風(fēng)生紊流導(dǎo)致微囊藻群體破碎和形態(tài)變化

 微囊藻群體大小和形態(tài)決定其垂向遷移能力，從而影響著水華的形成.為了探討湖泊中風(fēng)生紊流對微囊藻群體大小和形態(tài)的影響，本研究于2012年8月26日至9月7日在太湖梅梁灣的圍隔內(nèi)進(jìn)行了12 d的晝夜不間斷的高頻采樣（采樣間隔每2小時(shí)一次）.研究期間，水面微囊藻密度呈現(xiàn)4次周期性消漲，藻密度變化范圍為4×10⁴~2671×10⁴ cells/mL.而整個(gè)水柱中的藻密度變化范圍僅為3×10⁴~18×10⁴ cells/mL.皮爾遜相關(guān)性分析表明微囊藻的原位生長速率與表面藻密度呈負(fù)相關(guān)而與風(fēng)速呈正相關(guān).強(qiáng)風(fēng)速使微囊藻在水柱中均勻分散，增強(qiáng)了透光性，促進(jìn)了微囊藻的生長.微囊藻群體粒徑隨著風(fēng)速的增大逐漸減小，反之亦然.其中值粒徑（D₅₀）變化范圍為66.2~768.0 μm.在此期間微囊藻群體形態(tài)主要以魚害微囊藻、不規(guī)則的惠氏微囊藻、球狀的惠氏微囊藻和銅綠微囊藻群體形態(tài)為主，其占比也呈現(xiàn)出波動狀態(tài).皮爾遜相關(guān)分析結(jié)果顯示微囊藻群體大小與風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)，說明湖泊中風(fēng)生紊流會影響微囊藻群體大小.當(dāng)紊流強(qiáng)度為2.33×10^-5 m²/s³時(shí)，微囊藻群體會發(fā)生破碎現(xiàn)象，該紊流強(qiáng)度相當(dāng)于5 m/s的風(fēng)在30 m深的水庫或湖泊中所產(chǎn)生的紊流強(qiáng)度.微囊藻群體被風(fēng)生紊流破碎后最大粒徑與該風(fēng)速下紊流的最小渦旋尺度相近，表明紊流的最小渦旋尺度決定了微囊藻所能形成群體的最終大小.監(jiān)測期間，整水柱中不同群體形態(tài)的微囊藻占比發(fā)生了明顯變化，在監(jiān)測初期以魚害微囊藻群體形態(tài)為主，隨后不規(guī)則的惠氏微囊藻和銅綠微囊藻群體形態(tài)的比例不斷增加，最后魚害微囊藻群體形態(tài)又占據(jù)主導(dǎo)地位.球狀的惠氏微囊藻群體形態(tài)在整個(gè)監(jiān)測期中的比例隨時(shí)間的增加而逐漸降低.不同群體形態(tài)微囊藻之間比例的大幅變化無法用微囊藻生長演替來解釋.而皮爾遜相關(guān)分析結(jié)果顯示魚害微囊藻與惠氏微囊藻（不規(guī)則的和球狀的惠氏微囊藻之和）群體形態(tài)之間存在負(fù)相關(guān)，且惠氏微囊藻與銅綠微囊藻群體形態(tài)呈負(fù)相關(guān).但在今后研究中需進(jìn)一步關(guān)注在微囊藻群體形態(tài)的動態(tài)變化過程中細(xì)胞大小、膠被、產(chǎn)毒特性和基因序列等特征，從而驗(yàn)證不同種微囊藻群體是否存在形態(tài)轉(zhuǎn)換這一猜想.總而言之，普通強(qiáng)度的風(fēng)生紊流能夠破碎微囊藻群體，而氣候變化導(dǎo)致的內(nèi)陸湖泊周邊風(fēng)速下降會促使微囊藻形成更大的群體，從而有利于水華的形成.

朱偉,陳懷民,肖曼,Lurling Miquel,李明.風(fēng)生紊流導(dǎo)致微囊藻群體破碎和形態(tài)變化.湖泊科學(xué),2021,33(2):349-365. DOI:10.18307/2021.0205Zhu Wei,Chen Huaimin,Xiao Man,Lurling Miquel,Li Ming.Wind induced turbulence caused colony disaggregation and morphological changes in the cyanobacterium Microcystis. J. Lake Sci.2021,33(2):349-365. DOI:10.18307/2021.0205