亚热带大型河流型水库—富春江水库浮游植物群落及其与环境因子的关系

为了掌握富春江水库浮游植物群落特征,探寻其与环境因子的关系,于2006年1月至2007年12月,对其进行了20次采样调查.鉴定结果表明富春江水库共有浮游植物107种,浮游植物密度范围在0.21×10~5-3.01×10~7cells/L之间.浮游植物组成随季节变化有所不同,春季绿藻、隐藻、硅藻占优势,夏季蓝藻和硅藻占优势,秋冬季硅藻、隐藻占优势.浮游植物群落结构受水文条件的影响较大,浮游植物密度与水体温度呈显著正相关,与透明度在不同范围内表现出不同的相关关系;与TN、TP在不同范围内表现出不同的相关关系,与TN/TP及可溶性硅呈显著正相关.库区总氮和总磷浓度均很高,足够满足藻类生长需要;TN/TP较低,基本在8-30之间,说明氮磷含量不是富春江库区藻类生长的限制因子.水文季节性变化会明显地影响浮游植物群落结构和密度的季节性变化,特别是降雨、水温及水力滞留时间等因子是影响水库浮游植物群落结构及密度变化的主要因子.     

特大洪水对浮游植物群落及其演替的影响——以广东高州水库为例

洪水事件能够在短时间内对生态系统的物理与生物过程产生重大影响,从而导致浮游植物群落结构的快速演替.2010年9月,广东省大型水库——高州水库发生特大洪水.为了解洪水的生态效应,于2010年1月-2011年12月对高州水库湖沼学变量和浮游植物进行了调查研究.特大洪水期间,高州水库流域内大量泥沙等颗粒物进入水体,将原有有机物相对较多的沉积物覆盖,有助于减少营养盐的底泥释放,洪水后次年春季枯水期水体营养盐浓度明显降低(尤其是磷,总磷浓度低于0.01 mg/L).洪水过后水体中悬浮物的组成改变,在接下来的水体混合期间无机颗粒物的再悬浮导致水体透明度显著降低,但次年水库整体的透明度升高,浮游植物生物量降低.洪水事件导致的水体理化环境的改变使水库浮游植物群落结构改变,由洪水前以群体蓝藻和大个体绿藻(H1和N A功能类群)为优势类群的群落转变为洪水后以中心纲浮游硅藻和甲藻(A、B和LO功能类群)为优势类群的群落,而以往枯水期常有发生的粘质鱼腥藻等蓝藻水华在洪水后春季枯水期没有出现.     

澜沧江梯级水库浮游植物群落结构特征及其关键驱动因子

筑坝改变河流生源要素迁移转化过程及浮游植物群落分布特征,影响河流生态系统结构与功能。为探究梯级筑坝河流浮游植物群落结构特征及其关键驱动因子,2016年丰水期、2018和2021年丰、枯水期在澜沧江开展了浮游植物群落及相关环境要素的调研。本文重点对比分析了丰水期自然河道段和水库浮游植物间的差异,基于广义相加模型(GAM)建立浮游植物与环境要素间的关系,研究发现:丰水期浮游植物生物量显著高于枯水期,丰、枯水期浮游植物群落结构均呈现上游以硅藻门为主,中下游以绿藻门、蓝藻门为主的变化特征。营养盐和水库的水力停留时间(HRT)是导致上、下游浮游植物生物量差异的关键环境要素;总磷、水温和HRT是影响浮游植物群落多样性指数的主要环境要素;总磷、氨氮是影响丰富度指数的关键环境要素。本研究结果有助于深化理解梯级筑坝河流生态环境效应。     

广东流溪河水库湖沼学变量的时空动态特征

流溪河水库县位于北回归线上的大型山谷型水库,是一座典型的热带-亚热带过渡区水体.为了解该水库的特点,于2006年对水库的水文、营养盐状况及相关理化因子进行了逐月监测,对其主要的湖沼学变量的季节动态和空间分布进行了分析,探讨了湖沼学特征和生态过程的主要驱动因子.流溪河水库全年表层水温在14.9-31.6℃之间,水柱热分层开始于3月初,一直持续到12月,呈单循环混合模式.水库的水动力学主要受降水和水库用水的影响,2006年全年降雨量为2960mm,平均水力滞留时间长170d;降雨量集中在丰水期(4-9月),导致丰水期水力滞留时间短(65d),丰水期与枯水期水文水动力季节性差别显著,水文水动力学变化剧烈.2006年全年湖泊区的TN、TP、Chl.a、SD的平均值分别为0.66mg/L,0.016mg/L,2.2mg/m3,3.1m,指示该水库为贫中营养型水体.N/P的质量比为41:1,DIN/DIP的质量比为78:1,说明该水库浮游植物生长在强烈的磷限制性水体中,较高的N/P比是由流域中热带-亚热带红壤中营养盐组成特点所决定.营养盐、透明度和叶绿素a等变量的分布具有明显的时空异质性,丰水期初期(4-5月)营养盐浓度显著地高于其它月份,说明地表径流是输送营养盐入库的主要途径;沿入库河流至水库大坝方向,营养盐和Chl.a具有递减规律,即:河流区>过渡区>湖泊区.受季风的影响,丰水期的降水集中加上水库的本身形态是导致流溪河水库湖沼学特征呈显著的季节性和空间梯度的关键因素.     

引水结构变化对天津于桥水库磷滞留的影响分析与生态水量估算

2014年南水北调中线一期工程通水后,天津市的水源结构发生变化,由单一滦河水源变为双水源.引水结构变化导致于桥水库入库水量变化,从而影响水库的总磷(TP)滞留.一般认为,入库总磷负荷随入库水量减少而降低,且水力停留时间越长,将越有利于总磷滞留,从而水库TP浓度降低.但根据统计数据发现,南水北调通水后于桥水库入库水量降低,TP负荷反而升高,水库TP浓度升高.何种TP滞留机制造成了这样的结果?本文通过分析2001-2018年间入库水量(W_IN)、入库总磷负荷(TPL_IN)在南水北调通水前后的变化规律,采用Vollenweider模型推求水库TP浓度和磷滞留量(R_P),探讨水力停留时间(T)对库区总磷滞留量的影响机制,并估算双水源新情势下控制于桥水库磷滞留量的生态水量.结果表明:TPL_IN随W_IN呈先降低后升高趋势;引水期τ与R_P之间存在显著的正相关关系,随着τ增加,正相关性下降,但同时考虑非引水期和引水期τ时,R_P受较小的TPL_...     

贵州三板溪水库后生浮游动物群落结构的动态变化

为探究三板溪水库后生浮游动物的群落结构及动态变化特征,于2012年11月至2013年8月枯水期、平水期及丰水期对三板溪水库后生浮游动物进行3次调查.结果表明:三板溪水库共检测到轮虫19种(属),桡足类3种(属),枝角类7种(属),曲腿龟甲轮虫(Keratella valga)、螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis)、中剑水蚤(Mesocyclops)、无节幼体(Nauplius)和长额象鼻溞(Bosmina longirostris)是主要的优势种.从季节上看,3个时期后生浮游动物物种组成相似度均在60.00%以上,但总丰度出现丰水期(575.03 ind./L)、平水期(541.87 ind./L)、枯水期(373.28 ind./L)逐渐降低的趋势,从空间上看,大坝总丰度变化最显著,为26.62~245.27 ind./L,加池丰度变化范围为159.80~224.10 ind./L,南加丰度变化范围为122.56~169.96 ind./L.总体来说,水库底层浮游动物的丰度相对于表层较低.除枯水期大坝在水深40 m处丰度最高(平均丰度为3.54 ind./L)以及加池在30 m处丰度最高(平均丰度为32.70 ind./L)外,每个采样点的最高丰度出现在0.5~20 m水层,平均丰度在19.03~45.31 ind./L之间.利用Shannon-Wiener指数和丰富度指数评价水质状况得到三板溪水库3个采样点在枯水期和丰水期为β-中污型,平水期除大坝为β-中污型外,南加和加池为轻度污染.     

广东省水库枝角类组成特征的初步研究

于2000年丰水期和枯水期调查了广东省19座典型大中型水库枝角类,随后对其中3座代表性水库进行了4年的枝角类种类定性调查.在鉴定出的枝角类16属24种中有13个广温种、7个嗜暖种、3个嗜寒种和1个特有种;每个水库的平均种类数5-6种.从个体大小来看,水库枝角类以小个体种类为主,有14种的体长小、于1 mm,它们分布广且数量多,其中优势种主要为长额象鼻溞、秀体溞、微型裸腹溞、颈沟基合溞和角突网纹溞等.透明溞和透明薄皮溞是主要的大个体种类,出现在4座贫、中营养水库的水样中.水库枝角类的丰度较低,在丰水期,平均丰度小于10 ind./L和10-20 ind./L的水库分别为14座和5座,在枯水期,为12座和5座,而高州水库和河溪水库中的平均丰度达67ind./L.主要优势种在不同营养类型水库中分布差别不大.枝角类的丰度受水力滞留时间影响,直流型水库的枝角类种群丰度的分布明显受到水流速度的影响,湖泊区枝角类个体及其食物均随水库放水输出而减少.由于采样点主要位于大坝附近,枝角类以敞水区的种类为主.从种类组成和数量来看,广东省水库枝角类具有明显的热带特点,枝角类的生物量小,以个体较小的种类优势种,大型种类的个体数量极低且身体透明.     

4种填料对氨氮的吸附效果

甘村水库是位于广东省雷州半岛的一座典型高产渔业水库,为了解该水库枯水期的轮虫群落动态特征,于2006—2007年的三个枯水期时段对该水库每进行了周一次的高频率采样．分析水库中轮虫的种类组成、丰度、生物量及相关生态因子间关系．共采集到轮虫32种,主要丰度优势种为热带亚热带水体常见的臂尾轮属种类：尾突臂尾轮虫和裂痕龟纹轮虫．由于受鱼类捕食压力影响,甘村水库轮虫优势种具有个体小、有被甲的特征三阶段枯水期之间轮虫丰度变化范围为170—2152ind．／L,三个枯水期存在显著差异（P=0.01）枯水期Ⅰ的轮虫丰度明显高于其它两个枯水期,枯水期Ⅱ的轮虫丰度最低,枯水期Ⅱ轮虫丰度低的原因是由于刚经历了夏季丰水期,水体中浮游植物丰度减少,轮虫的食物减少和鱼类捕食压力增加导致丰度降低．采样期间轮虫生物量的变化范围为10．6—677．5μg／L,三个枯水期之间没有明显差异（P=0．364）．轮虫的丰度变化主要与水体中鱼类捕食、叶绿素a浓度（食物）等因子有关,由于水体中生物量主要贡献者——大个体轮虫较少但稳定,甘村水库轮虫的生物量变化不明显．对三个枯水期轮虫种类的聚类分析表明轮虫的种类组成在丰水期前后的两个枯水期时段上存在一定差异,但从前8个优势种的丰度贡献率看,甘村水库枯水期轮虫群落组成具有较高稳定性。     

热带水库敞水区轮虫种类组成与数量结构—基于海南7座典型水库的分析

海南省是我国典型的热带区域,目前对该地区浮游动物的研究和报道极少.为了解该地区轮虫的群落组成,于2006年12月和2007年5月对分布于海南省7座典型的水库敞水区进行了采样调查.共采集到轮虫32种,多为营浮游性生活的广温性和嗜温性种类.在不同时期,水库具体优势种类及其相对优势度有一定差别,主要优势种个体较小且有被甲.在丰水期,剪形臂尾轮虫和镰状臂尾轮虫为主要优势种,在枯水期则以柬隐三肢轮虫为主要优势种.海南省7座水库的平均丰度和生物量分别为66.8ind./L和21.6μg/L,均远低于亚热带和温带地区.总体上,海南省水库敞水区轮虫呈现出种类少、个体小、丰度低的特点.尽管两次采样期间的轮虫优势种的相对丰度存在一定变化,但轮虫的种类组成结构相对一致,反映出该地区水库轮虫的群落结构具有较高稳定性.     

三峡水库支流小江富营养化模型构建及在水量调度控藻中的应用

三峡水库蓄水以来,支流小江呈富营养化加重的趋势,且多次暴发春季水华.水库蓄水以后支流流速变缓,水体滞留时间增加,是引发支流水华的主要因素之一.基于MIKE软件,建立小江调节坝下游至河口的二维水动力-富营养化模型,考虑碳、氮、磷3种元素在浮游植物有机体、死亡腐屑和无机盐中的循环转化,模拟小江河段的春季水华过程.分析小江生态调节坝的水量调节抑藻作用,即人为制造"洪水脉冲",增加短时间内的水流流速,对下游流场进行扰动以控制水华.计算结果表明,增大泄水量对调节坝下游的小江河段的春季藻华总体上具有一定的抑制作用.小江上游河段调度作用效果明显,下游高阳至入汇口河段调节作用较小,上游调节坝水力调度可以作为三峡水库支流水华应急治理措施之一.营养盐控制应该是控制支流水华的根本措施.     

鄱阳湖浮游植物时空变化特征及其对极端洪枯事件的响应

鄱阳湖作为中国最大的淡水湖泊,其水生态健康状态始终是人们关注的热点。近些年,鄱阳湖极端洪旱灾害频发,浮游植物生长受极端洪旱的影响发生了明显变化。为分析浮游植物时空变化特征、探究环境因子对鄱阳湖浮游植物影响机制以及极端洪枯事件对浮游植物的影响,利用结构方程模型(SEM)构建浮游植物与环境因子的影响路径模型,定量分析环境因子对浮游植物的影响程度。结果表明,鄱阳湖浮游植物以蓝藻、绿藻为主且有明显的季节特征,在7月丰水期浮游植物密度达到最高;由结构方程模型(SEM)可知,影响浮游植物密度最关键的因子为物理因子(水温>pH>透明度>溶解氧),其次为营养物质(总氮>硝态氮>总磷>磷酸盐),浮游植物对高温、高营养和高pH较偏好。2020年极端洪水和2022年极端高温干旱,浮游植物密度主要受水温、溶解氧、透明度等物理因子的影响;在影响较小的营养物质中,主要的限制性因素分别为磷和氮。与正常年份相比,极端洪水年鄱阳湖受入湖来水及降雨的增多,湖区水量急剧增加,“稀释”作用超过水温和透明度对浮游植物生长的促进作用造成浮游植物密度和生物量有所下降;在营养物质中,磷成为主要限制性因素。而极端高温干旱年受入湖来水的减少及湖水的快速蒸发,“浓缩”作用超过水温和透明度对浮游植物生长的抑制作用造成浮游植物密度和生物量显著增加,同时,营养物质对浮游植物的作用更加凸显。研究结果表明极端洪枯事件导致鄱阳湖浮游植物变化明显,确定其对浮游植物的影响机制,可以为极端洪枯事件下浮游植物监测、管理提供一定的理论基础。     

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.     

Ecological engineering in a eutrophic lake: A case study of large aquatic macrophyte enclosures in Baima Lake,China

Ecological restoration of eutrophic lakes using aquatic macrophytes is an important and practical technology. Here, we investigated the response of phytoplankton and zooplankton to a large-scale 2015-built aquatic macrophyte enclosure (AME, 200,000 m²) screened of by a PVC net in Baima Lake, a eutrophic lake, from spring to autumn of 2019. AME significantly improved water quality by increasing water transparency, and reducing total nitrogen, total phosphorus, and chlorophyll-a content during the growing season. AME significantly decreased phytoplankton abundance and biomass and marginally increased zooplankton abundance and biomass. Phytoplankton and zooplankton communities were closely related to environmental factors, such as water temperature, conductivity, total phosphorus, chemical oxygen demand, and chlorophyll-a inside and outside the AME. The zooplankton:phytoplankton biomass ratio inside was slightly higher than outside the AME. Zooplankton and phytoplankton biomass were significantly positively correlated inside and outside the AME, as were chlorophyll-a and total phosphorus. We found phosphorus to be a key factor limiting primary productivity in Baima Lake, and that bottom-up effects were the main driver to control phytoplankton in the AME. Using aquatic macrophytes to reduce nutrient loads is an effective way to manage eutrophication in Baima Lake.     

Impact of stress and disturbance factors on the phytoplankton communities in Northeastern Brazil reservoir

The ecology of phytoplankton reservoir communities plays a pivotal role in their management and in the development of inland fisheries in the water scarce semi-arid regions of Rio Grande do Norte State, Brazil. The hydrological conditions characterizing these reservoirs include infrequent rainfall and high evaporative loses. The phytoplankton assemblages in tropical climate are structured primarily on dry and wet cycles, not the annual temperature and light regime. The purpose of the current study was to investigate the ecological aspects of phytoplankton communities from three reservoirs during the period of July 2003–June 2004, which include atypical summer rainfall and reservoir overflow. The environmental data broadly divided into two categories, stress factors and disturbance factors. The stress factors deals with the impact of high particulate organic matter and low dissolved oxygen concentrations and disturbance factors, linked to water level fluctuation through flushing and reservoir drawdown, and these events are associated with the phytoplankton assemblages. Results indicated that the three distinct hydroperiods determined the structure of phytoplankton and chlorophyll levels and limited the presence and relative abundance of cyanobacterial species. Phytoplankton succession accompanied changes in clear and turbid water phase represented by the alternate dominance between diatoms and chlorophytes. Inundation and complete filling of reservoir stimulated “s” and “r” strategists species (<20 um) of unicellular and some colonial members of chlorophytes and cryptomonads in highly turbid water environment, and “c” strategist species in rest of the wet period following disturbance gradients. Statistical analysis elicited a significant relationship between particulate organic matter and relative abundance of smaller chlorophytes, which was deemed as stress factor. The flushing and reservoir drawdown indicate disturbance gradient and as a consequence high diversity. Furthermore, a substantial reduction in chlorophyll levels was registered in turbid water phase is related to the reduction of light penetration and re-suspension of sediments. Considering these results, it can be suggested that the well-managed reservoir drawdown can possibly maintain an environment free of eutrophication and cyanobacterial dominance.     

典型枯水年长江干流硅的分布、输送与滞留

于特枯水情年对三峡水库溶解硅和长江干流自涪陵至河口段悬浮颗粒物、溶解硅、生物硅和叶绿素a浓度等进行调查.研究表明,在平水期和汛期末,长江干流水体溶解硅和生物硅浓度和通量在其上游受大坝"滞留"效应的影响呈现沿程降低的趋势,中、下游受"两湖"和汉江等的补充作用有明显升高.在枯水年,长江干流水体生物硅浓度占活性硅(溶解硅和生物硅之和)浓度的2%~5%,显著低于平水年的比例(13%),同时也低于世界河流的平均水平(16%).三峡水库在4-12月份减少溶解硅向下游的输送通量,而在1-3月份增加溶解硅的输送通量;水库在枯水年滞留了大约3%~6%的溶解硅.三峡水库内低的初级生产水平和高的生物硅再生速率是其难以对溶解硅形成有效滞留的主要因素.大坝下游会因清水下泄产生潜在的滞留效应,不过还需要更多的数据去量化.     

贵州百花湖麦西河河口浮游植物群落结构及与环境因子关系

2009年7月至2010年6月,以每月一次的频率对百花湖(水库)麦西河河口浮游植物群落结构和环境因子进行调查.监测到浮游植物66种(属),浮游植物主要由绿藻、硅藻和蓝藻组成,夏秋季湖泊假鱼腥藻(Pseudanabaena limnetica)为优势浮游植物,而冬春季梅尼小环藻(Cyclotella meneghinia...     

2002-2017年千岛湖浮游植物群落结构变化及其影响因素

为认识大型水库中浮游植物群落结构的演替特征及其驱动机制,以钱塘江流域新安江水库（下称"千岛湖"）为例,基于2002-2017年16年的水库浮游植物数据,结合同期千岛湖水质与水文气象资料,分析了千岛湖浮游植物结构及优势属的长期变化特征,探讨了影响浮游植物群落结构变化的主要因素.结果表明：2002-2017年千岛湖共鉴定出浮游植物7门93属,主要由硅藻门、绿藻门、蓝藻门及隐藻门种类组成.16年间,浮游植物年均丰度和群落结构经历了4个阶段：2008年前丰度持续低值且蓝藻不是主要类群,2009-2012年丰度较高且蓝藻成为主要类群,及2013-2015丰度降低且蓝藻占比降低,2016-2017年丰度增加且蓝藻再次成为主要类群.浮游植物门类变化的同时伴随着优势属的变化：浮游植物年优势属从2002-2008年的小环藻属（Cyclotella）、隐藻属（Cryptomonas）和蓝隐藻属（Chroomonas）转变为2009-2012年的颤藻属（Oscillatoria）、小球藻属（Chlorella）、小环藻属和蓝隐藻属,2013-2017年又转变为鱼腥藻属（Anabaena）、束丝藻属（Aphanizomenon）、小环藻属、针杆藻属（Synedra）、直链藻属（Melosira）、栅藻属（Scenedesmus）和蓝隐藻属.冗余分析表明,气温、风速、水位、入库流量等气象水文因子和总氮浓度、电导率、氮磷比、透明度等水质因子与浮游植物群落结构变化关系密切.研究结果表明,在千岛湖这种大型贫-中营养水库,浮游植物群落结构不仅受来水营养盐负荷的影响,还在很大程度上受水文、气象条件的影响,给水库藻类水华等生态风险的预测以及水库水质管理带来了挑战.     

Factors structuring phytoplankton community in a large tropical river: Case study in the Red River (Vietnam)

Algal assemblages have been widely used as an ecological indicator of aquatic ecosystem health conditions because of their specific sensitivity to a wide variety of environmental conditions. In turbid rivers, as in other aquatic systems, phytoplankton structure plays an important role in structuring aquatic food webs. Worldwide, phytoplankton is less studied in turbid, large tropical rivers compared to temperate river systems. The present study aimed to describe the phytoplankton diversity and abundance in a turbid tropical river (the Red River, northern part of Vietnam from 20°00 to 25°30 North; from 100°00 to 107°10 East) and to determine the importance of a series of environmental variables in controlling the phytoplankton community composition. Phytoplankton community was composed of 169 phytoplankton taxa from six algal groups including Bacillariophyceae, Chlorophyceae, Cryptophyceae, Euglenophyceae, Dinophyceae and Cyanobacteria. Community composition varied both spatially and with season. Sixteen measurement environmental variables were used as input variables for a three-layer backpropagation neural network that was developed to predict the phytoplankton abundance. Phytoplankton abundance was successfully predicted using the tagsig transfer function and the Levenberg-Marquardt backpropagation algorithm. The network was trained to provide a good overall linear fit to the total data set with a slope (R) and mean square error (MSE) of 0.808 and 0.0107, respectively. The sensitivity analysis and neutral interpretation diagram revealed that total phosphorus (TP), flow discharge, water temperature and P-PO₄³⁻ were the significant variables. The results showed that the developed ANN model was able to simulate phytoplankton abundance in the Red River. These findings can help for gaining insight into and the relationship between phytoplankton and environmental factors in this complex, turbid, tropical river.