水华过程水质参数与浮游植物定量关系的研究——以太湖梅梁湾为例

考虑到太湖水华暴发过程中水质参数（如营养盐或水体理化参数）对浮游植物增殖的滞后效应,利用有滞后变量参与的格兰杰因果关系检验和向量自回归模型,分析了太湖梅梁湾湖区2000年~2012年的监测数据,探讨了湖泊水质参数对于水华暴发的影响和定量关系.结果发现,表征浮游植物生物量的叶绿素a（Chl-a）浓度与总磷（TP）、氮磷比（N/P）、水温（WT）之间存在长期的均衡关系,格兰杰因果关系模型和向量自回归模型（VAR）的结果显示,水体中TP浓度、N/P和WT是Chl-a含量变化的格兰杰原因,上述结果提供了湖泊水质参数与蓝藻生物量的定量关系,在其他水质参数保持不变的情况下,约1%湖泊TP含量、N/P和水温的变化分别造成0.97%、0.078%和0.55%的浮游植物生物量的变化.本研究为水华暴发研究过程中水质参数的定量化影响提供一个新颖的视角,考虑了时间滞后变量的时间序列分析方法也可以加深对水华暴发过程的理解.     

合肥市大房郢水库蓄水初期水质状况跟踪研究

2005～2006年对蓄水初期的大房郢水库浮游生物进行了调查,初步鉴定结果:浮游植物8门65属103种,以蓝藻门、绿藻门、硅藻门为主,两年期间月平均细胞密度为302.11×104ind/L和633.04×104ind/L,生物量分别为2.2683mg/L和3.4533mg/L;浮游动物88种,两年月平均数量分别为18100ind/L和18891 ind/L,生物量分别为1.817mg/L和1.2183mg/L。按马加利夫多样性指数法判定,大房郢水库水质处于寡污型与β-中污型阶段,水质达到Ⅱ～Ⅲ类水标准。并提出了利用生物操纵技术等方法改善大房郢水库水质的建议。     

于桥水库浮游植物群落特征及其环境影响因子

为研究于桥水库群落结构及其环境影响因子,于2013年5月(春季)、8月(夏季)、10月(秋季)分别对于桥水库的浮游植物及水质进行了同步监测调查,并应用冗余分析(RDA)建立了浮游植物丰度与水环境因子的关系。结果表明,于桥水库处于中-富营养水平。浮游植物共计7门94种(属),以绿藻、硅藻、蓝藻为主。优势种主要为四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)、单角盘星藻(Pediastrum simplex)、水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)和梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)。浮游植物丰度范围在43.14×10~4~330.59×10~4cells/L之间,生物量范围在0.35~2.60 mg/L之间。浮游植物群落结构存在季节差异,春季以金、硅藻为主,夏、秋季以蓝、绿藻为主。夏、秋季浮游植物丰度、生物量高于春季,应防控于桥水库夏、秋季蓝、绿藻水华的爆发。RDA结果表明,水温、总氮是影响于桥水库浮游植物丰度变化的主要环境因子。     

鄱阳湖浮游植物时空变化特征及影响因素分析

在5月、9月、11月对鄱阳湖浮游植物开展野外调查,分析鄱阳湖浮游植物的时空分布特征及原因.结果表明:在群落结构上,鄱阳湖浮游植物样品中共发现8门107属,其中绿藻门54属,占浮游植物总数的50%.3次调查平均生物量最高的为硅藻门(蓝藻门藻细胞密度最高),生物量为0.29 mg·L-1,占浮游植物总生物量的28%,是鄱阳湖的优势藻门;其次分别为隐藻门、甲藻门和绿藻门,分别占26%、21%和17%.空间分布上,南部湖区浮游植物生物量最高,中部区次之,北部湖口水道区最低;时间分布上,5月份浮游植物生物量最高,11月份最低.温度、悬浮物和透明度是影响藻类时空分布的主要影响因素.鄱阳湖总体水动力较好,水华暴发总体风险小,但中部和南部水动力弱的湖区,藻量高,仍有水华风险.     

“稀释置换”对海河浮游植物群落结构的影响

该研究于2015年夏季蓝藻暴发期对海河干流浮游植物群落结构特征进行调查分析,并以此为基础评价海河干流水域的营养水平及水质污染类型。研究结果表明:4次调查共鉴定浮游植物6门56种(属),其中绿藻门29种(属),蓝藻门13种(属),硅藻门8种(属),甲藻门、裸藻门、隐藻门各2种(属),主要优势种为蓝藻门的微囊藻、巨颤藻、小席藻和色球藻。浮游植物的平均丰度为15 319.4×104个/L,蓝藻门种类对总平均丰度的贡献为95.67%;浮游植物平均生物量为17.87 mg/L,蓝藻门占总平均生物量的53.31%;海河浮游植物丰度和生物量的分布呈现一致性,从上游至下游呈先升高后降低的趋势。依据浮游植物丰度及3种浮游植物群落指数评价结果表明,海河干流水域的水体均为重度富营养化状态,污染状态为中污型。比较分析结果表明:采用不定期、小水体地稀释置换已暴发蓝藻水华的海河干流水体这一应急处置蓝藻水华方式,未对海河浮游植物群落结构、营养状态及污染水平产生本质上的影响。     

抚仙湖浮游植物发展趋势分析

20年来的监测研究表明抚仙湖浮游植物生物量增殖过快，种群结构已发生了变化，浮游植物的增生对水质有害无益，而且这种趋势有增无减，应竭尽全力控制入湖污染负荷，遏制藻量繁殖增多，保护抚仙湖优良的生态环境。     

威宁草海浮游植物时空分布及其数量特征

通过2004年1月至2005年1月对草海浮游植物种组现状的调查,草海浮游植物有390种(含变种和变型),分属7门10纲23目41科96属,以绿藻、蓝藻、硅藻居多。浮游植物数量的年平均值为9.343×106cell/L;生物量为5.880mg/L。通过对草海浮游植物种类组成、数量及生物量等的时间变化和水平分布分析,认为草海现属于蓝-绿藻型湖泊。     

泉州市主要水库浮游植物群落特征研究

通过对泉州市主要水库的浮游植物群落结构特征的调查以及水质营养状态指标的监测,研究了浮游植物的种类和数量与水质营养状态之间的关系.结果表明:2009年11月至2010年8月泉州市4座主要水库的浮游植物群落共检出6门42属,其中绿藻门和硅藻门种属数量均较多,两者占所有浮游植物种属数量的60％以上;4座水库的浮游植物密度与营养状态指数之间均存在明显的正相关关系;惠女水库浮游植物种属数量较多、密度较高且优势种群多为富营养化水体中较常见的浮游植物,可能存在着较高的暴发“水华”的风险,其余3座水库5月份的浮游植物密度也总体偏高,其优势种群也都是富营养化水体中较常见的浮游植物,不排除发生“水华”的可能性.该研究对开展水库富营养化的防控工作具有重要的意义.     

南水北调中线工程对丹江口水库浮游植物群落结构影响

丹江口水库作为南水北调中线工程的水源地,大坝加高蓄水后,水体流动性变差,水体营养盐容易累积,造成局部区域水华暴发风险加剧。该文基于2018年12月-2019年11月实测数据和文献调研,分析了南水北调中线工程运行对丹江口水库浮游植物群落结构特征的影响,主要结论:(1)丹江口水库采样点浮游植物细胞密度在0.06×10~6～11.9×10~6cells/L之间,汉库和丹库浮游植物细胞密度差异不大,但浮游植物细胞密度和浮游植物种类季节性差别较大,夏季浮游植物细胞密度最大,平均值是5.57×10~6cells/L,浮游植物种类变化由春季的蓝藻、隐藻和金藻,向夏、秋季的蓝藻和绿藻,以及冬季的蓝藻、隐藻和硅藻转变;(2)建库至今,丹江口水库浮游植物细胞密度增加了一个数量级,浮游植物种类组成由适应河流的固着型硅藻,经过硅藻-绿藻-蓝藻型逐渐发展为硅藻-隐藻-蓝藻-绿藻型,水库富营养化程度有增加的趋势;(3)南水北调中线工程正常运行后(2018-2019年),与2014-2015年运行初期相比,浮游植物细胞密度增加幅度升高,但浮游植物种类有降低的趋势。从消落带营养盐释放、污染物累积、水动力条件改变3个方面初步分析南水北调中线工程对丹江口水库浮游植物群落结构特征的影响,对丹江口水库水华防控提出了相应的对策建议。     

洱海浮游植物种群结构特征及其历史变化规律

洱海浮游植物优势种为蓝藻门的挪式微囊藻,次优势种为绿藻门的游丝藻和蓝藻门的惠氏微囊藻。洱海浮游植物年均生物量为3426万cell/L。全湖水体中的浮游植物分布中,北部湖域略高于南部,全湖呈均匀分布态势。洱海浮游植物历史变化表明,浮游植物种属由代表营养程度较低的单角盘星藻、小环藻、飞燕角甲藻等,转变为代表富营养程度的挪式微囊藻、游丝藻和惠氏微囊藻,生物量也由从20世纪50年代的6.49万cell/L激增至2014年的3426万cell/L。近60年,洱海水体营养程度由中营养状况转变为当前的初级富营养状态,富营养化进程相对较快。     

海河干流浮游植物调查及环境影响因子研究

为研究海河干流汛期富营养化状况,于2013年8月对海河干流进行了浮游植物调查和水质监测,并采用冗余分析(RDA),研究了浮游植物群落与环境因子的关系.结果表明,浮游植物共计5门37种(属),优势种为水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)、微小色球藻(Chroococcus minutus)、颤藻属(Oscillatoria sp.)、钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)和梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana).浮游植物丰度范围为583.00～12 021.00×104 cells·L-1,生物量范围为4.01 ～45.70 mg·L-1,以蓝藻为主,海河干流处于重富营养状态.RDA分析结果表明,硝酸盐氮是显著影响海河干流浮游植物丰度变化的主要环境因子.控制营养盐的输入是防治海河干流蓝藻水华的主要措施.     

南四湖浮游植物多样性与群落生物量、时间序列稳定性关系

基于2011到2014年对南四湖浮游植物进行的连续监测,研究浮游植物多样性(物种组成和均匀度)与生物量和群落稳定性的关系.结果表明,调查期间共鉴别出浮游植物8门78属138种.湖泊浮游植物细胞密度在5.09×10~5个/L到6.95×10~6个/L之间变化,生物量在0.44mg/L到5.46mg/L之间变化.在温度较低的春季和冬季,浮游植物生物量随着物种数的增加而增加,多样性高的群落有更高的生产力.在夏季,浮游植物生物量随着物种数的增加而降低,多样性高的群落具有相对较低的生物量.蓝藻、硅藻和总浮游植物稳定性指数与浮游植物物种数均呈单峰关系.浮游植物均匀度与各个群落稳定性指数的相关系数均不显著.这些结果表明,浮游植物多样性与群落生物量和稳定性有比较复杂的关系:物种数与生物量呈线性关系且受季节变化的影响,与稳定性呈单峰曲线关系;均匀度指数与生物量和稳定性都没有显著的关系.     

异龙湖藻类群落特征及环境响应关系

异龙湖淡水藻类共4门36种,其中包括蓝藻门11种,绿藻门17种,裸藻门1种,硅藻门7种。水体藻类密度极高,在200×104~450×104cell/L间。其中拟柱胞藻(Cylindrospermopsis raciborskii)为优势种,形成水华,为水华藻种。水华藻拟柱胞藻藻细胞密度与p H值呈正相关关系,可能与其在繁殖生长中会分泌生物碱,使水体p H值升高有关。异龙湖水体藻类密度空间分布呈西部较高,东部较低的特征,主要受人类活动排放的污染物影响。     

罗非鱼密度对养殖池塘浮游植物群落结构的影响

在养殖水体中,养殖动物与浮游植物的群落结构有着重要的联系,该实验通过对不同养殖密度罗非鱼养殖池塘进行了连续的采样调查,进而对浮游植物的种类、密度、生物量、多样性指数、优势种等进行了分析研究,讨论并分析了罗非鱼的密度对浮游植物群落结构的影响。罗非鱼单养池塘5次采样共鉴定出蓝藻、硅藻、裸藻、隐藻、甲藻、绿藻6门92种(包括变种)浮游植物;其中蓝藻门16种,硅藻门16种,裸藻门7种,隐藻门3种,甲藻门1种,绿藻门49种。低密度养殖浮游植物总密度在1 562.5×10~4~22 660.5×10~4cells/L之间,生物量在7.92~24.15 mg/L之间;中密度养殖浮游植物总密度在1 575×10~4~20 390×10~4cells/L之间,生物量在11.78~25.17 mg/L之间;高密度养殖浮游植物总密度在1 422.5×10~4~20 351×10~4cells/L之间,生物量在7.25~20.04 mg/L之间。不同密度组浮游植物总密度差异不显著,生物量差异不显著(P0.05),表明在该实验密度条件下,罗非鱼密度对浮游植物的密度和生物量影响较小。高密度罗非鱼养殖池塘的浮游植物最高密度出现的时间比中密度和低密度要早,且较早达到稳定水平,表明高密度罗非鱼养殖会增大浮游植物密度增长速率,加快池塘浮游植物群落结构的演变。     

用物理-生态集成技术局部控制富营养化

利用物理-生态工程集成技术对贵州省百花湖(水库)麦西河河口富营养水体进行局部生态修复.结果表明,同期内,富营养化指标总氮、总磷、叶绿素和化学耗氧量工程区内明显低于工程区外,最大相差分别为0.61 mg.L-1、0.041 mg.L-1、23.06μg.L-1和8.4 mg.L-1;透明度工程内明显高于工程外,最大超过1.50 m;富营养化指数工程区内明显要低于工程区外,最大相差20,工程区外属于中-富营养化,而工程区内属于贫-中营养化;浮游植物丰度和生物量工程区内低于工程区外,工程区外浮游植物丰度到达2 125.5×104cells.L-1,而工程区内仅33×104cells.L-1.工程区外浮游植物生物量以蓝藻为主,硅藻和甲藻的比例较小;在工程区内,除了部分蓝藻外,硅藻和甲藻的比例较高,还有一部分裸藻.经过1年多的运行,物理-生态集成技术水质改善生态工程有效地控制了工程区内水华的发生,改变了浮游植物群落结构,控制了富营养化趋势,物理-生态集成技术适合贵州高原河口富营养化水质改善.     

太湖春季藻类生长的磷营养盐阈值研究

为了探讨太湖春季藻类生长的磷营养盐阈值,采用原位营养盐富集生物模拟实验,研究了太湖梅梁湾浮游植物对不同浓度无机磷(PO43--P)的生长响应.结果表明:外源磷添加能显著的促进浮游植物生长,但存在阈值.当磷浓度低于0.02mg/L时,藻类生长速率和生物量是可控的,当磷浓度高于0.02mg/L时,生长速率和生物量没有变化,因此春季藻类生长的无机磷阈值为0.02mg/L,相当于总磷阈值为0.059mg/L.太湖目前只有部分湖区总磷年平均浓度处于总磷阈值以下,控制流域的磷负荷,降低太湖的浮游植物生物量将是一个长期过程.     

辽宁大伙房水库水质动态变化研究

对大伙房水库水质进行了动态研究。结果表明：入库和库区水体总氮、总磷含量多年平均分别超过国家地表水入库Ⅲ类和库区Ⅱ类水质标准。库区其他17项水化指标符合国家地表水库区Ⅱ类标准。大伙房水库水体只受到轻度污染,水质等级为近Ⅱ级,属浮游植物响应型中营养水体。     

基于多重优化灰色模型的三峡库区香溪河支流回水区水华变化趋势预测研究

三峡水库蓄水后,支流香溪河夏季水体富营养化严重,水华现象暴发频繁,水质污染严重.为预知香溪河库湾水华暴发程度与分布区域,以叶绿素-a为指标,引入灰色伯努利模型,并运用参数优化、含参马尔科夫误差修正、子序列独立优化等多重优化理论对模型进行改进,验证模型的优化效果.同时,利用该优化模型对2015年夏季香溪河近10个点位的叶绿素-a平均浓度变化趋势进行短期预测,结果表明,预测值与实际值相差较小,该模型能够基本反映香溪河近几年的水华变化趋势,目前香溪河库湾XX06~XX08和XX02点位区域分别为水华暴发高危区和局部次高危区,叶绿素-a浓度远高于水华阈值,有较高的水华暴发风险.与传统灰色预测相比,该预测方法的精确度和对波动序列的适应性更好.     

苏南水库硅藻群落结构特征及其控制因素

为了解我国东南湿润区丘陵山地型水库硅藻的群落结构特征和控制因素,于2015年6月硅藻水华敏感期对苏南地区18座水库的浮游植物群落结构和水质进行调查,分析了营养盐、水深、库容等因素与硅藻及其它浮游生物的关系.结果表明,硅藻达到轻度水华水平(硅藻细胞含量介于100~1 000万cells·L~(-1))的水库有10座,对供水和景观功能产生明显影响;苏南地区水库普遍处于中营养和富营养水平,总氮浓度普遍偏高,磷及营养状态指数与硅藻生物量的关系密切;苏南地区水库中的浮游植物在数量上以蓝藻门中的席藻为主,在生物量上则以硅藻门、绿藻门和蓝藻门为主,其中硅藻门浮游植物平均占总浮游植物生物量的46.8%,是浮游植物异常增殖的主要门类;硅藻门中,主要是针杆藻、小环藻、曲壳藻和直链藻这4个种属占优,特别是针杆藻和小环藻,平均占硅藻总生物量的51.6%和21.4%;较深的水体,利于硅藻成为主要优势藻门;较大的水库流域库容比和较高总磷水平会导致水库营养水平和叶绿素浓度增加,促进浮游植物从硅藻门向绿藻门、蓝藻门演替,增加藻类危害的风险.因此,对于该地区水库,需要加强流域管理,并且针对水库自身的特点,包括水深、流域库容比等,确定其特定的富营养化控制策略,从而减少硅藻等藻类水华发生的风险,提升水源地水质安全保障能力.     

基于神经网络的城市内湖水华预警综合建模方法研究

针对城市内湖水华产生过程存在复杂性、时变性、不确定性等特点,运用内集-外集、粗糙集约简和RBF神经网络模型,通过水华藻生物量阈值界定、风险概率计算、预警等级划分、预警因子识别和神经网络预测模型的研究,提出一种城市内湖水华预警综合建模方法.以天津清净湖为例,利用p H值、水温等12项水质指标监测数据,确定清净湖水华的叶绿素a浓度阈值为70.98?g/L,依据水华风险概率划分5个水华预警等级,并确定水温、溶解氧、高锰酸盐指数和TDS为水华预警因子.利用RBF神经网络技术构建清净湖水华预警模型,验证结果显示,模型预测精度达85.7%,表明该方法能较好地用于城市内湖水华预警模型构建.