三峡水库香溪河库湾主要营养盐的入库动态

基于香溪河及其主要支流高岚河的5a监测数据,估算三峡水库香溪河库湾氮磷营养盐的入库通量,并分析了氮磷营养盐的浓度及其通量的逐月动态.研究发现,每年大约有1623.49 t总氮和331.85 t总磷汇入香溪河库湾,其中,香溪河贡献了68.50%的总氮和91.74%的总磷.在这两条河流中,溶解无机氮是氮的主要存在形式;氮通量表现出夏季7月份偏高、春秋季次之、冬季较低的规律;面源污染是氮进入河道的主要途径.磷酸盐是香溪河磷的主要存在形式,而高岚河磷酸盐的含量则较低;香溪河磷通量的月均波动规律不明显,高岚河磷通量的高峰期出现在春末和夏季;高岚河的磷主要通过面源途径进入河道,而香溪河的磷则存在点源污染.水土流失可能是香溪河流域面源污染的主要途径,磷矿和磷化工厂的排污则是磷点源污染的主要途径.从保护三峡水库香溪河库湾的生态学角度考虑,应重点控制香溪河磷的点源污染.     

三峡水库蓄水前后香溪河氮磷污染状况研究

分别于三峡水库蓄水前的上世纪1996—1997年及蓄水后的2004年采集了香溪河水样及沉积物样,研究了蓄水前后香溪河氮磷的污染状况。结果表明,蓄水前上游总磷浓度低于0.05mg/L,下游在0.22—0.34mg/L之间,其浓度与生活污水及工业废水排放有关;总氮浓度变化不大,在0.7—1.1mg/L之间。蓄水后磷、氮浓度明显升高,但总磷在回水区由于沉降作用反而低于蓄水前。蓄水后下游氮磷比普遍高于10,加之水流变缓,使香溪河库湾发生“水华”的可能性增加。香溪河沉积物磷污染严重,总磷含量高达1221mg/kg,主要以无机磷污染为主。三峡水库蓄水后,对上游库湾水环境的不利影响已开始显现出来,必须采取有效措施,防止水环境的恶化。     

香溪河库湾春季水华期间水体光学特征及相关分析

研究了香溪河库湾春季水华期间(2006年3月3日—4月16日)透明度水层可见光衰减系数KSd的时空特征,分析其与表层水叶绿素a浓度、DOC浓度和透明度Sd的相关关系。结果表明:香溪河库湾春季水华可见光衰减系数KSd时空变异很大;除峡口河段(样点X7—X8)外,可见光衰减系数KSd的变化特征取决于叶绿素a浓度和DOC浓度的时空变化,类似于深水湖泊;除峡口河段(样点X7—X8)外,香溪河库湾可见光衰减系数KSd和透明度之间呈反比的关系具有显著的相关,但它们之间的反比关系因水体叶绿素a和无机悬浮颗粒的空间差异而有所不同。       

香溪河库湾春季叶绿素a 浓度动态及其影响因子分析

2005年3月至4月,对三峡水库香溪河库湾的叶绿素a动态及其与TN、TP等环境因子的关系进行了研究。结果表明,从香溪河库湾下游到上游,叶绿素a存在明显的水平分布。在时间分布上,3月17日暴发一次大规模的水华,4月份水华的暴发有一个明显的平面推移的过程。叶绿素a浓度与TN、TP之间存在着一定的负相关关系,TN与叶绿素a浓度的相关性较显著。香溪河库湾极可能是N限制型水体,而不受P限制。叶绿素a与透明度存在反双曲线关系,与溶解氧呈显著正相关关系。     

三峡水库香溪河库湾夏季水华调查

以三峡水库支流香溪河为研究对象,以2011年夏季的采样数据为基础,比较分析了水华前后支流库湾营养盐和叶绿素a的时空分布规律及其相关性。结果表明,2011年6月21—29日,香溪河暴发了显著的藻类水华,叶绿素a峰值达到125.8 mg·m-3。相关分析表明,水华过程显著影响可溶性无机N、P的空间分布,营养盐空间分布从中游高、河口低,转变为从河口至上游递减,并且在水华区域锐减;长江干流较高的营养盐本底值增大了支流库湾水华的风险;高营养盐背景值的长江干流水体在香溪河库湾的潜出位置是水华最严重的区域;干流水体对库湾表层的营养盐补给作用是影响库湾水华生消的关键因素。     

长江口低氧区异养细菌及氮磷细菌分布

2009年8月15-28日,对长江口低氧高发海域的异养细菌、无机磷细菌、有机磷细菌、反硝化细菌和氨化细菌的空间分布特征进行初步研究.结果表明:氨化细菌数量最高,表层水、底层水和表层沉积物的数量均值分别为307.52×104个·L-1、184.50×104个·L-1和199.97×102个·g-1;其次为异养细菌,数量均值分别为87.35×104 cfu·L-1、86.85×104cfu·L-1和64.26×102cfu·g-1;再次为有机磷细菌,数量均值分别为19.26×104 cfu·L-1、18.82×104cfu·L-1和19.56×102cfu·g-1;无机磷细菌只分布在长江口内和河口南槽至舟山海域,数量均值分别为18.50×104cfu·L-1、31.00×104cfu·L-1和7.17×102cfu·g-1;反硝化细菌分布广,但数量较低,均值分别为3.94×104个·L-1、23.08×104个·L-1和6.22×102个·g-1.相关性分析结果说明:盐度、硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐和pH是影响水体和表层沉积物异养细菌、磷细菌和反硝化细菌分布的主要因子;底层水和表层沉积物异养细菌、磷细菌与水温呈显著正相关;底层水异养细菌和有机磷细菌与溶解氧(DO)呈显著正相关;表层沉积物无机磷细菌与DO呈显著正相关,氨化细菌与DO呈显著负相关.聚类分析结果说明:低氧对表层沉积物的细菌群落结构产生影响.     

典型高原湖滨带底泥细菌群落结构及多样性特征

【背景】高原湖泊的富营养化日趋严重,而湖滨带作为湖泊的保护屏障对外源污染物具有拦截净化等作用,水环境变化则会对底泥细菌产生深刻影响。【目的】探究高原湖滨带底泥细菌群落结构特征及与水体富营养化之间的联系。【方法】基于16S rRNA基因高通量测序技术分析了阳宗海南岸湖滨带8个不同样点的底泥细菌群落结构及多样性,并结合样品水体环境因子,采用主成分分析(PCA)和冗余分析(redundancy analysis,RDA)探讨了水体富营养化对底泥细菌群落结构及丰富度的影响。【结果】湖滨带底泥细菌与水体富营养化程度存在响应关系,在水体富营养化程度高的区域(S3)细菌丰富度较高,操作分类单元(operationaltaxonomicunits,OTU)高达1473。反之,在富营养化程度低的区域(S1)细菌丰富度较低,OTU为730。阳宗海南岸湖滨带底泥中主要优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi),含有少量的放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes);绿弯菌门(Chloroflexi)与水体富营养化程度具有相关性,在中度富营养化区域,绿弯菌门(Chloroflexi)的比重高达44.1%,而在轻度富营养化区域绿弯菌门(Chloroflexi)的比重仅为15.6%。通过环境因子分析发现,阳宗海湖滨底泥细菌受总磷(TP)、叶绿素a (Chla)和总氮(TN)影响较强。【结论】研究结果明确了高原湖泊湖滨带底泥细菌种群的结构、变化特征及其对于水体富营养化的响应,加深了高原湖泊底泥细菌的了解,为高原湖泊水体富营养化的防治提供理论基础。     

三峡水库香溪河库湾夏季藻类水华的时空动态及其影响因素

2008年6-8月,三峡水库香溪河库湾相继暴发蓝藻和绿藻水华.依据香溪河库湾夏季的每周监测,对研究区2次水华分别进行聚类和判别分析,研究了2次水华的时空动态及其影响因素.结果表明：研究区2次水华过程均可划分为无水华组、过渡组和水华组;2次水华的暴发对可溶性硅(DSi)、硝态氮与亚硝态氮(NO₃--N+NO₂^--N)和磷酸盐(PO₄^3--P)3种营养盐的吸收程度不同;蓝藻水华暴发期间的DSi、总氮/总磷(TN/TP)、DSi/TN和DSi/TP值均低于绿藻水华;判别蓝藻水华暴发的参数为叶绿素a(Chl a)、TN和PO₄^3--P,而Chl a和DSi则是绿藻水华暴发的判别因子,将2次水华过程划分为水华组和无水华组的判别效果更好;判断蓝藻和绿藻水华暴发的叶绿素a临界浓度分别为40和20 μg·L^-1.     

香溪河库湾春季水华期间硝酸盐、磷酸盐的时空分布

在三峡水库香溪河库湾春季水华连续暴发期间(2005年2月26日—4月28日)对香溪河与长江汇合处(河口)至香溪河库湾上游库尾处总计14个采样点进行连续监测,结果表明硝酸盐和磷酸盐在库湾中存在明显的时空分布规律。在空间上,河口的硝酸盐浓度高,库尾浓度低,其变化趋势是随着与河口距离的增加而降低;磷酸盐的分布规律是库尾的浓度高,河口的浓度低,其变化趋势与硝酸盐恰好相反。各采样点硝酸盐和磷酸盐浓度在时间上也呈现出明显的规律。河口硝酸盐的浓度在不同时间变化幅度较小,库尾采样点的硝酸盐浓度的变化幅度较大,随着与河口距离的增加硝酸盐浓度在不同时间的变化幅度逐渐增大。各样点磷酸盐在时间上的变化趋势是样点S04-S08的变化幅度较大,位于香溪河库湾河口和库尾的变化幅度较小。     

香溪河库湾枝角类的种类组成及垂直分布

枝角类在水库生态系统的物质循环和能量流动过程中具有重要的作用, 有关水库枝角类的研究在水库水生生物研究中历来备受重视。枝角类在深水水体中具有垂直分布的特性, 生物和非生物因素影响着包括枝角类在内的浮游动物垂直分布及垂直分布的时空变化。香溪河河口至兴山峡口段在2003 年6 月三峡水库蓄水后被没,形成香溪河库湾。因受干流库区的水体顶托, 库湾水体流速缓, 更新时间长, 容易产生富营养化现象, 香溪河库湾2004 年春季就有藻类异常繁殖现象发生。       

三峡水库富营养化问题与对策研究

三峡水库蓄水后,大部分库湾已出现富营养化态势,并暴发了数次以甲藻(拟多甲藻)和硅藻(小环藻)为主的水华现象,特别是在春季。以香溪河库湾为例,分析两周年的营养状态变化,总体上说,除冬季外,大多数月份为富营养,在春季则为重富营养。对三峡水库22条入库支流库湾的营养状态进行综合评价,结果表明,有5条(22.7%)支流库湾为中营养,17条(77.3%)支流库湾为富营养(重富营养化支流库湾有10条,占45.5%);但三峡水库本身水质尚好,仍保持中营养状态。统计分析表明,入库支流流域的年均流量和流域面积与支流库湾叶绿素a存在显著负相关关系,说明支流库湾越小或年均流量越小,藻类叶绿素a浓度就越高,即越容易在春季形成水华。文中讨论了控制和减缓富营养化几项措施。       

洱海入湖河流弥苴河下游氮磷季节性变化特征及主要影响因素

入湖河流携带污染物对洱海水环境的影响日益明显,对洱海入湖水量最大的河流——弥苴河下游水体氮磷进行了连续采样分析,以期为河口湿地建设和水质改善提供基础数据.结果表明:1)弥苴河水质介于地表水Ⅲ-Ⅴ类之间,主要污染物为氮和磷,其中总氮平均浓度为1.17 mg/L,最高浓度达到2.00 mg/L;总磷平均浓度为0.06 mg/L;2)弥苴河下游总氮、总磷浓度丰水期高于枯水期,并呈现出季节性变化规律;3)弥苴河下游水体总氮、总磷年均浓度远高于洱海水体总氮、总磷年均浓度,其中总氮高出2.10倍,总磷高出2.90倍;4)弥苴河下游河段非点源污染占据主导地位.     

淡水湿地浮游病毒的空间分布

在2006年3～7月间,对湖北省内15个营养水平不同的湿地水体中浮游病毒的分布规律开展了大规模研究.采用荧光显微直接计数法测定了浮游病毒丰度,同时还测量水体透明度、水温、pH、总氮、总磷、COD、叶绿素a浓度及活菌数. 结果显示,浮游病毒丰度不但与活菌数和叶绿素a浓度显著相关(P<0.05),而且也与COD和水温极显著相关(P<0.01),这一结果说明有机物浓度和水温分别是决定淡水湿地中浮游病毒空间和时间分布的重要因素. 进一步的分析还表明在富营养化水体中,浮游病毒与活菌数的相关性(P<0.05)高于与叶绿素a浓度的相关性(P>0.05),说明噬菌体(而不是浮游植物病毒)是富营养化水体中浮游病毒的优势种类.     

三峡水库香溪河库湾春季水华期间悬浮物动态

在三峡水库香溪河库湾春季藻类水华期间开展了水体悬浮物动态研究.调查结果表明：总悬浮物浓度的中位数是6.80 mg·L^-1, 波动范围是0.66～134.92 mg·L^-1,从河口到库尾入库点呈现逐渐递增的趋势;无机悬浮物空间格局与总悬浮物基本相似,而有机悬浮物空间格局与总悬浮物差异较大,与叶绿素a较为相似.回归分析表明：库湾中部水域叶绿素a与总悬浮物、有机悬浮物均有显著的线性关系,分别解释了总悬浮物、有机悬浮物总变异的66.7%～96.7% 和 58.9%～85.5%;在库湾两端（河口与库尾）叶绿素a与悬浮物参数均没有显著的线性关系.在库湾中部水域,有机悬浮物比无机悬浮物更能解释总悬浮物的变异;在库湾两端,无机悬浮物比有机悬浮物更能解释总悬浮物的变异.这意味着库湾中间水域总悬浮物的动态主要受有机悬浮物内源性生产的影响,而河口或库尾总悬浮物的动态主要受外源性的无机悬浮颗粒物输入的影响.     

天津水上公园景观湖叶绿素a 与水质因子的主成分线性多元回归分析

2013 年3 月到2014 年7 月, 对天津水上公园景观湖pH、水温、溶解氧、总磷、磷酸盐、总氮、氨氮、硝态氮、高锰酸盐指数、和叶绿素a(Chl-a)等12 项水质因子进行监测, 并对数据进行了评价和统计分析。结果显示: 水体处于中-重度富营养化状态, 磷是景观湖的主要限制性因子。利用主成分分析同样说明, 4 个主成分的累积贡献率为69.95%, F1 为贡献率最大的主成分。求出叶绿素a 的回归方程为Chl-a= –31.138+198.985(TP)+834.702(PO4^3-–-P), 验证结果表明, 此方程能很好的预测景观湖叶绿素a 变化规律。     

厦门石兜-坂头水库悬浮颗粒物中磷形态的分布特征及其与叶绿素a的相关性

研究了厦门市石兜-坂头水库中悬浮颗粒物磷形态的分布特征,并分析了各形态磷与水体中叶绿素a的相关性。研究表明,2个库区悬浮颗粒物中的磷主要存在形态为无机磷,占总磷的比例分别为77.9%～87.5%和81.2%～88.1%。从各形态的含量来看,2库区均为Fe/Al-PCa-POP,其中Fe/Al-P浓度分布整体呈现从近岸边至库心处逐渐降低的趋势,Ca-P受空间变化影响最小。石兜-坂头水库悬浮颗粒物中各形态的磷之间均呈极显著相关性,水体中蓝藻、绿藻中叶绿素a的含量与悬浮颗粒物中的Fe/Al-P、Ca-P、IP浓度均呈正相关,与OP浓度则呈负相关。     

白洋淀湿地水华暴发阈值分析

水体富营养化阈值分析可为控制水华暴发,确定合理的污染物控制水平提供科学依据.以白洋淀湿地为例,利用2000-2009年水质监测数据,选择表征水体富营养化的主要指标进行主成分聚类分析,划分出低溶氧高营养型和不稳定型2类水域;并针对不同水域类型,以叶绿素a为因变量,以pH值、水温、透明度(SD)、CODcr、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮、硝氮和溶解态无机磷为自变量,采用逐步回归方法,分别建立了水质指标与叶绿素a的多元线性关系式,以此确定了白洋淀湿地水体水华暴发阈值.根据叶绿素a为30μgL-1为水华暴发的临界值,白洋淀低溶氧高营养型水域CODcr应控制在37.31mg·L-1,不稳定型水域TP应控制在0.12mg·L-1.     

三峡库区古夫河着生藻类叶绿素a的时空分布特征及其影响因素

古夫河系长江三峡水库湖北省境内香溪河的一条支流,发源于神农架林区并最终汇入三峡水库香溪河库湾,是流域生态学研究的热点水体。本文对古夫河2010年9月至2011年8月干流及主要支流21个样点的着生藻类叶绿素a和14项环境因子进行了调查,采用多元统计方法对调查数据进行了方差分析、聚类分析、偏相关分析和逐步回归分析,研究了着生藻类叶绿素a的时空分布特征及其主要环境影响因子。结果表明：叶绿素a含量范围为0.07—145.96 mg/m2,平均值为11.63 mg/m2。不同样点的叶绿素a含量差异显著,其中古夫河干流上游低于下游,支流竹园河上游高于下游,表现为人为影响大的区域高于人为影响小的区域;不同季节着生藻类叶绿素a含量差异显著,表现出冬春季高、夏秋季低的趋势。古夫河着生藻类叶绿素a与总磷和硬度呈极显著正相关,与电导率、氨氮和总氮呈显著正相关,而与流速呈极显著负相关;水体总磷是古夫河流域着生藻类生长的第一限制因子,流速对着生藻类的生长具有显著抑制作用;古夫河着生藻类生物量空间格局可能由其生境尺度（营养盐）和流域尺度（硬度和电导率）的特征决定,而古夫河着生藻类生物量时间变化主要受水动力（流速）的影响。     

三峡水库香溪河库湾底泥中总氮、总磷含量的时空分布

2004年10月-2006年7月,对三峡水库香溪河库湾底泥中总氮(TN)、总磷(TP)含量的时空分布特征及其影响因素进行了分析.结果表明：香溪河库湾底泥中TN、TP含量均表现为“中间高,两头低”的空间分布规律,其中,TN含量最高值为1.08 mg·g^-1,出现在库湾中部区域,最低值为0.89 mg·g^-1,出现在河口附近区域;TP含量最高值为1.07 mg·g^-1,最低值为0.80 mg·g^-1,分别出现在库湾中部和库尾.TN含量按秋季、冬季、春季的顺序依次降低,从春季到夏季则大幅上升,夏季达最高值;TP含量的季节波动较小,以春季最高.研究区底泥中TN、TP含量的年际差异均达显著水平.香溪河库湾底泥中总氮、总磷含量的空间分布主要受水体中悬浮物质沉积率的影响,沉积率较高区域的TN、TP含量较高;TN含量的季节波动主要受上游来水量季节变化的影响,而TP含量 的季节变化主要源于点源污染.     

背角无齿蚌对水体净化作用的研究

通过设置不同生物量的背角无齿蚌, 研究其对再悬浮水体总悬浮质(TSS)、叶绿素a(Chla)及水体营养盐含量的影响。结果表明: (1)背角无齿蚌可以快速降低水体中总悬浮质(TSS)和叶绿素a(Chla)的浓度; (2)增大背角无齿蚌生物量可加快水体总悬浮质(TSS)和叶绿素a(Chla)浓度的下降速度; (3)背角无齿蚌在第2 天可降低水体总氮(TN)、总磷(TP)、总溶解磷(TDP)的含量, 升高总溶解氮(TDN)的含量, 但试验结束时, 空白组和有蚌组总氮(TN)、总溶解氮(TDN)、总磷(TP)、总溶解磷(TDP)均没有显著差异(P>0.05)。因此, 背角无齿蚌可在水体生态修复初期用于快速降低水体悬浮物和浮游藻类含量, 但从长期看, 不能明显改善水体营养盐含量。