董 云 仙
(1.云南省環境科學研究院,云南 昆明 650034;
2.云南省高原湖泊流域污染過程與管理重點實驗室,云南 昆明 650034)
云南九大高原湖泊藻類研究進展
董 云 仙1,2
(1.云南省環境科學研究院,云南 昆明 650034;
2.云南省高原湖泊流域污染過程與管理重點實驗室,云南 昆明 650034)
回顧了云南九大高原湖泊藻類研究成果,從環境保護角度提出了藻類研究的問題與建議。
藻類;研究進展;問題;建議;九大高原湖泊;云南
藻類是地球上最早出現的綠色自養生物,在35億年前的前寒武紀就已經出現,在以后長達 10億年的時間里,它們幾乎統治了整個地球表面。雖然歷經了 35億多年的滄桑巨變,但到目前為止,藻類仍然是地球上分布最廣,生存最成功的生物類群之一。藻類形態多種多樣,大小懸殊,一般肉眼不能看到,但微囊藻大量繁殖時,其群體可達1500μm,懸浮于水柱中肉眼可見。藻類沒有真正的根、莖、葉的分化,具有葉綠素,能夠進行光合作用,把水中的無機物合成蛋白質、脂類、糖類及其他化合物,是水生生態系統食物鏈的基礎。藻類種類繁多,數量龐大,生長繁殖速度快,在湖泊生態系統中,不僅決定著湖泊生態系統結構的基本概貌,也決定著湖泊生態系統中物質循環和能量流動的速率,還對湖泊理化環境和水質狀況有重要的影響,因此,深入研究藻類種群結構及其變化規律,對于了解湖泊生態系統的結構和功能,保護和改善水環境質量具有重要的理論意義和實際指導作用。
我國地貌以山地和高原為主體,形成巨大的地形階梯,這種地貌特征及其誘導的東亞季風和南亞季風氣候,決定了我國湖泊在空間分布上,顯示出具有區域特色的成層格局。按照地貌和氣候特征差異,我國的湖泊分為五大湖群,即青藏高原湖群、蒙新高原湖群、云貴高原湖群、東北平原湖群和長江中下游平原湖群。云貴高原湖群多集中分布于云南省,云南省湖泊總面積1200km2,湖泊流域面積9000km2,總蓄水量320億 m3,水面面積在 1km2以上的天然湖泊 20余個,其中,水面面積大于30km2的有:滇池、洱海、撫仙湖、程海、瀘沽湖、杞麓湖、星云湖、陽宗海、異龍湖(即所謂“九大高原湖泊”)。
云南自中新世晚期以來,新構造運動強烈,形成了夷平面、高山深谷和盆地交錯的地貌結構,湖泊也多在此時期形成,其空間分布深受構造和水系的控制。從水系來看,滇池、程海和瀘沽湖屬長江水系;撫仙湖、杞麓湖、異龍湖、星云湖和陽宗海屬珠江水系;洱海屬瀾滄江水系 (表1)。行政區劃上,滇池、陽宗海屬于昆明市,洱海位于大理州,撫仙湖、星云湖和杞麓湖位于玉溪市,程海和瀘沽湖處于麗江市,異龍湖位于紅河州。以流域面積和湖泊水面面積來看,九湖中最大的是滇池,其次是洱海,撫仙湖第三。按湖泊深度進行分類,撫仙湖、瀘沽湖、程海、陽宗海平均水深≥20m,屬于深水湖泊;洱海屬于中等深度湖泊;星云湖、滇池、杞麓湖、異龍湖水深都≤6m,屬于淺水湖泊。其中撫仙湖是云南第一深水湖,全國第二深水湖;瀘沽湖是云南第二深水湖,全國第三深水湖。以蓄水量來看,撫仙湖蓄水量最大,是云南九湖總蓄水量的67.9%,蓄水量處于第二的是洱海,瀘沽湖第三,程海第四。云南九大高原湖泊形態特征見表2。
盡管與其他湖區相比,云貴高原湖群湖泊數量不多,但因為各個湖泊地理位置、氣候條件、水量收支狀況、區域地質地貌、地球化學背景、湖泊形態特征、封閉狀況、生物演化特征、湖周污染狀況等因素差異,云貴高原湖群不僅顯示出明顯的個性特點,也具有明顯的區域性特征。云貴高原湖群的區域性特征是:①風光秀美,景色宜人,是人類最早生息繁衍的地方,孕育出豐富多彩的民族文化,是云南省寶貴的自然資源。②湖泊的空間分布格局深受構造與水系的控制,位于大的斷裂帶和大河水系的分水嶺地帶,地勢高于周圍地區,水資源缺乏。③湖泊換水周期較長,輸入湖泊的物質容易在湖泊中積聚,污染負荷持續增加。④湖泊地處流域最低處,承擔著流域一切社會經濟活動的壓力。⑤地處我國生物多樣性豐富地區,物種多樣性和特有化程度較高。⑥湖泊流域處于半封閉狀態,生態系統十分脆弱。

表1 云南省九大高原湖泊流域基本情況

表2 云南九大高原湖泊形態特征
2.1 滇池
2.1.1 滇池藻類研究歷程
早在20世紀 30年代就有李良慶[1~2]作過 報道,其后,黎尚豪等[3]、錢澄宇[4~5]、鄧新晏等[6]、陳嘉佑[7]、魏印心[8~10]、李蕘英[11]、施之新[12]、劉國祥[13]等人在云南高原湖泊、西南地區藻類研究和滇池地區藻類研究中都有報道。滇池水體迅速惡化以來,基于國家富營養化調查、“863”計劃、 “973”計劃的開展,林毅雄[14]、劉麗萍[15]、王若 南[16]、李 原[17]、張梅[18~19]、虞 功亮[20~21]、賀 小 芮[22]、萬 能 等[23]、裴 國鳳 等[24]、蘇彥 平[25]、周 春 麗[26]、張 民 等[27]、文 航 等[28]、孫麗敏等[29]、代龔圓等[30]、黃俊[31]、吳衛菊[32]、楊凱等[33]、金玉[34]都以滇池為研究對象,開展不同角度的藻類研究。
20世紀50~60年代,記載滇池浮游植物 186種,優勢種是:單角盤星藻 (Pediastrum simplex)、飛燕角甲藻 (Ceradium hirundinella)、湖生卵囊藻(Oocystis lacustris)、微孔星空藻 (Coelastrum mierosporum)、湖沼圓篩藻 (Coscinodiscus lacustris)、美麗 隱球藻 (Aphanocapsa pulchra)、轉板 藻(Mougeotia),數量在 0.6×104~8.4×104cells/L,此時滇池水體營養鹽含量低,屬于貧營養級[3~4]。
20世紀70~80年代,記載滇池浮游植物 205種,種類組成以綠藻門為主 (90種),占全湖總數的43.7%,其次是硅藻門 (48種)、藍藻門 (45種),輪藻門幾乎絕跡。優勢種:顆粒直鏈藻(Melosira granulata)、銅 綠 微 囊藻 (Microcystis aeruginosa)、小顫藻 (Oscillatoria tenuis)、單角盤星藻、轉板藻、線形菱形藻 (Nitzschia linearis)、端毛雙菱藻 (Surirella capronii)。1983年秋季,外海藻類數量為916~1011×104ind./L,平均 956×104ind./L;草海平均數量為 7070×104ind./L[5~12]。
20世紀90年代,記載滇池浮游植物 110種,其中:55%為綠藻,18%為藍藻,16%為硅藻。優勢種:銅綠微囊藻、水華束絲藻、盤星藻、柵藻。數量為1.4×106~235.1×106cells/L,藻類形成的水華較為突出,微囊藻在7月份的種群優勢度達89% ~97%[13~16]。
21世紀初,記載有 6門 107種及變種,其中藍藻門有10個屬,20個種及變種。藻類種類的季節變化較為明顯,夏初和春天種類較秋冬季多,全年以5月種類最多(68個種及變種),其次為3月份(66個種及變種),1月份種類最少,僅出現了48個種及變種。滇池藻類平面分布有一定的差異,但不十分顯著。滇池中終年常見并能形成優勢的有:銅綠微囊藻 (Microcystis aerginosa)、惠氏微囊藻 (M.weissenbergii)、綠色微囊藻 (M.viridis)、水華束絲藻 (Aphanizomenon nenonflos—aquae)、卷曲魚腥藻 (Anabaena circinalis)、小顫藻 (Oscillatoria tenis)。浮游 植 物數 量 518.5×104~119214.6×104cells/L,年平 均 為 21165.6 × 104cells/L,其中,藍藻門數量占浮游植物細胞總量的66.44%~90.66%;僅微囊藻屬的數量就占浮游植物總數的 35.69%~87.97%,滇池浮游植物群落是一個以藍藻占絕對優勢的群落[17~22]。
2006—2007年,共觀察到滇池藻類 8門 89屬185種及變種,種類組成方面,以綠藻門種類最多(85種),藍藻門次之 (58種),硅藻門第三 (21種)。數量和生物量方面,藍藻門的微囊藻屬占據絕對優勢,草海藻類年均數量 4029~16351× 104ind./L,外 海年 平 均 數量 8008~12059× 104ind./L,“十一五”期間與 “十五”期間相比,草海和外海藻類數量分別增加了 2.34倍和 2.36倍,藻類小型化趨勢明顯,小型藻類的種類及其數量越來越多,藍藻水華全年都有發生[23~26]。
2012—2013年,共鑒定出滇池藻類8門66屬157種及變種,種類組成方面,也是以綠藻門種類最多(85種),藍藻門次之 (30種),硅藻門第三 (28種)。數量6715~47015×104ind./L,藍藻水華全年都在發生,微囊藻成為極為突出的單優勢屬,沿岸帶剛毛藻生物量0.1038~0.5851g/cm2[27~34]。
2.1.2 滇池藍藻水華
滇池藍藻水華的出現始于 20世紀 80年代。1990年,在草海中心形成了由假絲微囊藻 (Microcystis pseudo filamentosa)、具緣微囊藻 (M.marginata)、銅綠微囊藻為主的大面積水華,之后藻類大量繁殖,水華暴發頻繁。1999年,水華暴發也達到最高峰,水華覆蓋面積達到20km2,厚度也達到幾十厘米,此時滇池水體的水環境嚴重惡化,基本喪失了水體使用功能。進入 21世紀以來,微囊藻屬和束絲藻屬成為水華暴發的主要藻類,主要水華藻類:銅綠微囊藻、惠氏微囊藻、水華束絲藻、卷曲魚腥藻、小顫藻,水華規模擴大,持續時間延長,雖然采取了多種綜合措施治理藍藻水華,但收效甚 微[15~17,21,23,31]。
2.2 洱海
對于洱海 藻 類,曾有 李 良 慶[1~2]、饒 欽 止[35]、黎尚 豪 等[3]、陳嘉 佑[7]、魏 印 心[8~10]、李 蕘 英[11]、施之新[12]、劉國祥[13]、裴國鳳等[24]、張民等[27]、鄧新晏 等[36]、董 云 仙[37-38]、潘 曉 潔 等[39]、王 蕓[40]、呂興 菊 等[41]、向 賢 芬 等[42]、蘭 波 等[43]、胡 竹君等[44]、衛志宏等[45~46]進行過研究,隨著國家攻關課題開展,研究范圍和廣度擴大。
2.2.1 洱海藻類演變歷程
從人們對洱海藻類有所認知的半個世紀以來,洱海浮游植物種類組成、群落結構、數量、優勢種類群均已經發生了較大變化。
種類組成方面,1980年,記錄藻類 51屬[36]。1988年,有藻類 89屬 192種,隸屬 8門 10綱 21 目42科,其中,綠藻門89種;硅藻門57種;藍藻門26種;金藻門5種;裸藻門5種;甲藻門4種;隱藻門3種;黃藻門3種。洱海浮游植物種類組成以綠藻門、硅藻門、藍藻門為主,三者種類數占洱海浮游植物種類總數的89.58%,藻類種類數增加,多樣性趨向豐富[37]。1996年,有藻類 64屬。2006年,記錄到藻類58屬。此后,隨著研究的深入,一些水華優勢種類不斷得到認識[41],并開展了沿岸帶藻類研究[42~43],通過2011年 4月—2012年3月每月 1次調查,共采集到洱海浮游植物7門80屬115種,其中,綠藻門65種;藍藻門24種;硅藻門16種;金藻門2種;裸藻門 3種;甲藻門3種;隱藻門2種;種類多樣性有一定的下降[45],鼓藻、微星鼓藻等種類大幅下降,而耐污的微囊藻種類增加,在原記錄的水華微囊藻和銅綠微囊藻基礎上增加了惠氏微囊藻、綠色微囊藻、挪氏微囊藻、假絲微囊藻、魚害微囊藻、堅實微囊藻、史密斯微囊藻7種;新鑒定到的浮游植物還包括烏龍藻、游絲藻、布氏常絲藻,其中,烏龍藻是目前洱海夏末秋初的浮游植物優勢種,而游絲藻在黎尚豪 (1963)對洱海調查中報道過之后未被提及,2009年以來成為洱海浮游植物群落的重要組成部分[43],布氏常絲藻為我國的新紀錄[46]。
1987—2012年,洱海藻類群落結構中藍綠藻所占比重增加,而金藻、硅藻所占比重下降。優勢類群也發生了較大變化,2011年4—5月,以鈍脆桿藻、直鏈藻、尖尾藍隱藻為優勢;6月鈍脆桿藻數量下降,以直鏈藻、尖尾藍隱藻為優勢;7月優勢種為小環藻、轉板藻、尖尾藍隱藻;6—7月,烏龍藻、微囊藻等藍藻門浮游植物細胞數量呈上升趨勢;8月惠氏微囊藻、烏龍藻為優勢;9月優勢種是烏龍藻;10—12月以游絲藻為優勢;2012年1—2月以水華束絲藻和游絲藻為優勢;3月,隨著水華束絲藻和游絲藻水華束絲藻和游絲藻數量的下降,鈍脆桿藻數量上升并成為優勢,優勢類群變遷而且 季 節變 化 明顯[36~37,4,5]。
從數量來看:1957年洱海浮游植物數量64.90 ×104ind./L[3];1985年數量為 11.43~152.44× 104ind./L;1996年為1219×104ind./L;2003年為2553×104ind./L,達 到 歷 史 之最[37~38];2011~2012年,浮游植物細胞數量為339.21~5899.17× 104cells/L,年平均 1987.17×104cells/L,洱海浮游植物數量增加[45],沿岸帶周叢生物量 3.9×104±4.0×106cell/cm2[42~43]。
2.2.2 洱海水華現象
1957年黎尚豪曾報道洱海南部出現水華束絲藻 (Aphanizomenon flos-aquae)水華,對于當時環境條件下,該藍藻水華的出現,有多種解釋,至今無一致看法[3]。
進入20世紀 80年代直至 1995年,仍有水華束絲藻為主的水華出現在春秋二季,且范圍擴大,主要分布在湖東南部及北部個別湖灣,在水的下風向,其細胞數量最高可達5093.8×104ind./L,最高生物量達7.26mg/L。
1996年9月底至 10月中旬,水華演變為螺旋魚腥藻 (Anabeana spiroides)水華,其細胞數量高達4449×104ind./L,占藻類種群數量的 93.0%,最大 生物 量 15.37mg/L,占 藻 類 總 生 物量 的82.9%。球形魚腥藻 (Anabeana sphaerica)、銅綠微囊藻 (Microcystis aeruginosa)、水華微囊藻 (M. flos-aquae)、水華束絲藻構成該季水華的亞優勢種群。梭形裸藻 (Euglena acus)、美麗團藻 (Volvox aureus)、小顫藻 (Oscillatoria tennis)在此時期也大量繁殖,水華持續半月余。水華發生期間,水體透明度由3~5m下降到1~1.5m,下風向水華較厚區域,水體透明度僅為0.3~0.7m。水華暴發和腐爛期間,湖水 “魚腥味”濃烈,臭不可嗅,造成湖區人民飲用水困難。
1997年雖沒有大量水華聚集發生,但藻類優勢種群發生了急劇演變,總體上體現為:水華束絲藻—鈍脆桿藻 (Fragilaria capucina)、水華微囊藻—卷曲魚腥藻 (Anabeana circinalis)、螺旋魚腥藻—卷曲魚腥藻、銅綠微囊藻、水華束絲藻的四季轉換。在此過程中,藍藻門逐漸形成了絕對優勢地位。
1998年,洱海藻類群落演變成終年以卷曲魚腥藻、銅綠微囊藻、水華束絲藻、球形魚腥藻為主的藍藻型浮游植物群落結構。以卷曲魚腥藻為主的水華發生于9月25日—11月15日,持續50余天,該水華發生沒有強烈的刺激味,僅形成對水質環境和水體景觀的不良影響。水華期間,卷曲魚腥藻細胞數量最高可達11422×104ind./L,藍藻門構成藻類細胞總數量的79.9%~98.7%。
1999年,銅綠微囊藻演變為第一優勢種,水華微囊藻、卷曲魚腥藻、小顫藻、美麗團藻、水華束絲藻也大量滋生,洱海演變為典型的藍藻型富營養化湖泊。
2003年7月—11月,洱海再次暴發全湖性水華,此次水華的優勢種是銅綠微囊藻,最高數量高達6000×104ind./L,水體透明度下降至0.88m,藍藻大量堆積處,水體透明度僅為 0.2~0.3m[38]。
2007—2008年,洱海水華藍藻主要為銅綠微囊藻、綠色微囊藻、挪氏微囊藻、史密斯微囊藻、魚害微囊藻、水華微囊藻、烏克蘭魚腥藻、螺旋魚腥藻、卷曲魚腥藻、水華魚腥藻、水華束絲藻。年內浮游植物優勢類群演替多樣化和復雜化,洱海藍藻水華多發生于春季和秋末,春季水華以水華束絲藻為主,秋末水華以銅綠微囊藻為主,有時也可能是二者的混合型[41]。
2011—2012年,洱海浮游植物在夏秋季保持在107ind./L的高值,個別月份局部湖灣甚至達到109ind./L,加劇了藻類水華的治理難度[45]。
2013年8月上旬,洱海藍藻數量明顯增加,密度增大,局部區域出現連片聚集現象,9月13日—15日和10月 10日—13日,藍藻水華出現大面積聚集,其厚度前所未有。
2.3 撫仙湖
報道撫仙湖浮游植物研究的學者有黎尚豪[3]、魏印 心[8]、鄧 新宴[47]、劉鎮 盛[48]、李 蔭璽[49]、潘繼征[50]。
20世紀60年代以前,撫仙湖浮游植物以硅藻和綠藻為優勢種,甲藻、藍藻和金藻次之,浮游植物數量 1.9×104~28×104ind./L[3]。20世紀 80年代,報道撫仙湖浮游植物45種,群落結構以綠藻、硅藻和藍藻為主,主要優勢種為束絲藻 (Aphanizomenon)、絲藻 (Ulothrix)、纖維藻 (Ankistrodesmus)和廣緣小環藻 (Cyclotella)等,年平均數量為 1.1×104~38.0×104ind./L[8]。
1993年5—10月,分類鑒定到撫仙湖藻類 66種,個體數量 3.2×104~13.0×104ind./L,浮游植物種類和數量緩慢上升,群落結構仍以綠藻、硅藻和藍藻為主,3門的種類數占全湖總數的 76%,個體數占總量的90%[47]。
進入21世紀,隨著研究的深入,浮游植物種類報道逐漸增多,與此同時,種群數量增加也十分明顯。2001年,撫仙湖浮游植物有 7門 40屬 78種,種類組成以綠藻門占優勢 (43.5%),有18 屬34種,藍藻門次之 (24.4%),有 9屬 19種,其它藻類根據出現種群數多少排序,依次為硅藻、甲藻、金藻、裸藻和黃藻。浮游植物主要優勢種為轉板藻 (Mougeotia bloodlei)、廣緣小環藻 (Cyclotella bodanica)、色球藻 (Chroococcus spp.)、飛燕角甲藻 (Ceratium hirundinella)、花環金鞭藻 (dinobryon sertularia)等,在不同季節,優勢種有一定的 變 化[48~49]。
2002年曾報道在撫仙湖南部湖灣發生了銅綠微囊藻水華,全湖藻類平均生物量較 2001年翻了一番,藍藻在浮游植物群落中的比例呈現持續上升趨勢。
2004年調查研究,分類鑒定出浮游植物種類78種,且群落結構發生了較大變化,藻類發展趨勢是喜營養種類 (柵藻屬、直鏈藻屬、四角藻屬等)逐漸增多,清水性種類 (絲藻屬、微胞藻屬)逐漸減少,藻類數量達到540×104ind./L,較20世紀 80年代增長了 10.5倍[49]。
2005年7—8月調查期間,共采集和分類出浮游植物80種,隸屬于7門32科56屬,種類數綠藻(46.0%)>藍藻門(25.0%)>硅藻門(15.0%),三者 占種類 數 的 86.0%。群 落 結構 上 綠 藻(61.6%)>硅藻(16.1%)>藍藻(9.1%),三者占總數量的86.8%。浮游植物數量50.25~228.50× 104ind./L,平均87.58×104ind./L,轉板藻(Mougeotia sp.)占絕對優勢,其相對密度為 35.9%,其次,尚有小環藻(Cyolotella sp.)、錐囊藻(Dinobryon sp.)、銅綠微囊藻和飛燕角甲藻 (Ceratium hirundinella)。在水平分布上,浮游植物平均密度北區>南區,沿岸區 >湖心區。在垂直分布上,浮游植物分層明顯,主要分布在0~30m水層,不同水層綠藻均占絕對優勢[50]。
2005年與1993年對比,撫仙湖浮游植物在種類組成上,輪藻門、金藻門比例下降而裸藻門、綠藻門比例增加;種群結構上,硅藻門、甲藻門比重下降而綠藻門、藍藻門比重上升,無論是浮游植物種類組成結構和數量結構,變化都十分明顯,標志撫仙湖營養狀態已由貧營養型過渡到貧 -中營養型。
2.4 星云湖
雖然星云湖浮游植物的研究始于1957年,但是,有關星云湖藻類的研究散見于一些研究成果中,未見專門報道。1957年調查時,星云湖藍、綠、硅藻數量較大,并出現了藍藻水華,浮游植物總數量 64.9×104~841.3×104ind./L[3]。根據環境監測資料統計,1996—2003年,浮游植物6門58種,種類組成按所屬類別占總數比例大小依次為:綠藻門 >藍藻門 >硅藻門>甲藻門 >裸藻門 >隱藻門,優勢種為銅綠微囊藻 (8月)、水華束絲藻 (3月)[24,27]。
2010年9月豐水期,浮游植物總量最高達到6.1×109ind./L,2011年3月枯水期,浮游植物總量最高達到 1.04×109ind./L,平均 0.83× 109ind./L,優 勢 種 是 銅 綠 微囊藻和水華束絲藻[51]。
2.5 杞麓湖
據1982年調查,杞麓湖有浮游植物 7門66屬,其中綠藻門27屬、硅藻門 14屬、藍藻門12屬、甲藻門4屬、裸藻門4屬、金藻門3屬、黃藻門2屬,微囊藻和直鏈硅藻是全湖性的優勢種,常見種有孟氏藻、盤星藻和束絲藻,數量在219.3~369.9×104ind./L,平均 311.14×104ind./L。
1986—1987年報道,杞麓湖春季有水華發生,水華的優勢種群是銅綠微囊藻、水華微囊藻、梅尼小環藻、單角盤星藻具孔變種、二角盤星藻纖細變種[52]。
1990年,分類鑒定到杞麓湖浮游植物6門 36屬,其中綠藻門22屬、藍藻門7屬、硅藻門3屬、甲藻門2屬、裸藻門1屬、隱藻門1屬,微囊藻為絕對優勢種,數量在992.5~1210.0×104ind./L,平均 1081.0×104ind./L[53]。
2009年調查共發現浮游植物為7門65屬。藍藻細胞數占藻類總細胞數 99%以上,單一優勢種的優勢度大,生物量大,多樣性指數低。與 1982年相比,杞麓湖浮游植物種群結構已經發展成為典型的藍 -綠藻型湖泊。
2.6 陽宗海
陽宗海的浮游植物直至 21世紀人們才開始初步認識,賀可雕研究結果[54]:共分類鑒定到藻類8門 67屬,其中,綠藻門33屬;藍藻門 11屬;硅藻門9屬;裸藻門5屬;金藻門4屬;甲藻門3屬;隱藻門 1屬;黃藻門 1屬。種類組成以綠藻門、藍藻門、硅藻門為主。終年常年并形成優勢的屬是:微囊藻、魚腥藻、束絲藻、尖頭藻、直鏈藻、脆桿藻、柵藻、空星藻。湖心區域浮游植物數量192.00~7598.99×104ind./L,平均 1519.23× 104ind./L,未報道有藍藻水華形成。
2.7 程海
程海藻類長期以來不為人們所認識,直到1984—1985年,云南大學王若南、錢澄宇教授在“云南高原湖泊本底調查及保護利用”項目中才初次開展,鑒定出程海藻類植物126種及變種,其中:硅藻門80種;綠藻門 31種;藍藻門11種;甲藻門2種;裸藻門和輪藻門各1種。年平均數量8.25×108ind./L[55~56]。
2009年10月—2010年 9月,在 《程海湖生態系統研究》課題中,對程海藻類植物種群結構和數量的周年變化特征進行了深入研究,分類鑒定出程海藻類植物7門 10綱21目 39科 82屬 175種及變種,其中:藍藻門36種;綠藻門61種;硅藻門62種;隱藻門3種;甲藻門6種;裸藻門6種;黃藻門1種;未發現金藻門、褐藻門和紅藻門種類。數量為390.16~51435.0×104cells/L,年平均4851.75 ×104cells/L,優勢種群是卷曲魚腥藻、固氮魚腥藻、銅綠微囊藻、水華微囊藻和水華束絲藻[57~58]。
藍藻水華現象:1985年春末夏初,有阿氏擬魚腥藻 (Anabaenopsisarnolodii)水 華 發 生。2009—2010年,程海明顯的藍藻水華現象發生過3次,分別是冬季銅綠微囊藻水華,春季阿氏擬魚腥藻水華,夏季固氮魚腥藻水華[59]。
2.8 瀘沽湖
對于瀘沽湖的藻類,曾有周萬平[60]、胡雅琴和肖婭萍[61]、裴國鳳等[24]、張民等[27]、董云仙等[62]開展過研究。
目前為止,共分類鑒定出瀘沽湖浮游植物6門9綱 21目 35科 72屬146種及變種[62]。其中:硅藻門72種;綠藻門55種;藍藻門11種;甲藻門3種;金藻門3種;隱藻門2種;未發現裸藻門、黃藻門、褐藻門和紅藻門種類。一些大型綠藻如麗藻(Nitella spp.)、輪藻 (Chara spp.)僅生長于水質優良、透明度高、含鈣質高的水體,屬狹生性種類。剛毛藻 (Cladophora spp.)、毛枝藻 (Stigeoclonium sp.)生于岸邊石頭、砂礫、沙灘和樹枝上,是典型的著生藻類。普通等片藻 (Diatoma vulgare)、隱頭舟形藻 (Navicula cryptocephala)、草履形波緣藻 (Cymatopleura solea)、布雷棒形鼓藻 (Gonatozygon brebissonii)、基納漢棒形鼓藻(G.kinahani)等常與絲狀藻類混生或附著于沉水植物上,屬于沿岸帶種類;除此以外,瀘沽湖絕大多數藻類是浮游型藻類,而且是普生種類。
瀘沽湖藻類植物種類組成結構中,硅藻門占49.2%,綠藻門占37.7%,藍藻門占7.5%,甲藻門和金藻門各為2.1%,隱藻門占1.4%;數量結構中,硅藻門占71.7%,綠藻門占25.1%,藍藻門占2.9%,甲藻門占0.3%。由此可見,瀘沽湖藻類植物種類和數量結構都是以硅藻和綠藻為主,二者占總種類數的86.9%,占總數量的96.8%[62]。
2.9 異龍湖
對于異龍湖浮游藻類開展過研究的有黎尚豪[3]、張民等[27]、王忠澤[63]、云南省環境科學研究院 (2010)。
1957年,異龍湖藻類組成成分主要是硅藻、藍藻、綠藻和甲藻,常見種是點狀平裂藻、銅綠微囊藻、單突盤星藻、微孔空星藻、漂浮膠刺藻、不定腔球藻、微突空星藻、角甲藻等 9種,數量84.13×104ind./L,是當時調查的云南幾個湖泊中數量最多的,表明異龍湖富營養化由來已久[3]。
1992年,觀察記錄異龍湖浮游藻類7門 34科173種和變種,其中:綠藻門16科33屬74種;裸藻門1科6屬 34種;硅藻門 8科16屬 32種;藍藻門4科16屬27種;甲藻門3科3屬4種;隱藻門1科1屬2種;黃藻門1科1屬2種。優勢種由硅藻轉變為藍藻,主要是水華束絲藻、銅綠微囊藻、顫藻、平裂藻。數量19.32×107個/L,其中:藍藻門占 99.84%;裸藻門占0.08%;綠藻門占0.03%;硅藻門占 0.02%;隱藻門占 0.01%;甲藻門占0.01%;黃藻門占0.01%[63]。
2010年7月調查結果,異龍湖浮游藻類的優勢種為藍藻,藍藻門主要種為擬柱胞藻、細小平裂藻、水華魚腥藻、惠氏微囊藻、狹細顫藻。藻類密度極高,達到 317.2×108ind./L,水華四季出現,富營養化極度發展。
3.1 問題
(1)九大高原湖泊藻類研究深度不一。比較而言,開展藻類研究相對較多的是滇池和洱海2個湖泊,盡管滇池是研究文章最多的一個湖泊,但即便是集中度較高的藻類種類和生物多樣性方面,還是研究周期不長,深度不夠,認識模糊。星云湖、杞麓湖、陽宗海研究基礎薄弱,至今沒有開展過專項或系統研究。異龍湖有關研究資料至今已有 20余年,資料陳舊。
(2)已有的研究水平較低而且分散,時間周期最長者為一周年,不能夠系統而深入地把握湖泊藻類現狀,更不能揭示其內在規律與變動趨勢,對九大高原湖泊藻類的認識水平總體上還是處于比較膚淺的階段。
(3)九大高原湖泊藻類研究尚有許多未知的領域。已有的研究較多集中于浮游藻類,對周叢藻類的認識剛剛起步。多集中于湖泊水體,對河流水系研究較少。
(4)湖泊藻類研究不能有效支撐藍藻水華的控制與湖泊富營養化的治理。對于備受困擾的藍藻水華問題,缺乏基本的水華藍藻個體生物學和種群生態學研究。未能組織與交叉學科相適宜的富營養化機理深入研究,尚不能揭示藍藻水華暴發機制,不能有效指導藍藻水華的控制與湖泊富營養化的治理。
3.2 建議
(1)積極開展藻類資料比較陳舊的 4個湖泊(星云湖、杞麓湖、陽宗海、異龍湖)藻類研究,彌補基礎研究的不足,加強對湖泊生態系統基本概貌的認識。
(2)組織開展藻類生理生態的基礎研究,特別是九大高原湖泊初級生產力水平、水華藍藻原位生長率測定、水華藍藻物種、水華藍藻個體生物學、水華藍藻繁殖生物學與種群生態學、生理生態特征等基礎生態學研究,探索水華藍藻科學控制途徑。
(3)組織開展九大高原湖泊藻類生長繁殖過程及其相關環境條件關系研究,進行藍藻水華發生機理的攻關,探索遏制湖泊水質下降的有效管理與治理方案。
(4)浮游植物是湖泊生態系統的重要生產者之一,又是湖泊富營養化最直接的表征,要想了解和掌握湖泊生態系統狀況和生態安全狀況,就必須先期掌握湖泊藻類的現狀,因此,建議對九大高原湖泊藻類的研究進行規劃與計劃,規劃10年為一個周期,定期研究與更新各個湖泊的藻類現狀資料。
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Research and Development of Algae in the Nine Plateau Lakes in Yunnan
DONG Yun-xian1,2
(1.Yunnan Institute of Environmental Science,Kunming Yunnan 650034,China)
The research results of algae in the Nine Plateau lakes in Yunnan were reviewed.The questions and suggestions were pointed out in respect of environmental protection.
algae;research and development;problem;suggestion;the Nine Plateau lakes;Yunnan
X52
A
1673-9655(2014)02-0001-08
2014-02-12