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下载地址:点此下载    发布时间:2017/7/29 10:13:35   浏览次数:1048

             菌藻共生与生态平衡

 

     藻类是生活在淡水和海水的光合自养型生物,通过光合作用向水体供氧,增加水体的溶解氧,供好氧菌不断地降解有机质,而藻类可以利用细菌降解有机质产生的 CO 2 进行光合作用,如此循环形成的体系,称为“藻菌共生”

  


 

1、藻类与细菌的相互促进

 

    藻类与细菌具有错综复杂的关系,每种藻形成自己独特的菌群且两者之间存在特异的种间关系。藻类主要通过营养物质交换,气体、酸碱度调节等促进细菌生长。小球藻通过直接吸收和利用水体的NH4+-N 及提高溶解氧,能够促进好氧异养芽孢杆菌的生长。细菌作为水生态系统中重要的分解者,通过复杂的代谢活动参与水环境内多种物质的分解与转化过程,从而作为微藻营养物质的提供者与加工者;同时细菌还可以通过产生或分泌对微藻有益的代谢物质或胞外产物,从而呈现对微藻的促进作用。例如,水体中的氨化细菌和硝化细菌能够将含氮有机物质分解并进一步通过硝化作用将其转化为 NH3+-N,为藻类生长提供无机氮;好氧细菌通过利用微藻周围水体中高浓度的溶解氧,为藻类提供还原性较强的生存环境

   


 

2、藻类与细菌的相互抑制

 

     藻类具有产生活性次生代谢产物的基本机制,这些代谢产物包括脂肪酸、酚类、多糖等种类,它们具有抑制或消灭某些细菌的作用,颤藻对地衣芽孢杆菌的抑制是通过其胞外产物而非通过营养物质的竞争而产生的。藻类直接与细菌竞争营养物质而起到间接抑制作用,高种群密度微囊藻的生长对硝化细菌的生长有明显的抑制作用微囊藻与硝化细菌之间对 NH 4+-N 等存在竞争性利用。细菌对藻类的抑制或拮抗作用表现在多个方面,主要通过营养竞争、产生化学毒素、释放溶藻酶等方式实现。在特定的水环境中,当没有外源营养物质补充时,通过对营养的竞争,细菌就会抑制藻类的生长。假单胞菌、蛭弧菌、芽孢杆菌、腐螺旋菌等细菌均可产生化学毒素释放于水体中,进而抑制某些微藻如甲藻和硅藻的生长,甚至杀死藻细胞

 

        


 

 

3、水体生态平衡

 

    水体中藻类与细菌间的相互促进、相互抑制的作用,才能将环境中的污染物在一定的时间范围内自然降解,保持水体的自然生态链,即为水体的自净作用。当水体中溶入了过多的营养物质,生态链受到冲击,在生态链承受的范围内,细菌和藻类的共生关系仍然在延续,但由于蓝藻自身的生理特点,细菌对藻类的抑制作用处于劣势,水体朝富营养化的方向发展,此时,向水体中投加微生物,与藻类竞争NP等营养,有效修复微生物菌群结构,增强细菌的抑制能力,可有效防止水体向富营养化的方向发展,维持水体基本的生态平衡。

     当营养物质的量超过了生态链的承受范围,生态链就会受到破坏。结合诸多外在因素,包括温度、光照、营养盐、水文等,藻类不再依赖细菌的代谢产物,直接利用水中的营养物质迅速繁殖,细菌对藻类的抑制作用迅速崩溃,甚至受到藻毒素的危害;水中的捕食者(水生动物)的猎食速度远远低于藻类的生长速度,藻类生长不受限制,水体成了藻类的天下。藻类在大量繁殖的同时,部分细胞也在老化衰亡,衰亡的细胞破裂降解,消耗了水体氧气,造成溶氧急剧下降,除此之外,破裂的蓝藻会释放蓝藻毒素、氨氮、亚确酸盐等有毒有害物质,对水域生态系统带来一系列严重后果。此时水体中的细菌生长繁殖受到抑制,处于休眠状态或部分死亡,溶藻菌和噬藻体虽然可存活,但对藻类的抑制作用效果甚微。此时,在水体中投放微生物的效果微乎几微,必需寻求一种生态的、综合的治理方法方可修复水体的生态平衡。

 

          


 

4、生态平衡的恢复

 

      在水体富营养化时,及时向水体中投放微生物,保持水体菌相与藻相的平衡,维持菌藻共生的关系,是防止水体富营养化的一种行之有效的途径。但当富营养化未能及时控制导致藻华等一系列严重后果时,单一的物理、化学或生物方法都不能达到理想的效果,即只能治标而不能治本。生态的综合治理方法包括物理、化学除藻,再利用生物酶将水体中的藻毒素降解,改善底泥(破裂藻细胞沉积物),最后投放复合微生物菌剂,抑制藻类的生长,维持菌种共生的关系,从根本上恢复水体的生态平衡。