一座富营养化水库——福建山仔水库夏季热分层期间浮游植物垂向分布

对福建省水温分层型富营养化山仔水库夏季大坝断面垂向水体的物理化学参数进行了监测分析,并应用荧光分析法结合显微镜细胞计数法,对垂向分层水体和沉积物中的浮游植物生物量、群落组成及丰度进行了分析.结果表明,水库的水温分层能够引起水化学指标的分层.夏季大坝断面水体中的浮游植物以蓝藻门微囊藻属占绝对优势,垂向分布表现为表层的浮游植物细胞数量高于底层,温跃层以下细胞数急剧减少,水温分层可能决定着浮游植物的垂向分布,底泥中的浮游植物将为水体的水华提供"种源".     

新安江水库(千岛湖)湖泊区夏季热分层期间垂向理化及浮游植物特征

2010年7月对亚热带特大型水库——新安江水库湖泊区水体的垂向物理、化学参数以及浮游植物群落进行了观测研究,并应用Water-PAM对水体浮游植物垂向光合作用参数进行了测定.研究结果表明:夏季该水库湖泊区在水下10～20 m处形成明显的温跃层,垂向pH值、溶解氧及浊度的变化同叶绿素a浓度呈现高度一致;夏季浮游植物群落以硅藻占绝对优势,水体表层以梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)为主,表层以下其它各层均以巴豆叶脆杆藻(Fragilaria cro-tonensis)为绝对优势种,垂向分布表现为5～10 m区间为浮游植物高密度区域,温跃层以下浮游植物密度显著下降,水温分层可能是决定浮游植物垂向分布的重要因素之一.浮游植物最大光合效率从表层向下层逐步降低,实际光合效率最大值出现在垂向10 m区域.     

贵州高原水库冬季浮游植物中汞及甲基汞分布特征

为了解贵州高原水库浮游植物中汞和甲基汞的分布特征及浮游植物对汞及甲基汞的富集特点,于2012年12月对贵州省的5座高原水库中浮游植物和汞形态进行采样调查.研究结果表明:冬季贵州高原水库浮游植物群落主要是由硅藻组成,5座水库浮游植物丰度有明显差异.百花湖大坝处浮游植物丰度最高,为29.05×104cells/L;三板溪水库浮游植物丰度最低,仅为0.49×104cells/L.浮游植物中总汞和甲基汞的浓度分别在29.29~277.07 ng/g和1.12~10.93 ng/g之间,总汞含量以百花湖岩脚寨最高,甲基汞含量以百花湖大坝最高.总汞和甲基汞在浮游植物中的生物富集系数分别在1.42×104~9.78×104和3.10×104~4.43×105之间.在浮游植物富集无机汞及甲基汞的系数中,百花湖中浮游植物对无机汞生物富集系数最高,而红枫湖中浮游植物对甲基汞的生物富集系数最高.浮游植物种类组成不同对汞及甲基汞的生物富集有影响.浮游植物中的总汞与水体中的总汞、甲基汞和溶解态甲基汞都存在显著的相关关系,浮游植物中的甲基汞与水体中的总汞及甲基汞不存在显著相关性.甲基汞在浮游植物中富集不是简单的吸收,存在着影响甲基汞在浮游植物中富集的其它因素.浮游植物中的甲基汞与水体富营养化环境因子(透明度、总氮、硝氮)均呈负相关关系,表明水体富营养化的程度不同对浮游植物中的甲基汞浓度有影响.     

热分层对水库水质的季节性影响——以西安黑河水库为例

深水水库作为城市的重要供水水源,通常由于热量在垂向水体上的不均匀分配形成热分层.热分层会阻碍垂向上水体交换引发水质分层现象,在冬季水库发生“翻库”之后,水体混合导致水库的整体水质下降.结合热分层指数可以客观、直接地表达水库热分层的稳定程度.综合水库的气温、水体更新率和水质参数(溶解氧、pH、总磷、氨氮)的年度变化,对陕西黑河水库2008-2010年的热分层状况进行研究.研究表明:水库的热分层形成会直接恶化底部水质尤其会加速底部水体中溶解氧的消耗;热分层的年度变化主要受气温控制,但在特定时期较大的水体更新率可以在一定程度上弱化水体热分层,减缓底部水质恶化.该结果可使水库管理者在水库分层最稳定、水质恶化最严重时期以人工调节水体更新率的方式弱化热分层,为保证水质安全提供参考.     

天目湖沙河水库溶解氧分层的季节变化及其对水环境影响的模拟

溶解氧(DO)是水体能否维持生态平衡的重要指标,是湖泊初级生产力与水动力条件的综合反映.研究DO及其分层的季节变化对认识湖库的富营养化过程有重要意义.本研究以天目湖沙河水库为例,运用西澳大学开发的三维水动力水质模型——ELCOM-CAEDYM对天目湖的水温、DO和总磷(TP)进行了为期1年的数值模拟.结果表明,模型较好地模拟出了水体温度和DO分层过程以及TP的时空分布,3个指标在水体表层、中层和底层的模拟值与实测值拟合良好,均方根误差分别在1.8℃、1.8 mg/L和0.003 mg/L以内,Nash-Sutcliffe有效性系数均在0.7以上,相对误差均低于10%.沙河水库不同季节的DO垂向分层与温跃层协同变化:冬季垂向混合;春季(4月)温跃层开始发育,底部出现氧不足;夏季(7月)温跃层位于4~10 m之间,同时底部低氧区(DO<2 mg/L)面积达35%;秋季(9月末)低氧区随着温跃层的消失而消失;冬季再次垂向混合.全湖DO和TP的时空分布表明,南半库区磷的来源主要是外源输入,而北半库区磷的来源主要是由水体底部低氧导致的磷内源释放.DO季节分层还有可能通过影响藻类活动而对水环境造成影响.     

福建山仔水库不同季节表层沉积物内源磷负荷分析

对山仔水库沉积物各形态磷的季节性特征以及夏、冬季磷释放速率进行研究.结果表明,该水库表层沉积物含有较丰富的磷,4个季节各采样点表层沉积物总磷含量范围为(521.23±7.60)~(1255.54±11.03)μg/g,夏季各采样断面中总磷含量及各形态磷含量均高于其他季节.表层沉积物磷以无机磷为主,且主要赋存形态为铁/铝结合态磷.活性较大的铁/铝结合态磷和有机磷占总磷量的77%~90%.柱状样模拟实验结果表明:夏季溶解性磷释放平均速率范围在1.66~2.49 mg/(m2·d),冬季溶解性磷释放平均速率范围为0.69~1.29 mg/(m2·d),夏季各采样点表层沉积物磷释放速率约为冬季的2倍.由于水温分层,夏季沉积物释放的溶解性磷主要滞留在上覆层,但夏季暴雨天气可能导致水温分层破坏,沉积物释放的溶解性磷对水体将产生重要影响;冬季由于水温分层破坏导致上、下水层混合,沉积物释放的溶解性磷被带到上层,对上覆水体水质的影响不容忽视.     

基于功能群对比分析黔中普定水库和桂家湖水库浮游植物群落结构特征

为了解黔中地区浮游植物群落结构特征,同时为了研究功能群对水环境的指示,选取黔中2座典型水库——普定水库和桂家湖水库,分别于2015年的枯水期(1月)和丰水期(8月)进行浮游植物采样分析.结果表明:(1)2座水库营养盐无显著性差异,水动力学参数(水温、混合层深度、透明度、真光层深度、水柱相对稳定性、光的可获得性)存在显著性差异.(2)普定水库共归类出18个功能类群,桂家湖水库共归类出15个功能类群.普定水库优势功能群水期分布特征:枯水期LO→丰水期B+P;桂家湖水库优势功能群水期分布特征:枯水期B+J+Y→丰水期B+J.垂直层面上,普定水库枯水期以甲藻组成的优势功能群LO在三岔街采样点表层藻类生物量达到峰值(18529μg/L),远高于中层和底层水体以及其他采样点,与该点水文特性以及组成LO的甲藻特征有关.丰水期以硅藻组成的功能群P在小河采样点的中层藻类生物量最大(2741μg/L),远高于该点的表层水体及其他采样点,与P类群耐受低光有关.而桂家湖水库由于面积小、水位浅且少有人为干扰,故样点间环境因子差异小,整个水体优势功能群分布高度一致.(3)经RDA分析,水动力学参数、营养盐、p H和电导率是影响普定水库浮游植物群落分布的主要环境因子;桂家湖水库仅水动力学参数(水温和水柱相对稳定性)是主要因子.(4)从浮游植物功能群适宜生境来看,普定水库为富营养水体,桂家湖水库为中到富营养水体.由分析得出隶属于不同水域的2座水库浮游植物群落结构及水环境均存在显著性差异.     

广东长潭水库富营养化与浮游植物分布特征

为掌握梅州市长潭水库富营养化状态与浮游植物分布特征,为控制藻类水华暴发提供科学依据,2011年10月至2012年7月,在长潭水库关键断面选取10个监测点,测定水体理化特征、浮游植物种类、丰度等指标,采用营养状态指数(TLI)和Shannon-Wiener多样性指数法对水质污染现状进行评价,并分析浮游植物类群分布特征.结果表明:长潭水库水体富营养状态在4、10和12月处于中营养级,7月份处于富营养级,营养指数从库区中游上游逐渐降低;观测期间共检出浮游植物4门11科16属,通过丰度比较,发现长潭水库以蓝绿藻为优势种,并且季节变化明显,总体表现为7月 >4月 >10月 >12月;藻类多样性指数分析显示,水库水体污染水平为中度,中游和库区(除7月)为轻度污染,与综合营养指数结果一致;长潭水库污染源调查分析结果表明,该水库主要为氮、磷污染,污染源主要为上游禽畜养殖废水.     

西南峡谷型水库的季节性分层与水质的突发性恶化

选择西南云贵高原乌江流域的百花湖水库进行了气象、水温度和水化学(DO、FeⅡ和MnⅡ)的连续监测(13个月).结果表明,由于气候等原因,百花湖水库的水体在夏季形成分层,但是没有典型分层湖泊的温跃层变化,这种水体温度结构可以在4-10月保持稳定;这种"不显著的"温度分层结构,有效限制了上下水团的混合,形成显著的水体溶解氧分层,氧化/还原界面可达到水深8m左右.20世纪90年代初以来,贵州多座水库频繁出现的季节性水质恶化现象,与水库水体混合期(多为夏末初秋),水体分层结构失稳有关.上下层水体的垂直交替,使下层水体中的还原性物质带入上层湖水,造成表层水体缺氧和表观浑浊,鱼类窒息死亡.在百花湖水库的研究表明,西南地区深水水库,可以在夏季出现一定的水体温度分层结构,并导致显著的水体水化学(如溶解氧)分层,进而影响水库水环境质量.     

西北干旱区典型水库浮游植物群落结构特征及驱动因子

为了解西北干旱区水库浮游植物群落结构特征,并进一步探究浮游植物与环境因子之间的相关关系,于2017年对张掖境内不同分布区域的8座典型水库进行为期4个季度的采样调查.结果显示,调查期间共计检出浮游植物8门106属294种,其中硅藻门、绿藻门和蓝藻门占比分别为48.35%、26.64%和14.47%.浮游植物密度在0.3×104～4.38×107cells/L之间,夏、秋季较高,冬季最低,且随着海拔的降低浮游植物密度呈现显著升高的趋势.Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数和Margalef指数年均值分别为2.26、0.77、1.20和0.86,综合浮游植物细胞密度和物种组成对水质进行评价可知,K1、K2、K3和K5水库为贫营养,K4、K6、K7和K8水库为中营养—富营养.Spearman相关性分析和典范对应分析发现,总氮、电导率、温度和海拔是水库浮游植物密度大小及优势种分布的主要影响因子,低海拔水库中细小平裂藻(Merismopedia minima)、史密斯微囊藻(Microcystis smithii)和惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)等水华蓝藻随着水温升高而占据绝对优势,尤其史密斯微囊藻密度在夏季超过水华阈值(107cells/L),值得引起注意.     

Eutrophication and retention time affecting spatial heterogeneity in a tropical reservoir

Longitudinal heterogeneity in reservoirs is especially related to increase in sedimentation and water transparency along the river/dam axis. Consequently, primary production tends to reach higher values in intermediate regions where there is a balance between the availability of the main resources (light and nutrients) suitable for phytoplankton growth. Many factors such as reservoir morphometry, retention time, thermal stratification and geographical location can affect the boundaries between these regions. The tropical Funil Reservoir (Brazil), despite a low retention time, has experienced severe eutrophication in recent decades, with persistent cyanobacteria blooms. During the course of 1 year, samples were collected at four stations along the reservoir (fluvial, intermediate and lentic compartments) to evaluate if spatial heterogeneity could affect the occurrence and distribution of these blooms along the reservoir. Although the reservoir has a short annual retention time (mean 41.5 days), the typical zonation pattern was observed for the main abiotic variables and phytoplankton abundance. However, higher biomass occurred in the lentic compartment rather than in the intermediate zone. Despite the peculiar heterogeneity in total biomass, the phytoplankton composition and seasonal variability were very similar along the entire reservoir, with a few marked differences only in the fluvial zone. Phytoplankton total biomass in Funil Reservoir was high, even in periods of lower seasonal retention time (around 15 days), and was especially related to high input of nutrients. Moreover, retention time directly affects the spatial heterogeneity of phytoplankton biomass, since strong variability was only observed during the cold-dry season, corresponding to periods of longer retention time (around 80 days). While high availability of nutrients promoted high cyanobacterial biomass in the entire system, the few periods of heterogeneous spatiality seemed to be related to changes in retention time.     

Seasonal and year-to-year dynamics of phytoplankton in connection with the level regime of the Kuibyshev Reservoir

The results of long-term observations are used to analyze the seasonal and year-to-year variations of the abundance and biomass of planktonic algae in connection with the seasonal dynamics of water level in the Kuibyshev Reservoir. The dynamics of level regime in the reservoir in combination with climate conditions are a determining factor for phytoplankton development. The adverse effects of eutrophication (in particular, water blooming) can be reduced by maintaining an optimal water level in the reservoir—not below the normal water level (53 m BS) in the summer.     

Long-term zooplankton dynamics in the Rybinsk Reservoir (1956–2005)

Materials of half-century observations of zooplankton in the Rybinsk Reservoir were used to establish reversible variations in its structure, abundance, and biomass and irreversible variations in the characteristics (trends). Variations with periods of ∼10 and 20 years have the largest effect on the community dynamics. Regression models are presented describing the dependence of zooplankton biomass averaged over May–October on its values in summer months and on the concentrations of chlorophyll a and phytoplankton and hydrothermal characteristics of the water body. Changes in zooplankton community under the effect of eutrophication and de-eutrophication of reservoir ecosystem are discussed.     

动态调水过程水文和理化因子共同驱动丹江口水库库湾浮游植物季节变化

丹江口水库是南水北调中线工程水源地,库湾是水库型湖泊水质安全敏感区,动态调水过程库湾水质直接关系到调水安全.为探究动态调水过程中丹江口水库库湾浮游植物季节变化规律和驱动因子,2018年7月—2019年7月,从丹库入库口到渠首调水口,按季节对18个样点进行水质和浮游植物群落组成分析.从整个丹库来看,浮游植物全年总丰度变化范围为0.43×10~3～4.7× 10~6 cells/L,夏季最高,秋季最低;Shannon-Wiener指数春季最高,秋季最低.春季群落为硅藻—绿藻型,夏季为绿藻—硅藻型,秋季为蓝藻型,冬季为蓝藻—绿藻—硅藻型,秋季蓝藻相对丰度最高.位于丹库准保护区内的库湾胡寨,秋季水体电导率、总氮、总磷和叶绿素a浓度最大,蓝藻丰度最高.从入库口经库湾到调水口,浮游植物群落组成存在明显演替.从水文因子来看,秋季水库水位较高,调水流速和流量增加,线性回归分析表明,水位对ShannonWiener指数的影响最为明显,水位越高则多样性指数越低;流量和流速与Shannon-Wiener指数也呈负相关,但相关性较低.方差分解分析发现,水文因子和理化因子共同影响了浮游植物群落组成;偏Mantel分析显示3个库湾浮游植物群落组成与水温、氧化还原电位、化学需氧量、总氮和总磷浓度相关;典范对应分析也表明,总氮是影响库湾浮游植物群落组成最显著的环境因子.人类干扰活动改变了库湾水质理化性质,强干扰提高了蓝藻门丰度.因此,控制库湾人类干扰强度,尤其在水位和调水量较高的秋季,对于改善水体藻类组成、保护整个丹江口水库水质具有重要意义.     

丹江口水库浮游植物群落时空变化及其与环境因子的关系

研究丹江口水库在完成高水位蓄水期间浮游植物群落的时空动态特征可为丹江口水库的水质保护与生态系统结构优化及健康管理提供一定科学依据。本研究基于2018—2020年的水库浮游植物监测数据,结合同期水库水体的理化参数,分析了丹江口水库浮游植物在不同年度、季度及空间的变化特征,以及影响浮游植物群落结构变化的主要环境因子。结果显示该区域共检测出浮游植物7个门类,其中蓝藻门、硅藻门、绿藻门、隐藻门为优势类群。2018—2020年浮游植物年均密度分别为1.96×10⁶、2.55×10⁶和5.07×10⁶ cells/L,呈现出逐年增高趋势。浮游植物季度密度表现为秋季>夏季>春季>冬季,在夏秋季节蓝藻门和绿藻门占优势,春冬季节硅藻门和隐藻门占优势,同时硅藻门在四季中均占据生长优势。空间上库区浮游植物密度明显高于支流,且汉江库区浮游植物密度高于丹江库区,其中蓝藻门和绿藻门主要在库区大量出现,而支流则以硅藻门和隐藻门为主。RDA分析显示,影响丹江口水库浮游植物的主要环境因子是水温,其次为化学需氧量、氨氮和总磷。在不同季节和...     

丹江口水库浮游植物时空变化特征

为研究丹江口浮游植物的群落特征,探讨影响浮游植物时空分布的环境因子,于2014年5月2015年4月对丹江口水库进行了为期1年的调查.此次调查共采集到浮游植物66种,隶属于7门21科38属.浮游植物全年平均生物量为0.35 mg/L,平均密度为9.08×10~5cells/L.优势种为脆杆藻、小环藻、直链藻和栅藻,其中脆杆藻所占比例最大,平均生物量为0.089 mg/L,占总生物量的25.43%.近些年丹江口水库营养水平的提高可能是脆杆藻生物量升高的主要原因.绿藻和蓝藻在夏季大量繁殖,硅藻为春、秋和冬季优势门类.汉江库区浮游植物生物量大于丹江库区,两个库区的浮游植物种类组成存在明显的差异,丹江库区优势门类为硅藻门,而汉江库区为绿藻门.浮游植物生物量与环境因子的相关分析表明,浮游植物生物量的主要影响因子是总磷浓度、pH值和溶解氧浓度.RDA分析表明,影响浮游植物组成的主要环境因子是溶解氧浓度、pH值、总磷浓度和水温.为控制浮游植物的生物量,防止其异常增殖造成水华,应严格控制外源营养盐特别是磷元素的输入.本研究可为丹江口水库的水质改善及富营养化防治提供一定的科学依据.     

Comparison of reservoirs in the Moskva-Vazuza water system in terms of phytoplankton abundance and eutrophication degree

Based on the analysis of long-term data, phytoplankton biomass is shown to grow in the Vazuza-Yauza-Ruza-Mozhaisk-Ozerna series of reservoirs. The first three reservoirs (their near-dam areas) can be referred to mesotrophic water bodies and the other reservoirs, to slightly eutrophic. It has been revealed that, with an increase in the water body productivity (from the Vazuza Reservoir to the Ozerna Reservoir), the share of blue-green algae increases, while the share of diatomic algae decreases. The concentration of phosphorus in water bodies is an important factor of phytoplankton abundance.     

Distribution and controlling factors of phytoplankton assemblages in a semi-enclosed bay during spring and summer

The phytoplankton assemblages' patterns and their correlation to environmental factors were studied in Bohai Bay during spring and summer. Two zones, the northern (NWA) and southern (SWA) water area, were identified by cluster analysis based on their physical and chemical properties. Principal component analysis (PCA) showed that more phytoplankton species was found in the SWA with low nutrient concentration, while high phytoplankton abundance occurred in the NWA with high nutrient concentration. The seasonal variability in phytoplankton can be explained by water temperature, nutrient, and hydrodynamic conditions (includes mixing during spring and stratification during summer). Results of redundancy analysis (RDA) showed that silicate (SiO(4)) and soluble reactive phosphorus (SRP) were the most important environmental factors influencing the phytoplankton distribution during spring and summer, respectively. Hydrodynamics condition plays a key role in controlling variation of the environmental factors, which determined phytoplankton distribution in Bohai Bay.     

天目湖沙河水库水质对流域开发与保护的响应

利用长期水质监测资料,对苏南地区天目湖沙河水库十多年来的开发与保护工作的水库水质影响情况进行了分析.结果发现:大规模放养鳙鱼等不合理的渔业开发对水库硅藻、蓝藻等浮游植物异常增殖有较大的促进作用;在营养盐处于中富营养水平下,利用不同食性鱼类的组合调控,能够较快地抑制浮游植物的异常增殖,但当浮游植物生物量下降到一定程度以后,其控制能力下降,营养盐和气候因子的影响变得更为重要;流域的旅游开发和农业开发都对水库营养盐、透明度等水质指标产生较大影响,特别是坡地大规模茶叶种植等农业开发对水库氮的影响十分明显;春季少雨等气候变化因子对水库氮等营养盐浓度影响较大,但影响是短时段的.研究表明,合理调控水库渔业养殖,控制流域农业、旅游等开发活动强度,减少农业化肥施用量,恢复和扩大湿地等流域营养盐削减途径,是沙河水库水质保护的关键,也对同类水库水质保护具有示范价值.