水华是富营养化淡水水体中,藻类(主要指蓝藻)大量繁殖的一种现象,是水体富营养化的一种恶劣表现。随着经济的发展,蓝藻水华暴发日益频繁,己威胁到人类的健康和水体生态系统的稳定。国内外环境工作者一直在致力于蓝藻水华的预防和治理研究,目前已经发现的方法很多,其中以生物操控法的应用前景最为广阔。本论文针对水体富营养化引发的蓝藻水华问题,通过实验室模拟的方法,以椎实螺为研究对象,初步验证椎实螺作为蓝藻水华非经典生物操控物种的可行性,并对其控藻理论进行了初步的实验研究。具体而言,本研究初步验证了椎实螺控藻的效果,对比了不同类螺抑制代表性蓝藻物种——铜绿微囊藻的效果,研究了椎实螺控藻的量化关系；初步研究了投放椎实螺后的水样中总氮的浓度变化及椎实螺的控藻机理。本论文通过研究新型操控物种,以期实现对蓝藻水华的预防、控制、或治理,不仅具有现实的经济意义和实际的可操作性,而且可以实现无二次污染的绿色安全的水质改善和环境治理,具有重要的环境科学与生态学意义。本论文的主要实验结果如下：(1)椎实螺最适宜生长在水温约20-23℃的环境中,为雌雄同体,卵生,螺卵包裹于卵袋中,实验室条件下,椎实螺卵袋大小不定,正常卵袋约有80～90只卵,生长条件不适时,产圆形卵或卵袋较短(约有十来只卵),卵在卵袋中呈2-3列排布。螺卵喜附着于水箱壁或者曝气石、水草等。椎实螺从产卵到完全孵化约7-12d左右。可选用蔬菜叶(白菜、生菜)喂养椎实螺,养殖水体可加入少量的水草,利于其栖息。(2)为加快检测速度,试图以分光光度法测藻细胞的OD值来表征铜绿微囊藻细胞密度。藻液在630nm波长下的吸光度最高,因此,可选择630nm作为测量波长。研究发现,在一定的范围内,铜绿微囊藻细胞的叶绿素总质量浓度、藻细胞数、吸光度(OD630m)三者之间两两互为线性关系：叶绿素总质量浓度、藻细胞数的线性相关系数为R2=0.9949；藻细胞数、吸光度(OD630nm)的线性相关系数为R2=0.9995；叶绿素总质量浓度、吸光度(OD630nm)的线性相关系数为R2=0.9922。因此,OD值大小可以准确表示藻细胞浓度的高低,且采用测定OD值的方法表征藻细胞浓度可简化实验过程,降低实验操作的复杂性。(3)验证椎实螺抑制蓝藻生长效果。分析结果表明,椎实螺可有效抑制混合蓝藻和铜绿微囊藻的生长,且两者的抑制效果相似：混合蓝藻的实验起始藻密度为3.5×105Cell·ml-1,投加椎实螺2d,藻细胞密度降低迅速(T5为1.13×105Cell·ml-1、T15为0.82×105Cell·ml-1),未投加椎实螺的实验组藻细胞呈上升趋势(10.56×105Cell·ml-1);铜绿微囊藻的实验起始藻密度为1.76×106Cell·ml-1,投加椎实螺7d后藻细胞密度降为零,未投加椎实螺的实验组藻细胞呈上升趋势(3.92×106Cell·ml-1)。因此,可选择铜绿微囊藻作为研究对象,避免混合蓝藻中种群的不确定性。通过对比不同类螺(肺螺亚纲螺、前鳃亚纲螺)的实验,发现肺螺亚纲的椎实螺比前鳃亚纲的中华圆田螺更耐受恶劣环境,具有更好的研究价值。(4)椎实螺抑制铜绿微囊藻的量化关系研究。实验设计了两种方案,第一种方案为椎实螺密度固定,而铜绿微囊藻的密度在一定范围内变化；第二种方案为藻细胞密度固定,投放的椎实螺密度在一定范围内变化。具体实验条件为：①投放椎实螺的量(10indi·L-1)不变、依次增加铜绿微囊藻起始藻细胞浓度(约为4.38×106Cell·ml-1,14.25×106Cell·ml-125.55×106Cell·ml-1);②铜绿微囊藻的起始藻细胞浓度(约为6.91×107Cell·ml-1)不变、依次增加椎实螺的量(10、20、30indi·L-1)。对比两组实验方案,椎实螺在这两个条件下均能有效抑制藻类的生长,但两套方案的抑制效果差异不显著。因此,椎实螺控藻效果的临界比例还有待深入研究。(5)椎实螺控藻机理的初步研究。实验发现,椎实螺培养液自身也具有控藻活性,即排除椎实螺之后的椎实螺培养液也可以抑制铜绿微囊藻的生长。所以,本论文研究了各类处理后的椎实螺培养液的抑藻活性。实验结果,发现经0.22μm、0.45μm滤膜过滤后的过滤液无控藻活性,而滤膜上方物质具有控藻活性,因此推测可能是椎实螺寄生、共生微生物有控藻作用。但是从水样中分离的细菌、真菌(椎实螺附生微生物)均无控藻活性。对椎实螺培养液的镜检观察发现,投放椎实螺控制蓝藻的实验组中,除少量铜绿微囊藻细胞外,还有其他可游动的微型生物。这些可游动的微型生物随培养时间延长,数量逐渐增多。当藻类完全衰亡后2-3天,这些微型生物逐渐减少。因此,推测这种未知微型生物可能导致椎实螺培养液具有控藻活性的原因。在显微镜下观察此种具有控藻活性的未知微型生物时,其个体附近通常伴有铜绿微囊藻,形态为圆形或者椭圆形,直径约1mm,一根鞭毛,鞭毛长度为身体的1.5倍左右。该未知微生物可悬浮于水中或者依附在瓶壁上生活,藻苔实验说明该未知生物,脱离水体环境后可能会难以生存。根据形态学分析,该未知微型生物可能属于鞭毛虫类原生动物,可能属于动鞭毛亚纲。(6)投放椎实螺对水样中总氮的研究发现,投放椎实螺对水体中总氮浓度变化的影响不大。但是,较短的实验时间内,由于对照组藻细胞的大量繁殖,而投放椎实螺的实验组水体中藻细胞几乎绝迹,藻类利用氮元素的效率下降,所以总氮的降低幅度不及未投放椎实螺的实验组显著。(7)本论文还对喂食铜绿微囊藻的椎实螺所排泄的螺粪进行了研究。取椎实螺培养液水样底部螺粪,于显微镜下观察,视野内未见完整藻细胞。并将螺粪于BG-11培养基中培养,始终未发现藻细胞生长的发生。由此说明,椎实螺几乎可完全消化滤食的藻细胞,椎实螺作为操控生物具有重要的研究意义。通过本论文实验研究,对椎实螺生活习性有了初步了解,验证了OD值大小可准确表示藻细胞浓度的高低。实验发现,椎实螺可有效抑制混合蓝藻和铜绿微囊藻的生长,肺螺亚纲的椎实螺较前鳃亚纲的中华圆田螺更耐受恶劣的水体环境,但是椎实螺抑制铜绿微囊藻的量化关系的临界比例还有待进一步研究；椎实螺培养液水样具有控藻活性,可能是水样中椎实螺寄生、共生微生物具有控藻活性；投加椎实螺可能影响水样中总氮的浓度；实验发现,椎实螺排泄物中几乎不含藻细胞。