完整版浮游藻类监测及分类Word格式.docx
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选取两相邻刻度从计数框的左边一直计数到计数框的右边成为一个长条。
一般计数三条,即第2、5、8条
●分类计数必须在200个藻体以上,否则需全片或浓缩计数。
●硅藻破壳不计数,藻类计数用画“正”的方式进行。
●两片的数值与其平均值之差大于±
15%,需进行第三片计数
结果换算
计算公式:
N=[(A/Ac)×
(Vw/V)]n
式中:
N—每升原水样中浮游植物的数量(个/L);
A—计数框面积(mm2);
Ac—计数面积(mm2);
Vw—原样定容的体积(ml);
V—计数框体积(ml);
n—计数所得的藻类的个数或细胞数。
样品计数(仪器法)
目前有多种藻类监测仪器可对水样进行藻类细胞数量的测定,一般计数单位为细胞数/升
浮游藻类评价方法
Ø
污水生物系统
指示种
优势种
群落结构演替
多样性指数
生物密度
污水生物系统:
水体受污染后形成的特有生物群落,可以用来进行水污染生物学评价。
污水生物系统是德国学者Kolkwitz和Marrson于20世纪初提出的。
其理论基础是河流受到有机物污染后,在污染源下游的一段流程里,会产生自净过程,即随河水污染程度的逐渐减轻,生物种类也发生变化,在不同的河段出现不同的生物种。
据此,可将河流依次划为4个带:
多污带、α-中污带、β-中污带(即甲型、乙型中污带)和寡污带,每个带都有自己的物理、化学和生物学特征。
50年代以后,一些学者经过深入研究,补充了污染带的种类名录,增加了指示种的生理学和生态学描述。
1964年日本学者津田松苗编制了污水生物系统各带的化学和生物特征表。
多污带
α-中污带
β-中污带
寡污带
植物
无硅藻、绿藻、结合藻以及高等植物
藻类大量出现,有蓝藻、绿藻、结合藻和硅藻
硅藻、绿藻、结合藻的许多种类出现;
此带为鼓藻类主要分布区
水中藻类少,着生藻类多
指示种:
狭义的“指示生物”即以某些种类的存在或消失作为监测指标。
公认的“指示种类”应用的鼻祖是Kolkwitz和Marrson,他们不仅提出河流有机污染的污水生物系统,还为各个不同污染带举出了不同的指示生物,而后被许多研究者(Patrick1949;
Liebmann1995;
Fjerdingstad1964;
Sladecek1973)不断的修改和补充提出各种污染带中更为详细的指示生物名录。
1969年Palmer对许多忍受有机污染的藻类作了综合分析,并对这些藻类的指示作用作了评分。
另外,藻类的种群结构和污染指示种是湖泊营养型评价的重要参数,尤其是那些在某种特定的环境(营养)条件下能大量生存的藻类,即污染指示藻类的种类和数量,在一定程度上可直接反映出环境条件的改变和水体的营养状况。
优势种:
是指群落中占优势的种类,它包括群落每层中在数量、体积上最大、对生境影响最大的种类。
藻类学家在“指示种类”方法的基础上,提出了用整个藻类群落的种类组成和优势种群的变化来评价污染的方法。
Fjerdingstad(1964)年用群落中的优势种来划分污染带,在污水生物系统的基础上,根据受生活污水污染的水体中优势生物种类的不同,划分为9个污水带。
粪生带:
无藻类优势群落,基本无藻类。
甲型多污带:
乙型多污带:
裸藻群落,优势种为绿裸藻和静裸藻。
丙型多污带:
绿色颤藻群落。
甲型中污带:
环丝藻群落或底生颤藻群落或小毛枝群落。
乙型中污带:
脆弱刚毛藻或席藻群落(包括蜂巢席藻、韧氏席藻)。
丙型中污带:
红藻群落,优势种群为串珠藻;
或者绿藻群落,优势种团刚毛藻或环丝藻。
寡污带:
绿藻群落,优势种为簇生竹枝藻;
或环状扇形藻等。
清水带:
绿藻群落,优势种为羽状竹枝藻,或蓝藻群落眉藻属。
多样性指数:
Goodnight修订指数(GBI)
Shannon-wiener多样性指数(H’)
生物学污染指数(BPI)
硅藻指数
Margelef指数
群落结构演替:
演替是一个群落为另一个群落所取代的过程,它是群落动态的一个最重要的特征。
主要是由于藻类之间和藻类与环境之间的相互作用,以及这种相互作用的不断变化而引起的自然演替过程。
主要包括季节动态和年变化。
以太湖群落演替为例:
浮游藻类:
近50年来,浮游藻类种类减少,生物量上升。
50-60年代优势种群以硅藻为主,80年代绿藻、硅藻和蓝藻为优势种群,90年代优势种群以蓝藻为主。
有研究表明水草对藻类有明显的抑制作用,然而,由于大量滤食性鱼类的放养,增加了对大型藻类的摄食压力,使得小型藻类大量繁殖,呈现藻类小型化(陈立侨等,2003)
生物密度:
藻类个体数
划分标准:
贫营养型:
<
30万个/升
中营养型:
30~100万个/升
富营养型:
>
100万个/升
藻类湿重
浮游藻类的比重近于1,其湿重相当于其体积。
3mg/L
3~5mg/L
5~10mg/L
超富营养型:
10mg/L
藻类的分门:
藻类的分类有不同的看法,主要在分类地位,分类依据等方面
目前国内大多学者把常见淡水藻类分成11个门(即蓝藻门、隐藻门、甲藻门、金藻门、黄藻门、硅藻门、裸藻门、绿藻门、红藻门、褐藻门、轮藻门)。
注:
红藻门、褐藻门不常见,轮藻门多为着生藻类,本课件不展开讨论。
红藻门、褐藻门在淡水中种类极少,而且不是浮游种类。
浮游藻类的基本特征:
基本定义:
浮游藻类是指所有生活在水中营浮游生活方式的微小植物。
基本特征:
具有叶绿素,能进行光合作用,营自养生活;
植物体没有真正的根、茎、叶分化;
生殖器官是单细胞的,用单细胞的孢子或合子进行生殖。
浮游藻类的细胞结构
细胞壁
色素和色素体
贮藏物质
液泡和鞭毛
细胞壁
大多数藻类细胞都有细胞壁(裸藻、部分隐藻、甲藻、金藻及其生殖细胞[即动孢子、配子等]不具细胞壁)。
细胞壁一般分内外两层、内层较坚硬,外层较柔软,成分为纤维素、果胶质、二氧化硅、碳酸等。
藻类细胞壁大多平滑,也有具有各种花纹、刺、棘或突起等
色素和色素体
藻类含有的色素组成极为复杂,大致可分为叶绿素(a、b、c、d、e)、胡萝卜素(α,β,γ,ε)、藻胆素(藻蓝素、藻红素)、叶黄素(二十来种)四大类。
不同的色素组成标志着进化的不同方向,是分门的主要依据。
藻类细胞中的色素载体叫色素体,其形状有盘状、板状、杯状、带状、螺旋状等;
位于细胞中心或中轴的称轴生,位于细胞周围、靠近细胞壁的称周生。
色素体在藻类细胞中的数量、形状和不同位置都是分类鉴定时的重要依据。
储藏物质
由于藻类含有不同的色素组成,其同化产物和贮藏物质也各异。
淀粉:
绿藻、轮藻的贮藏物,甲藻、隐藻也贮存淀粉,遇碘呈暗红色、黑色。
蓝藻淀粉:
蓝藻的贮藏物,遇碘呈淡红褐色。
白糖素:
金藻。
硅藻、黄藻和褐藻的贮藏物,多呈棒状或颗粒状,位于色素体外,折光强。
副淀粉:
裸藻特有的贮藏物,形态大小各异。
油:
黄藻、金藻、硅藻的主要贮藏物,甲藻、隐藻中也有。
注:
白糖素、副淀粉、油遇碘液不变色。
液泡和鞭毛
液泡:
在细胞壁与细胞质间的空腔,空腔充满液体称为液腔,在调节滲透压,吸收水分等方面有重要作用。
鞭毛:
除隐藻和红藻外,其他藻类几乎都有具鞭毛的种类。
鞭毛的数量有一根、两根及多根,有两根以上鞭毛时,有的等长、有的不相等。
鞭毛着生、有顶生、有侧生。
蓝藻门
隐球藻属(Aphanocapsa)
植物体由2个至多数细胞组成的群体,群体呈球形、卵形、椭圆形或不规则形;
群体胶被厚而柔软,无色,黄色,棕色或蓝绿色;
细胞球形,常常两个或四个细胞一组分布于群体中;
个体胶被不明显,或仅有痕迹;
原生质体均匀,无假空胞,浅蓝色、亮蓝色或灰蓝色。
例:
细小隐球藻Aphanocapsaelachista
平裂藻属Merismopedia
植物体小型、浮游,为一层细胞厚的平板状群体,群体方形或长方形。
细胞球形或椭圆形,内含物均匀,少数具伪空泡或微小颗粒。
细胞排列规则,两个一对,两对一组,四组成小群小群集合成平板状植物体
优美平裂藻Merismopediaelegans、银灰平裂藻Merismopediaglauca
色球藻属Chroococcus
植物体少数为单细胞,多数为2~6个以至更多细胞组成的群体;
群体胶被较厚,均匀或分层,透明或黄褐色、红色、紫蓝色;
细胞球形或半球形,个体细胞胶被均匀或分层;
原生质体均匀或具有颗粒,灰色、淡蓝绿色、蓝绿色、橄榄绿色、黄色或褐色,气囊有或无;
细胞有3个分裂面
微小色球藻Chroococcusminutus、束缚色球藻Chroococcustenax
微囊藻属Microcystis
植物体团块由许多小群体联合组成,微观或目力可见;
自由漂浮于水中或附生于水中其他生物上;
群体球形、椭圆形或不规则形,有时在群体上有穿孔,形成网状或窗格状团块;
群体胶被无色、透明,少数种类具有颜色;
细胞球形或椭圆形;
群体中细胞数目极多,排列紧密而有规律;
原生质体浅蓝绿色、亮蓝绿色、橄榄绿色;
营漂浮生活种类的细胞中常含有气囊;
非漂浮的种类,细胞内原生质体大都均匀,无假空胞;
以细胞分裂进行繁殖,有三个分裂面。
铜绿微囊藻Microcystisaeruginosa、水华微囊藻Microcystisflos-aquae、具缘微囊藻Microcystismarginata、惠氏微囊藻Microcystiswesenbergii
席藻属Phormidium
植物体胶状或皮状,由许多藻丝组成,着生或漂浮;
丝体不分枝,直或弯曲。
藻丝具鞘,薄,无色,不分层;
藻丝能动,细胞圆柱形,横壁收缢或不收缢,末端细胞头状或不呈头状,细胞内不具气囊。
小席藻Phormidiumtenue
螺旋藻属Spirulina
藻体单细胞或多细胞圆柱形,无鞘;
或疏松或紧密的卷曲呈规则的螺旋状;
藻丝顶端通常不渐尖,顶端细胞钝圆,无帽状结构;
细胞间的横隔壁不明显,不收缢。
大螺旋藻Spirulinamajor、钝顶螺旋藻Spirulinaplatensis、为首螺旋藻Spirulinaprinceps
颤藻属Oscillatoria
植物体为单条藻丝或由许多藻丝组成的皮壳状和块状的漂浮群体,无鞘或罕见极薄的鞘;
藻丝不分枝,直或扭曲,能颤动,匍匐式或旋转式运动;
横壁处收缢或不收缢;
顶端细胞形状多样,末端增厚或具帽状体;
细胞短柱形或盘状;
内含物均匀或具颗粒,少数具气囊。
巨颤藻Oscillatoriaprinceps、灿烂颤藻Oscillatoriasplendida、小颤藻Oscillatoriatenuis
鞘丝藻属Lyngbya
丝体罕见单生,常为密集的、大的、似革状的层状;
丝体罕见伪分枝,波状;
藻丝具鞘,鞘有时分层;
藻丝有盘状细胞组成。
湖泊鞘丝藻Lyngbyalimnetica
尖头藻属Raphidiopsis
细胞列短而弯曲,无鞘,两端尖细或一端尖细;
细胞圆柱形,有或无气囊;
无异形胞。
具厚壁孢子,单生或成对,位于藻丝中间。
弯形尖头藻Raphidiopsiscurvata、
项圈藻属Anabaenopsis
藻丝浮游,短,螺旋形弯曲或轮状弯曲,少数直;
异形胞顶生,常成对;
孢子间生,远离异形胞。
阿氏项圈藻Anabaenopsisarnoldii、
鱼腥藻属Anabaena
植物体为单一丝状体,或不定形胶质块,或柔软膜状;
藻丝等宽或末端尖,直或不规则地螺旋状弯曲;
细胞球形、桶形;
异形胞常为间位;
孢子1个或几个成串,紧靠异形胞或位于异形胞之间。
类颤鱼腥藻Anabaenaoscillarioides(鲁哥氏液固定)、螺旋鱼腥藻Anabaenaspiroides
束丝藻属Aphanizomenon
藻丝多数为直立的,少数略弯曲,常多数集合形成盘状或纺锤状群体;
无鞘,顶端尖细;
异形胞间生;
孢子远离异形胞
水华束丝藻Aphanizomenonflos-aquae
念球藻属Nostoc
植物体胶状或革状;
幼植物体球形或长圆型,成熟后为球形、叶形、泡状等各种形状,中空或实心,漂浮或着生,藻丝在群体四周排列紧密而颜色较深,藻丝螺旋形弯曲或缠绕;
鞘有时明显,或常互相融合;
藻丝念珠状,宽度相等;
由相同形状细胞组成,细胞扁球形、桶形、腰鼓形;
异形胞间生,幼期顶生;
孢子球形或长圆型,在异形胞之间成串产生。
普通念珠藻Nostoccommune
蓝藻门(蓝藻纲)
蓝藻纲(管孢藻目;
段殖体藻目;
色球藻目)
色球藻目(色球藻科;
石囊藻科)
色球藻科(微囊藻属;
隐球藻属;
隐杆藻属;
色球藻属;
平裂藻属;
立方藻属;
腔球藻属;
楔形藻属;
粘球藻属;
粘杆藻属;
星球藻属;
聚球藻属;
棒条藻属;
蓝纤维藻属;
集胞藻属)
平裂藻属:
中华平裂藻;
优美平裂藻;
银灰平裂藻
微囊藻属:
假丝状微囊藻;
铜绿微囊藻;
水华微囊藻;
边缘微囊藻;
不定微囊藻
隐球藻属:
个体胶被不明显,2或4个一组,每组之间有一定的距离。
注意与微囊藻属分开
细小隐球藻;
美丽隐球藻(排列松散)
隐杆藻属:
细胞棒状、椭圆形或圆柱形。
灰绿隐杆藻、静水隐杆藻(细胞在群体表面排列稠密)
色球藻属:
区别
颤藻
席藻
席藻含有胶质鞘,而颤藻没有
色球藻
鼓藻
第一节蓝藻门Cyanophyta
一、主要特征:
1、藻体形态:
单细胞、群体、丝状体
2、细胞结构:
(1)细胞壁:
果胶质,粘多糖,具有胶质鞘。
胶质鞘可能是均匀的,也可能具有纹理。
由于蓝藻具有胶质鞘,亦称为粘鞘。
(2)原生质体:
周质——色素质:
无载色体等细胞器。
有光合片层,表面有叶绿素a,藻蓝蛋白、藻红蛋白及一些黄色色素,是光合作用的场所。
光合产物是蓝藻淀粉和蓝藻颗粒体。
中心质——中央体:
原始细胞核
3、繁殖:
没有有性生殖,也不具有鞭毛能自由运动的细胞。
主要的生殖方式为细胞分裂,繁殖后代。
此外还形成孢子,断裂。
前者为无性生殖,后者为无性繁殖。
(1)营养繁殖
单细胞体:
直接分裂
多细胞体:
细胞反复分裂,然后破裂;
在丝状体中藻体断裂,由断片发展为丝状体。
断裂产生异形胞和营养细胞相邻处。
丝状体有规律地分出藻丝分段,叫同颗体,或叫藻殖段,连锁体hormogonia是蓝藻的重要的繁殖方法。
有的不由异形孢产生同颗体,而由分离盘隔离。
有的在藻丝顶端的藻殖段,称繁殖孢子。
藻殖段(连锁体、同颗体)
(2)孢子繁殖:
孢子的发育,开始于细胞体积的增大,以及细胞内食物的贮藏,细胞壁加厚并分化为外孢壁层和内孢壁层,叫厚壁(垣)孢子akinete,厚壁孢子型的休眠孢子,是藻类越过不适宜环境的一种适应。
厚壁孢子能长久地保持其生活力。
内生孢子endospore:
细胞的原生质体分裂而形成许多小型孢子,称为内生孢子。
内生孢子壁并不和母细胞的壁愈合。
多数情况下,整个细胞的原生质体发生反复的分裂,形成一团块的内生孢子,充塞在老的母细胞壁内,这个老壁称为孢子囊壁。
外生孢子exspore:
细胞原生质体远轴端,发生一连串的分裂作用所形成的。
外生孢子是内生孢子的一种特殊类型。
4、异形胞heterocytis——大形,透明,无某些同化色素,有繁殖作用,有固氮作用。
蓝藻是在所有藻类中唯一的原核植物。
它具有光合作用的色素,它具有叶绿素a,胡萝卜素,藻蓝素,光合作用片层,类囊体。
贮藏物质为蓝藻淀粉和蓝藻颗粒体。
整个生长期没有游动时期,没有有性生殖。
二、几个问题
1、气泡gasvacuoles又称假液泡pseudovacuoles位于色素质的部分。
低倍镜下,假液泡似乎是黑色物质,比其他内含物大,并且经常以大量的数目出现,以致细胞中所有其它含有物都被遮蔽了。
当在高倍镜观察时,假液泡是红色的。
它是带有粘性物质的空腔。
英人认为在1500多种蓝藻中,有丰富气泡的蓝藻有50多种,都是浮游藻,如微囊藻Mycrocystis具丰富而显著的气泡,在池塘、水库、其他含有丰富营养质和磷酸盐的水体,浮游性蓝藻就会大量繁殖,溶解在水里氧气就会减少,影响了蓝藻的生理功能,因而使蓝藻产生大量的气泡而浮到水面,此时水面呈碧绿的颜色,是为“水花”。
据认为气泡是一种细胞器,在电镜下看到的蓝藻气泡,是棒形的。
在一个蓝藻细胞内,可有几千个气泡,里面充满N2和
,具有调节细胞浮沉的功用。
蓝藻产生气泡时,会放出一种毒质,这种毒质会伤害人和动物的神经,有的可达强烈的程度;
同时使水发出腥臭味;
甚至在机器用水里,大量产生的微囊藻可堵塞机器。
蓝藻可以用硫酸铜杀死,但硫酸铜对植物体有害。
有人通过使蓝藻气泡破裂来消除它。
2、固氮蓝藻:
不是所有的蓝藻都有固氮能力。
在蓝藻中只有60多种有比较好固氮能力。
从前有人认为具异形胞的蓝藻才有固氮能力,但无异形胞的类型也有很好的固氮作用,如蓝球藻目Chroococcales和颤藻科Oscillatoriaceae。
我国报道过有10多种蓝藻种类有固氮能力:
项圈藻、念珠藻、似念珠藻Anaebaenopsis、单歧藻属Tolypothrix、裂藻属Shizothrix、织绒藻属Plectonema。
3、古藻(化石藻类):
古蕨对勘探矿藏,研究地层是很重要的。
我国四川、陕西、贵州、辽宁、江苏都发现过藻类的化石,这些化石大部分为蓝藻,亦有红藻,绿藻,甲藻和硅藻。
藻类与天然气、煤、石油的发生有很密切的关系。
藻类学家朱浩然研究了胜利油田的古藻,为油田的开发提供了证据。
要认识古藻,必须先了解现代的藻类。
如螺旋Spiulina含有很高蛋白质对人体很有用。
有的藻类有毒性,可使牲畜中毒死亡。
三、分类及代表植物:
在藻类分类系统中,比较流行的是德国人Geither1942年提出来的,俄国人Eleukin1938年提出来的,美国人Drout1968年提出来的三个系统。
Drout的系统比较简单,是应该受到推崇的。
蓝藻门仅1纲,含3目4科,160多属,1500余种。
我国的蓝藻有106属,759种。
㈠、单细胞或群体类型的代表:
不产生异型胞及藻殖段。
1、色球藻属:
单细胞或群体。
单细胞时为群体,外被固体胶质鞘。
群体是由两代或多代的子细胞在一起形成的。
个体胶质鞘和群体胶质鞘透明无色。
浮游生活于湖泊、池塘、水沟。
2、微囊藻属:
为球形、不规则形或具有很多穿孔的浮游群体。
其分泌1种能抑制其它藻类生长的物质,有些种类还可以产生1种叫做“致死因子”的毒素,能毒害摄食藻类的动物。
3、管胞藻属
单细胞植物体,长杆形,有极性分化,以基部附着于水生的被子植物、苔藓植物、藻类植物或其它植物体上。
以产生外生孢子进行生殖。
(二)、丝状体的代表
1、颤藻属:
是一列短圆柱形细胞组成的丝状体,丝状体常丛生,并形成团块。
细胞无胶质鞘或有一层不明显的胶质鞘。
丝状体能前后运动或左右摆动,故名颤藻。
生于湿地或浅水中。
席藻属与颤藻属的区别:
藻丝外有明显的胶质鞘。
2、念珠藻属:
属于颤藻目。
植物体由一列圆形细胞组成的不分枝的丝状体。
丝状体常常无规则的集合在一个公共的胶质鞘中。
形成肉眼能看到或看不到的球形体片状体或不规则的团块。
有异形胞。
以藻殖段进行繁殖。
生长在淡水中、潮湿的土壤上或石上。
3、鱼腥藻属:
具胶鞘,孢子1个或几个成串靠异形胞或位于异形胞之间
与鱼腥藻相似,同属于颤藻目。
无公共胶质鞘。
鱼腥藻与念珠藻都能固定游离氮,养殖在水田中,可使水稻增产。
四、蓝藻门在植物界中的地位及经济意义:
(一)蓝藻是地球上最原始、最古老的一群植物。
从古生物学资料看,大约在35—33亿年前,地球上出现了细菌和蓝藻。
到寒武纪时,蓝藻特别繁茂,称这个时期为蓝藻时代。
(二)经济意义:
1、食用:
地木耳、发菜、螺旋藻
2、固氮:
项圈藻(鱼腥藻)——异形胞
3、饵料:
4、危害:
第二节甲藻门(Pyorophyta)
一、一般特征:
1、体型:
绝大多数种类为单细胞,具有鞭毛,可自由运动。
很早以前就发现甲藻有鞭毛。
双鞭藻类Dinoflgellates。
甲藻有球藻型(柄沟藻),非丝状体群体(粘沟藻)和丝状体群体,丝状群体(丝甲藻)。
有的学者将不能运动的甲藻称为植环藻
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