寒旱区湖泊浮游植物特征及其对营养状态的指示作用

为揭示内蒙古典型湖泊浮游植物群落特征及其对营养状态的响应,于2019年和2020年7月对呼伦湖,岱海,乌梁素海和居延海浮游植物和水质理化指标进行取样调查.结果显示,呼伦湖,岱海,乌梁素海和居延海分别鉴定出浮游植物101种,44种,125种和42种,绿藻门,硅藻门和蓝藻门是其优势门类.调查期间4个湖泊浮游植物的总丰度分别为5.71×10⁵,0.18×10⁵,3.45×10⁵和6.96×10⁵cells/L;根据优势度分析,居延海优势种最少为6种,其他湖泊优势种都在10种以上;CCA分析表明,综合营养指数(TLI),水温(T),总溶解性固体(TDS),氨氮(NH₄⁺-N),盐度(SAL),pH值(P<0.01)是浮游植物优势种的主要影响因子.4个湖泊的浮游植物Shannon-Wiener多样性指数(H′),丰富度(D),均匀度(J)指数均值分别为1.4,0.38和2.79(呼伦湖),2.28,0.87和1.42(岱海),2.99,0.74和4.46(乌梁...     

Application of a three-dimensional eutrophication model for the Beijing Guanting Reservoir, China

The Beijing Guanting Reservoir (BGR) is located northwest of Beijing and has been an important water supply reservoir ever since the construction of a dam near the town of Guanting in 1954. As a result of excessive nutrients and organic carbon loadings from the drainage basin over the last several decades, the BGR suffers from eutrophication as well as other contamination problems and has not been used as a drinking water supply reservoir since 1997. As a management step to restore the reservoir's water quality, a numerical model was developed based on the environmental fluid dynamics code (EFDC) framework. The model simulated three phytoplankton species based on the observed cyanobacteria, green algae, and diatom concentrations in 2004 for the Yongding arm of the reservoir, which is separated from the rest of the reservoir by a sand bar. The model was calibrated with vertical temperature profiles as well as the observed chlorophyll a and nutrients concentrations in the water column. The calibrated model was further applied to investigate management scenarios, which include reduction in external loadings of nutrients with constructed wetlands, biomanipulation, and transferring water from CeTian Reservoir. All three scenarios can reduce the peak chlorophyll a levels in the reservoir. The background nutrients were high, and reducing the external nutrients was effective only after a reduction in background nutrients after phytoplankton growth. The biomanipulation and water transfer scenarios could also delay the occurrence of the peak chlorophyll a. Because the model was developed based on one year of data, the model can only reveal the short-term effects of applying the management scenarios. Future studies will consider the long-term processes, such as diagenesis, when data are available to predict the long-term effects of the scenarios.     

不同水期澜沧江梯级水库浮游植物群落结构空间分布特征

建坝造成了河流水环境的差异,会导致浮游植物群落具有明显的空间异质性.为探究梯级水库河流的浮游植物分布,本研究选择澜沧江为研究区域,于2018年3月—2019年5月在上游河道、苗尾、功果桥、小湾、漫湾、糯扎渡、景洪、景洪坝下开展了浮游植物的调查.对比了丰、枯水期浮游植物群落结构、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数的变化特征,采用Spearman相关性分析确定丰、枯水期浮游植物密度与环境因子间的关系.重点讨论了浮游植物密度较高的小湾和糯扎渡库区浮游植物的年内变化特征.研究结果表明：澜沧江干流丰、枯水期各库区浮游植物种类均以河流型硅藻为主,绿藻门次之;浮游植物密度分别为0.02×10⁶ ~ 16.74×10⁶ cells?L^-1和0.26×10⁶ ~ 9.41×10⁶ cells?L^-1;丰水期藻密度、生物量、浮游植物多样性、均匀度指数均高于枯水期;小湾和糯扎渡的浮游植物密度及生物量均高于其他库区,全年平均值分别为9.35×10⁶ cells?L^-1和2.19×10⁶ cells?L^-1;两库的浮游植物群落具有明显差异,浮游植物密度分别在2019年5月和4月达到最高,相关性分析表明氮素是影响浮游植物群落结构变化的关键因子.本研究可为梯级水库河流的水生态环境保护提供一定的支撑和参考.     

珠江口水体组分的吸收特性分析

水体组分吸收特性是水下光场和水面光谱的主要影响因子,对其进行研究有助于提高对水体光学特性的认识和水质参数的遥感反演.基于2013年7月珠江口水体30个样本的实测数据,对珠江口水体总颗粒物、非藻类颗粒物、浮游藻类和CDOM的吸收特征进行了分析,结果表明:1总颗粒物吸收特征为非藻类颗粒物主导类型;2非藻类颗粒物的吸收系数遵循指数衰减规律,主要来源是陆源性输入,指数斜率Sd均值与空间变化幅度高于内陆二类水体;3多项式关系能较好地表达aph(440)与叶绿素a浓度的关系,而aph(675)与叶绿素a浓度存在很好的线性相关,辅助色素对浮游藻类吸收系数的影响主要在短波波段,长波波段叶绿素a的影响占主导地位,比吸收系数随叶绿素a浓度的增加而减小,呈现幂指数衰减规律;4CDOM输入以陆源为主,光谱曲线在紫外波段250~290 nm之间存在一个吸收肩,按光谱特征分段拟合Sg值能够更好地表达CDOM吸收特性,M值与A段(240~260 nm)的斜率Sg值呈现较强的正相关,珠江口水体的M值较小,CDOM中腐殖酸含量较高;5珠江口水体非色素颗粒物吸收在总吸收中占主导地位,浮游藻类吸收对总吸收的贡献远小于非色素颗粒物,CDOM吸收对总吸收的贡献最小,当CDOM中腐殖酸含量较高时,CDOM对水体总吸收的贡献大,腐殖酸含量较低时,CDOM对水体总吸收的贡献小.     

千岛湖水体悬浮颗粒物吸收特性及其典型季节差异

利用千岛湖2012年12月~2013年2月冬季及2013年6~8月夏季的采样数据,分析了千岛湖水体的营养水平和悬浮颗粒物的吸收特性季节变化及空间分布规律.结果表明千岛湖营养水平夏高冬低,整体处于中营养水平.冬季和夏季总悬浮颗粒物吸收系数在440 nm的均值分别为:(0.20±0.07)m-1和(0.24±0.17)m-1;675 nm的均值为(0.07±0.02)m-1和(0.10±0.07)m-1;夏季显著高于冬季(t-test,P<0.05).冬季总悬浮颗粒物的吸收光谱可分为两种情况:西北湖区与浮游植物吸收类似,其它站点与非藻类颗粒物的吸收相似;而夏季,在可见光范围,50%以上总悬浮颗粒物的吸收是由藻类颗粒物贡献,因此,总悬浮颗粒物的吸收光谱曲线与浮游植物光谱曲线类似.冬夏季浮游植物吸收系数差异显著(P<0.05),440 nm均值分别为(0.10±0.03)m-1和(0.17±0.14)m-1;相应地675 nm的均值为(0.05±0.02)m-1和(0.08±0.07)m-1.冬季和夏季440 nm浮游植物比吸收系数(以Chla计)的均值分别为:(0.045±0.010)m2·mg-1和(0.039±0.013)m2·mg-1;675 nm处为:(0.022±0.004)m2·mg-1和(0.019±0.005)m2·mg-1.440 nm和675 nm浮游植物吸收系数随Chla浓度及综合营养状态指数的增加线性增大;比吸收系数和Chla浓度呈幂函数关系,随Chla浓度增大而减小.冬季非藻类颗粒物吸收与无机颗粒物的相关性最好;夏季440 nm非藻类颗粒物吸收与总悬浮颗粒物和有机颗粒物呈线性关系,随着总悬浮颗粒物和有机颗粒物含量增加非藻类颗粒物吸收增加.     

Spatial and temporal variations of two cyanobacteria in the mesotrophic Miyun reservoir, China

Spatial variations in phytoplankton community within a large mesotrophic reservoir （Miyun reservoir, North China） were investigated in relation to variations in physico-chemical properties, nutrient concentrations, temperature and light conditions over a 5 month period in 2009. The dynamics of phytoplankton community was represented by the dominance of cyanobacteria through summer and fall, following with a short term dominance of chlorophyta in late fall, and a relatively high abundance of diatom in October; on the other hand, maximum phytoplankton biomass was recorded in the north shallow region of Miyun reservoir with a higher nutrients level. Particular attention was paid to the impacts of environmental conditions on the growth of two cyanobacteria genera, the toxin-producing Microcystis and the taste ＆ odor-producing Oscillatoria. Microcystis biomass was in general greatly affected by water temperature and mixing depth/local water depth ratio in this reservoir, while the Oscillatoria biomass in the surface and middle layers was greatly affected by total dissolved phosphorus, and that in the bottom layer was related with the Secchi depth/local water depth ratio. Abundant Oscillatoria biomass was observed only in late September when Microcystis biomass decreased and allowed sufficient light go through.     

东南沿海河流-水库系统藻类生长营养盐限制季节变动

选取厦漳泉三地市饮用水源地九龙江20条支流以及4个水库开展2013~2014年为期一年的逐月水质与生态调查与监测,并借助GIS、统计分析方法,识别了氮磷营养盐和浮游植物藻类丰度和群落的时空变异性,河流与水库氮磷营养盐限制的差异性以及其控制性的季节性变化特征.结果表明,九龙江支流和水库的营养盐、藻类丰度和群落都分别展示出明显的时空变异性.支流和水库均呈现营养盐氮素浓度冬春季节较高,夏秋季节较低;营养盐磷素浓度大体与之相反.水库藻类丰度于夏季最高,而支流藻类丰度呈现冬春季节较高,夏秋季节较低的趋势.其中,汀溪水库于秋冬春季节和夏季呈现硅藻,绿藻演替;江东库区于冬春,夏秋季节呈现绿藻-隐藻、绿藻-蓝藻演替;石兜-坂头水库以及支流均未出现季节演替现象,优势藻分别为蓝藻、绿藻.RDA排序图较好地显示了浮游植物藻类与环境因子之间的关系.水库叶绿素a与氮磷营养盐之间呈现显著相关性,相关关系较强,并且其相关关系在冬春季节呈现营养盐磷的限制性,夏秋季节呈现营养盐氮的限制性.相比于水库,支流叶绿素a与营养盐之间只有夏秋季节呈现显著相关性,且相关关系较弱.     

长江口邻近海域赤潮水体浮游植物光吸收特性分析

根据2013年8月对长江口邻近海域赤潮水体浮游植物优势物种及光吸收特性进行调查,在34个调查站位中,共10个站位发生赤潮,其中,6个站位发生硅藻赤潮,3个站位发生甲藻赤潮.赤潮水体和非赤潮水体浮游植物吸收系数变化很大,440 nm处吸收系数范围分别为0.199~0.832 m-1和0.012~0.109 m-1;而比吸收系数变化相对较小,440 nm处比吸收系数在赤潮和非赤潮水体的平均值分别为0.023 m2·mg-1和0.035 m2·mg-1.从赤潮水体向非赤潮水体过渡,大粒径浮游植物所占比例减小,小粒径浮游植物所占比例上升,打包效应减小,因而比吸收系数升高.浮游植物粒径指数的变化对440 nm和675nm处的比吸收系数变化的贡献可分别达到43%和25%.不同类型赤潮(如硅藻和甲藻赤潮)在浮游植物粒级结构接近的情况下吸收光谱仍具有明显差异,这是色素组成不同的结果.甲藻赤潮中硅甲藻黄素和叶绿素c2的浓度之和与叶绿素a浓度的比值大于硅藻赤潮,是甲藻在465 nm附近出现吸收肩峰的重要原因.     

宁夏沙湖浮游植物与水环境因子关系的研究

于2009年4月～2010年1月测定了沙湖浮游植物的密度、生物量和叶绿素a含量,测定了水温(WT)、pH、透明度(SD)、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、亚硝态氮(NO2--N)、高锰酸盐指数、BOD5等水环境因子指标,对沙湖浮游植物密度、生物量、叶绿素a含量与水环境因子进行相关分析、多元逐步回归分析和典范对应分析.结果表明,沙湖浮游植物密度、生物量、叶绿素a含量与WT、TN、TP、高锰酸盐指数、BOD5之间显著正相关,与SD之间呈显著负相关.浮游植物密度、叶绿素a含量与WT、SD、TN、TP、高锰酸盐指数、BOD5之间有显著的线性回归关系,影响沙湖浮游植物密度的主要水环境因子依次为WT、高锰酸盐指数、SD、BOD5、TP、TN,影响沙湖叶绿素a含量的主要水环境因子依次为高锰酸盐指数、WT、SD、TP、TN、BOD5;浮游植物生物量与WT、SD、TN、TP、高锰酸盐指数之间有显著的线性回归关系,影响沙湖浮游植物生物量的主要水环境因子依次为WT、TP、高锰酸盐指数、SD、TN.浮游植物与水环境因子的CCA排序结果将16种浮游植物分为3组,呈现明显的季节分布特征,SD、高锰酸盐指数、WT、TN、TP是影响沙湖浮游植物群落动态分布的主要水环境因子.     

三峡水库蓄水对支流浮游植物功能群的影响及与资源利用效率的关系

为探究三峡库区腹地重要支流浮游植物功能群组成与资源利用效率的关系,于2020年8月和11月对香溪河、大宁河、梅溪河、彭溪河和黄金河这5条支流进行浮游植物采集,夏季共计检出浮游植物119种,隶属7门62属,冬季共检出浮游植物118种,隶属7门58属.依照Padisak理论,将所有浮游植物划分为25个功能群,冬季和夏季均出现6种重要功能群,其中夏季以L0、 H1、 D、 Y、 MP和P为主,而冬季则主要以L0、 H1、 A、 M、 MP和Y为主.根据浮游植物功能群多样性分析结果可知,冬季α多样性低于夏季,且下游河段浮游植物功能群多样性更高,群落结构更复杂.浮游植物功能群及其驱动因子RDA分析表明,ν、 pH、高锰酸盐指数、 WT和RUE_TN是显著影响浮游植物功能群的环境因子(P<0.05).VPA结果显示,夏季环境变量对功能群组成变化的解释度较高(45.23%),而冬季则相反,资源利用效率具有更高的解释度(42.33%).进一步对重要功能群与资源利用效率进行线性拟合发现,夏季功能群L0、 H1、 D和Y与RUE_TN和RUE_TP