華南師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告劉璐學(xué)生姓名劉璐學(xué)號(hào)20082501055劉璐專業(yè)年級(jí)、班級(jí)課程名稱 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目水生生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)力的測(cè)定一一葉綠素法賣(mài)驗(yàn)類型驗(yàn)證設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)時(shí)間2011年3_月2^日賣(mài)驗(yàn)指導(dǎo)老師 賣(mài)驗(yàn)評(píng)分水生生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)力的測(cè)定——葉綠素法一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊匀~綠素法為例學(xué)習(xí)測(cè)定水體生產(chǎn)力的原理和方法二、 實(shí)驗(yàn)原理葉綠素a是植物光合作用的重要光和色素。在一定的光照強(qiáng)度下，葉綠素a的含量與光合作用強(qiáng)度之間存在密切關(guān)系，因此葉綠素a的含量是水生生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)力的重要指標(biāo)。同時(shí)葉綠素a的含量的測(cè)定，也可用于水體富營(yíng)養(yǎng)化水平的評(píng)價(jià)，是水質(zhì)檢測(cè)的常規(guī)項(xiàng)目。浮游植物葉綠素的測(cè)定方法常用分光光度法。初級(jí)生產(chǎn)力Ps=Ca?Q(Q=3.7)三、 方法和步驟1、 水體透明度的觀測(cè)：透明度盤(pán)2、 水樣采集與保存：采集華南師范大學(xué)情人湖的表層水樣(1m以內(nèi))注入水樣瓶中。馬上帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行抽濾。3、 抽濾：在抽濾器上裝好乙酸纖維濾膜，倒入定量體積(500mL)的水樣進(jìn)行抽濾。水樣抽完后，繼續(xù)抽1-2min，以減少濾膜上的水分。4、 提?。簩⑤d有浮游植物樣品的濾膜放入研缽中，加入少量碳酸鎂粉末及2-3mL90%丙酮，充分研磨，提取葉綠素a。將研磨后的勻漿物移入離心管中，用離心機(jī)(3000r/min)離心10min。將上清液移入10mL的容量瓶中。再用2-3mL90%丙酮，繼續(xù)研磨提取，離心10min，并將上清液轉(zhuǎn)入容量瓶中。重復(fù)1-2次后，在用90%丙酮定容為10mL，搖勻。5、 光密度測(cè)定：將上清液在分光光度計(jì)上，用1cm光程的比色皿，分別讀取750nm、663nm、645nm、630nm波長(zhǎng)的吸光度，并以90%丙酮作空白吸光度測(cè)定，對(duì)樣品吸光度進(jìn)行校正。其中，750nm的光密度用作校正樣品的渾濁度，而663nm、645nm、630nm吸光度則用以測(cè)定葉綠素a。6、 計(jì)算1） 葉綠素a含量的計(jì)算按如下公式計(jì)算：心主,，「、 ［11.64X（D…-D_）-2.16X（D…-D_）+0.10X（D…-D__.）］?V_葉綠素a（mg/L）= 663~~750 v.64*750 630~~750 1式中，D為吸光度；七為提取液定容后的體積（VjWmL）；V為抽濾水樣體積（V=0.5L）；5為比色皿光程（5=10mm）。2） 初級(jí)生產(chǎn)力的估算表層水（1m以內(nèi)）中浮游植物的潛在生產(chǎn)力（Ps）根據(jù)表層水葉綠素a的含量計(jì)算：Ps（mg/m3?h）=1000Ca,Q式中，Ca為表層葉綠素a的含量（mg/m3）；Q為同化系數(shù)（mgC/mgChla?h），表層水的同化系數(shù)為3.7。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1、 情人湖水體的透明度及pH值經(jīng)過(guò)測(cè)定，情人湖水體的透明度為80cm，pH值為5.5。2、 情人湖表層水的葉綠素a含量葉綠素2含量=[1164X(0082-0061)-216X(0085-0061)+010X(0089-0061)]，10

0.5?10葉綠素2含量==0.3908mg/L=390.8mg/m33、 情人湖水生生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)力大小初級(jí)生產(chǎn)力大小Ps=1000X0.3908X3.7=1445.96mg/m3?h五、分析與討論1、水體中葉綠素a的含量與浮游植物的數(shù)量有密切的關(guān)系，指示著浮游植物生物量的大小，同時(shí)也可作為判斷水體富營(yíng)養(yǎng)化程度的指標(biāo)［1］。湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化是由于氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過(guò)多的排入而導(dǎo)致藻類大量繁殖，從而減少到達(dá)其他植物的光，降低了溶氧水平，而且致使魚(yú)類及其它生物大量死亡的現(xiàn)象⑵。另外，當(dāng)湖泊呈現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)時(shí)，水質(zhì)會(huì)出現(xiàn)惡化，如變黑，發(fā)臭等⑵。本次實(shí)驗(yàn)參考美國(guó)環(huán)?？偸穑║SEPA）有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表1），以葉綠素含量為單一評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)情人湖進(jìn)行富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)。 表1葉綠素a含量與湖泊富營(yíng)養(yǎng)化關(guān)系 葉綠素a含量（mg/m3） 營(yíng)養(yǎng)類型貧營(yíng)養(yǎng)型4?10 中營(yíng)養(yǎng)型10?50 富營(yíng)養(yǎng)型>50 高度富營(yíng)養(yǎng)型實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，華南師范大學(xué)情人湖表層水的葉綠素a含量為390.8mg/m3，根據(jù)上述評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，情人湖湖水呈高度富營(yíng)養(yǎng)化。出現(xiàn)這種情況的原因可能是①情人湖的湖水是死水，水體更新時(shí)間長(zhǎng)。②校園內(nèi)存在將垃圾、生活污水等排放至湖中的情況，使得水中的氮磷含量較高。2、 浮游植物的初級(jí)生產(chǎn)力在海洋的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中起著重要作用，它代表著海水中生產(chǎn)有機(jī)物質(zhì)的能力，是海洋食物鏈中的最基礎(chǔ)部分，與葉綠素a含量密切相關(guān)，同時(shí)也受到諸多環(huán)境因素的制約⑶。蔣萬(wàn)祥等對(duì)珠江口水域的初級(jí)生產(chǎn)力研究⑷以及張佳磊等對(duì)大寧河回水區(qū)初級(jí)生產(chǎn)力的研究⑸都表明，初級(jí)生產(chǎn)力與溫度、透明度、pH值等因素相關(guān)。其中，水溫的升高可為浮游生物生長(zhǎng)提供適宜的生境條件，提高初級(jí)生產(chǎn)力。而水體透明度高，則可增強(qiáng)光線在水下的傳播，充足的光線將有利于浮游植物生長(zhǎng)繁殖，提高初級(jí)生產(chǎn)力。另外，浮游植物的適宜pH值在8.0-9.0之間，合適的pH值可促進(jìn)浮游植物的生長(zhǎng)，提高初級(jí)生產(chǎn)力，但楊正健等在香溪河庫(kù)灣⑹的研究顯示，pH等理化指標(biāo)受浮游植物自身生理作用影響較大，不是影響初級(jí)生產(chǎn)力的主導(dǎo)因子。表2不同水域的葉綠素a含量和初級(jí)生產(chǎn)力比較水域葉綠素a含量/mg/m3初級(jí)生產(chǎn)力/mg/m3?h參考文獻(xiàn)珠江口21.28510.8蔣萬(wàn)祥等⑷南海<2250-350寧修仁等[7]象山港對(duì)蝦放流區(qū)3.5444.5劉子琳等[8]

廣東養(yǎng)鰻池塘29.521815盧邁新等⑼華南師范大學(xué)情人湖 390.81445.96廣東養(yǎng)鰻池塘29.521815盧邁新等⑼華南師范大學(xué)情人湖 390.81445.96本文根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，華南師范大學(xué)情人湖初級(jí)生產(chǎn)力大小為1445.96mg/m3?h，對(duì)比其他水域(見(jiàn)表2)，情人湖初級(jí)生產(chǎn)力水平明顯偏高，原因可能是由于該地區(qū)氣溫相對(duì)較高，加上排污等原因?qū)е潞械?、磷等營(yíng)養(yǎng)元素含量高，適合浮游植物生長(zhǎng)繁殖。3、在本次實(shí)驗(yàn)中存在一些不足之處：①用丙酮法提取葉綠素a，研磨過(guò)程中葉綠素a容易發(fā)生光降解使結(jié)果偏低，且提取過(guò)程操作繁瑣，轉(zhuǎn)移過(guò)程中人為誤差較大，最終結(jié)果不準(zhǔn)確us。②各組的數(shù)據(jù)差異較大，可能是因?yàn)橛行┙M取的水樣是較深層的水，而不是表層水所造成的。另外，由于我們?nèi)虞^少，所以我們無(wú)法分析其葉綠素a的分布特點(diǎn)，也不足以很好地評(píng)價(jià)該湖的初級(jí)生產(chǎn)力。六、參考文獻(xiàn)【1】沈新強(qiáng)，胡方西.長(zhǎng)江口外水域葉綠素分布的基本特征[J].中國(guó)水產(chǎn)科學(xué).1995,2(1):70-80.【2】牛翠娟，婁安如，孫儒泳，李慶芳.基礎(chǔ)生態(tài)學(xué).第2版.北京：高等教育出版社，2007:291-293.【3】焦念志，王榮.海洋初級(jí)生產(chǎn)力的結(jié)構(gòu)[J].海洋與湖沼，1993,24(4):340-344.【4】蔣萬(wàn)祥，賴子尼，龐世勛等.珠江口葉綠素a時(shí)空分布及初級(jí)生產(chǎn)力[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào).2011,(01):1-11.【5】 張佳磊，鄭丙輝，黃民生等.大寧河回水區(qū)初級(jí)生產(chǎn)力的季節(jié)變化[J].華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004,28(03):89-92.【6】楊正健，劉德福，紀(jì)道斌等.三峽水庫(kù)172.5m蓄水過(guò)程對(duì)香溪河庫(kù)灣水體富營(yíng)養(yǎng)化的影響[J].中國(guó)科學(xué)：技術(shù)科學(xué),2010,40(4):358-369.【7】寧修仁，劉子琳，蔡昱明.我國(guó)海洋初級(jí)生產(chǎn)力研究二十年[J].東海海洋，2000,18(3):13-20.【8】劉子琳，寧修仁，史君賢等.象山港對(duì)蝦增值放流區(qū)浮游植物