三峡水库支流河段浮游植物时空特征及影响因子分析研究

摘要

自三峡库区建成以来，富含氮、磷等营养物的各级支流的汇入致使库区水体富营养化问题日益突出。因此，加强对支流水体环境质量的监测与评价，对控制和调节三峡水库整体水环境质量具有重要意义。本研究以三峡库区北岸最大的支流——澎溪河作为研究区域，于2013年10月到2014年9月，在澎溪河沿途的双江广场、澎溪河大桥、黄石镇、康家沟、张王庙、高阳镇、猫爪子与渠马镇共8个监测断面进行水样采集及室内分析，对水质指标（浊度、总N及总P等）和浮游植物指标（门、属、种及其细胞密度和叶绿素a）进行了监测，并对分析数据运用相关分析方法筛选得到影响研究区域水体浮游植物生长的限制性因子。同时进行实验室模拟实验，通过设置平行试验，进一步论证了影响因子与浮游植物生长之间的关系。本文研究的主要结果如下:
　　①各监测断面水体浊度大小为:渠马镇＞猫爪子＞高阳镇＞张王庙＞黄石镇＞康家沟＞双江广场＞澎溪河大桥，总体上浊度的变化差异非常小，但是季节变化明显，冬季较小，而夏季则相对增大。水中总氮的浓度变化范围是0.054-45.079mg/L，总磷在0.009-0.347mg/L之间。春夏之交总氮、总磷的浓度达到最大，且均大于水体富营养化的下限(0.2mg/L)，说明澎溪河水体处于中-重度富营养化状态。
　　②共鉴定出浮游植物7门，21属，38种。其中，绿藻门属占到浮游植物总属数的38.10％，蓝藻门占23.81％，甲藻门占9.52％，硅藻门占14.29％，隐藻门、黄藻门和裸藻门均各占4.76％。
　　在空间分布上，双江大桥采样点的优势藻种为蓝藻门，澎溪桥为绿藻和蓝藻，黄石镇为绿藻门，康家沟为蓝藻和绿藻门，张王庙为蓝藻门，高阳镇为蓝藻和甲藻门，猫爪子为甲藻和蓝藻和隐藻门，渠马镇为蓝藻门。
　　在时间分布上，研究发现，各个季节采样区的优势藻种表现出了明显的演替规律，各季节优势藻类分布是:隐藻和硅藻（秋季）-黄藻（春季）-甲藻和蓝藻（夏季）-隐藻（冬季）。同时，澎溪河流域除了存在常见的蓝藻水华，还首次发现甲藻水华（2014年5月）。蓝藻水华所涉及藻种主要有念珠藻、平裂藻、威力颤藻、蛇形颤藻、包氏颤藻、皮质颤藻。甲藻水华所涉及藻种则主要是威氏多甲藻、楯形多甲藻以及体积较大的角甲藻。
　　③各监测断面浮游植物的细胞密度随采样时间发生显著变化。隐藻和蓝藻是澎溪河流域的主要藻类，在澎溪河流域的浮游植物群落构成中起到关键性的作用。绿藻在研究期间均有出现，所涉及藻属较多，主要出现在秋季，细胞密度不大。黄藻和裸藻也是澎溪河流域的常见藻种，但是其细胞密度所占的比例变化不大，所出现的藻种也比较单一固定。硅藻只在个别采样点的个别采样时间有出现，是研究区域的偶然藻种。可以看出，绿藻的种类数在检测到的所有种类数中占到很大的比例，但是其细胞密度却较小，隐藻和蓝藻的种类少但其细胞密度非常大，因此是该研究区域的优势藻种。
　　④相关分析表明，氮、磷及光照是影响浮游植物增殖的关键性因子。实验室模拟实验进一步验证了这些影响因子与浮游植物生长之间的关系，发现氮和磷的浓度过高或过低都会抑水体制浮游植物的生长。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 水体富营养化

1．1．1 水体富营养化概念及成因

1．1．2 水体富营养化的危害

1．2 浮游植物

1．2．1 主要的浮游植物

1．2．2 水华优势藻类及危害

1．3 国内外研究现状

1．3．1 水体富营养化现状

1．3．2 富营养化水体浮游植物研究现状

1．4 课题研究内容、目的及意义

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究目的及意义

1．4．3 研究技术路线

第二章 实验材料与方法

2．1 野外实测河流水样采集

2．1．1 研究区自然地理概况

2．1．2 水体样品采集

2．2 实验室模拟研究

2．2．1 模拟实验设计

2．3．实验分析

2．3．1 实验测定指标

2．3．2 实验所需仪器装置

2．3．3 各指标测定方法

2．3．4 水体中浮游植物种类、数量以及叶绿素a的计算方法

2．4 本章小结

第三章 三峡库区支流浮游植物时空特征及影响因子分析

3．1 各采样点水体的理化指标

3．1．1 水体浊度的时空变化特征

3．1．2 水体含氮元素的营养物质的时空变化特征

3．1．3 水体含磷元素的营养物质的时空变化特征

3．2 浮游植物时空变化特征

3．2．1 浮游植物各门类组成情况

3．2．2 浮游植物种类数在各采样点分布变化情况

3．2．3 浮游植物总类的时空变化特征

3．2．4 各浮游植物细胞密度所占比例的时空变化特征

3．2．5 水体叶绿素(Chla)的时空变化特征

3．2．6 浮游植物细胞密度的时空变化特征

3．3 各水质指标与浮游植物种类数相关性分析

3．4 讨论

3．5 本章小结

第四章 三峡库区支流浮游植物影响因子模拟实验

4．1 模拟实验不同阶段的表观差异

4．2 原水水质指标测试结果

4．3 不同处理条件下各水质指标的变化情况

4．3 氮磷对藻类生长的影响

4．4 光照对藻类生长的影响

4．5 讨论

4．6 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 主要结论

5．2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论文和取得的学术成果