温带季节性分层水库浮游植物功能类群的时空演替

为探究我国北方温带季节性分层水库浮游植物群落结构的时空演替特性,于2014年7月~2015年6月对山东枣庄市水源水库周村水库进行每月2次的分层采样分析,采用Renolyds和Padisák等提出的功能类群划分方法对水库浮游植物群落进行分类,并结合水库水文、水质,分析优势功能类群时空演替规律及其主要环境影响因子.结果表明:周村水库共检出浮游植物112种,隶属于7门63属,可划分为18个功能群类.周村水库浮游植物功能类群演替具有明显的季节性分布特性:其中夏秋季热分层期主要以鞘丝藻(Lyngbya sp.)、螺旋藻属(Spirulina sp.)等丝状蓝藻为代表的S₁功能类群占优势,而冬季混合期以梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、针杆藻(Synedra sp.)等能适应低温、弱光的C+D功能类群为优势群落;浮游植物功能类群分布在垂向上并无较大差异.冗余分析(RDA)显示:热分层、降雨量和水温是影响浮游植物功能类群时空演替的主要环境因子.     

水温对浮游植物群落结构的影响实验研究

2012冬季,在香溪河中游建立水上水温实验系统,设置5个水温梯度(10、18、25、30、40℃),研究不同水温梯度下浮游植物群落结构变化。结果表明:浮游植物在设置水温梯度范围内均能大量增殖,但种类有所不同。10~30℃硅藻均有出现,绿藻在18~30℃下均能生长良好,蓝藻能在40℃的高水温下生长。25℃水体中藻类比增长率(μ)最大,为2.80。光照强度与叶绿素a浓度(Chl.a)响应关系较好。据此可知,水温影响浮游植物生长速率,且是导致香溪河库湾浮游植物群落演替的主要影响因素。光照是藻类生长和水华暴发的主导性因子。香溪河库湾冬季仍有暴发水华的可能,不能忽视冬季香溪河水体的观测。     

水质改善的浮游植物群落演替机制模拟研究

模拟了广州市某河流的不同水质改善阶段,并研究其对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）、斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）、短线脆杆藻（Fragilaria brevistriata）和易变裸藻（Euglena mutabilis）生长及超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响.同时,考察了由4种藻类构成的人工群落的生长特征和群落演替率,以探讨河流水质改善过程中浮游植物群落演替机制.结果表明：4种藻类对氮、磷营养盐和COD_Cr等胁迫的响应程度差异及种间相互竞争作用等是水质改善过程中导致浮游植物群落演替的影响因素;水质改善初期（1~3 d）,群落演替率与改善程度呈显著的正相关关系（p<0.05）;但较长时间（约13 d）处于相对稳定的环境条件下时,群落演替速率将趋于零,从而达到一个新的稳定状态.水质的不断改善将导致浮游植物的种类和数量呈现出蓝藻和裸藻逐渐减少,而绿藻和硅藻逐渐增多的变化趋势.     

骆马湖浮游植物演替规律及驱动因子

江苏骆马湖作为南水北调工程的重要调蓄湖泊,水生态系统结构变化不容忽视.为研究骆马湖浮游植物群落结构演替规律及其与环境因子的关系,于2014~2018年进行了逐月监测.研究期间骆马湖总氮、高锰酸盐指数、电导率等参数呈逐年升高趋势,氟离子浓度呈逐年下降趋势.共鉴定有浮游植物7门71属,月均生物量变化范围0.16~5.51mg·L^-1.硅藻和绿藻为绝对优势门类,其次为甲藻及隐藻;主要优势属为针杆藻（Synedra sp.）、隐藻（Chroomonas spp.）、直链硅藻（Aulacoseira spp.）、锥囊藻（Dinobryon sp.）、栅藻（Scenedesmus spp.）、脆杆藻（Fragilaria spp.）、转板藻（Mougeotia sp.）、纤维藻（Ankistrodesmus sp.）和裸藻（Euglena spp.）.2014~2018年骆马湖浮游植物群落结构年际差异较大,其变化主要体现在浮游植物生物量的再分配,硅藻和绿藻继续保持优势外甲藻和蓝藻的优势度增加.非度量多维尺度分析显示,骆马湖浮游植物群落变化与总氮、氟离子、水温、总磷、溶解氧、pH、电导率和高锰酸盐指数等因素有关,广义可加模型同样显示总氮、氟离子浓度和水温是主导骆马湖浮游植物群落结构变化的主要因素.总氮、氟离子浓度是影响浮游植物群落年际变化的环境因子,而水温是引起浮游植物群落季节变化的主要因子.结合近几年管理部门采取的措施,浮游植物群落年际变化可能与骆马湖实行禁止采砂和拆除围网等管理修复措施有关.     

调水调沙对黄河口近海浮游植物群落结构时空分布影响

为了研究调水调沙对黄河口近海海域浮游植物群落结构的影响,于2015年6月16日、7月7日、7月20日及未调水调沙的2016年7月14日,对黄河口近海海域叶绿素a（Chl a）含量、浮游植物群落结构和环境因子的空间分布特征进行了4次综合调查。结果显示,2015年随着调水调沙的进行,调查海域Chl a浓度整体呈现先降低后升高的趋势,在空间上由河口向离岸逐渐递减过渡到整个海域均匀分布;2016年Chl a浓度偏低,高值区主要在南部近岸海域。随着调水调沙的进行,鉴定到的浮游植物种类逐渐递增,浮游植物群落演替明显。舟形藻（Navicula spp.）在4个调查航次均是优势种群,其他优势度较高的浮游植物还有针杆藻（Synedra spp.）、角毛藻（Chaetoceros sp.）、细弱圆筛藻（Coscinodiscus subtilis）、窄隙角毛藻（Chaetoceros affinis）、日本星杆藻（Asterionella japonica）和旋链角毛藻（Chaetoceros curvisetus）。调水调沙前,温度和可溶性无机磷（DIP）是影响浮游植物群落结构的重要因素;调水调沙中,可溶性无机氮（DIN）、DIP和DIN/DIP影响逐渐增高;调水调沙后,可溶性无机硅（DSi）、DSi/DIN和温度的影响最明显。     

云贵高原富营养化湖泊杞麓湖浮游生物群落的季节性演替及其驱动因子分析

杞麓湖是云贵高原典型的重富营养化湖泊,水生态系统已严重退化.为揭示杞麓湖浮游生物群落季节性演替规律,阐明浮游生物群落季节性演替的驱动因子,于2017-2018年对杞麓湖浮游生物及水质理化参数进行季节采样调查和浮游生物群落结构特征分析,并运用CCA（典范对应分析）方法分析浮游植物群落组成与环境因子的关系.结果表明:①杞麓湖夏季营养状态最高,达重度富营养水平,春秋冬三季均为中度富营养.水体SD（透明度）春季最高,夏季最低;ρ（Chla）、ρ（COD_Mn）均为夏季最高,冬季最低;ρ（TN）冬季最高,秋季最低;ρ（TP）春夏最高,冬季最低.②杞麓湖浮游植物共6门163种（其中包括8个变种）.浮游植物密度春季最低（0.66×108 L-1）而秋季最高（16.08×108 L-1）,主要为蓝藻门、绿藻门和硅藻门.其中,春季优势种为微细转板藻（Mougeotia parvula）;夏季优势种为孟氏浮丝藻（Planktothrix mougeotii）;秋冬季的优势种均为阿氏浮丝藻（Planktothrix agardhii）.③杞麓湖浮游动物32种,浮游动物密度冬季最低（13.2 ind./L）而夏季最高（3 696.0 ind./L）.其中,春季优势种为曲腿龟甲轮虫（Keratella valga）,夏季优势种为前节晶囊轮虫（Asplanchna priodonta）,秋季优势种为螺形龟甲轮虫（Keratella cochlearis）,而冬季优势种为桡足类幼体.研究显示,杞麓湖浮游动植物群落季节性演替明显,ρ（DTP）（DTP为溶解态磷）、ρ（TP）、ρ（NH₃-N）、ρ（COD_Mn）和WT（水温）是影响杞麓湖浮游植物群落季节性演替的主要驱动因子.      

一小型藻华池塘浮游植物群落动态及其影响因子研究

对小型藻华水体进行密集采样调查有利于揭示藻华过程中浮游植物演替规律及其影响因子.于3~10月对一小型藻华池塘进行为期30周的逐周跟踪调查,监测其水体理化指标和浮游生物种类和数量的变化,并应用PRIMER软件多元统计分析方法探求采样池塘浮游植物群落结构的动态变化及其与水体理化因子、浮游动物之间的关系.调查期间共发现浮游植物54种(属),细胞丰度在0.28×108~6.11×108cells·L-1之间;浮游动物55种(属),个体数量在26~2.5×105ind·L-1之间.浮游植物优势类群主要为蓝藻和绿藻,且随季节的变化浮游植物群落结构呈现出明显的演替过程,该过程可分为绿藻和隐藻共存期、绿藻和蓝藻共存期、蓝藻优势期这3个阶段.生物-环境相关性分析发现p H、水温、光照、总磷及轮虫、桡足类的数量是影响该池塘浮游植物群落结构动态变化的主要因素,且相比于浮游动物,水体理化因子的影响力或更强.     

主要环境因子对一株红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)生长的影响

以红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)为实验材料,系统分析了温度、光照、盐度环境因子对红色赤潮藻生长的影响。设置5个温度梯度(10℃、15℃、20℃、25℃和30℃),5个盐度梯度(20、25、30、35和40),5个光照梯度(500 lx、1 000 lx、2 000 lx、3 000 lx和4 000 lx)的实验处理,计算分析了不同培养条件下的最大藻细胞数量;并进行了温度、盐度两因素的正交实验。结果表明,红色赤潮藻的最适宜生长条件是温度20℃~25℃,盐度20,光照强度4 000 lx,在此条件下其比生长率达到最高。     

异龙湖不同湖区浮游植物群落特征及其与环境因子的关系

异龙湖是云南省第九大湖泊,属典型的高原浅水湖泊.为了解该湖不同湖区浮游植物群落特征,于2013年8月至2014年7月逐月对该湖西区、东区和沉水植被恢复示范区浮游植物及环境因子进行调查分析.结果表明,不同湖区生境条件具有空间异质性,示范区和西区水体总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH_4~+-N)、五日生化需氧量(BOD5)、透明度(SD)、浊度(Turb.)和电导率(EC)等理化指标无显著差异,而与东区有显著差异性(P 0. 05). 3个湖区浮游植物密度均以蓝藻门所占比重最大,浮游植物优势类群不同,西区细小平裂藻(Merismopedia tenuissima)优势度最高,东区拉氏拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)和湖生伪鱼腥藻(Pseudanabaena limntica)优势度最高,示范区细小平裂藻和拟项圈藻(Anabaenopsis sp.)优势度最高.通过主坐标分析(PCo A)对3个湖区浮游植物群落β多样性进行比较发现,西区和示范区群落结构较为相似,而与东区具有极显著的差异(P 0. 01).运用冗余分析(RDA)探讨异龙湖浮游植物群落特征与环境因子的关系,结果表明,TN、TP、BOD5和SD是影响异龙湖浮游植物群落分布的主要环境因子,NH_4~+-N、EC、高锰酸盐指数和p H值对浮游植物群落也有一定的影响.     

磷限制下光照和温度对水华鱼腥藻生长动力学的影响

磷、光照和温度是淡水水体藻类生长的关键环境因素,但磷限制下光照、温度交互对藻类生长动力学的影响鲜有报道.以水华鱼腥藻(Anabaena flosaquae)为研究对象,通过机制实验与模拟分析,发现光照条件恒定,磷限制下水华鱼腥藻的最适生长温度为20℃;温度条件恒定,磷限制下水华鱼腥藻的最适生长光照度为3 000 lx;但光照度过高,超过水华鱼腥藻光饱和点会抑制鱼腥藻的生长,生物积累量显著减少.通过拟合模型可知光热交互作用下水华鱼腥藻最适温度、光照度分别为21.03℃±1.55℃、2 675.12 lx±262.93 lx,该参数值接近春末夏初水体实际的光热条件.模型将为进一步预测水华鱼腥藻水华提供重要基础.     

三峡水库洪水调度对香溪河藻类群落结构的影响

以三峡大坝汛期洪水调度为契机,于2013年7月在香溪河开展原位监测,研究了洪水调度对藻类群落结构的影响.结果显示:在洪水调度期间香溪河水位变动范围是145.63~148.36m,河流中上游平均流速变化幅度小于河口平均流速变化幅度,中上游与河口的平均流速存在显著差异(P<0.05).调度前香溪河的藻类优势类群为蓝藻与硅藻,蓝藻所占比例高于硅藻,调度结束后,中上游水域硅藻占优势,河口区域蓝藻所占比例升高.香溪河水环境特征与藻类群落结构在洪水调度期间发生了显著改变,Shannon-Weaver指数趋于下降.研究结果表明:三峡大坝拦蓄洪水的过程显著改变了香溪河水环境条件,洪水顶托作用首先改变了支流的水文水动力学特征和水质状况,随后藻类群落快速变化响应了这种改变.洪水调度所营造的动态水位使得靠近大坝的支流生境受到强烈冲击和破坏,导致了藻类种类和生物量的变化;由此可见,水库的动态水位可改变支流的藻类群落结构,有助于抑制和延缓支流水华的发生.     

Three-dimensional unstructured-mesh eutrophication model and its application to the Xiangxi River, China

The Xiangxi River is one of the main tributaries in the Three Gorges reservoir, with the shortest distance to the Three Gorges Project Dam. Severe and frequent algal bloom events have occurred frequently in the Xiangxi River in recent years. Therefore, the current study develops a three-dimensional unstructured-mesh model to investigate the dynamic process of algal bloom. The developed model comprises three modules, namely, hydrodynamics, nutrient cycles, and phytoplankton ecological dynamics. A number of factors, including hydrodynamic condition, nutrient concentration, temperature, and light illumination, that would affect the evolution of phytoplankton were considered. Moreover, the wave equation was used to solve the free surface fluctuations and vertical Z-coordinates with adjustable layered thicknesses. These values, in turn, are suitable for solving the algal bloom problems that occurred in the river style reservoir that has a complex boundary and dramatically changing hydrodynamic conditions. The comparisons between the modeling results and field data of years 2007 and 2008 indicate that the developed model is capable of simulating the algal bloom process in the Xiangxi River with reasonable accuracy. However, hydrodynamic force and external pollution loads affect the concentrations of nutrients, which, along with the underwater light intensity, could consequently affect phytoplankton evolution. Thus, flow velocity cannot be ignored in the analysis of river algal bloom. Based on the modeling results, building an impounding reservoir and increasing the releasing discharge at appropriate times are effective ways for controlling algal bloom.     

三峡库区支流梅溪河附石藻类群落变化及其与环境因子的关系

为了解不同水文期三峡库区支流附石藻类与环境因子的关系,分别于丰水期（2016年8月）、枯水期（2016年11月）及平水期（2017年3月）这3个时期,对三峡库区支流梅溪河非回水区和回水区的26个采样点附石藻类进行采样并对其相关环境因子进行分析.结果表明,3个水情期,共鉴定出附石藻类5门47属106种（含变种）.其中,丰水期采集到73种,隶属5门38属,枯水期67种,隶属4门36属,平水期63种,隶属4门33属.丰水期、枯水期和平水期优势种分别为19种、17种和18种,丰水期的主要优势种属为曲壳藻属、束丝藻属和席藻属,枯水期为异极藻属、曲壳藻属和舟形藻属,而平水期为异极藻属、曲壳藻属和色球藻属.3个时期共有的优势种为扁圆卵形藻（Cocconeis placentula）、曲壳藻（Achnanthes sp.）、近棒形异极藻（Gomphonema subclavatum）、小型异极藻（G.parvulum）、小型舟形藻（Navicula parva）和缢缩异极藻（G.constrictum）.冗余（RDA）分析表明,回水区的附石藻类优势种相对丰度与电导率（Spc）、溶氧（DO）、pH、总磷（TP）和总氮（TN）的变化相关,而在非回水区,附石藻类优势种相对丰度主要与电导率（Spc）、pH、总磷（TP）、水温（WT）和流速（v）的变化有关.3个时期,影响附石藻类环境因子具有差异,然而,3个时期小型异极藻、缢缩异极藻和曲壳藻等优势种的相对丰度均与总磷呈负相关,与pH呈正相关.这些结果表明三峡库区不同水文期及水环境变化对附石藻类群落组成具有重要影响,导致群落结构发生变化.     

香溪河库湾浮游植物调查及多样性研究

为了分析新生水库库湾藻类组成及演替规律,2010年对三峡水库香溪河库湾进行了跟踪监测,对监测结果用9种多样性指数进行多样性评价,用综合营养状态指数进行水质评价,并将9种评价指数分别与综合营养状态指数进行拟合分析,得出最适于评价香溪河水体污染程度的评价指数。结果表明春季优势藻种为硅藻、夏季为绿藻和蓝藻、秋季为硅藻和绿藻,冬季为甲藻。XX06秋季与冬季富营养化程度为贫营养级,春季与秋季主要为轻-中度富营养级。Menhinick index与综合营养状态指数的拟合度最大,最能反映水污染程度变化趋势。     

竞争条件下光照对两种淡水藻生长的影响

研究了铜绿微囊藻与斜生栅藻在单种和三种配比(10:1、1:1、1:10)共同培养条件下,不同的光照强度对其生长的影响,计算了不同培养体系中两种藻的磷吸收半饱和常数。结果表明:单独培养时,铜绿微囊藻在3000lx获得最大增长率,而斜生栅藻在5000lx时增值最快;共同培养时,两种藻的生长速率相对单独培养条件下均有不同程度的下降,两种藻之间存在着互相的竞争抑制作用;在10:1共培养条件下,栅藻对微囊藻的抑制作用超过了微囊藻对栅藻的抑制作用;在1:1和1:10共培养条件下,光强低于6600lx时,微囊藻对栅藻的抑制作用相对于栅藻对微囊藻的抑制作用更大。从光吸收半饱和常数看,微囊藻的光吸收的半饱和常数总是小于栅藻,可见微囊藻对光更具亲和性。总体上看,较低光照下,微囊藻的竞争能力强于栅藻,微囊藻竞争成为优势种具有较高的概率;而光照强度较大时,栅藻竞争成为优势种具较高的概率。     

溪源宫水源保护区浮游植物群落结构分析研究

文章主要对2011年8月至12月溪源宫水源保护区浮游植物群落结构进行调查分析。溪源宫水体共鉴定出浮游植物6门51属137种,主要都是以绿藻门、硅藻门、蓝藻门为主。通过采用浮游植物生物量以及多样性指数对研究区域水体进行了评价,结果表明溪源宫水源保护区水质状况较好。同时还将溪源宫水源保护区、闽江、山仔水库等不同水源地的浮游植物群落结构进行对比分析,发现不同营养状态下,水体中浮游植物群落结构有显著的不同。     

香溪河流域水生态系统健康评价

随着人们环境保护意识的增强,河湖生态保护与修复成为社会关注的热点问题,科学的生态健康诊断则是有效进行河湖治理的前提.香溪河作为三峡水库典型支流,探究其水生态系统健康对于长江生态保护具有十分重要的意义.通过收集整理香溪河干支流的生物与生境数据,构建了涵盖水环境、水生生物、物理栖息地三方面共16项指标的水生态系统健康评价指标体系,综合运用专家判断法和熵权法确定评价因子权重,采用河流健康指数（RHI）表征香溪河流域水生态系统健康状况.结果表明:①2017年三峡水库蓄水期香溪河流域水生态系统整体健康水平为良好,优和良等级占比分别为12.5%和79.2%.②健康状况呈现出支流优于干流、非回水区优于回水区的空间分布特点,具体表现为支流南阳河>支流古夫河>支流高岚河>香溪河干流.干流水环境问题相对突出,而支流的河流连通性相对较差.③库湾健康状况的年内变化特征为冬季最好,春秋季次之,夏季最差.研究显示,该评价体系能准确地评估香溪河流域水生态健康状况,同时需重视三峡水库支流库湾的水环境治理.      

水源水库藻类功能群落演替特征及水质评价

为了解水源水库的藻类功能群落时空演替特征及水质变化,以李家河水库为例, 2018年9月～2019年6月对藻类及水质因子开展连续监测,采用功能类群划分方法对水库藻类进行了识别与分类,探讨了藻类功能群落与水质间关系,并结合WQI指数法进行水质评价.结果表明,本研究共获得藻类56种,隶属于4门28属,可划分为15个功能群类,其中优势藻类功能群落分别为B、 D、 G、 J、 L_0、Mp、 P、 W_1和X_1;李家河水库藻类结构呈现明显的季节性特征,混合期藻密度明显低于分层期,其中混合期的主要功能藻种为小球藻和小环藻,分层期的主要功能藻种为舟形藻和针杆藻.冗余分析(RDA)表明,水温、混合层深度和RWCS指数是驱动藻类演替的主要因子;WQI分析结果显示李家河水体水质为"良好",混合期水质略好于分层期.本研究指出扬水曝气系统可改变藻类功能群落的演替特征,有效改善水源水库水质,保障了饮水供水安全.     

应用三维粒子轨迹跟踪模型模拟香溪河水藻增殖过程

三峡工程建成后将改变库区的水动力条件,会对库区及支流的水生态环境产生重要影响.因此,本文应用三维非结构海洋动力学模型ELcirc,以及考虑营养物质浓度、水温、水下光照强度和流速等因素影响水藻增殖的粒子轨迹跟踪模型模拟三峡库区支流香溪河的水流及水藻颗粒的输移.同时,采用室内弯道水槽试验资料对模型进行了验证,计算结果表明,验证后的模型可以较为精确地模拟弯道水流运动特性和弯道水流中的物质输移现象.采用验证后的模型研究了2007年9—10月三峡水库蓄水期香溪库湾的水流及藻类颗粒物质输移,结果表明,长江干流水体倒灌入香溪库湾产生回流,藻类颗粒向上游运动,考虑水藻生长过程的三维粒子轨迹跟踪模型可以较好地模拟水藻颗粒的垂向分布及水藻生长的水华过程.