我国水库浮游植物群落结构特征及环境影响因子的研究——以洋河水库为例

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本文通过对我国110个水库浮游植物群落组成与其环境因子的数据挖掘与分析,探讨在水库中影响浮游植物群落结构特征的重要因素,并以秦皇岛市重要饮用水源地洋河水库作为案例分析,取得的主要研究结果与结论如下:  1.针对我国110个水库浮游植物群落特征分析,表现为南北部地区蓝藻所占比例较大,中部地区水库多以硅藻绿藻占优。通过CCA分析各浮游植物门类所占总生物量百分比与环境因子之间关系,结果表明,蓝藻与蓄水时长和正常蓄水位关系最为密切,绿藻与硅藻则与库容正相关,与氮营养盐负相关。结合广义可加模型(GAM)深入讨论物种与多个环境因子间关系,结果显示,水库的地理位置(纬度、经度、正常蓄水位)及物理特征(库容、水面面积、蓄水时长)对蓝、绿、硅藻的空间分布影响最为明显,其次是氮磷营养盐,而年均温度和年均降雨量则无明显相关。以上分析表明,营养盐虽然与藻类生长有着直接的关系,但由于水库受是人为干扰严重的水体,其相关性被其他物理因素削弱。然而,水库等高线图表明,浮游植物占总生物量比例达到最大时所需的氮、磷浓度阈值表现为蓝藻>绿藻>硅藻。  2.通过对洋河水库的周年浮游植物动态研究,结果显示洋河水库浮游植物共有8门41属49种,主要优势种为:惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii),铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa),啮噬隐藻(Cryptomonas erosa),克洛脆杆藻(Fragiaria crotomensis),波吉卵囊藻(Oocystis borgei)及飞燕角甲藻(Ceratium hirundinella)。研究期间发现,浮游植物群落结构的季节变化与水温密切相关,其中微囊藻作为夏季绝对优势种(2009年),其生物量主要受到氮的影响,但造成2007年水库异味污染的螺旋鱼腥藻(Anabaena spiroides)则由于磷的限制并未大规模爆发。结合藻毒素的分析,2009年洋河水库微囊藻毒素含量相比2007年水平明显偏低,主要原因是由铜绿微囊藻,惠氏微囊藻,螺旋鱼腥藻三者在两种不同氮磷浓度环境条件下的不同竞争生长结果导致,从而进一步表明洋河水库水体限制磷对浮游植物群落结构影响的重要性。  3.对比分析洋河水库浅水和深水区域浮游植物全年的稳态聚集情况及相关环境因子的影响,结果表明,洋河水库深水区域浮游植物比浅水区域更易形成稳态,稳态持续时间也更久,所含优势种类也更多。研究表明,深水区稳定的跃温层和浅水区动荡的氮、磷浓度是造成这些差异的原因。因此,我们推测在洋河水库类似的富营养化水体中,相比温度,高浓度营养盐如NOx-N,对浮游植物的稳态聚集影响更为重要。  以上研究结果对我国水库管理、控制富营养化和减少水华危害具有一定的指导意义。
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