三峡库区典型支流春季特征及其水华优势种差异分析

三峡水库蓄水后,多年来众多支流水华频发引起广泛关注。为研究春季三峡库区不同区域典型支流特征及水华的差异性,选取小江、大宁河、香溪河为研究对象,于2015年春季对三条支流进行监测与分析。结果表明:三条支流回水区长度与宽度有所区别,小江、大宁河、香溪河的蜿蜒度分别为2.151、1.384、1.126;长江干流水体以表层倒灌潜入小江,以中上层倒灌潜入大宁河,由中层倒灌潜入香溪河,越靠近库首,其倒灌影响距离相对越远,分别占研究回水范围的61.9%、69.2%和80.7%;温跃层梯度逐渐减小,水温呈现不同的层化结构,回水区上游水温较下游高;三条支流的光混比变化规律相似,水体中的总氮、总磷含量能够为藻类生长提供丰富的营养条件;春季水华的优势藻种及各优势种的分布区域有所不同,回水区上游更易暴发高强度水华,小江水华优势种主要包括蓝藻、绿藻、甲藻、硅藻;大宁河多发生以绿藻为优势藻种的水华,偶尔伴有甲藻、硅藻和隐藻水华,香溪河春季优势共存的水华类型较多见,多发生硅藻、甲藻水华,有时出现绿藻水华。倒灌异重流是三条支流水华暴发呈现分区的主要原因,水温及水动力条件差异是造成三条典型支流水华优势藻种存在差异的主要因素。     

浙江青山水库浮游植物群落结构变化及与环境因子的关系

于2009年按季度对浙江省临安市内的青山水库进行调查,测定了水体环境因子、浮游植物群落,采用营养状态指数法对水库水质现状进行了分析和评价,并探讨了浮游植物与环境因子之间的关系。结果表明:青山水库处于轻度富营养化和中度富营养化之间,水库入库处营养状态综合指数高于库中和大坝处。调查期间共发现浮游植物7门40属89种。不同季节浮游植物主要优势种类不同,春季以硅藻、隐藻和甲藻为主,夏季以蓝藻和绿藻为主,秋季以蓝藻、硅藻和隐藻为主,冬季以硅藻和隐藻为主。相关分析表明,青山水库浮游植物密度与出入库流量和透明度呈显著负相关,与总磷呈显著正相关。典范对应分析(CCA)表明,出入库流量、水温、溶解氧和营养盐是影响水体浮游植物分布格局的重要环境因子。     

嘉陵江四川段浮游植物群落时空分布及其环境影响因子

为掌握嘉陵江浮游植物群落结构现状,了解环境变化对浮游植物种类组成、数量等造成的影响,初步预测在高密度水电工程的影响下浮游植物群落发展方向,于2019年对嘉陵江水电工程最密集的中游河段进行了分季节调查研究.结果显示:(1)研究水域存在一定程度的污染,主要超标物为总磷.(2)共检出浮游植物7门91属196种,总密度年均值4.23×106cells/L,以绿藻＞硅藻＞蓝藻为主要优势门类.与历史数据相比,硅藻种类数与相对密度下降,绿藻、蓝藻种类数和相对密度上升,暗示着嘉陵江水体的富营养化趋势.生物多样性指数结果也显示研究江段存在一定程度的污染.(3)分类回归树(CRT)结果显示,在TP含量丰富,pH较高、水体透光度适中的断面,浮游植物可能会大量增殖.(4)冗余分析(RDA)发现,绿藻各优势种属均表现与水温、总磷的正相关;硅藻中仅有优势度最高的小环藻喜好较高的TP和较低的流速;以适应一定流速的丝状蓝藻为优势的蓝藻门除了喜好高温以外,与水流速度也有一定正关联.总的说来,目前嘉陵江富营养化、水流低速化正在导致喜好清洁、流水环境的硅藻逐渐丢失优势性,喜好高营养、静水环境或微流水环境的绿藻门、蓝藻门与硅藻门小环藻属Cyclotella优势度逐渐增大.在各级电站库区,存在夏季高温季节出现蓝、绿藻水华,初春低温季节则可能出现小环藻优势的硅藻水华的危险.除对全流域水环境进行综合治理降低营养水平外,适时开闸冲水,增大库区流速以降低水华藻类的优势非常有必要.     

大宁河春季浮游藻类“水华”及其营养限制

报道了大宁河2004年春季和2005年春季浮游藻类的种类组成、垂直分布、数量、生物量以及C含量的调查结果，并应用多样性指数、丰富度指数和均匀性指数对其水质进行了综合评价；对大宁河蓄水后出现的富营养化现象和春季发生“水华”的原因进行了探讨，同时提出了控制水体富营养化的建议。2004年春季，藻类优势种为美丽星杆藻〖WTBX〗（Asterionella formosa）、卵形隐藻（Cryptomonas ovata）、里海小环藻（Cyclotella caspia）和新星形冠盘藻（Stephanodiscus neoastraea）；2005年春季的优势种为实球藻（Pandorina morum）、空球藻（Eudorina elegans）、里海小环藻(Cyclotella caspia)和卵形隐藻(Cryptomonas ovata)〖WTBZ〗。2004年和2005年的细胞密度、生物量和C含量分别平均为171.1×105 cells/L，12.2 mg/L，1 732.2 μg C/L和113.1×105 cells/L，10.1 mg/L，1 395.9μg C/L。对2005年春季熊猫洞采样点“水华”水进行生物测试的结果表明，P是藻类生长的限制因子。研究认为，控制大宁河沿岸带生活污水的排放量并减少由于农田地表径流所带来的营养输入是防止该河加重富营养化和发生“水华”的关键。     

三峡水库干流与香溪河库湾水体营养状态及其对水文条件的响应

基于三峡水库干流和香溪河库湾2003年7月至2013年7月10年间的水质数据,采用Carlson营养状态指数营养状态指数及差值二维坐标评价方法,阐述三峡水库干流和香溪河库湾在蓄水前后10年以来的营养水平,评价其水体营养状态及其限制限制因素,通过建立干支流中营养状态与水动力条件的关系,判断在干支流上水动力条件是否是富营养化的限制因子.结果 表明:蓄水10年来,三峡水库水体营养状态没有出现显著的上升或下降趋势.在三峡水库长江干流水动力条件对营养盐利用几乎没有调控作用.与水库干流不同,在香溪河支流库水动力条件在一定程度上能影响藻类对营养盐的利用,即可通过调节香溪河支流库湾水动力条件来控制藻类水华的发生.     

三种水华藻类在振荡条件下的磷吸收动力学及生长预测研究

为了探讨水动力对不同水华发生和演替的影响,以3株常见水华藻类,铜绿微囊藻(蓝藻)、普通小球藻(绿藻)和汉氏冠盘藻(硅藻)为材料,研究了不同流速条件下(0,0.38m/s)3种水华藻类的磷吸收动力学行为,并根据磷吸收动力学参数对3种水华的生长进行预测。结果表明,振荡(0.38m/s)能显著降低铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和汉氏冠盘藻(Stephanodiscus hantzschii)的磷吸收速率和亲和力(p<0.05),但显著提高普通小球藻(Chlorella vulga)的磷吸收速率和亲和力(p<0.05)。根据Monod模型预测,水体扰动能不同程度的抑制铜绿微囊藻和汉氏冠盘藻的生长而促进普通小球藻的生长。3种水华藻对扰动条件的不同生理响应可能是导致河流中优势藻规律性分布与演替的原因之一。因此随着河流水体流速的减慢和磷浓度的升高,可能出现硅藻水华向蓝绿藻水华演替的风险。     

浮桥河水库浮游植物的多样性及其演变

1997年4月至1998年1月对浮桥河水库浮游植物状况进行了调查,结果表明:该水库常见浮游植物约189种,隶属于8门92属,其中硅藻门25属64种,绿藻门39属79种,蓝藻门17属30种,甲藻门、隐藻门、裸藻门、黄藻门及金藻门种类较少。其个体密度年平均为44.9×104ind/L;生物量年平均为6.439mg/L,其中蓝藻占33.37%,硅藻和绿藻分别占20.68%和20.16%,甲藻占16.31%。浮游植物现存量的季节变化表现为从春季开始平稳上升,至秋季达到最大值。蓝藻、硅藻、绿藻等主要种类的季节变化按生物量大小依次为:秋季夏季春季冬季。浮游植物现存量的水平分布为上游最高,中游次之,下游最低,库汊低于中游而略高于下游。群落的相似性表现为上、中游相近,下游和库汊相近。群落的物种多样性根据计算Shannon-Weiner指数为上游最大,其次为中游,下游再次,库汊最低。与1980年的调查结果相比较,浮桥河水库浮游植物种类小型化明显,生物量增加2.5倍。     

基于光合色素的化学分类法在淡水藻类研究中的应用

采用反相高效液相色谱技术(RP HPLC)系统研究了我国主要淡水藻类--蓝藻、绿藻、硅藻、甲藻、金藻、裸藻和隐藻等的光合色素，在8种纯培养藻类中共确定类胡萝卜素、叶绿素及其衍生物19种。分离到的主要标志性色素按洗脱时间分别为脱植基叶绿素a、19′ 丁酰氧岩藻黄素、叶绿素c、脱镁叶绿素a、多甲藻素、甲基脱植基叶绿素a、岩藻黄素、新黄质、紫黄质、蓝藻叶黄素、硅甲藻黄素、硅藻黄质、叶黄素、玉米黄素、叶绿素b异构体、叶绿素b、叶绿素a异构体、叶绿素a和β 胡萝卜素；其中在纯培养的铜绿微囊藻中首次鉴定到19′ 丁酰氧岩藻黄素；通过官桥基地的实际监测，证实了该技术应用的可行性，为基于HPLC分析技术的浮游植物化学分类法提供了理论依据。     

三峡水库小江夏初水华暴发特征及原因分析

2013年5月对三峡水库小江回水区的水华发生过程进行了连续的动态监测与分析,以期了解水华过程中浮游植物群落结构的变化情况、小江夏初水华暴发特征及其主要的影响因素。期间共鉴定出浮游植物8门80属136种(含变种),以绿藻类为主(35属48种),蓝藻类(10属31种)和硅藻类(18属30种)次之,水华发生后期浮游植物及其蓝藻类的种类数少于初期和中期。浮游植物群落组成表现为蓝藻-绿藻型,且蓝藻门微囊藻占绝对优势,细胞丰度最高可达90%以上。浮游植物数量最高达10⁷cells/L以上,表层水体大于中层和底层水体。水华过程中,总氮处于重富营养水平,总磷处于轻-中富营养水平,不同水层的流速变化规律不同,其中中层与底层水体理化因子的变化特征基本一致,与表层水体有显著差异。冗余分析结果表明,浮游植物细胞总数与蓝藻数量及其微囊藻数量密切相关,与溶解氧、氮磷比等呈正相关,与总磷、流速等呈负相关,氮磷比及流速是水华发生的主要环境影响因素。     

三峡库区藻类种群结构与密度变化及其与氮磷浓度的相关性分析

2003年1月~2004年12月对三峡湖北库区江段5个采样点及其一级支流——香溪河流域6个采样点的浮游藻类进行了为期2周年的调查,共采集和鉴定浮游藻类定性和定量水样1 000余个,获得有效数据2 000多个。数据显示,蓄水前（2003年1月~2003年6月）、蓄水1周年（2003年6月~2004年5月）和蓄水1.5年（2004年6月~2004年12月）3个时间段之间,被调查水域的浮游藻类群落结构、细胞密度和水质状况均存在一定的差异。总体而言,藻类的群落结构干流江段以硅藻为主,绿藻次之;支流水域以绿藻占据首位,硅藻次之。被调查水域藻类的细胞密度随蓄水时间的延长呈增长趋势,并显示一定的季节性差异;藻类细胞密度与TP的相关性比与TN的相关性更为密切。目前干流江段和支流水域的水质状况分别为中营养型和中－富营养型,较建坝蓄水前的水质有所下降。在分析导致藻类种群结构和细胞密度变化原因的基础上,建议加强对库区水质的检测和保护,以杜绝和防止库区的水域环境进一步恶化。     

三峡水库藻类“水华”预测

根据三峡库区江段16条一级支流以及重庆市35座大中型〖JP2〗水库的调查资料，分析天然河流与水库两种不同水流条件下，水体叶绿素a浓度与总磷和透明度的关系。结果发现,在水库环境中，水体叶绿素a的浓度与总磷以及与透明度都具有较好的相关性，但在河流条件下则没有明显的关系。由于三峡库区江段大多数支流的营养水平已达到富营养化状况，当三峡水库建成、水流条件发生变化后，在支流河口等水域存在爆发“水华”的风险。为此，我们根据1998年枯水期，在三峡库区长江江段流域面积大于100 km2的40条支流河口实测的总磷浓度，利用所建立的水库环境中总磷与叶绿素a 浓度的关系，对三峡成库后在局部水域爆发“水华”的可能性和程度进行了分析，并提出了相应的对策。     

基于环境一号卫星高光谱数据的太湖富营养化遥感评价模型

采用环境一号卫星高光谱数据直接监测太湖富营养化状态的方法较多光谱影像监测有着更高的精度优势，对内陆水环境监测具有一定的意义。利用2009年4月地面实测高光谱数据模拟环境一号卫星星上数据，结合确定的太湖富营养化状态遥感评价的水质因子，构建富营养化状态评价模型，并采用实测数据和环境一号卫星高光谱影像数据对模型的精度和适用性进行验证。研究结果表明：（1）选用叶绿素a作为富营养化遥感监测的水质因子监测太湖富营养化状态与综合营养指数法相比，平均相对误差为597%；（2）采用模拟的环境一号卫星高光谱影像数据结合三波段模型与采用地面实测数据评价结果之间的相关系数r=0855，平均相对误差为919%；（3）结合环境一号卫星高光谱影像对2010年5月2日太湖进行富营养化监测评价，结果显示太湖水体整体成中营养状态，存在1129%的监测水域出现轻度富营养化状态     

隔河岩水库水质富营养化状况调查及评价

隔河岩水库位于湖北省境内长江支流清江上，是湖北省重点保护的水源地和旅游胜地。根据1992—2000年间隔河岩水库的水质监测数据，对隔河岩水库的水质现状进行分析发现，隔河岩水库中的总氮浓度、BOD5浓度和CODMn浓度均呈现逐年增加的趋势。此外，还建立了隔河岩水库的富营养化评价标准，用该标准对隔河岩水库的富营养化现状进行评价后得到以下结论：隔河岩水库的总磷、透明度、叶绿素a、CODMn和BOD5这五项指标均处于贫营养状态和贫—中营养状态，只有总氮浓度在各个断面都超过了富营养化标准，这与隔河岩水库库区的农业面源污染较为严重有关。总体来看。隔河岩水库的水质状况良好，库区水质基本属于贫—中营养状态，其营养状态是磷控制型的。     

三峡工程运行后洞庭湖水环境变化及影响分析

以入湖水系、湖体、出湖口为研究区域,基于20多年的监测数据,运用水质单因子评价、综合营养状态指数(∑TLI)等评价方法,系统地分析了洞庭湖水文、水质、营养化状态的时空变化规律,探讨三峡工程运行后洞庭湖水环境变化及原因。结果表明:(1)洞庭湖入湖水量及沙量均明显降低、水位变幅减小。(2)透明度(SD)、总氮(TN)、总磷(TP)、浮游植物等指标的时空分异特征较为明显,4个指标年均值均总体呈上升趋势,其中,SD、浮游植物种类数量及密度自三峡工程运行后变化尤为明显。西洞庭湖的SD高于南洞庭湖,东洞庭湖的SD最低。ρ(TP)在湖体最高,ρ(TN)则在湖体最低。(3)入湖水系水质最好,出湖口水质最差。入湖水系水质一直维持在Ⅱ～Ⅲ类之间,水质良好;出湖口、湖体水质自三峡工程运行后以Ⅳ～Ⅴ类为主,变劣趋势明显。湖体富营养化日趋严重,东洞庭湖的富营养程度稍高于西洞庭湖和南洞庭湖。(4)初步认为:洞庭湖水文水动力环境条件的变化,整体上对水质产生一定的不利影响,对湖体富营养化有一定的促进作用。     

三峡工程蓄水运用期库区干流水质分析

分析了三峡库区蓄水前后（1998～2009年）干流水质的变化及原因。结果表明，同蓄水前相比，蓄水后库区干流水质变好，库区干流断面月度达标率均值由蓄水前的623%变为蓄水后的783%，库区干流超标污染物主要为高锰酸盐指数、总磷、铅等。蓄水后水质时空分布出现新的特点，近坝水体悬浮物、浑样高锰酸盐指数、总磷、铅等可吸附污染物浓度显著降低。蓄水后年内悬浮物及浑样高锰酸盐指数、总磷和铅浓度仍然是丰水期＞平、枯水期，但近坝水体不同水期间浓度差别比蓄水前明显减小。蓄水后，库区干流浑样高锰酸盐指数、总磷、铅浓度整体上表现为从库尾至库首沿程下降，尤以丰水期沿程下降最为突出。浑样高锰酸盐指数、总磷、铅浓度以上变化特征主要缘于库区水位抬高后，流速减小导致的澄清作用，即高锰酸盐指数所代表污染物、磷、铅等随泥沙发生了不同程度的沉降。蓄水前后清样高锰酸盐指数和总磷未发生明显变化，156 m蓄水后至今，清样铅浓度明显低于蓄水前。     

江苏湖泊富营养化特征、成因及解决途径

应用湖泊营养类型评价标准对江苏省主要湖泊富营养化进行了评价,以区域环境特征对苏南和苏北湖群及城郊湖泊富营养化现状、发生原因及对策进行了探讨,分析表明：城郊湖泊全部为富营养和重富营养水平,苏北湖群营养程度已接近苏南湖群,呈中富营养中期,太湖东部营养程度较之太湖西部高出一个营养级别以上。苏北湖群多为过水性湖泊,易受高浓度工农业污水脉冲式入湖影响;苏南湖群污染成因则相对较复杂,主要受城镇生活和工农业生产高污染负荷的氮磷排放影响。严格控制流域内各类污染源的源头污染物排放量、充分利用河网湿地净化功能、适度进行湖内污染底泥疏浚和生态重建工程,对控制江苏湖泊富营养化将是较有效的途径。     

三峡水库175 m蓄水运行后鱼类汞污染风险研究

三峡水库的生态安全受到高度关注，三峡水库成库后是否会出现汞等重金属生态风险增加的“水库效应”，不仅是需要论证的科学命题，也是关系到库区人民身体健康的重要问题。2011年在三峡库区忠县至秭归段选择“湖沼化”特征最为显著的8条支流采集了鲤、鲢、鳙、鲇、鳜等常见经济鱼类标本，系统分析了库区鱼类标本肌肉中的总汞含量。研究结果表明，三峡库区支流鱼类肌肉中总汞含量最高为109.6 μg/kg，最低为30.5 μg/kg，平均含量为56.4 μg/kg。与蓄水前的调查结果相比，蓄水运用10 a后库区鱼类肌肉总汞水平尚未明显增加。但是，不同营养等级鱼类之间，肌肉总汞浓度水平随营养等级增加有明显增高，三峡水库水生食物链表现出显著的汞的生物累积。值得注意的是，底层鱼类汞的生物累积强度明显高于上层鱼类，暗示水库底栖过程的“汞活化”依然是需要关注的潜在生态风险     

江西省中小型湖泊富营养化控制指标的建议值

利用在2010年3月~2011年2月江西省25个中小型湖泊水质监测指标的分析数据,采用综合营养状态指数（TLI）法对调查湖泊进行各季节和全年的营养状态评价,并分别计算在各季节和全年内调查湖泊中发生富营养化的概率。在全年营养状态评价的基础上,运用Bootstrap方法,寻找在不同营养状态下的置信区间,并推断富营养化控制指标的建议值。结果表明,在被调查的湖泊中,春、夏季发生富营养化的概率是接近的,秋季是最高的,冬季是最低的。在春、夏和冬季时,调查湖泊的营养状态以中营养为主;在秋季时,中营养状态湖泊所占比例下降,富营养状态湖泊所占比例上升。在全年中,富营养和中营养状态湖泊所占比例分别为32%和68%。江西省中小型湖泊富营养化控制指标透明度（SD）、总磷（TP）、叶绿素a（Chl a）和高锰酸盐指数（CODMn）等的建议值,分别为044 m、005 mg/L、1000 mg/m3和2 70 mg/L。为湖泊富营养化的分区控制与治理提供基础资料和理论依据     

基于联系数与三角模糊数的黄柏河梯级水库富营养化评价

针对水体富营养化评价具有模糊性和不确定性的多属性决策问题,提出联系数与三角模糊数耦合的富营养化综合评价方法。利用多元联系数描述评价因子与评价等级之间隶属关系的不确定性,采用分段三角模糊数确定联系数差异度系数的连续变化过程和模糊性,进而计算评价因子与评价等级之间的综合联系数,并结合评价指标组合权重确定级别特征值。应用该方法对2016年7月黄柏河梯级水库的富营养化状况进行了评价。结果表明:玄庙观水库处于贫营养状态,天福庙水库、西北口水库和尚家河水库均处于中营养状态。各水库富营养化程度排序为:尚家河水库西北口水库天福庙水库玄庙观水库。该法所得结果与其它多种评价方法的结果对比表明,该方法评价结果直观有效,可以真实反映水库富营养化等级状况,能够更加细微、准确的区分同一等级水体富营养化差异,在湖库富营养化评价中具有良好的应用前景。     

长江三峡库区极端大雾天气的气候变化特征

为了进一步认识长江三峡库区大雾天气特征，采用线性趋势估计和Molet小波分析方法，研究了库区持续12 h以上和连续3 d以上极端大雾天气气候变化特征，探讨了库区蓄水后大雾天气气候变化的原因。结果表明：三峡库区年平均雾日数呈弱的下降趋势，存在准8、18、32 a的年代际周期振荡。持续12 h以上和连续3 d以上大雾天气有明显增加趋势，分别存在准10、17、32 a和准12、32 a的年代际周期振荡。在蓄水后，库区西段年平均雾日数明显减少、东段略有增加，持续12 h以上大雾年平均日数变化不大，连续3 d以上大雾年平均日数明显减少。库区年平均雾日数的总体减少在很大程度上是受全球气候变暖以及城市化共同影响的结果，没有证据说明三峡库区蓄水对大雾天气有明显影响。