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。     

汉江中下游早春冠盘藻（Stephanodiscus hantzschii）水华暴发过程及其成因初探

近年来汉江中下游早春频繁暴发硅藻水华,为探明汉江早春硅藻水华暴发过程及原因,2010年1月1日~3月6日,对汉江干流及部分支流进行了浮游植物采样调查。结果表明,早春期间汉江干、支流的浮游植物密度分布具有明显的空间差异性：襄樊及以上各个站点浮游植物密度明显低于襄樊以下,汉江干流各个站点的浮游植物密度明显低于入汉江支流--唐白河。1月7日,唐白河站点浮游植物的密度最高,达5050×106个/L,冠盘藻的比例占9609%;从1月27日开始,汉江干流开始出现水华（1442×106个/L）,2月23日达到峰值（2466×106个/L）,到3月3日,水华开始消退（666×106个/L）,前后共持续了1个多月。相关分析表明,汉江早春期间藻体密度与DO（溶解氧）、STN（溶解性总氮）、STP（溶解性总磷）有着极显著的正相关（Pearson (DO),r=063,p＜001; Pearson (STN),r=085,p＜001;Pearson (STP）,r=077,p〖WTBZ〗＜001）,与SD（透明度）有极显著的负相关关系（Pearson,r=-044,p＜001）,而与水体中的SSi（溶解性硅）呈显著的负相关（Pearson,〖WTBX〗r=-035,p〖WTBZ〗＜005）。依据汉江干、支流优势硅藻密度的时空差异,可以推测,唐白河中高密度的冠盘藻可能是汉江中下游水华暴发的种源之一;同时分析指出,2010年早春汉江中下游干流水华生消与气象因素密切关联     

蓝藻水华的拦截和陷阱捕获综合控藻技术研究

基于水文气象条件对巢湖蓝藻水华分布的影响,在西北岸万年埠的迎风岸湖段设置蓝藻水华拦截围隔和蓝藻水华捕获陷阱。通过连续监测,比较围隔内外蓝藻生物量和浮游植物多样性的差异,检测水华陷阱的蓝藻捕获效率,从而对蓝藻水华拦截和陷阱处置综合控藻技术的作用进行评估。结果表明：（1）陷阱设置在西半湖万年埠湖段是科学合理的,监测表明蓝藻水华生物量受风力和水流驱使主要聚集在沿岸带区域;（2）水华拦截围隔对蓝藻水华有很好的拦截效果,在水华暴发期间蓝藻围栏可以拦截50%以上的蓝藻水华和50% 以上的Chla浓度,水华拦截区围隔内的生物多样性指数显著高于拦截围栏之外的水域;（3）陷阱对微囊藻水华的聚集捕获效果显著,在适宜气象条件下聚集效率约为2 kg/(m2·d）。这些研究结果说明该综合技术有很好的控藻效果,具有良好的应用前景     

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。     

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。     

滇池水华蓝藻干粉制剂的生物脱毒实验

滇池属长江流域的一个内陆湖泊，近年来水体富营养化日益严重，每年夏季都出现大面积的水华。由品种单一，主要为蓝藻门，其中微囊藻是优势种，产生的微囊藻毒素具有很强的毒性。本实验以富营养化湖湖滇池中的水华蓝藻作为主要原料，将其制成干粉后，利用双协菌株在28－32℃条件下对其进行固态发酵，培养基质初始水份为65％。发酵培养2d后，培养基质中微囊藻毒素含量明显降低，6d后，基质中微囊藻毒素含量未检出（最低浓度检测限1μg/mg）。同时对实验所获得时间序列进行动力学研究，结果表明利用双协菌降解微囊藻毒毒的反应为准一级动力学反应。     

苏皖交界河网区浮游植物群落结构及其与环境因子关系的研究

苏皖交界处的石臼湖是长江下游唯一的通江淡水湖,通过青弋江和姑溪河直接与长江相连,形成了复杂的河网水系。为探讨这种复杂的河网水系中浮游植物种群结构特征,2012年平水期和枯水期分别对石臼湖及其周边入湖支流进行了浮游植物调查,研究河网水系中河网与湖区浮游植物的种类组成、季节变化及与环境因子的关系。结果显示:共采集到浮游植物105种,平水期与枯水期种类数差别不大,两次调查均出现的种类约有70%相同;浮游植物丰度最高可达1×108cell/L,达到了水华暴发的标准。优势种类主要绿藻门和蓝藻门为主,但是从生物量来看硅藻门占优。排序分析显示河网区域浮游植物季节演替明显,且河网与湖区浮游植物群落结构差异明显,进一步分析则表明影响浮游植物主要的环境因子是氮、磷等营养元素。     

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。     

天然水体中微囊藻毒素归宿的初步研究

微囊藻毒素是有毒蓝藻释放的肝毒性代谢物,对环境和人们健康具有潜在危害,成为各国普遍关注的热点,并已列入我国地表水环境质量特定检测项目。在暴发严重蓝藻水华的滇池水环境治理工程中,对水华污染水体中微囊藻毒素的含量进行了全年监测,结果表明水样中微囊藻毒素含量的变化范围为0.17~0.82 μg/L,比水体中蓝藻生物量的藻毒素含量低了至少一个数量级。为研究水体中藻毒素的归宿,通过有关微囊藻毒素的吸附、光降解、微生物降解等一系列现场和实验室研究,结果表明光降解是滇池水体中微囊藻毒素浓度降低的主要途径,同时微生物降解、生物积累和颗粒物吸附也是水体中微囊藻毒素浓度降低的因素。探讨了蓝藻水华污染水体的藻毒素归宿途径,并提出了有待研究的问题。     

淀山湖浮游植物群落对生态修复试验工程的响应研究

为了解淀山湖生态修复试验工程对浮游植物群落结构的影响,于2008年10月～2009年9月每月1次对7个生态工程内外共计13个样点的浮游植物群落特征进行了采样调查。结果表明：不同工程类型对水质影响差异较大。各工程内外浮游植物种类数、群落组成随时空变化无规律性差异特征。优势种、浮游植物密度、叶绿素a含量和多样性指数的变化受水华影响较大。水华前,各工程优势种主要为尖尾蓝隐藻、小球藻、模糊直链藻和链丝藻等,控藻区、前置库、近岸工程内浮游植物密度和叶绿素a含量明显低于工程外;水华时,多数工程上述两参数均明显高于对照点,近岸工程、综合示范工程和控藻（5a）工程中微囊藻优势明显。两控藻工程间和两前置库工程间水华期间效果差异较大。1a控藻工程中蓝藻密度和水华时浮游植物密度明显低于对照点,水华期间3种多样性指数均高于对照。差异显著性分析结果表明,多数类型工程的浮游植物参数在工程内外无显著差异。〖     

基于BP人工神经网络和模糊理论的太湖蓝藻水华发生风险评价

目前,湖泊蓝藻水华是我国乃至世界的重大环境问题之一。蓝藻水华的暴发机制复杂,具有明显的不确定性。以太湖为例,根据近5 a水环境和水华发生的实测数据,结合BP（Back Propagation）人工神经网络和模糊理论,建立了蓝藻水华发生风险的模糊风险评价方法。对太湖9个水环境功能区的评价结果表明：西部沿岸区、梅梁湖蓝藻水华发生风险最大,为重度蓝藻水华风险区;竺山湖、五里湖次之,为中度蓝藻水华风险区;南部沿岸区、贡湖、湖心区为轻度蓝藻水华风险区,东太湖和东部沿岸区水华发生风险最小,为轻微蓝藻水华风险区。建立的评价方法和评价结果,可为蓝藻水华的预测、预警以及风险管理提供参考和依据。     

河流型硅藻水华研究进展

通过对硅藻水华发生机制相关文献的研究分析,对硅藻水华发生机制做了一般性探讨,并重点关注了河流型水华的发生机制的独特点。河流水华种类主要为中心硅藻纲,静水生态系统水华种类除中心硅藻纲还包括部分羽纹硅藻纲种类。河流水华硅藻种类对营养盐浓度、温度和光照等环境因子具有一定的适应范围。与静水生态系统相比,河流硅藻水华受气象和水文等物理指标的影响更为明显。河流硅藻水华中常具有时滞现象,其中由气象和水文因素引起的时滞现象最为明显。目前河流硅藻水华的防治仍然以上游水库下泄稀释为主,但是这种方法会造成一定的水资源浪费。河流水华硅藻的生理属性、硅藻水华对生态系统的影响、节水与抑制水华的统筹以及其他控制水华的方法都是未来河流硅藻水华研究的重点。     

三峡库区支流富营养化及水华现状研究

三峡水库蓄水以来,库区支流水体营养状态、藻类生物量及群落结构发生明显改变,对不同蓄水阶段研究表明：库区支流富营养化程度加重,且时空差异显著,春、夏季富营养化程度严重,秋、冬季节相对较轻.整体上由蓄水前的贫 中营养状态转变为中 富营养状态。由于库区支流营养盐浓度高且蓄水前后相对稳定,对藻类生长不形成限制,因此支流富营养化加重的原因是蓄水后库区支流流速减缓,使得透明度增加,水体透光性增加,藻类生长环境改善,从而使生物量大幅度增加,库区支流藻类水华频繁发生,且优势种类趋向于多样化,硅藻、甲藻、隐藻、蓝藻、绿藻都可成为水华优势种,且整体组成呈现硅藻、甲藻下降,蓝藻、绿藻、隐藻上升的态势,演替趋势总体上由河流型向湖泊型转变。但随着蓄水位的上升,水华发生比率总体上有所降低     

太湖和滇池表层水体水质与水华蓝藻生物质生化性状的关系

根据2010年5～8月对滇池海埂和太湖竺山湖监测点的逐月监测结果,对同时期不同地域湖泊水体的污染状况进行比较研究,并评估了表层水体水质与水华蓝藻生化性状指标之间的相关性。结果表明：滇池水体的富营养化程度较太湖高,从取样月份之间差异来看,滇池表层水体水质指标均呈现先升高后降低再升高趋势,以6月份为最高,而太湖则呈逐月升高趋势。滇池蓝藻生物质中凯式氮、全磷和总养分（N+P2O5+K2O）含量均与太湖相当,但是滇池蓝藻C/N较太湖高,且除As、Cd元素超标外,各样品中其余重金属元素的含量均低于有机肥料行业标准（NY525 2011）。通过进一步的相关性分析表明,无论滇池还是太湖水域,其水华蓝藻中的Pb和Cr之间表现出明显的同源性;此外,表层水体NH+4 N水平可以作为水体富营养化程度的快速指示指标     

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.     

三峡水库汛末175 m试验蓄水过程对香溪河库湾水环境的影响

为研究解决三峡库区支流水华问题,实现三峡水库生态调度,需探明现行三峡水库175 m蓄水方案对库区支流水环境的影响。基于2008~2010年三峡水库开展的汛末175m试验性蓄水工作,及香溪河库湾2008~2010年野外监测数据,从库湾水华暴发程度、营养盐水平及水动力特性方面分析了2008~2010年三峡水库汛末175 m试验性蓄水对香溪河库湾水环境的影响。结果表明：分两阶段蓄水时间提前方案有利于库湾中上游上层水体的交换和紊动,降低库湾中上游水体表层营养盐浓度,破坏了浮游植物赖以生存较稳定的环境,抑制藻类的生长,降低水体表层叶绿素a的浓度,减少水华暴发频次、持续时间以及强度,有利于库湾水环境的改善     

淀山湖沉积物碳、氮、磷分布特征与评价

淀山湖为黄浦江上游水源保护区,为了控制其富营养化趋势,在淀山湖影响区内实施了一系列外源污染控制措施。近年来,淀山湖水质持续改善,但每年仍有不同程度蓝藻水华暴发。为进一步探讨淀山湖水华暴发的机理,本研究对淀山湖沉积物进行了调查研究,分析了沉积物TOC、TN、TP时空分布特征。结果表明：在空间分布上,受来水与北部围网养殖影响及水体自净作用影响,淀山湖沉积物中营养物西北部高,东部低,进水口附近沉积物营养物浓度显著高于湖心及出水口。在垂直分布上,受航道回淤影响,D1与D4样点营养盐垂直分布规律不显著,其它样点均表现出随水深度增加营养盐显著降低的趋势。与20多a前相比,淀山湖沉积物营养盐存在明显的富集作用,沉积物氮、磷含量大幅上升。以有机指数与TP含量进行评价,淀山湖表层沉积物均属于重污染状态,且北部湖区污染程度较高。预测淀山湖外源污染得到控制以后,沉积物中营养物将对水体水质构成威胁     

鄱阳湖蓝藻时空分布特征及其驱动因子研究

富营养化引起的局部水体蓝藻水华问题给鄱阳湖水生态环境保护带来挑战。为弄清鄱阳湖蓝藻时空分布特征及其影响因素,于2019～2020年对鄱阳湖蓝藻进行了现场监测,并通过冗余分析(RDA),探讨了影响蓝藻时空分布的主要驱动因子。结果表明：调查期间,共检出浮游植物7门128种,其中蓝藻15种,占总种类数量的11.72%,蓝藻种类数呈丰水期>平水期>枯水期,主湖区>入江水道>东湖区的分布规律。蓝藻细胞密度为0～2.19×10⁷ cells/L,各点位蓝藻占比为0%～83.98%,其中蓝藻细胞密度主湖区>东部湖区>入江水道,丰水期>平水期>枯水期,2020年>2019年。假鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)为东部湖区蓝藻优势种,微囊藻(Microcystis sp.)、假鱼腥藻为主湖区和入江水道蓝藻优势种。水温(T)、悬浮物(SS)、高锰酸盐指数(COD_Mn)、风速(VW)是主湖区蓝藻群落分布的主要影响因子,特殊的湖流和风场也是影响该湖区蓝藻分布格局的重要因素;透明度(SD)、SS和COD<...     

蓝藻水华的相关环境因素识别与短期预测

该文使用反演图判断某一水域在某一时刻是否发生蓝藻水华,以及生成水华强度等级值。分别直接以水华发生与否的指标和水华强度等级为因变量,以水质、水文和气象3类监测变量为自变量构建蓝藻水华显著相关环境因素的两个识别模型和一个probit短期预测模型。太湖大贡山水域的蓝藻水华被用于实证分析。结果表明,这两个识别模型的识别结果与本研究领域的一般结论是一致的。本预测模型的平均相对误差为13.3%,这与两个对照预测模型的误差相近或低于其误差;本模型在空间精度和时间精度方面具有显著优势。     

赣江一级支流浮游植物群落动态特征分析——以袁河为例

2009年6、11月和2010年4月共3个水情期（即丰、枯和平水期）对赣江下游一级支流袁河的浮游植物群落结构特征开展河流生态学调查分析。调查共发现浮游植物109种,隶属于6门61属。其中绿藻门物种种类数最多,共27属54种,其次为硅藻门,共15属30种,第三是蓝藻门11属12种。此外,裸藻门3属6种,甲藻门3属4种,隐藻门2属3种。调查样点的浮游植物丰度均处于1.12×105～129.20×105 ind./L,丰水期和枯水期浮游植物以蓝藻为优势类群,平水期则硅藻占绝对优势。丰水期浮游植物优势属为脆杆藻属和席藻属,枯水期为栅藻属,针杆属,蓝隐藻属和小环藻属,到了平水期小环藻属占绝对优势。3个水情期中优势种钝脆杆藻和小席藻（丰水期）;尖尾蓝隐藻和双头针杆藻（枯水期）;梅尼小环藻（平水期）等均为污水指示种。通过生物多样性指数分析发现藻类Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数的变化范围分别为：1.14～2.92、0.45～0.93、0.36～0.92和0.42～2.78。通过指示生物群落法和生物多样性指数法对袁河进行水质评价发现两种评价结果基本一致,袁河处于α-β-中污染状态,不同采样点间污染程度差异性较大。