三峡水库运行初期小江回水区主要藻种变化特点及其环境影响因素

摘要

三峡水库于2006年10月底蓄水至156m水位，标志着三峡工程顺利进入初期试运行阶段。为了解新的水位高程下三峡库区次级河流浮游植物群落结构的变化及水环境的现状，于2007年初开始对该区域进行了跟踪观测研究。本文以三峡库区次级河流小江回水区的原型观测为基础，根据对小江回水区2007年3月至2008年3月一周年的野外定点观测资料，对小江回水区不同时期浮游植物群落结构特点及其影响因素进行了统计分析研究。
　　 根据小江水位变化的特点，为探讨水位调度引起水体浮游植物群落响应性变动，将周年划分为3-5月、6-9月和10-2月三个时段进行研究。分时段研究了小江回水区各时段段浮游植物的种类组成、现存量、变化过程及各时段组成特征；在对各时段种群特征进行对比研究基础上寻找特征形成的原因；并对主要藻种生长影响因素进行探讨。
　　 2007年3月至2008年3月，在小江回水区共鉴定出浮游植物7门，57属，143种(包括变种)。其中包括绿藻门19属58种，占40.6％；硅藻门19属52种，占36.4％；蓝藻门11属20种，占14.0％;裸藻门3属5种，占3.5％；隐藻门2属3种，占2.1％；黄藻门1属3种，占2.1％；甲藻门2属2种，占1.4％。优势种类主要有硅藻门的美丽星杆藻、肘状针杆藻、梅尼小环藻等；绿藻门的小空星藻、小球藻、双对栅藻、河生集星藻、美丽网球藻等；蓝藻门的水华鱼腥藻、水华束丝藻等。
　　 3-5月浮游植物总细胞密度介于2.972～97.116×105cell/L之间，生物量介于0.701～28.121mg/L之间，此期间细胞密度和生物量组成均有明显变化，蓝藻代替绿藻成为优势；6-9月各采样点浮游植物总细胞密度介于3.000～72.069×105cell/L之间，总生物量介于0.544～34.813mg/L之间，细胞密度和生物量组成以绿藻和蓝藻占优。6-9月环境条件利于浮游植物种群多样化，故这一时期细胞密度组成未显示明显规律；10-2月各采样点细胞密度介于1.512～55.419×105cell/L之间，生物量介于0.076～5.546mg/L之间，绿藻和硅藻在这一时期交替成为优势。
　　 3-5月硅藻种类数占优，6-9月和10-2月绿藻种类数占优。蓝藻在3-5月种类数相对较少，6-9月和10-2月种类数有所增加。各时段优势种出现频率最高的是绿藻，且高频率绿藻优势种多出现在6-9月或10-2月；蓝藻和硅藻优势种出现频率相近，蓝藻优势种多出现在3-5月；硅藻在3-5月和10-2月出现频率明显高于6-9月；甲藻成为优势种的频率很低。3-5月、6-9月、10-2月Shannon-Wiener指数均值最高的断面分别是高阳平湖、渠马渡口、小江河口；3-5月、6-9月、10-2月Margalef指数均值最高的断面分别是渠马渡口、双江大桥、渠马渡口；3-5月、6-9月、10-2月Pielou均匀度指数均值最高断面分别是高阳平湖、渠马渡口、小江河口。
　　 蓝藻、绿藻和硅藻与水温均呈正相关，但对水温的适应性不同，绿藻对水温适应范围最广，硅藻次之，蓝藻适合在20～30℃范围内生长。
　　 小江回水区TN/TP平均值为31.08，变化范围为6.78～89.96，2007年3月，小江回水区TN/TP均值为65.84，保持在全年最高水平，但4月TN/TP为全年最低水平，平均仅为8.8；DIN/DTP平均值为68.74，变化范围为8.07～334.0，7月DIN/DTP保持在全年最高水平，均值为186.55；DSi/DTP平均值为499.73，变化范围为67.74～2253.81，7月份回水区各采样断面DSi/DTP平均值高达为1171.07；DSi/DIN平均值为7.90，变化范围为3.26～72.78，DSi/DIN季节变化不明显，除个别样点外，DSi/DIN介于0～20之间。蓝藻与DSi/DIN、DSi/DTP相关性好于与TN/TP、DIN/DTP相关性;绿藻对TN/TP、DIN/DTP适应性比蓝藻强，绿藻与DSi/DIN与DSi/DTP相关性研究显示蓝藻比绿藻对磷有较强的摄取力；硅藻对TN/TP、DIN/DTP变化的适应性好于蓝藻，但比绿藻稍差，由于硅藻单位密度摄取DSi比蓝藻、绿藻大，硅被硅藻摄取后，出现硅源补给滞后，故与硅呈较强负相关，导致与DSi/DIN负相关。
　　 蓝藻与地表光强呈正相关，周年光强分布对蓝藻影响研究发现蓝藻对高光强具有良好的适应性；绿藻与地表光强呈正相关，绿藻相对其他门类具有较好的光照竞争力；硅藻显示较强的竞争优势特别在低光强下可以成为优势门，对光的适应性仅次于绿藻。
　　 通过本研究，了解了三峡水库小江回水区水体在156m蓄水后浮游植物生长及其群落结构在各个时期的特点，分析了浮游植物与主要影响因素之间的关系，为进一步弄清楚三峡库区典型次级河流水华发生条件与机理提供了必要的基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1湖库水体富营养化研究现状

1.1.1富营养化发生条件及影响因素研究

1.1.2水华优势种生理特性研究

1.2三峡水库水环境现状

1.2.1污染物排放现状

1.2.2三峡水库水环境现状

1.3三峡水库富营养化研究进展

1.3.1三峡水库富营养化调查研究

1.3.2三峡水库浮游植物研究

1.4课题提出

1.4.1研究目的与意义

1.4.2研究内容

1.4.3研究方法

2 研究区域概况及监测方案

2.1研究区域基本概况

2.2采样监测方案

2.2.1点位布设

2.2.2采样方案

2.2.3监测指标及分析方法

3 小江回水区浮游植物种群特征分析

3.1研究时段的划分

3.2小江回水区水3-5月浮游植物群落特征分析

3.2.1浮游植物种群构成

3.2.2细胞密度及组成特征分析

3.2.3生物量组成及特征分析

3.3小江回水区6-9月浮游植物群落特征分析

3.3.1浮游植物种群构成

3.3.2细胞密度组成及特征分析

3.3.3生物量组成及特征分析

3.4小江回水区10-2月浮游植物群落特征分析

3.4.1浮游植物种群构成

3.4.2细胞密度组成及特征分析

3.4.3生物量组成及特征分析

3.5小结

4 小江回水区各时段浮游植物种群特征对比分析

4.1种群构成差异及分析

4.2优势种群差异及分析

4.3多样性差异及分析

4.4小结

5 小江回水区浮游植物影响因素研究

5.1主要藻种与水温相关性分析

5.1.1蓝藻与水温相关性分析

5.1.2绿藻与水温相关性分析

5.1.3硅藻与水温相关性分析

5.2主要藻种与营养盐结构相关性分析

5.2.1营养盐比例的时段变化

5.2.2蓝藻与营养盐结构相关性分析

5.2.3绿藻与营养盐结构相关性分析

5.2.4硅藻与营养盐结构相关性分析

5.3主要藻种与光照相关性分析

5.3.1蓝藻与光照相关性分析

5.3.2绿藻与光照相关性分析

5.3.3硅藻与光照相关性分析

5.4小结

6 结论及建议

6.1结论

6.2建议

致 谢

参考文献

附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文

附 图