水深对河蚬的存活和生长并无显着的影响，可见在机械增氧的环境中吊养等方式并不能减少曝气对河蚬生长的影响。以下为参考文献