專利名稱：一種判別自然水體中浮游藻類生長是否受營養抑制的方法
一種判別自然水體中浮游藻類生長是否受營養抑制的方法技術領域
本發明屬于環境學領域，特別涉及一種判別自然水體中浮游藻類生長是否受營養抑制的方法。
背景技術：
浮游藻類是指在水中營浮游生活的微小藻類，包括藍藻門(Cyanophyta )、 綠藻門(Chlorophyta)、娃藻門(Bacillariophyta)、金藻門(Chrysophyta)、黃藻門 (Xanthophyta)、甲藻門(Pyrrophyta)、隱藻門(Cryptorhyta)和裸藻門(Euglenophyta)八個門類的浮游種類。浮游藻類是自然水體中的初級生產者，其通過吸收水體中的營養鹽成分，并利用光能驅動光合作用產生有機物促進自身的生長繁殖。自然水體中浮游藻類的生長往往受到來自光照、營養鹽濃度、水溫、攝食壓力、水體流速等外在因素和來自種間競爭的內在因素的共同制約，使浮游藻類存在空間上的分布差異和時間上的演替差異。由于不同影響因素的交替作用和協同作用的復雜性，使得自然水體中浮游藻類生長的關鍵制約因素的判別存在較大難度，甚至會出現誤判。
水體中的營養鹽是由不同的營養元素組成，在功能方面與生物過程存在密切關系。傳統的營養元素術語，幾乎總是專用于硅、磷、氮，這三者也與生物的關系最為密切。與其它制約因素相比，水體中的理化指標(包括水溫、鹽度、pH、溶解氧和營養鹽濃度等)相對穩定，數據資料的獲取也較容易，因此有關自然水體中浮游藻類生長制約因素的研究主要側重于分析水體理化特征與藻群結構之間的關系，而有關光照、攝食壓力、種間競爭及水體動力學的影響作用較難獲取數據資料，因而研究較少。而且，該方法很難真實還原自然水體中的理化因子條件，操作過程復雜，且增加了培養基制備過程的開支。
目前國內外有關自然水體中浮游藻類生長的制約因素的研究主要集中在生態學研究領域，技術方法為在野外生態學調查和監測的數據資料積累的基礎上，運用不同的生態統計分析軟件，對浮游藻類的相關數據和環境因子數據進行相關分析，根據分析結果判定制約浮游藻類群落及不同藻種生長的關鍵環境因子。這種技術方法的缺點為受制于調查手段和儀器設備等的限制，容易在調查伊始便將無法獲取卻可能制約藻群生長的關鍵因素 (如光照、攝食壓力、種間競爭等)排除在外，僅對容易收集到的理化因子數據和藻群結構數據進行統計學分析，所得到的結論局限在掌握的數據范圍之內，說服力不強。同時，生態學方法驗證過程中干擾因素過多，無法有效地采用排除法得到準確的判別；生態學方法驗證需要戶外操作，費時費力，周期長，有一定的危險性。
目前國內外對非優勢藻類的研究較少，一方面由于浮游微藻是自然水體中食物鏈的基礎環節，個體微小，種類繁多，對專業技術人員的要求很高，而目前從業人員相對較少； 另一方面，非優勢藻種在自然水體中數量不多，對環境沒有危害，較少受到研究人員的關注。因此，開展此方面的研究，不僅填補了該研究領域的空白，也可對以往的研究結論起到輔助驗證的作用。發明內容
本發明的目的在于提供一種判別自然水體中浮游藻類生長是否受營養抑制的方法。
本發明所采取的技術方案是一種判別自然水體中浮游藻類生長是否受營養抑制的方法，包括以下步驟1)從自然水體中采集水樣本和浮游藻類樣本；2)將水樣本經微孔濾膜過濾后，滅菌，作為培養液；3)從浮游藻類樣本中選取實驗藻種，接種到培養液中，進行培養；4)根據實驗藻種的培養結果，判斷其是否受營養抑制。
所述實驗藻種為在總種群細胞豐度中所占百分比小于10%的非優勢藻種。
優選的，實驗藻種的接種密度參照該藻種在自然水體中的生長密度。
實驗藻種經培養后，其細胞密度呈指數增長，判斷為不受營養抑制；否則，判斷為受營養抑制。
優選的，步驟2)水樣本用孔徑< O. 45 Mffl的微孔濾膜過濾。
優選的，步驟3)在光學倒置顯微鏡下選取實驗藻種。
優選的，步驟3)在光照培養箱中進行培養。
本發明的有益效果是本發明方法對自然水體中常見的非優勢藻種是否受營養抑制的結果可作出快速準確的判別，填補了對非優勢藻種研究領域的空白。同時，可輔助驗證生態學調查研究的結果， 減小產生錯誤結論的可能性。
具體實施方式
一種判別自然水體中浮游藻類生長是否受營養抑制的方法，包括以下步驟1)從自然水體中采集水樣本和浮游藻類樣本；2)將水樣本經微孔濾膜過濾后，滅菌，作為培養液；3)從浮游藻類樣本中選取實驗藻種，接種到培養液中，進行培養；4)根據實驗藻種的培養結果，判斷其是否受營養抑制。
所述實驗藻種為在總種群細胞豐度中所占百分比小于10%的非優勢藻種。
優選的，實驗藻種的接種密度參照該藻種在自然水體中的生長密度。
實驗藻種經培養后，其細胞密度呈指數增長，判斷為不受營養抑制；否則，判斷為受營養抑制。
優選的，步驟2)水樣本用孔徑< O. 45 Mffl的微孔濾膜過濾。
優選的，步驟3)在光學倒置顯微鏡下選取實驗藻種。
優選的，步驟3)在光照培養箱中進行培養。
步驟3)的培養時間根據藻種的不同進行適當調整。
下面結合實施例，進一步闡述本發明。
實施例II)用采水器從廣州花地河采集表層水樣本I L，并用25號浮游生物網進行拖網采集高密度過濾藻種；2)將水樣經微孔濾膜(直徑50臟，孔徑0.45Mffl)過濾后，高壓滅菌，作為培養液；3)在NikonTS100光學倒置顯微鏡下從網采樣本中挑取常見的非優勢藻種二形柵藻 {Scenedesmus OrZfflarpAw1S),接種至盛有10 ml培養液的玻璃試管中，接種密度為10 cells/ ml (參照原自然水體中的密度)；同時，取另一盛有10 ml培養液的玻璃試管重復上述操作，并在此基礎上繼續接種原自然水體中的優勢藻種顆粒直鏈藻gra/wJaia)至試管中,接種密度為100 cells/ml (參照原自然水體中的密度)；兩個試管樣本同時置于光照培養箱中培養，培養條件為恒溫30°C,光照強度2000 lux, 連續培養時間為72小時。
4)培養結束，將培養液搖勻，從中取O. 05 ml滴于載玻片上，加蓋蓋玻片后進行顯微計數。
結果顯示單獨培養的試管中二形柵藻的密度達到IO4 cells/ml，而與顆粒直鏈藻混合培養的試管中二形柵藻的密度僅為100 cells/ml，顆粒直鏈藻的密度達到IO5 cells/ ml。這說明提供合適的培養條件(如溫度、光照及無競爭和攝食壓力)，二形柵藻在原生存水體的營養條件下可出現快速生長，從而排除了其在原生存水體中受營養抑制的可能性。然而，在相同條件下與優勢種混合培養，其生長非常緩慢，這說明二形柵藻在原自然水體中雖然不受營養抑制，來自優勢藻種的種間競爭壓力卻可抑制其生長。
實施例21)用采水器從廣州花地河采集表層水樣本1L，并用25號浮游生物網進行拖網采集高密度過濾藻種；2)將水樣經微孔濾膜(直徑50臟，孔徑0.45Mffl)過濾后，高壓滅菌，作為培養液；3)在NikonTS100光學倒置顯微鏡下從網采樣本中挑取常見的非優勢藻種針桿藻 (.Synedra sp.),接種至盛有10 ml培養液的玻璃試管中,接種密度為I cells/ml (參照原自然水體中的密度);同時，取另一盛有10 ml培養液的玻璃試管重復上述操作，并在此基礎上繼續接種原自然水體中的優勢藻種顆粒直鏈藻gra/wJaia)至試管中,接種密度為100 cells/ml (參照原自然水體中的密度)；兩個試管樣本同時置于光照培養箱中培養，培養條件為恒溫30°C,光照強度2000 lux, 連續培養時間為72小時。
培養結束，將培養液搖勻，從中取0. 05 ml滴于載玻片上,加蓋蓋玻片后進行顯微計數。
結果顯示單獨培養的試管中針桿藻的密度達到IO3 cells/ml，而與顆粒直鏈藻混合培養的試管中未發現針桿藻，顆粒直鏈藻的密度達到IO5 cells/ml，這說明提供合適的培養條件(如溫度、光照及無競爭和攝食壓力)，針桿藻在原生存水體的營養條件下可出現快速生長，從而排除了其在原生存水體中受營養抑制的可能性。然而，在相同條件下與優勢種混合培養，其出現消亡，這說明針桿藻在原自然水體中雖然不受營養抑制，來自優勢藻種的競爭壓力卻可抑制其生長。
由于自然水體中浮游藻類物種繁多，案例實施水體為廣州花地河，水體富營養化嚴重，在已開展的試驗過程中，未發現廣州花地河水體營養抑制的浮游藻種。發明人認為，在寡營養的自然水體中較容易發現受營養抑制的浮游藻類。
本發明提供了一種判別自然水體中浮游藻類生長是否受營養抑制的方法，特別是針對非優勢藻種的研究，填補了對非優勢藻種研究領域的空白。本發明通過直接采用實驗藻種生存的水體進行驗證，相對于傳統的水體理化特征研究和生態學調查研究方法，本發明更簡單、直接、準確，說服力更強。
權利要求
1.一種判別自然水體中浮游藻類生長是否受營養抑制的方法，包括以下步驟 1)從自然水體中采集水樣本和浮游藻類樣本； 2)將水樣本經微孔濾膜過濾后，滅菌，作為培養液； 3)從浮游藻類樣本中選取實驗藻種，接種到培養液中，進行培養； 4)根據實驗藻種的培養結果，判斷其是否受營養抑制。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于所述實驗藻種為在總種群細胞豐度中所占百分比小于10%的非優勢藻種。
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于實驗藻種的接種密度參照該藻種在自然水體中的生長密度。
4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于實驗藻種經培養后，其細胞密度呈指數增長，判斷為不受營養抑制；否則，判斷為受營養抑制。
5.根據權利要求I所述的方法，其特征在于步驟2)水樣本用孔徑<0. 45 Mm的微孔濾膜過濾。
6.根據權利要求I所述的方法，其特征在于步驟3)在光學倒置顯微鏡下選取實驗藻種。
7.根據權利要求I所述的方法，其特征在于步驟3)在光照培養箱中進行培養。
全文摘要
本發明公開了一種判別自然水體中浮游藻類生長是否受營養抑制的方法，直接采用實驗藻種生存的水體，經過濾、滅菌處理后，作為培養液，通過實驗藻種的培養結果來進行驗證。相對于傳統的水體理化特征研究和生態學調查研究方法，本發明更簡單、直接、準確，說服力更強。特別是針對非優勢藻種的研究，填補了對非優勢藻種研究領域的空白。
文檔編號C12Q1/02GK102978275SQ20121045591
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月14日 優先權日2012年11月14日
發明者王超 申請人:中國水產科學研究院珠江水產研究所