香溪河库湾春季水华期间可溶性碳动力学研究

2005年2月23日—4月28日,对三峡水库香溪河库湾内一样点进行每天采样,监测水体中叶绿素a与可溶性碳(DOC)浓度的变化,研究在春季水华暴发期间DOC的动力学特性。监测结果表明,随着时间的推移,叶绿素a有逐渐升高的趋势。其间共暴发了两次水华,其中第一次历时较短,第二次历时较长。DOC的变化趋势与叶绿素a基本吻合。整个暴发过程中的叶绿素a与DOC的回归分析表明,二者具有较好的相关性(R2=0.62),但第一次暴发过程中的相关性很高(R2=0.72),而第二次暴发过程中的相关性较低(R2=0.30)。根据天然水体中DOC来源的主要途径,推测在第一次暴发过程中DOC的来源主要是水体中藻类的光合作用的代谢产物,而第二次暴发过程中DOC的来源主要是水体中藻类死亡腐烂而产生的有机物质。     

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.     

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。       

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.     

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。     

香溪河官庄坪库湾叶绿素a 及初级生产力的分布特征

2005年2月—4月对三峡库区香溪河进行了定点初级生产力及相关影响因子的研究,分析了官庄坪库湾叶绿素a含量和初级生产力的时空分布特征。结果表明,叶绿素a含量、初级生产力在各水层的变化具有相同的周期性,均存在5个峰值,平均每个周期为7—10d左右,但两者不同步。官庄坪测站的真光层深度为10m左右,介于湖泊与海洋之间,光补偿点为4—5m。初级生产力最大值出现在水下0.5m处,并沿物理深度逐渐降低;叶绿素a含量最大值则出现在水下2m处。水温的垂直变化在后期差异明显,各水层日平均水温增量(ΔT/d)与平均毛初级生产、净初级生产存在极显著的相关性。     

三峡水库及香溪河库湾理化特征的比较研究

根据2003年6月三峡水库初期蓄水后对香溪河库湾的常规监测,对该水域的理化特征及其动态进行了分析,并与三峡水库库首的数据进行了比较研究。结果显示库湾TN、NO3-N浓度要显著低于库首,前者两周年平均值为1.29mg/L,0.88mg/L,后者两周年平均值为1.62mg/L,1.22mg/L。而PO4-P则是库湾显著高于库首,并且在7—9月库首的TP/PO4-P有显著提高。结果同时表明库首的水土流失较严重,而库湾则有较好的水土保持。最后对TSIM的计算结果表明,由于TP、TN都处于高水平,库首呈现中营养化(TSIM>37),而库湾则呈现严重富营养化(TSIM>53)。     

三峡水库蓄水后期香溪河库湾浮游甲壳动物群落结构

为了解三峡水库蓄水后期香溪河库湾浮游甲壳动物群落结构及其时空变化,于2015年1月至2017年12月对香溪河库湾浮游甲壳动物进行了逐月采样分析。共鉴定出浮游甲壳动物23种,其中枝角类10种,桡足类13种。出现频率较高的物种均为长江流域常见种,生物量和密度峰值分别出现在5月和6月,在1月和2月则未能采集到标本,生物量和密度在年际间差异显著,但群落组成差异不显著,群落季节变化规律表现为春季-夏季以蚤状溞(Daphnia pulex)和僧帽溞(Daphnia cucullata)大型枝角类占优势,秋季以简弧象鼻溞(Bosmina coregoni)小型种占优势。库中生物多样性指数高于库首和库尾,库首和库尾生物多样性指数差异不明显,生物多样性在季节上同样具有一定差异。CCA分析表明水温、叶绿素浓度和水深是解释浮游甲壳动物群落变化重要因素。我们的研究结果表明尽管香溪河库湾营养盐、水温、浮游甲壳动物生物量和密度均未达到稳定状态,但群落组成在年际间无显著性差异,浮游甲壳动物物种丰富度也高于蓄水初期,生物多样性指数存在一定的时空差异,适当程度的干扰有利于维持浮游甲壳动物较高的生物多样性。     

三峡水库香溪河库湾沉积物对磷的吸附特征研究

通过三峡水库香溪河库湾的3个采样点沉积物中磷的自然吸附实验和不同粒径下沉积物的胁迫吸附试验,研究了沉积物对磷的吸附特征。结果表明:上覆水中的磷浓度与沉积物中的总磷含量有很好的相关性,沉积物中的总磷含量对上覆水的水质有很大的影响;三点的临界平衡浓度为C1:0.188mg/L,C2:0.147mg/L,C3:0.188mg/L;各点增加的量即饱和吸附量不同(ΔQ1:268.16mg/kg,ΔQ2:57.96mg/kg,ΔQ3:267.27mg/kg),恰恰与三点的临界平衡浓度之间的关系一致;粒径对沉积物对磷的吸附量影响程度与沉积物理化参数也存在很大的关系;三个样点的吸附量,分别接近于1.5mg/g,0.8mg/g及1.4mg/g。结果还表明:最大吸附量大的地方,饱和吸附量不一定就大,二者之间不存在必然的关系;香溪河沉积物中的磷在现有条件下表现为“源”,不排除外在条件改变时转化为“汇”。如果最大吸附容量、饱和吸附容量及平衡浓度能够很好的与数学相结合,可为当地的环保部门管理香溪附近工厂提供科学依据。     

三峡水库香溪河库湾基于初级生产力的渔产潜力估算

于20132014 年在三峡水库香溪河库湾开展了浮游植物初级生产力的调查, 并分别采用营养动态模型、Cushing 模型、Tait 模型和Downing 模型计算了该库湾滤食性鱼类的渔产潜力, 以此来评估其水体承载量。结果表明, 香溪河库湾初级生产力具有显著的时空异质性;据此计算的渔产潜力显示了空间差异和季节动态;高岚河水域的渔产潜力较其他水域要大;夏季渔产潜力最大, 从大到小依次为春季、秋季、冬季。上述方法计算的滤食性鱼类渔产潜力分别为7.3103、1.046104、1.256104 和2.064106 kg/y。除了Downing模型外, 其他方法的估算结果较接近渔业资源量的真实状况。以3 个模型计算的渔产潜力为核算依据, 确认该库湾滤食性鱼类的水体承载量约为104 kg, 最大持续捕捞量可达5103 kg/y。研究结果可为三峡水库支流库湾渔业资源的可持续利用提供必要的技术支撑。       

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。     

香溪河库湾浮游藻类种类演替及水华发生趋势分析

三峡水库一期工程蓄水前半年(2003年1月—2003年6月)和蓄水后(2003年7月—2004年12月)期间,香溪河库湾浮游藻类的种类演替和数量变化的调查结果。与蓄水前的数据相比,蓄水仅半年绿藻的种类数就明显增加,约相当于蓄水前的3倍;硅藻的种类数略有减少;其余各门藻类的种类数亦有轻度变化。整个调查期间,藻类细胞密度和生物量的最高峰值均出现在S6采样点,细胞密度达6.93×107cells/L(2004年6月),生物量达87.24mg/L(2004年3月),其余采样点基本显示由北向南依次递减的趋势。本文参考早期资料并比较不同类型水域中藻类的种类演替和垂直分布情况,对三峡湖北库区水域水华的发生趋势进行了分析,初步认为三峡干流江段形成藻类水华的几率较小;流动的支流水域,在阳光充足、水温逐渐升高的春季容易发生藻类水华;在较封闭的静水区则随时都有发生藻类水华的可能性。     

三峡水库香溪河库湾拟多甲藻昼夜垂直分布初步研究

具鞭毛的拟多甲藻（Peridiniopsis）是三峡水库多数支流库湾春季甲藻水华的优势种类。研究表明,昼夜垂直迁移是鞭毛藻重要的生态学特征。拟多甲藻形态学特征虽然也有鞭毛和自由游泳能力,但至今仍没有关于该种类昼夜垂直迁移的描述。定点昼夜垂直分层研究结果表明,三峡水库甲藻水华暴发的优势种之一拟多甲藻种3（Peridiniopsis sp．3）是绝对优势种,相对丰度达到45％;该物种与其它鞭毛藻相似,有昼夜垂直迁移的生态学特征,白天趋于在水体上层聚集分布,晚上趋于在水柱中随机分布;太阳光的昼夜交替是影响拟多甲藻昼夜垂直迁移的重要环境因素。     

三峡水库蓄水后香溪河库湾底栖动物群落结构的变化

2003年8月到2004年8月对长江三峡水库香溪河库湾的底栖动物进行了定量研究。共采到底栖动物26种,隶属4门6科,总平均密度为276ind./m2,总平均生物量为0.301g/m2,优势种为霍甫水丝蚓和前突摇蚊幼虫。与其他同类型的水库比较香溪河库湾的现存量相对较低。研究结果同时显示随着蓄水时间的延长,底栖动物的现存量在逐渐增加。霍甫水丝蚓和前突摇蚊幼虫等耐污种发展为优势种,表明水质有恶化的趋势,寡毛类的平缓发展说明目前香溪河库湾的沉积情况尚不严重。     

香溪河库湾春季水华期间悬浮颗粒物粒度动态的初步研究

水体中的悬浮颗粒物是物质在水环境中迁移转化的载体和蓄积库,是营养成分在水相、沉积物相和食物链中循环的重要载体,是河流生态系统物质循环和能量流动的重要组成部分[1—3],很多学者研究了悬浮物的组成、结构和粒度之间的关系,发现其粒度特征对于了解生态系统内部物质和能量循环转化过程具有重要意义[4,5]。三峡水库蓄水后,香溪河下游部分河段成为库区的一部分,相对于河流来说,流速的减小使更多的悬浮颗粒物发生沉降,营养物质富集,易暴发水华[6]。本研究在三峡水库香溪河库湾水华暴发过程中对不同水深的悬浮颗粒物在24h内的动态分布特征进…     

香溪河库湾轮虫现状及水质评价初探

香溪河是长江三峡水库湖北省最大的支流。通过对香溪河库湾(下游河段)一周年的调查,发现轮虫80种,其中占优势的有13种。轮虫密度在不同样点差异显著,样点Ⅸ最低(仅为68.96 ind./L),样点Ⅵ最高(为1505.83ind./L);对9个样点进行聚类分析,可分为4组,第1组为样点Ⅰ至Ⅴ,第2组为样点Ⅵ,第3组为样点Ⅶ、Ⅷ,第4组为样点Ⅸ;除样点Ⅸ外,沿着水流方向,轮虫密度逐渐降低;在时间上差异也显著(P<0.01),9月份最高(2664.17ind./L),12月份最低(85.00ind./L)。水质评价表明香溪河库湾属于中污染。     

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.     

三峡坝区干流及香溪河库湾水体秋季二氧化碳分压

于2009年9月对三峡水库坝区干流以及坝区主要库湾-香溪河流域水体中溶解CO2分压(pCO2)进行了走航观测。结果表明:秋季香溪河表层pCO2为150～240μatm,三峡水库坝区干流表层pCO2为920～1140μatm;在干、支流交汇处的水柱剖面上,表层水体pCO2最低为368μatm,随着水深的增加,pCO2急剧增大,在10m达到最大值1300μatm,10m后保持不变;通过计算,香溪河和三峡水库坝区干流河道的CO2释放通量分别为-4.74±1.15和(83.7±14.1)mmol.m-2.d-1。香溪河表现为CO2的"汇",而三峡水库坝区干流表现为CO2的"源"。在评价水库建设对周边区域CO2通量影响时,不仅要考虑局部流域,更需要对整个研究地区进行综合考察。     

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。