不同水力剪切效应下四尾栅藻的种群动态增长模型

摘要：

为了改进现有反映单种群增长的Logistic(逻辑斯特)模型,使其能更好地对水动力影响下藻类的种群动态关系进行表征,进而验证水力剪切作用引起的营养盐混合和均化作用对藻类生长的影响,采用恒温(25 ℃)和恒定光照 (4000 lx,光暗比12 h:12 h)的培养试验,对水华中常见四尾栅藻(Scenedesmus quadricanda)在水力剪切条件下的种群动态增长进行了研究.结果表明:①相对于静止条件,不同的水力剪切(100、200、300和400 r∕min)作用均促进了四尾栅藻的增长,并且均存在最大Chla浓度.②结合藻类种群动态增长的Logistic模型和传质理论,构建了水力剪切效应下单藻种的种群动态增长模型(R2>0.95).模型结果显示,水力剪切作用是藻类最大生物量的控制因素.在空间有限的富营养条件下,Chla浓度在体积平均流速为0.101 m∕s (200 r∕min)条件下的最大生物量为15328.2 μg∕L,是静止条件的1.75倍,大于其他水力剪切条件,与试验结果吻合,传质系数(kc)对四尾栅藻最大生物量的促进系数(kM)为945.1. ③水力剪切主要通过改变藻细胞层流边界层以外环境的营养物质浓度分布,从而对藻类的种群规模产生影响.④水力剪切效应存在边际效应递减的现象,随着剪切强度的增加,在不产生藻类的机械损伤的范围内,藻类种群会达到一个稳定期.研究显示,理论上解释了水力剪切效应对四尾栅藻动态增长的影响机制,实现了水力剪切作用和营养盐通量共同影响四尾栅藻种群增长关系的统一.

关键词：水力剪切、四尾栅藻、种群动态、模型

所属期刊栏目：31

分类号：X524(水体污染及其防治)

资助基金：国家自然科学基金项目No.51409190,51379146National Natural Science Foundation of China 51409190,51379146

在线出版日期：2018-05-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：750-756