于桥水库藻类群落演替过程及影响因素

解析湖库藻类群落演替过程及影响因素对于湖库富营养化控制具有重要作用,而当前我国大部分湖库缺乏历史藻类群落监测数据.为研究典型水库藻类群落演替过程及主要驱动因素,在于桥水库采集沉积物柱芯,采用137Cs定年和藻类色素反演的方法,重建了于桥水库藻类群落近80年历史演替过程,揭示了气候变化和人类活动对藻类群落演替的影响规律.结果表明:①于桥水库历史主要藻类为绿藻、蓝藻、隐藻、甲藻、硅藻和裸藻,藻类群落演替经历了3个阶段,第Ⅰ阶段为1938—1958年,藻类生物量较低;第Ⅱ阶段为1958—1983年,藻类生物量逐渐升高;第Ⅲ阶段为1983—2019年,藻类生物量显著增长,主要以蓝藻和绿藻为优势种.②1959年建库后水动力条件改变导致藻类群落显著变化,藻类生物量和多样性增加;20世纪80年代开始流域营养物负荷提高导致藻类生物量显著升高.③1951年以来气象资料时段的相关分析显示,TP含量、气温与藻类色素含量具有显著相关性（P < 0.05）,表明TP负荷增加和气候变暖对藻类群落演替和生物量增加起到显著促进作用.      

周期性的温度扰动对藻类群落结构演替的影响

为了研究水库生境扰动对藻类水华的作用机制,以中度扰动理论为基础,结合藻类群落生境选择学说和藻类生态功能组,开展了不同温度扰动周期、相同扰动幅度下藻类多样性变化特性和群落结构演替特征的室内控制实验.结果表明:1适度的扰动会促进藻类的生长且增加其多样性.中度扰动组Δ22℃/48 h藻类生物量最大,但多样性最高,不存在绝对占优藻种,而高频次扰动组Δ22℃/24 h生物多样性较小,但可降低藻类生物量.2温度的周期性变化对浮游藻类群落的演替有明显的影响,优势种也呈现一定的差异性.藻类优势功能组演替基本规律为:X_1(小球藻)→J(栅藻)→S_1(席藻)或X_2(衣藻),群落结构呈现出C/CR型藻类先行占优向R型演替的趋势.高温扰动频繁时,R型藻类(S_1)明显占优;无扰动或低扰动时,群落结构组成特点以C/R策略为主.适度的扰动组Δ22℃/48 h形成了多种生长策略的藻类共存的格局,且耐受高温胁迫的S策略藻类(L_0)开始出现.     

升温过程对藻类复苏和群落演替的影响

采用模拟升温方法培养太湖的冬季底泥,培养温度从5.5~30℃设计为8个水平,在各温度水平显微观察藻类群落组成,计算比生长速率,同时采用荧光法分析光合色素的浓度变化.结果表明,绿藻和硅藻在9℃时开始复苏,蓝藻在12.5℃开始复苏.虽然蓝藻复苏较晚,但是蓝藻复苏后的比生长速率高于绿藻和硅藻.12.5℃以后,藻类群落主要由蓝藻、绿藻、硅藻组成.在12.5℃和16℃时绿藻占优势;蓝藻在19.5℃以后占优势.叶绿素a浓度在9℃和16℃均明显升高,而藻蓝素浓度仅在16℃时明显升高.光合色素浓度的升高与绿藻和硅藻的复苏同步进行,但滞后于蓝藻的复苏.     

京密运河与北京排污河浮游藻类的群落演替与水质污染的关系

对京密运河及北京排污河进行了不同季节的藻类生态调查,根据藻类群落结构特征,对河流质量进行评价,并将河流水质划分为五级.相关性分析结果表明,藻类数量和生物量与水质相关性显著.根据藻类组成、分布特征及河流水质选出了作为评价京密运河和北京排污河污染程度的几种指示藻类.     

贵州百花水库浮游藻类功能群时空分布特征及影响因子分析

为了探究百花水库浮游藻类功能群时空分布特征及其环境影响因子,于2012年11月（枯水期）、2013年4月（平水期）和2013年7月（丰水期）对浮游藻类群落结构与水环境理化指标进行采样分析.基于浮游藻类功能群、综合营养状态指数、Shannon-Wiener指数、RDA（冗余分析）等方法,分析浮游藻类功能群的群落组成和时空分布特征.结果表明:①共鉴定浮游藻类7门67属58种,其可划分为21个功能群.浮游藻类丰度从枯水期→平水期→丰水期递增,分别为131.99×104、592.27×104、53 140.81×104 L-1.②根据浮游藻类丰度,B功能群小环藻（Cyclotella sp.）,J功能群栅藻（Scenedesmus sp.）、盘星藻（Pediastrum sp.）、空星藻（Coelastrum sp.）,P功能群颗粒直链藻（Melosira granulate）、鼓藻（Penium sp.）,S1功能群湖泊假鱼腥藻（Pseudanabaena limnetica）、湖丝藻（Limnothrix sp.）为优势功能群;浮游藻类功能群季节变化明显,其时空分布特征（枯水期→平水期→丰水期,下同）为P+B+J→J+P→S1.在垂直层面上,枯水期以硅藻组成的P、B功能群在各采样点底层藻类丰度达到最大,中层和底层丰度远高于表层,与P、B类群耐受低光的因素有关;平水期以绿藻组成的J功能群在各采样点15 m藻类丰度达到峰值,与J类群耐受低光的因素有关;丰水期以蓝藻组成的S1功能群在各水层表层藻类丰度达到最大,与S1适宜较高水温的因素有关.③RDA分析结果表明,WT（水温）是影响百花水库浮游藻类时空分布的主要环境因子.研究显示,根据浮游藻类绝对优势功能群（P、B、J、S1）以及不同季节生长策略（R/CR/CR→CR/R→R）可以判定百花水库处于中-富营养化状态.      

深水型水库藻类功能组时空演替及生境变化的影响

藻类功能分组是近年来生态学藻类研究的重要理论和方法.为了探明西安某深水型水源水库藻类功能组时空演替及生境变化的影响,于2011年8月起开展实验研究.研究采用现场在线监测和实验室分析相结合的方法.结果表明,水库藻类可分为10个功能组类别:B、D、P、X1、X3、F、G、J、LM、MP.其中,功能组B、P、F、X1、MP、D、J在水库中较为常见,X3、G、LM出现几率较低,功能组B、D、P、X1、X3的藻类数量占优.通过分析环境因子的变化对功能组时空演替的影响,发现水温为最主要的影响因子.水库藻类生长策略为:春季R/CR策略藻种→春末夏初CR/C策略藻种→夏末秋初C/CR/R/CS/S策略藻种→秋末及冬季CR/R策略藻种.此研究可为深水型水库安全取水提供理论支持.     

水库热分层期藻类水华与温跃层厌氧成因分析

以西安市李家河水库为研究对象,通过对水体理化因子和浮游植物的连续监测,对热分层期藻类垂向分布与温跃层厌氧成因进行了初步分析.结果表明:①6～9月,李家河水库水体稳定指数为2～10 m~(-1),处于稳定热分层状态,水体溶解氧呈明显的垂向以及季节差异,p H、电导率均与溶解氧呈现相同的分层结构;②李家河水体的富营养状态诱导夏季藻类水华暴发;藻细胞密度垂向差异大,集中悬停于水深0～5 m区域内,最高为2. 95×10~8cells·L~(-1),叶绿素a含量最大为46. 42mg·m~(-3);高密度藻类在温跃层内堆积分解,水深5～24 m内出现较大面积的厌氧区,pH下降、电导率和高锰酸盐指数升高;③高密度藻类分解耗氧是夏季分层期温跃层厌氧形成的主要原因.     

深水型水库藻形态功能组(MBFG)的季节演替特征

以藻类形态功能组(morphologically-based functional groups,MBFG)藻种在光学显微镜下的形态特征为基础,对具有相同形态特征的藻种进行分组,形成了面向藻类集群形态属性的功能组别.为了解藻类形态功能组在研究深水型水库藻类变化规律中的应用及藻类演替特征,于2011年8月至2013年7月对西安市金盆水库进行采样分析,采用形态功能组分类方法对金盆水库中检测出的藻类进行了分类,结合冗余分析探讨了藻类形态功能组演替及其与环境因子间的相互关系.结果表明,黑河金盆水库中的藻类可以分为5个形态功能组别:Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ;水库中春夏季多种藻类形态功能组共存,秋冬季藻类形态功能组结构较为单一;在沿水深的纵向演替过程中,各形态功能组的生物密度随水深的增加而减少;在影响形态功能组演替的各个环境因子中,温度对水库表层藻类形态功能组Ⅳ和Ⅵ影响较大;表层以下各研究水层,TN的质量浓度为藻类形态功能群组Ⅵ的显著影响因素.     

三峡水库开县消落区水域冬季蓄水期间藻类群落结构与水质评价

2008年12月三峡水库第一次试验性蓄水至172.8 m后,开县老县城区域被淹没呈水库特征,对蓄水后开县消落区水域水生生物生态及水体营养状态的研究目前还鲜见报道.为了解172.8 m水位后开县消落区水域水环境的现状及藻类群落结构的变化,于2009年1月和2009年12月冬季蓄水期间2次对包括汉丰湖在内的开县消落区水域4个样点藻类组成、数量和生物量的分布及变化情况进行了跟踪观测,初步分析了浮游植物种群结构的变化趋势,并从生物角度评估了水域的水质营养状况.结果表明,2次采样共鉴定出浮游植物6门37属69种(含变种),优势种群均为甲藻和隐藻,2009年12月藻类细胞密度和生物量低于2009年1月.藻类种群结构和污染指示种评价结果显示,冬季蓄水期间开县消落区各采样断面的营养水平属于中-富营养类型.多样性分析的结果表明开县消落区水域冬季蓄水期间处于中污染状态.     

乌梁素海冰封期浮游藻类分布特征研究及水质评价

为了揭示乌梁素海冰封期的浮游藻类分布特征及其与营养物质的关系以及水质状况,文章分析了浮游藻类群落结构以及与营养物质之间的关系,并且揭示营养物质在冰-水介质的分布规律,进而对冰封期水质进行了评价。结果表明冰封期水体浮游藻类群落组成表现为绿藻-硅藻型,藻类数量的分布特征表现为:湖区中部>湖区进水口>湖区出水口。相关性分析显示总磷是影响冰封期乌梁素海浮游藻类的生长限制因子。营养物质总氮的垂向分布规律为:水体>冰体,冰-水界面冰>表层冰,总磷和总有机碳呈现不同规律;通过水质理化指标和藻类多样性指数综合评价得出结冰期湖泊处于中富营养状态。     

分层型水库藻类垂向演替的水质与细菌种群调控

浮游藻类和细菌是水生食物网的重要组成部分,在水源水库生态系统物质循环和能量流动方面发挥关键作用,藻类的空间演替与水体细菌种群代谢和结构演变关系密切.因此,本文以李家河水库为研究对象,在分析水库水质指标基础上,采用高通量DNA测序技术和Biolog技术,研究水库藻类暴发期,浮游藻类和细菌群落结构垂向演替特征及其与水质的偶联关系.结果表明,李家河水库在8月处于热分层期,水体pH、DO和NH~+_4-N随深度变化均逐渐降低(P0.001).藻密度和Chla呈现同步变化趋势(P0.001),表层最大分别为3 364.33×10~4 cells·L~(-1)和7.03μg·L~(-1).藻类群落结构在水深0 m和3 m处以微囊藻为主,而在水深6 m处,小环藻取代微囊藻成为最优藻属,相对丰度达57.28%.Biolog结果表明,微囊藻的暴发对细菌代谢活性及其相对丰度产生较大影响,但细菌种群代谢活性多样性变化不显著.高通量测序共发现1 420个OTUs,隶属于10个细菌门类,其中放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)在不同水层均为最优门类,其相对丰度之和达50%以上;绿菌门(Chlorobi)和浮霉菌门(Planctomycetes)的相对丰度随着水深增加发生显著变化,均在6 m深度达到最大值,分别为10.29%和6.78%,且与水层藻密度呈显著负相关(P0.05);厚壁菌门(Firmicutes)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)与藻密度呈显著正相关(P0.05).热图(Heat map)指纹图谱表明,李家河水库的细菌群落结构垂向分布差异显著,且随着水深的增加,细菌群落分布更均匀并趋于多样性.冗余分析(RDA)表明,细菌和藻类的群落结构的垂向分布受不同水质指标调控且差异显著.对水源水库藻类暴发期藻类与细菌群落的偶联机制进行探究,为水源藻华消涨的分子微生态驱动机制研究提供科学依据.     

刘家峡水库水环境质量生物学评价研究

2008年黄河丰水期和2009年黄河枯水期,对研究区6处标志性区域进行随机采样,采用活体观察和固定染色法鉴定藻类种类,直接计数法统计藻类数量,共鉴定到藻类114种(包括22个未定名物种),隶属于9门11纲17目34科55属。其中,硅藻门47种,占41.22%,以无壳缝目为优势类群;绿藻门24种,占21.05%,为次优势类群;蓝藻门,金藻门,裸藻门为常见类群;隐藻门、甲藻门和黄藻门均为罕见类群。利用藻类群落结构特征、优势种类、藻类污染指数和污生指数等指标对刘家峡水库水质进行评价,结果表明:刘家峡水库水质在1#、2#样区较清洁,3#、4#样区为轻-中度污染,5#、6#样区为重度污染,与采用粪大肠肝菌、DO指标评价结果具有良好一致性。     

西南山区典型河道型水库藻类功能群时空演替特征及其影响因素:以紫坪铺水库为例

为了解中国西南山区河道型水库——紫坪铺水库的藻种类的构成、演替及其影响因素,于2016年4月~2017年3月对紫坪铺水库8个点位进行采样分析,首次探索该区藻类生物量、藻类构成并进行藻类功能分组、分析环境因子与功能群之间的关系.结果表明,共检出藻类6门49属,其中绿藻门18属,硅藻门15属,裸藻门7属,蓝藻门6属,甲藻门2属,隐藻门1属,可分为21个功能群:B、C、D、F、G、H_1、J、L_0、L_M、M_P、N、P、S_2、T、W_1、W_2、X_1、X_2、X_3、Y、Z.紫坪铺库区一年内不同时期的藻类优势功能群存在明显差异,其中W_2、Y、L_0、W_1、M_P、B是紫坪铺水库的优势藻类功能群.该库区藻类C-R-S生长策略的季节演替过程中,R策略藻种长期占据优势地位,S与C策略藻种占优时间相对较少.紫坪铺库区2016年6月发生轻度水华,水华藻种为甲藻门多甲藻属,其功能群分组为L_0,生长策略为S型胁迫耐受者.藻密度、叶绿素a、水温、五日生化需氧量是主要的影响因子,其中水温的变化对藻类功能群演替影响程度最大.     

小关水库夏季浮游植物功能群对富营养化特征的响应

为了解贵州高原小型水库的浮游植物功能群分布、富营养化状况以及浮游植物功能群如何响应富营养化特征,于2014年7月25日至9月27日对小关水库浮游植物与水样进行每周一次的采样分析.结果表明,浮游植物可分为22个功能群,S1、D、J、B、G、MP、LO、SN、X1、Y、Xph、F、T、W1为水库常见功能群,其中S1、D、J为优势功能群.优势功能类群周动态变化为:S1→S1→S1→S1→S1→S1→S1→J/D/S1→S1→S1/D.功能群S1表现出绝对的优势地位,其丰度于第5周与第7周出现两次峰值,然而在第8周采样中丰度急速下降,其后又有所回升,但与两次峰值相比已经由108cells·L~(-1)下降至107cells·L~(-1),人工放闸导致的短期剧烈冲刷作用是主要原因.通过浮游植物功能群、藻类生物学评价以及综合营养指数三者综合评价发现,小关水库正处于中度富营养-富营养化状态.经RDA分析得出,透明度为影响浮游植物功能群分布的主要因子之一,营养盐不再成为限制因子.研究结果表明,功能群能够对富营养化特征做出良好响应:优势功能群S1、J常共生于浑浊的富营养化水体中,功能群D适应生境为浅的浑浊水体,对营养耗尽敏感,G、X1、W1、F等常见功能群也大都适于富营养化水体中生长.     

金盆水库暴雨径流时空演变过程及水质评价

为探究西安金盆水库汛期暴雨径流沿程时空演变过程及库区水质响应,对汛期2019年8月初与9月中旬两场暴雨径流上游河道至库区各断面的水质指标进行持续原位监测,并在垂向上采用单因子污染指数法和综合污染指数法对库区进行水质评价.结果表明:汛期暴雨径流连续不同的来流条件会演变成不同的潜入情况,两次径流初期入流量小,水库潜流均经历...     

陆浑水库饮用水源地水体中金属元素分布特征及健康风险评价

在2016年对陆浑水库饮用水源地46个水样中12种金属元素(包括重金属As、Cd、Cr、Cu、Fe、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Zn和轻金属Al)进行测定,探讨了水体中金属元素的分布特征,并借助健康风险评价模型评价了水体中金属人体健康风险.结果表明,陆浑水库饮用水源地水体中Al最大浓度(200.27μg·L~(-1))和Mo所有浓度(151.42~170.69μg·L~(-1))均超过《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)和《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)规定的标准限值,超标率依次为4.35%和100%.陆浑水库饮用水源地水体中金属浓度分布具有较明显的空间差异性,高值区域集中在库区西南部(上游)、东北部(下游).健康风险评价结果表明,儿童暴露剂量明显高于成人暴露剂量,金属元素经饮用水途径引起的健康风险均高于皮肤接触途径.金属致癌风险中,Cr和As致癌风险超过最大可接受风险水平(5.0×10~(-5)a~(-1)),超标率分别为100%和3.80%,Cr对总致癌风险的贡献率平均达到85%;非致癌性金属元素健康风险(10~(-12)~10~(-7)a~(-1))呈现出AlMoCuPbNiHgFeZnMn,比最大可接受风险水平低2~7个数量级.     

淀山湖浮游植物功能群演替特征及其与环境因子的关系

淀山湖属亚热带浅水湖泊,是上海市重要的水源地之一.为了解该湖浮游植物功能群的特征及其与环境因子的关系,于2015年1月至2016年12月逐月对浮游植物和环境因子进行调查分析.结果表明,淀山湖浮游植物可划分为26个功能群,其中15个功能群(B、C、D、F、G、H1、J、Lo、M、MP、P、W1、W2、X1和X2)为该湖的优势功能群.2015~2016年淀山湖优势浮游植物功能群呈现明显的周年演替特征,2015年为D/C→Lo/C/MP→MP/J/P/W1→P,2016年为P→W2/Lo→W2/G/M/H1→P.利用典范对应分析(CCA)探讨淀山湖浮游植物功能群与环境因子间的相互关系,结果表明水位波动(WLF)、溶解氧(DO)、水温(WT)、总磷(TP)、电导率(EC)、透明度(SD)和总氮(TN)是影响淀山湖浮游植物功能群的主要环境因子,其中氮磷营养盐和水位波动对淀山湖浮游植物功能群的影响应该引起关注.