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浅议三峡大坝蓄水对春季嘉陵江出口段藻类的影响

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重庆大学硕士学位论文三峡大坝蓄水对春季嘉陵江出口段藻类的影响姓名:王柱申请学位级别:硕士专业:市政工程指导教师:郭蔚华2010-04 重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要嘉陵江作为三峡库区重要支流,其重庆主城区出口段水质关系到饮用水安全和库区水环境变化。近几年,嘉陵江出口段富营养化进程加剧,藻类活动频繁,为认知三峡大坝蓄水对嘉陵江出口段藻类活动的影响,于三峡大坝首次175m实验性蓄水期间,开展了春季嘉陵江出口段藻类调研。2009年通过现场采样、理化测定、藻类鉴定、数据分析等,与2007年同期数据比较,分析三峡大坝首次实验性蓄水期间春季嘉陵江出口段藻类变化,为三峡大坝蓄水期间春季嘉陵江控藻提供科学依据。-1研究结果:2007年1~3月,水位159.46~161.64m,流速0.037~0.168m·s,气温、-1-1水温为7.4~14.9℃、9.3~14.1℃,硝态氮0.87~3.35mg·L,磷酸盐0.162~0.219mg·L,浊度28.4~45.8NTU,透明度0.7~1.1m;2009年1~3月,水位163.28~169.48m,流速-1-10.015~0.124m·s,气温、水温为4.6~12.8℃、8.8~12.8℃,硝态氮0.92~1.57mg·L,磷-1酸盐0.017~0.089mg·L,浊度3.5~13.0NTU,透明度1.5~3.0m;可见三峡首次175m实验性蓄水引起嘉陵江出口段水位升高,流速变缓,水体容量增大,各采样点营养盐浓度略有下降,水体透明度增加,浊度降低,蓄水对温度影响不明显。2007年1~3月,7门51属124种,硅藻22属78种,绿藻18属29种,蓝藻6属9种,隐藻2属4种,甲藻1属2种,裸藻1属1种,金藻1属1种;2009年1~3月,7门70属168种,硅藻门27属91种,绿藻门27属47种,蓝藻门8属14种,甲藻门3属8种,隐藻门2属4种,裸藻门2属3种,金藻门1属1种。2009年藻种数同比增加35.48%,其中硅藻种数同比增加16.67%,绿藻同比增加62.07%,蓝藻同比增加55.56%;蓝、绿、硅藻种数比值,2007年为1:3.20:8.62,2009年为1:3.37:6.53;三峡首次175m实验性蓄水引起嘉陵江出口段藻种构成发生变化。4-12007年1~3月,总藻密度范围12.00~120.93×10·L,优势藻种共9种(硅藻6种:星肋小环藻、极小冠盘藻、颗粒直链藻、颗粒直链藻极狭变种、变异直链藻、尖针杆藻,隐藻1种:尖尾蓝隐藻,蓝藻1种:多变鱼腥藻,甲藻1种:二角多甲藻);2009年1~34-1月,总藻密度范围2.07~73.76×10·L,优势藻种共15种(硅藻8种:星肋小环藻、极小冠盘藻、颗粒直链藻、颗粒直链藻极狭变种、变异直链藻、沃切里脆杆藻、连接脆杆藻凸腹变种、普通等片藻,隐藻3种:具尾蓝隐藻、尖尾蓝隐藻、啮蚀隐藻,蓝藻2种:绿色颤藻、尖头席藻,甲藻1种:挨尔拟多甲藻);三峡首次175m实验性蓄水引起嘉陵江出口段总藻密度下降,优势藻种增加。2009年1~3月嘉陵江出口段流速变缓,不利于硅藻中优势藻种繁殖,而非优势藻种数增多,藻活跃期间藻类Shannon-Wiener多样性指数增大。经鉴定,嘉陵江出口段水华藻种为硅藻门小环藻属中的星肋小环藻。关键词:藻类,春季,嘉陵江出口段,三峡大坝,蓄水I 重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTJialingRiverisanimportanttributaryofThreeGorgesreservoir,thewaterqualityofwhichinChongqingcityeffectsdrinkingwatersafetyandwaterenvironmentchange.Inrecentyears,theprogressofeutrophicationintheexitofJialingRiverwasfasterandfaster,andthealgaewasactive.Inordertorecognizetheeffectiononalgae’activitiesinJialingRiverduringstoringwaterto175meter(elevation)inThreeGorges,theinvestigationinspringhadbeenstudied.Comparedwiththedatesin2007,thestudyanalyzedalgaechangesinspringin2009throughfieldsampling,physiochemicaldetermination,identificationofalgae,dateanalysis,etal,soastoprovideascientificbasisforalgaecontrolduringstoringwaterto175meter(elevation)inThreeGorges.Theresearchresults:From1to3monthsin2007,thewaterlevelwas159.46~161.64m,-1velocitywas0.037~0.168m·s,airtemperaturewas7.4~14.9℃,watertemperaturewas--13--19.3~14.1℃,NO3was0.87~3.35mg·L,PO4was0.162~0.219mg·L,turbiditywas28.4~45.8NTU,transparencywas0.7~1.1m;From1to3monthsin2009,thewaterlevelwas-1163.28~169.48m,velocitywas0.015~0.124m·s,airtemperaturewas4.6~12.8℃,water--13--1temperaturewas8.8~12.8℃,NO3was0.92~1.57mg·L,PO4was0.017~0.089mg·L,turbiditywas3.5~13.0NTU,transparencywas1.5~3.0m;Duringfirststoringwaterto175meter(elevation)inThreeGorges,thewaterlevelofJialingRiverincreased,thevelocitybecameslow,thewatercapacityofJialingRiverincreased,thenutrientofsamplesdecreased,thetransparencyoftheexitofJialingRiverincreased,theturbiditydecreased,andstoringwatereffectednoobvious.From1to3monthsin2007,7phyla,51generaand124speciesofalgaewereidentifiedintheexitofJialingRiver,Bacillariophytawere22generaand78speciesofalgae,Chlorophytawere18generaand29speciesofalgae,Cyanophytawere6generaand9speciesofalgae,Cryptophytawere2generaand4speciesofalgae,Pyrrophytawere1generaand2speciesofalgae,Euglenophytawas1generaand1speciesofalgae,Chrysophytawas1generaand1speciesofalgae;From1to3monthsin2009,7phyla,70generaand168speciesofalgaewereidentifiedintheexitofJialingRiver,Bacillariophytawere27generaand91speciesofalgae,Chlorophytawere27generaand47speciesofalgae,Cyanophytawere8generaand14speciesofalgae,Cryptophytawere3generaand8speciesofalgae,PyrrophytaIII 重庆大学硕士学位论文英文摘要were2generaand4speciesofalgae,Euglenophytawere2generaand3speciesofalgae,Chrysophytawas1generaand1speciesofalgae.Thespeciesofalgaein2009increased35.48%,andthespeciesofBacillariophytaincreased16.67%,thespeciesofChlorophytaincreased62.07%,thespeciesofCyanophytaincreased55.56%;thespeciesratiosofBacillariophyta,ChlorophytaandCyanophytawere1:3.20:8.62in2007and1:3.37:6.53in2009.Duringfirststoringwaterto175meter(elevation)inThreeGorges,thecompositionofalgaehadchanged.4-1From1to3monthsin2007,Algaldensitywas12.00~120.93×10·L,thedominantalgaewere9species(Bacillariophytawere6species:Cyclotellaasterocostata,Stephanodiscusminutulus,Melosiragranulate,Melosiragranulatavar.angustissima,Melosiravarians,Synedraacus;Cryptophytawas1specie:Chroomonasacuta;Cyanophytawas1specie:Anabaenavariabilis;Pyrrophytawas1specie:Peridiniumbipes);From1to3months4-1in2009,Algaldensitywas2.07~73.76×10·L,thedominantalgaewere15species(Bacillariophytawere8species:Cyclotellaasterocostata,Stephanodiscusminutulus,Melosiragranulate,Melosiragranulatavar.angustissima,Melosiravarians,Fragilariavaucheriae,Fragilariaconstruensvar.venter,Diatomavulgare;Cryptophytawere3species:Chroomonascaudate,Chroomonasacuta;Cryptomonaserosa;Cyanophytawere2species:Oscillatoriachlorine,Phormidiumacutissimum;Pyrrophytawas1specie:Peridiniopsiselpatiewskyi).Duringfirststoringwaterto175meter(elevation)inThreeGorges,algaldensityintheexitofJialingRiverdecreased,thespeciesofdominantalgaedecreased.Becausethevelocitybecameslowduring2009.1~2009.3,thedominantalgaeofdiatomwerenotsuitableforgrowth.Thespeciesofnon-dominantalgaeincreased,thealgaldiversityindexofShannon-Wienerincreasedduringalgalactiveperiod.ThroughidentificationofalgalbloomspeciesinexitofJialingRiver,whichisCyclotellaasterocostata.Keywords:Algae,Spring,exitofJialingRiver,ThreeGorgesDam,StoringwaterIV 重庆大学硕士学位论文1研究背景1研究背景1.1三峡水库蓄水及其水环境变化1.1.1三峡大坝蓄水[1]三峡工程是开发治理长江的骨干工程。坝址在湖北省宜昌市三斗坪,距下游葛洲62113坝38km,流域面积1.00×10km,年均径流量4.51×10m。设计正常蓄水位175m,相103103应库容3.93×10m;校核水位180.4m,水库总库容4.50×10m;汛期防洪限制水位10310145m,枯期消落水位155m,相应防洪库容和兴利库容分别为2.215×10m和1.65×103m。三峡工程的主要任务是防洪,可有效地控制长江上游洪水,使下游的荆江河段防洪标准从十年一遇提高到百年一遇,可防止荆江两岸发生干堤溃决的毁灭性灾害,减轻中下游地区遭受洪水淹没损失和对武汉市的洪水威胁,并减少进入洞庭湖的泥沙,延长湖泊寿命,为洞庭湖的根本治理创造了条件。[2]三峡库区位于长江上游,包括宜昌、万县、涪陵、黔江4个地区所辖的5个市25个县,地处亚热带湿润季风区,水热资源丰富,立体气候明显,夏热冬暖;本区地质构成复杂,主要由川东隆起褶皱带和川鄂湘黔褶皱带构成,属燕山运动和喜马拉雅运动抬升区,境内山峦重叠,沟壑纵横,山峰林立,河流深切,长江自西向东横贯其中。三峡工程与葛洲坝工程联合运行,可渠化重庆至宜昌660km的航道,万吨船队直44达重庆,川江航道单向年通航能力可由目前的1000×10t提高到5000×10t,运输成本相3-1对以前降低35%~37%,经三峡水库调节,枯水期宜昌下游最小流量可由3000m·s增加3-1至5000m·s,结合河势控制,可显著改善长江中下游枯水期航运条件。在2003年6月1日至6月10日期间,三峡水库一期蓄水达到坝前水位135m,同年从10月25日至11月5日二期蓄水达到坝前水位139m;2006年9月三峡水库又开始蓄水,正式蓄至156m水位;2008年三峡大坝首次175m试验性蓄水,共分两阶段进行,第一阶段从9月28日开始,起蓄水位为145m,至10月5日,水位逐渐上升至156m;第二阶段从10月17日开始,至11月11日结束,坝前水位上升至172.78m;2009年9月三峡大坝开始第二次175m实验性蓄水,并且以后每年同期三峡大坝均蓄水至175m。1.1.2三峡库区水环境变化三峡库区面积大,河流淹没土地多,沿岸人口多,排污严重,库区内水土流失情况[3,4]较严重,以及植被遭大肆破坏,致使三峡库区水体富营养化日益严重;三峡大坝蓄水致使库区河流水环境发生非常大的变化,主要表现在以下几点:1 重庆大学硕士学位论文1研究背景①水位、流速变化三峡大坝蓄水175m后,库区上游河流根据距离大坝距离远近,水位上升10~30m不等,形成非常长的回水库湾,大坝蓄水一直影响到嘉陵江重庆段,受影响的库区河流水文条件发生非常大的变化,主要表现在水位大幅上升,流速大幅降低,出现许多的回水区域,流速变缓致使水体携带泥沙能力降低,河流中泥沙等悬浮物大量沉积,致使河流底泥情况发生变化,容易加剧水体富营养化进程。大坝蓄水175m时,长江寸滩在枯-1-1水期时断面平均流速仅为0.25m·s,沱口断面平均流速0.16m·s,香溪河峡口至江口段-1-1[5]与小江开县段平均流速为0.009m·s与0.006m·s,而岸边流速基本为零。②三峡库区河流泥沙变化水体中的泥沙等悬浮物具有阻隔光线的作用,而浮游藻类生长环境之一就是要有一[6,7]定的光强,所以水体中的泥沙含量对藻类生长繁殖具有很大的影响。三峡大坝蓄水后致使靠近大坝的河流水体流速变缓,泥沙大量沉积于河底,水体透明度增加,光线能够[8]照射入更深的水体中,加之流速变缓致使河流自净能力变差,均有利于藻类繁殖。[9]龚玲等通过实验研究了不同浓度和不同粒径的泥沙对藻类生长的影响,结果表明,适量的泥沙浓度反而使水体叶绿素a最大浓度比空白水体有所增大,100目粒径的泥沙对光线的阻隔作用最强。③水体营养盐变化营养盐是生态系统的基础物质和能量来源,营养盐含量多少直接影响浮游植物的初级生产力变化和水生物资源的持续利用,因此水体中营养盐与浮游藻类生长关系的研究[10]一直受到广大学者的重视。[11]三峡水库成库后,张晨等对受成库影响的12条主要支流库湾营养状态及营养盐-1输出状况进行了初步研究,总氮质量浓度范围在0.535~7.47mg·L,总磷质量浓度范围在-1-30.016~0.835mg·L,叶绿素a为1.38~23.7mg·m,支流水体中氮含量丰富,部分次级河流富营养化的限制因素为磷。5月和6月份分别有5条和8条支流达到富营养化水平,其余河流为中营养,三峡水库蓄水后,支流库湾的富营养化程度较成库前严重。[12]孟春红等于2003年10月和2004年4月、7月对三峡库区的水质监测,表明三峡库区水体中,营养盐指标总体来说处在一种高含量水平。[13]2008年3~9月,罗固源等对库区次级河流临江河回水区水质进行做调研,表明临江河处于重度污染状态,并可能发生水体富营养化。④三峡库区农业面源污染2三峡水库淹没重庆16个市县及湖北4个县市,库区占地总面积为58544.65km,其中云阳以西为平行岭谷丘陵,土地主要是高产耕地;云阳到秭归新城主要为中、高山地,2 重庆大学硕士学位论文1研究背景土地主要是林业灌木和耕地复合体;秭归新城以东为山前宽谷地带,土地主要是耕地以及果树种植;三峡大坝蓄水后长江淹没区域主要为城镇,而库区支流淹没地区主要是农[14]422田。水库淹没耕地面积约为1.72×10hm,河滩地面积约为5334hm,园地面积约为2227347hm,林地面积约为3273hm,鱼塘面积约为313hm,并且淹没的耕地均是有机物含量高的土地,土地中的有机物质及以前沉积的农药化肥等经过一系列物理化学过程进入水体中,致使库区河流水体中污染物超标,加速水体富营养化进程,严重影响水体使[15]用功能。8三峡库区是我国水土流失最严重的地区之一,每年流失泥沙量多达1.4×10t,入江8泥沙量0.4×10t,三峡库区的坡耕地由于质量差,水土流失非常严重,三峡库区的坡耕42地大约有1×10km,占总耕种土地面积的56.7%。据统计2005年重庆水土流失面积为227547.7km,占重庆耕地面积比例高达58.8%。422008年度《重庆市水土保持公报》数据显示,全市现有水土流失面积3.68×10km,占幅员面积的44.6%,水土流失比重较2004年底减少3.9%(其中三峡库区重庆段水土42流失面积为2.32×10km,流失比例较2004年降低1.5%)。1.2三峡水库蓄水与富营养化关系三峡水库经几次蓄水后,致使距离大坝较近的入库河流的水文条件发生非常大的变化,主要表现在水位大幅上升,流速变缓,水体容量增大,泥沙等悬浮物大量沉积,水体透明度增加,形成非常多的回水区及库湾,水体自净能力非常差,营养盐大幅升高,当水温、光照等外部条件适宜藻类繁殖时,藻类大量快速繁殖,出现水华现象,水华现[16]象一般容易出现在春季库区支流及次级支流。[17]三峡大坝初期蓄水135m半年后,在库区部分支流回水区出现藻类水华现象。在2004年2月下旬,库区支流香溪河、童庄河、大宁河的水体藻类大量繁殖,水体为酱油色,经藻类观测得知优势藻种为甲藻与硅藻。[18]蔡庆华等分析香溪河库湾2004、2005两周年的营养状态变化,显示除冬季外,大多数月份为富营养,在春季水体则为重富营养。此外蔡庆华等还对三峡水库22条入库支流库湾的营养状态进行综合评价,表明有5条支流的回水区为中营养,7条支流的[19~21]回水区为富营养,10条支流的回水区为重富营养。[22]兰峰通过对比三峡蓄水前后库区干支流水质变化,显示库区水质指标变化不明显,溶解氧浓度有所降低,悬浮物浓度在平水期与枯水期大幅下降,总磷、CODMn、重金属等也大幅降低。[23]邓春光等通过3年的监测研究,得出库区次级支流回水区在4~9月易发生水体富3 重庆大学硕士学位论文1研究背景营养化现象,藻类大量繁殖,并且随着次级河流越靠近大坝坝首,水体富营养化越加严重。[24]2003年10月与2004年4月,张远等对库区二期蓄水后的藻类组成与分布变化进行研究,显示三峡库区藻类以硅藻为优势藻,2003年10月藻密度与蓄水前相比未有明显变化,而2004年4月藻密度显著增加,发现蓄水前后水文条件的改变是造成藻密度变化的关键因子,故根据河流水体流速的差异将库区河流划分为三种,即河流型水体、过渡型水体与湖泊型水体,其中后两种水体是三峡库区藻类水华的敏感区域。[25]2004年10月与2005年3月,周广杰等分别对香溪河、童庄河、青干河、九畹溪的藻类进行调查,4条支流营养水平均属于中-富营养型,童庄河的水质最差,其次为香溪河和青干河,九畹溪的水质较好,春季硅藻的种类多,绿藻种类少,秋季则相反,藻密度最高值出现在香溪河,生物量最高值出现在童庄河,2项指标的最低值均出现在九畹溪,在春季,童庄河还出现了拟多甲藻(Peridiniopsissp.)水华,并伴有较大量的小环藻(Cyclotellasp.)和卵形隐藻(Cryptomonasovata)。1.2.1三峡水库蓄水引起神女溪富营养化神女溪是长江巫山段主要一级支流之一,发源于重庆巫山县铜鼓镇,是集饮用、灌3-13-1溉、旅游为一体的多功能水域,其多年平均流量6.18m·s,枯水期平均流量2.88m·s;流域绝大部分为崇山峻岭,河谷平原少,流域内人口稀少,城镇稀疏,农业不发达;2003年三峡大坝二期蓄水后,长江水位达到139m,受干流回水顶拖,神女溪形成5公里以[26]上的回水区,回水区水势平坦。2004年3月18日,神女溪出现藻大面积水华现象。水体颜色呈黄褐色,并具有腥臭味,水样静置后仍有细小的黄绿色颗粒物沉淀现象,藻类水华持续大约一周;2004年6月25日,神女溪再次在回水区出现水体颜色异常,约1.5km的河段存在大量红色丝状物,经鉴定为藻类水华。[27]2004年,杨志敏等认为神女溪流域由于库区蓄水,致使其水体流速大大降低,水体由典型的河流型水体变为受人为影响的库区河流水体,流速变化致使河流水体更新周期延长,水体自净能力降低,而营养盐则会在水体大量富集,当水域环境具备充足的光照与水温条件时,流域将出现水华。1.2.2水库蓄水引起大宁河富营养化大宁河古称昌溪、巫溪,源出四川省巫溪县新回坝,由西向东流经西宁纳东溪河,南2流经巫溪县城,于巫山县城东注入长江,河流全长150km,流域面积3720km。自然落差3-11540m,多年平均流量106m·s,水能理论蕴藏量20kw,三峡大坝蓄水后引起大宁河[28]水位上升、流速减缓、泥沙等悬浮物大量沉积,水体富营养化加剧。[29,30]2004年与2005年春,周广杰等对大宁河蓄水后出现的富营养化现象进行了监4 重庆大学硕士学位论文1研究背景测,2004年春,藻类优势种为美丽星杆藻(Asterionellaformosa)、卵形隐藻、里海小环藻(Cyclotellacaspia)和新星形冠盘藻(Stephanodiscusneoastraea)。2005年春优势藻为实球藻(Pandorinamorum)、空球藻(Eudorinaelegans)、里海小环藻和卵形隐藻。1.2.3水库蓄水引起香溪河富营养化[31,32]香溪河是三峡湖北库区内最大的一级支流,位于湖北省西北部,河流全长294km,流域总面积3099km。香溪河发源于神农架南坡,流经神农架林区的木鱼和红花[33,34]镇,兴山县的湘潭、南阳、高阳和峡口镇,最终在秭归县香溪镇注入长江。香溪河两岸为高山和峡谷地带,除种植业外,还有些小型造纸和采矿业,主要二级支流有九冲河、古夫河和高岚河。三峡建坝蓄水后,香溪河下游由河流变为库湾,水体流速减缓,[35,36]泥沙沉积量增加,以致水生生物的栖息生境及区系组成发生变化。2004年2月下旬,香溪河藻类大量繁殖,水体为酱油色,优势藻为甲藻与硅藻,2008年6~8月,香溪河库湾相继暴发蓝藻与绿藻水华。[37]况琪军等通过1996年10月~1997年7月和2003年对香溪河流域浮游植物2年的调查显示,香溪河水体的藻类主要由硅藻、绿藻和蓝藻组成,1996~1997年硅藻的种类最多,绿藻次之,蓝藻居第3位,2003年绿藻的种类数跃居首位,硅藻次之,其它藻类亦有不同程度的变化,藻密度表现出明显的季节变化,最高、最低值分别出现在夏季和冬季。[38]王海云认为三峡大坝初期蓄水致使香溪河回水库湾水质由轻污染向重污染趋势发展,确定库湾周边的工业、生活污染点源,磷矿面源是构成水污染的主要负荷,溶解氧沿河道下游沿程逐渐减小,复氧系数降低,引起水质恶化,破坏库湾生态平衡。三峡水库一期工程蓄水仅半年,香溪河库湾绿藻种数明显增加,约相当于蓄水前的[39]3倍,硅藻的种数略有减少,其余各门藻类的种数亦有轻度变化。[40]2005年3月至4月,韩新芹等对香溪河库湾的叶绿素a及其与总氮、总磷的关系进行了研究,从香溪河库湾下游到上游,叶绿素a含量存在非常明显的水平分布,叶绿素a浓度与总氮、总磷之间存在着一定的负相关关系,总氮与叶绿素a浓度的相关性较显著。1.3藻类生长的环境因素水华优势藻种生长繁殖所必需的主要环境条件可归纳为:缓慢的水体流态,充足的氮、磷、硅等营养物质,适宜的气候条件,包括水温、光照、pH等。当水体环境条件[41,42]适宜藻类繁殖时,可能会出现几种特定优势藻种大量繁殖的现象,甚至出现水华,从以下几个方面来分析藻类生长因子对藻类的影响。5 重庆大学硕士学位论文1研究背景1.3.1流速要抑制藻类水华,有必要研究抑制藻类生长的外部环境条件及其影响作用规律,通[43]过改变优势藻种繁殖所需的水动力条件,进而防治某藻种快速大量繁殖现象。三峡大坝蓄水后库区水体流速变缓,坝前深水区流速相比以前天然河道平均流速减小约10倍[44]。水体水位、流速等水文条件的变化对库区藻类繁殖有非常大的影响,一般认为流速-1[45]小于0.2m·s,水体交换作用变弱,容易引起藻类大量生长。三峡大坝未蓄水时,长-1-1江三峡河段表层流速为1.0~3.0m·s,靠近库区支流的急流河滩段的流速最大为8.8m·s;而三峡大坝蓄水后,库区局部水域变为缓流区,有些水域基本呈静止状态。汛期4个多-1月时间内,除坝区干流表层水体流速最大达到6m·s,干流的沿岸带均为流速小于-11.0m·s的缓流区域,靠近大坝的入库支流形成的大中型回水区,是微流区或相对静水-1区,大坝二期蓄水后,长江干流从库中至坝前平均流速高于0.10m·s,支流的河口以及-1回水河段流速低于0.05m·s。江河水体藻类的生长与河流的水位、流速、流量有着密切的关系。三峡大坝蓄水后,由于水体停留时间变长及流速变缓,藻类拥有更长时间来繁殖,当营养条件满足藻类大[46,47]量繁殖时,则会暴发水华。在自然水体中,当流速接近0时,有利于喜静水藻类繁殖,如蓝藻与绿藻;不利于喜急流与中流藻类繁殖,如硅藻。当水体流速逐渐增大,则有利于喜急流与中流藻类繁[48]殖,水体的流动也有利于藻类持续的得到新的营养物质。[49]王华等认为水动力学对藻类的生长影响效果显著,适当的水体扰动能促进藻类繁殖,能维持藻类较高的生物量,而水体处于静止或高强度扰动状态对藻类生长有抑制作用。[50]蒙万轮等在模拟长江自然流态下流速与藻类关系的研究中发现,藻类只在特定的[51]流速下有明显的生长。廖平安等也有相似的研究结论。[52]-1-1-1-1曹巧丽在室内分别设置水体流速在10cm·s、20cm·s、30cm·s、40cm·s时,观-1察铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)水华的发生与消亡,在10~40cm·s流速区间里藻-1-1生长周期随流速增大而变长,藻密度最大出现在40cm·s流速,最小密度出现在10cm·s-1流速下,流速在30cm·s时藻类比增值率最大,较适合藻类生存。[53]高月香等通过室内模拟研究不同流速对太湖铜绿微囊藻生长的影响,在温度为-125℃、光强为3300lux、光暗比为10h:14h的条件下,流速在0~75cm·s范围内,适合-1-1-1藻类生长的最佳流速为30cm·s,当流速小于30cm·s以及大于30cm·s时,藻类生长-1均受到不同程度抑制,尤其当流速大于50cm·s时,藻类生长受到明显限制。[54]黄程等对大宁河回水区流速与藻类监测数据进行曲线估计,得到拟合方程为:6 重庆大学硕士学位论文1研究背景23y=34.042-293.725u+821.265u-603.45u,流速与藻类密度之间的Pearson相关系数为-0.723,双尾检验的概率值为0.043,大宁河回水区流速与藻类呈显著的负相关关系,流速成为主要的限制因子,大宁河回水区河段的藻类浓度随流速减小而增高,反之亦然。1.3.2水温对于大多数藻类来说,最适生长温度大约是18~25℃,不同藻类有不同的最适温度。一般来说,蓝藻、绿藻的温度适应范围偏高,多出现在夏、秋季;金藻、硅藻则喜较低温度,多出现在早春、晚秋和冬季。温度除影响藻类的季节变化和地区分布外,它的最重要的间接影响是对水团运动的影响,因水表层和底层温度的差别,形成水的运动,这[55~59]对藻类生长和分布均起很大作用。[60]谭啸等利用室内模拟升温来培养太湖的冬季底泥,培养温度范围是5.5~30℃,设置8个温度梯度,并在显微镜下观察藻类群落组成,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。[61]钱振明分析了不同温度对8种底栖硅藻生长及其理化成分的影响,当温度低于15℃或高于30℃均不利于细胞生长,同时也不利于胞内理化成分的积累,在15~25℃之间细胞比生长速率及主要理化成分含量均达到最大。[62]赵辰红等在实验室研究了温度对4种颤藻目丝状藻体生长的影响,显示皮质颤藻(Oscillatoriacortiana)与坑形细鞘丝藻(Leptolyngbyafoveolara)的最适生长温度为30℃,尖细颤藻(Oscillatoriaacuminata)、蛇形颤藻(Oscillatoriaanguina)的最适生长温度是35℃。[63]梁英等研究在不同温度(5~30℃)对三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum)的叶绿素荧光参数、细胞密度以及叶绿素相对含量的影响,温度对三角褐指藻各叶绿素荧光参数及生长均有显著影响(P<0.05),其最适生长温度为20℃。[64]周成旭以浙江省象山港虾塘藻华中分离的一种颗石藻(Pleurochrysissp.)为研究对象,低温条件下,颗石藻需要一个较长的适应期,此期间其生长速率低,藻密度非常低,待藻类适应低温条件后,其开始以较稳定的速率繁殖;当在高温条件下,颗石藻繁殖速率非常高。[65]金相灿研究了不同温度对水华微囊藻(Microcystisflos-aquae)及孟氏浮游蓝丝藻(Planktothrixmougeotii)生长的影响,当温度低于13℃时水华微囊藻基本不能生长,当温度大于16℃时才能够缓慢生长,并且繁殖速率随着温度升高而增大;而孟氏浮游蓝丝藻在10℃时就能缓慢繁殖,温度高于16℃时就能够较好繁殖;当温度处于10~28℃范7 重庆大学硕士学位论文1研究背景围时,两藻种的繁殖速率随着温度的升高而增大。[66]张曼等以蛋白核小球藻(Cholorellapyrenoidosa)为实验对象,研究了温度变化对不同光照水平下蛋白核小球藻的光能利用和生长的影响,温度升高增大了高光照水平下蛋白核小球藻对光能的热耗散,使光照对小球藻生长的促进作用减弱;由于温度升高对小球藻光能利用和生长的阻抑作用,小球藻生长的适宜光照水平因温度升高而降低。[67]-1赵颖等通过室内模拟,在流速设定为0.30m·s、光照度强度为3300lux、光暗比10h:14h的条件下,温度为25℃更适合铜绿微囊藻的生长。[68]杨学文等研究了温度对内蒙古螺旋藻(Spirulinainnermongoliansi)、钝顶螺旋藻(Spirulinaplatensis)和极大螺旋藻(Spirulinamaxima)的生长和蛋白质含量的影响。-2-1光暗比为12h:12h,光强为180μmol·m·s,内蒙古螺旋藻最适生长温度为20℃~35℃,钝顶螺旋藻为20℃~30℃,极大螺旋藻为25℃~35℃;内蒙古螺旋藻在高温时能够积累较多的蛋白质,钝顶螺旋藻在低温条件下能积累较多的蛋白质,而极大螺旋藻在最适温度下蛋白质含量最高。[69]实验室条件下,郑忠明等在对铜绿微囊藻和四尾栅藻(Scendesmusquadricauda)分别在不同温度进行纯种与混合培养,温度对两种藻类的生长和竞争都有显著影响。微囊藻在26℃和30℃下生长较好,而在混合培养时其受到栅藻一定程度的抑制;栅藻在温度22℃、26℃条件下生长较好,混合培养栅藻的生长受微囊藻的影响较大。[70]张少斌研究了不同温度条件对直线型钝顶螺旋藻突变株(SP-Dz)生长和藻胆蛋白含量影响表明,螺旋藻最适生长温度为30~35℃,在30℃条件下培养的螺旋藻积累藻胆蛋白最多。[71]蒋汉明研究认为三角褐指藻的最适生长温度为20℃,等鞭金藻(Isochrysisgalbana)的最适生长温度为25℃。无论是三角褐指藻的EPA还是等鞭金藻的DHA,均随着培养温度的升高而下降。低温有利于三角褐指藻积累EPA和PUFAs,不同海洋微藻不仅具有不同的生长温度,且最适PUFAs合成的温度也不同。[72]黄钰铃利用物理模型模拟了不同温度下铜绿微囊藻引发的水华生消的过程,该藻水华生消与水温密切相关,当其他条件适宜,水温为28±1℃可促进水华发生。[73]朱伟等通过室内实验研究了不同温度条件下微囊藻和栅藻生长和种间竞争规律,无论单独生长还是存在竞争,微囊藻最适温度为35℃,而栅藻的最适温度为25℃。1.3.3营养盐藻类生长需要碳、氮、磷等必需元素,此外,还需要约13~15种元素,这些元素中大多数通常能满足藻类的需要,不太会成为限制因子,但是氮和磷的量却常过低而可限制藻类的生长,特别是在夏季藻类生长旺盛时,淡水中较常缺磷,而海洋中较常缺氮,8 重庆大学硕士学位论文1研究背景3--1+-1一般来说,当PO4>1µmol·L和NH4>10µmol·L时不会成为限制因子,如果低于这些数值,则视有否其他限制因子存在以及这些营养元素的周转速度如何而有可能成为限制因子。另外,藻细胞内的营养物组成也可作为是否存在营养限制的一种指示,当藻细胞接近于饱和营养生长时,其碳、氮、磷的原子比约为106:16:1,因此,高氮磷比(30)可能为磷限制,而低氮磷比(5)则可能为氮限制。藻类对三种无机态氮化物都能利用,从理论上说,应优先利用氨态氮,少数藻类还可利用有机态氮,一些蓝藻还可利用分子3-态氮(固氮蓝藻);正磷酸盐(PO4)是藻类生长中唯一的、重要的无机磷来源,大多数藻类还可贮存过量的磷,但是藻类也能利用有机磷源;在其他元素中,硅藻对硅有特[74~76]殊需要,其利用形态为正硅酸盐(Si(OH)4),用于硅质细胞壁的形成和DNA合成。[77]王海军等通过研究长江流域40多个湖泊指出无论总氮浓度是高还是低,总磷浓度都是限制藻类生长的最重要因素,藻类总量取决于总磷而不是总氮。[78]单爱琴等在相同氮浓度,相同温度条件下,发现磷含量高可以促进小球藻繁殖,而对硅藻却没有明显的相关性,天然水体混合藻生长速度与磷浓度呈正相关。[79]刘信安等以普通小球藻(Chlorellavulgaris)为研究对象,观察氮磷质量浓度对小球藻生长的影响,认为总磷对小球藻的生长繁殖作用明显,而总氮对小球藻生长作用有限。[80]丰茂武等研究认为氮磷营养盐在铜绿微囊藻生长过程中是重要的影响因子,磷质-1量浓度大于等于0.07mg·L时,铜绿微囊藻繁殖速率快,并且当氮磷比等于40:1时,铜绿微囊藻为最佳生长条件。[81]陈文煊等认为当氮磷比为36时,藻类容易快速繁殖,藻类在吸收氮源时优先利用有机氮,随后才利用无机氮,无机氮中藻类优先吸收氨氮。[82]周贤杰等从三峡库区支流大宁河139m回水区采集水样,通过室内实验,温度设定为20℃,光强设定为8000lux,氮磷物质的量浓度比例为30:1并配置9组水样,随着氮、磷质量浓度的增加9组水样中的藻类由清洁藻种逐渐向耐污藻种变化,磷为大宁河藻类生长的限制性因素。[83]吕颂辉等通过实验室内培养观测不同氮磷质量浓度对尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschiapungens)繁殖的影响,显示该藻种为营养依赖型藻,对氮磷浓度需求较大,当氮磷质量浓度比在10~32范围时生长较好。[84]王金花等在实验室内培养中肋骨条藻(Skeletonemacostatum),通过设置不同氮磷质量浓度以及氮磷浓度比例发现,该藻种属于营养型藻种,随着氮磷浓度的增大,藻密度随之增大,氮磷质量浓度以及氮磷比均会影响该藻种的繁殖以及藻细胞硝酸还原酶活性。[85]王志红等以广东大沙河水库的绿藻、硅藻为实验对象,在实验室内研究氮磷质量9 重庆大学硕士学位论文1研究背景浓度及比例对藻类的影响,随着氮磷浓度增加,总藻生物量也随之增加,并提出氮磷比以10、40为临界值。[86]刘信安等通过室外采样得到氮磷营养盐以及藻类数据,分析得出适宜的氮磷比有利于藻类大量繁殖,当氮磷比同时满足藻类吸收氮磷速率正向急剧增加时,藻类则快速大量繁殖,当藻类吸收氮磷速率同时向负值方向急剧下降时,藻类密度则大幅下降;藻类水华与消退速率为同一个数量级时,并且当氮磷质量浓度达到水华需求时,藻类水华与消退将表现出明显的周期性,此现象反映出藻类对水体营养盐的吸收与释放的机理。[87]黄钰铃等在实验室内研究香溪河库湾底泥营养盐释放过程,扰动及外吸收源同时存在时,底泥释放氮的量增大,扰动作用对底泥氮的释放作用较大,而对磷的释放影响较小;随着底泥-水界面浓度梯度升高底泥的磷释放量增大,而氮的释放量则较小。三峡水库的放水、水华的暴发以及藻类大量繁殖均会促进香溪河底泥营养盐的释放。2008年6~8月,香溪河库湾相继暴发蓝藻与绿藻水华,蓝藻暴发时期水体中的总氮与总磷比值、可溶性硅含量、可溶性硅与总氮比值以及可溶性硅与总磷的比值均要低于绿藻水华时期,判别蓝藻水华参数主要为叶绿素a、总氮和磷酸盐,绿藻水华的参数则[88]为叶绿素a和可溶性硅。[89]周银环通过实验室内研究认为简单双眉藻(Amprhoraexigua)能充分吸收硝酸钠与尿素,并且其在两种营养盐条件下的相对生长常数没有显著的差异,对三氯化铁和柠檬酸铁的吸收利用也没有明显的差异,通过实验室正交试验表明,简单双眉藻吸收氮、磷、铁、硅的最佳质量浓度比为6.6:0.66:0.1:0.4。[90]梁伟峰等分析认为在氮磷比一定时,微绿球藻(Nannichloropsisoculata)的生态位最宽,啮蚀隐藻(Cryptomonaserosa)与蛋白核小球藻的生态位次之,新月菱形藻(Niztzschiaclosterium)的生态位最窄,当氮磷比为24时,四种藻繁殖速率快;在硅酸盐含量一定时,微绿球藻与蛋白核小球藻的生态位最宽,啮蚀隐藻次之,新月菱形藻的-1生态位最窄,各藻种适宜的硅酸盐含量处于28~59μmol·L;当氮磷比值高时,应选择培养蚀隐藻和新月菱形藻组合或者蛋白核小球藻和新月菱形藻组合,当氮磷比值低时,-1可引入微绿球藻、啮蚀隐藻;四种藻的适宜硅酸盐含量采用28μmol·L。1.3.4光照光的主要来源是太阳,没有光,地球上的生命无法存在,对于藻类来说,光因子更是特别的重要,光因子包括光周期、光质(波长)和光强。光是藻类光合作用的能源,而光又有着明显的时(日、季节)空(深度、纬度)变化,因此光经常是藻类生长的限制因子。在水中,光强随深度的增加而呈指数下降,光谱组成也发生变化,最先被吸收的是红外线、紫外线和波长长的红光,最后被吸收的是波长短的青色和蓝色光线,藻类10 重庆大学硕士学位论文1研究背景有许多辅助色素在吸收光能上起着很大作用,光合作用随光照强度而变化,在一定光强范围内,光合作用率随光强增加而增加,在达到饱和光强后,光合作用率保持平稳而不再随光强的增加而增加,如果光强再提高,则反而产生抑制作用,光合作用率下降;光[91~93]强对藻类数量增长的影响也相似,藻类的最适光强范围一般在2000~10000lux之间。[94]刘青等研究了小球藻(Chlorellasp.)、湛江等鞭金藻(Isochrysiszhanjiangensis)、青岛大扁藻(Platymonashelgolandica)和绿色杜氏藻(Dunaliellaviridis)在不同光照条件下的生长情况,当光强为3000lux,光周期设置5个梯度,当光周期为18h:6h时,四种藻生长速率均最大;当光周期为12h:12h时,光强设置5个梯度,光强为5000lux时,四种藻的生长速率均最大;通过设置红、绿、蓝、白光四种光谱,显示四种藻在白光下的生长速率最大。[95]刘春光等认为随着光强的提高,铜绿微囊藻和四尾栅藻的生长速率随之增大,能够延长这两种藻的生长期,但当光强上升到一定强度后,藻类的生长速率不会增加反而会抑制藻类的生长。[96]曾艳艺等研究认为光照对小环藻生长有显著影响,当光强处于-2-129.25~146.26μmol·m·s范围时小环藻的繁殖速率最大,而当光强处于-2-19.75~58.50μmol·m·s时叶绿素a的含量最高。[97]于萍等通过实验表明尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschiapungens)和中肋骨条藻(Skeletonemacostatuma)适宜生长的光强为7000lux。1.3.5pH值由于藻类体表通常带负电荷,非离子态化合物比离子态化合物更容易渗入藻类细[98]胞,pH值过高或过低会影响水体中有机质的离子化作用,从而间接影响藻类生长。[99]黄钰铃通过模型研究认为pH对蓝藻水华生消的关系密切,当外界其他条件适宜藻类生长时,pH在8左右,即水体偏碱性可以促进蓝藻水华的发生,当水体中pH值不利于藻类生长繁殖,蓝藻可以通过改变自身生化反应来调节水体pH值趋向碱性范围。[100]张浏等在实验室内研究在中营养和富营养状态下,不同pH值对轮叶黑藻(Hydrillaverticillata)的影响,pH=10时,在两种营养状态下轮叶黑藻的生长均受到抑制,并且富营养状态下叶绿素含量较低;当pH=7和pH=8藻类生长较好,富营养状态下藻类叶绿素含量增加较多。[101]硅藻对水体pH值的反应敏感,pH的改变对硅藻构成产生很大影响,短缝藻类和长蓖藻属是嗜酸性的物种,水体中pH值是影响梅尼小环藻生长繁殖的最主要生态因[102]素,爱氏辐环藻受水体pH值的影响较大,pH浓度为8.4~8.6的环境有利于爱氏辐环藻的生长繁殖。11 重庆大学硕士学位论文1研究背景1.4嘉陵江出口段藻类研究现状三峡大坝蓄水后,许多支流受蓄水影响出现许多的静水与缓水库湾,当温度与光照适宜藻类大量繁殖时,河流会暴发水华现象,水文条件是影响藻类水华的关键因素。近几年嘉陵江出口段水体富营养化进程加剧,致使藻类发生一些变化。[103]2004年张智等从重庆长江与嘉陵江交汇段鉴定藻类6门,45属,85种,藻种群44-1主要构成为硅藻65.9%,绿藻20.0%,蓝藻7.0%。总藻密度范围是0.95×10~3.86×10·L,硅藻中的直链藻、脆杆藻、舟形藻、桥弯藻为优势藻种,硅藻密度呈现出季节变化,硅藻密度与水温呈反相关性。[104]郭蔚华等研究认为在外界条件差别不大的条件下,藻密度与水体流速呈反相关性,缓慢流速有利于藻类生长,氮磷质量浓度与藻密度呈线性相关性,磷为藻类生长的限制因子。[105]郭蔚华等通过实验室内研究营养盐对长江嘉陵江交汇段藻类生长的影响,单独的氮对藻类繁殖没有明显的促进作用,磷为藻类生长的限制因素,原水中磷质量浓度越高,实验室内添加磷则对藻类的生长作用越大,总氮与总磷的比值越大则藻类密度越小,比值越小藻密度越大。[106]刘信安等通过实验室内模拟重庆市水系藻类繁殖,表明静水环境中蓝绿藻生长7-1-1速率较大,硅藻不适宜生长,总藻密度达到10·L以上;而当流速处于0.03m·s左右6-1时,蓝绿藻所占比例开始下降,硅藻比例开始提高,总藻密度最大能够达到10·L;由此可以推测三峡成库后,水体流速变缓,蓝绿藻则可能成为重庆地区水华藻种。[107]2006年春季,邹小兵等通过对嘉陵江出口段采集水样,鉴定藻类7门42属85种,硅藻、绿藻以及黄藻为主要优势藻种,硅藻优势藻为小环藻,绿藻中优势藻为小球藻,黄藻中的优势种为黄丝藻,流速缓慢的化龙桥采样点有较高的藻密度,流速对藻密度有一定的影响,嘉陵江出口段营养氨氮与溶解性磷酸盐的质量浓度非常高。[108]2007年9月至2008年8月郭蔚华等对嘉陵江出口段三类水体的蓝藻、绿藻以及硅藻进行调研,显示3~7月为嘉陵江出口段水体富营养化敏感期,嘉陵江出口段河流型水体中蓝绿硅藻优势藻种分别为6、4、9种,过渡型水体中蓝、绿、硅藻分别为4、5、4种,湖泊型水体中蓝、绿、硅藻分别为6、5、3种;硅藻优势藻种数与流速呈现正相关性,而蓝、绿优势藻种数与流速呈现反相关。[109]龙天渝运用生态幅原理对重庆市嘉陵江段水体营养盐限制因子进行分析,藻种-1对磷的生态幅表现为单峰型,磷质量浓度在0.005~0.150mg·L时为藻类增幅最大区间,磷为藻类生长的限制因素,随着磷质量浓度的增加,藻类密度随之增加,两者呈现正相12 重庆大学硕士学位论文1研究背景关性;当氮磷比值处于10.0~40.0范围内时藻类的增值速率最大,其中氮磷比为13.5时是藻类生长繁殖的最适氮磷比。[110]龙天渝等研究认为嘉陵江出口段3~5月水体流量对藻密度有非常大的影响,其中3月份上游来水较小,以及三峡大坝较小的泄水量,致使藻密度及藻质量净增量最大;5月份水体流量接近历史同期水平时藻类质量净增量为负值,当流量偏枯时藻类质量质量净增量为正。1.5嘉陵江水环境嘉陵江是长江上游左岸的主要支流,流经陕西、甘肃、四川、重庆4地,干流全长421120km,落差2300m,平均比降2.05‰。全流域面积15.9×10km,占长江流域面积的9%。流域北及北东面以秦岭、大巴山与黄河及汉江为界,东及东南面以华莹山与长江相隔,西北面有龙门山脉与岷江接壤,西及西南面与沱江毗连。嘉陵江发源于秦岭南麓,流经甘肃徽县至略阳的两河口与源自甘肃礼县的西源西汉水汇合,过阳平关进入四川,在广元昭化镇与白龙江相汇,经苍溪在阆中、南部县有东河、西河汇入,再流经蓬安、南充、武胜,在重庆合川与渠江、涪江相汇,构成巨大的扇形水系,向东南流经北碚抵[111]重庆入长江。嘉陵江流域属于亚热带季风气候区,流域多年平均降水量为935.2mm,由于地形复杂,降水面上分布很不均匀,一般是盆地边缘大于盆地中部。流域内有两个降水较大的地区,一个在流域东部渠江的渠县以上地区,多年平均降水量为1100~1400mm,另一个在流域西部涪江上游一带,多年平均降雨为1200~1400mm;干流降水面上分布上游小于中下游,其中广元以上为500~800mm,广元以下为1000mm左右,降水量有明显的旱季和雨季,6~9月降水量占年降水量的66%,12月至次年2月为全年降水量最少的季节,占年降水量的3.2%。[112]2006年,嘉陵江出口段临江门断面水质为Ⅳ类,水质评价项目13项,包括pH、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、石油类、总磷、汞、镉、砷、铜、铅和铬(六价)。嘉陵江流域水环境存在的问题主要是干流水质明显退化、支流水质日趋恶化。嘉陵[113]江流域的污染来源主要是生活污染、工业污染、面源污染、船舶污染、医疗污染。嘉陵江出口段流经重庆主城区,接受主城众多污废水及上游来水,并且作为重庆重要的水源地,近几年嘉陵江重庆主城段冬末春初均发生小环藻大量繁殖现象,大规模富营养化发生,不仅对库区居民的生产生活造成严重的影响,更关系到三峡大坝的运行及其经济价值的发挥,应加强嘉陵江出口段水环境保护。13 重庆大学硕士学位论文1研究背景1.6课题提出、目的及意义1.6.1课题的提出近几年,春季嘉陵江出口段藻类活动频繁,已对重庆主城主要饮用水源的嘉陵江出口段水环境构成威胁。2005年春,嘉陵江出口段首次发现星肋小环藻暴发,15天内其4-14-1密度由1~2×10·L增到128×10·L。现场调查的2006、2007、2008年春,嘉陵江出口[114~116]段富营养化敏感水体星肋小环藻均出现不同程度的暴发,最大密度分别为4-14-14-188.86×10·L、63.08×10·L、179.01×10·L。2008年三峡水库首次175m实验性蓄水最终蓄水至172.78m,嘉陵江出口段朝天门零水位为160.2m,嘉陵江出口段水位大幅上升、流速大大减缓,水体的交换作用减弱,[117,118]泥沙等悬浮物大量沉积,透明度增大,水环境发生而变化。借鉴三峡水库前期135m、139m、156m引起近坝河流出现水华现象,有必要在三峡首次175m实验性蓄水期间,开展蓄水对春季嘉陵江出口段藻类变化的研究。1.6.2课题的目的及意义课题的目的:研究对比三峡175m蓄水前后春季嘉陵江出口段藻类变化情况,探索三峡首次175m实验性蓄水对春季嘉陵江出口段藻类构成、藻密度、优势藻及藻多样性的影响。课题的意义:嘉陵江出口段为重庆主城区重要饮用水源地之一,水体富营养化进程值得关注研究。三峡大坝前期135m、139m、156m蓄水位低于重庆朝天门零水位160.2m,前期蓄水未影响嘉陵江出口段,而175m蓄水致使春季嘉陵江出口段首次由自然流态变为受人为影响的库区流态,并且这种水文条件变化具有年周期性,水文条件的改变引起藻类何种变化,值得研究,本研究可为大坝正式175m蓄水春季嘉陵江出口段藻类变化提供科学依据,对库区富营养化防治、调查水域及下游库区水污染控制、水环境保护等具有重要的实用意义。14 重庆大学硕士学位论文2研究内容、研究方案2研究内容、研究方案2.1研究内容2008年三峡大坝首次175m实验性蓄水引起嘉陵江出口段水位大幅上升,水体容量增大,流速减缓,水文条件变化可以影响氮、磷、硅酸盐及浊度等藻类生长因子,从而引起嘉陵江出口段藻类变化。本研究通过对比2007、2009年春季实验数据,分析得出三峡大坝175m蓄水前后嘉陵江出口段藻类变化情况,研究内容包括以下几个方面:①监测记录嘉陵江出口段采样点理化指标,包括水位、流速、水温、气温、透明度、浊度、光强、pH值、硝态氮浓度、正磷酸盐浓度、硅酸盐浓度;②嘉陵江出口段浮游藻类种类鉴定和密度统计;③分析调查水域2007、2009年春季水位、流速、水温、气温、营养盐变化情况;④分析调查水域2007、2009年春季藻类变化情况;⑤分析调查水域2007、2009年春季藻多样性指数变化情况;⑥分析水文条件变化对藻类的影响。2.2研究方案2.2.1研究方法本研究通过现场调查采样、流速测试、温度测定、实验室理化分析、藻类鉴定统计、查找相关资料,得到175m实验性蓄水期间嘉陵江出口段早春藻类数据及其他理化分析数据,通过分析对比2007、2009年实验数据,得出175m实验性蓄水对嘉陵江出口段藻类的影响。现场调查有流速、水温、气温、光强、透明度、pH值,流速采用LS45A型旋杯式流速仪测定,水温、气温采用水银温度计测定,光强采用照度计测得,透明度采用萨式盘测定;采样监测方法依照《地表水与污水监测技术规范》(HJ/T91-2002)。实验室内测定指标有营养盐(硝态氮、磷酸盐、硅酸盐)、浊度与藻类测定,硝态氮测定方法为水样通过0.45µm滤膜过滤后采用分光光度法测得,磷酸盐与浊度测定参照《水和废水[119]监测方法(第四版)》,硅酸盐测定按化学试剂硅酸盐通用测定方法(GB/T9742-2008)。2.2.2技术路线本研究的技术路线为:15 重庆大学硕士学位论文2研究内容、研究方案收集资料研究方案现场测试藻类测试营养盐、浊度测试查找2007与2009年春季重水气透明pH光流藻藻优多硝态氮、硅酸盐浊庆水位温温度值强速构密势样磷酸盐度成度藻性各参数各参数各参数水位变化变化变化变化175m实验性蓄水对嘉陵江出口段藻类影响图2.1研究技术路线Fig.2.1Strategiesofresearch16 重庆大学硕士学位论文3嘉陵江出口段水体藻类调查3嘉陵江出口段水体藻类调查3.1采样点布置及采样时间嘉N。江磁器口。朝天门陵。化龙桥江长图3.1嘉陵江出口段采样点布置Fig.3.1ThesamplingpointsintheoutletareaofJialingRiver在嘉陵江出口段水体沿河流流向布置磁器口右岸水域、化龙桥右岸、朝天门四码头共3个采样区(图3.1),其中磁器口右岸布置2个采样点,磁器口采样点1位于趸船内侧甲板处,磁器口采样点2位于趸船外侧靠近江心处,化龙桥采样点位于化龙桥取水泵房处设置一个采样点,朝天门四码头过江趸船出口甲板处设置1个采样点。采样时间为2007年1~3月、2009年1~3月。3.2水样采集监测方法依照《地表水与污水监测技术规范》(HJ/T91-2002)。采样点流速用LS45A型旋杯式流速仪测试,用测温采水器(SWJ-73型)采取样点水面下50cm处水样2000mL,读取水温后,水样装瓶带回,当天处理并测试;气温采用水银温度计测定,光强采用照度计测定,透明度采用萨式盘测得,pH值采用pH计测定。3.3水样测试硝态氮测定方法为水样通过0.45µm滤膜过滤后采用分光光度法测得,磷酸盐测定按照《水和废水检测分析方法》(第四版)的分光光度法,硅酸盐测定按照化学试剂硅酸盐通用测定方法(GB/T9742-2008)。藻类测试方法:取摇匀水样1000mL,加入15mL10%17 重庆大学硕士学位论文3嘉陵江出口段水体藻类调查鲁哥试剂固定,离心浓缩定容至30mL,取摇匀浓缩水样0.1mL放在血球计数板上,盖[120,121]上盖玻片,在数码显微镜下对藻类拍照鉴定计数,藻密度取均值。3.4藻多样性指数与藻优势度藻多样性指数,是用于表示多种藻种所组成的藻类群落的密度和种类之间关系的一种指数。在一般情况各种藻种的密度均维持其相对稳定的关系,一旦发生富营养化,浮游藻类中某些属种因得到充足的氮、磷等营养物质而大量繁殖,而另外一些属种的相对数量则有明显减少的趋势,实验采用藻类Shannon-Wiener多样性指数评价嘉陵江出口段藻多样性。′[122]Shannon-Wiener多样性指数(H)计算公式如下:sH′=−⎛Ni⎞log⎛Ni⎞∑⎜⎝N⎟⎠2⎜⎝N⎟⎠i=1S—藻种类数,N—水样总藻密度,Ni—第i种藻的密度。藻种优势度(Y)计算公式如下:Y=(Mi/M)·fiMi—全部水样第i种藻密度总和,M—全部水样中总藻密度和,fi—所有水样中第i种藻出现频率。优势度Y>0.02,该种即为优势藻。3.5实验仪器测温采水器SWJ-73型,LS45A型旋杯式流速仪,HETTICH-EBA离心机,MOTICBA200数码显微镜,HACH-DR/5000型紫外可见分光光度计,哈希2100N型实验室浊度仪,哈希HQ11d数字化pH分析仪,照度计。18 重庆大学硕士学位论文4结果与分析4结果与分析4.1实验性蓄水对嘉陵江出口段藻类的影响4.1.1实验性蓄水对嘉陵江出口段水位的影响嘉陵江出口段水位采用重庆水位,测试地点位于朝天门9码头处,水位数据来自长江航务管理局。重庆水位采用2007年、2009年1~3月水位。表4.12007、2009年1~3月嘉陵江出口段重庆水位Table4.1WaterlevelofChongqingintheexitofJialingRiverbetweenJanuaryandMarchin2007and2009日期:2007年重庆水位/m日期:2009年重庆水位/m两年水位差值/m01-01160.7801-01169.418.6301-02160.8801-02169.388.5001-03160.8901-03169.338.4401-04161.1601-04169.328.1601-05161.0901-05169.338.2401-06161.4101-06169.327.9101-07161.6101-07169.407.7901-08161.6001-08169.437.8301-09161.6401-09169.447.8001-10161.5901-10169.457.8601-11161.3001-11169.448.1401-12161.4901-12169.487.9901-13161.4101-13169.488.0701-14161.3701-14169.458.0801-15161.3001-15169.458.1501-16161.4201-16169.478.0501-17161.3401-17169.488.1401-18161.3801-18169.448.0601-19161.1801-19169.448.2601-20161.1201-20169.428.3019 重庆大学硕士学位论文4结果与分析日期:2007年重庆水位/m日期:2009年重庆水位/m两年水位差值/m01-21161.0901-21169.418.3201-22161.0301-22169.408.3701-23161.2701-23169.428.1501-24161.2601-24169.368.1001-25161.2201-25169.408.1801-26161.0001-26169.338.3301-27161.1501-27169.228.0701-28161.3901-28169.137.7401-29161.3501-29169.167.8101-30161.1101-30169.097.9801-31161.1501-31169.007.8502-01160.9902-01168.797.8002-02160.9802-02168.867.8802-03160.9302-03168.757.8202-04160.7602-04168.687.9202-05160.8702-05168.617.7402-06160.7702-06168.497.7202-07160.8002-07168.497.6902-08160.7102-08168.327.6102-09160.7002-09168.277.5702-10160.5502-10168.267.7102-11160.6102-11168.217.6002-12160.6002-12168.107.5002-13160.5502-13168.027.4702-14160.6202-14168.057.4302-15160.5202-15168.007.4802-16160.4602-16167.937.4702-17160.4402-17167.847.4002-18160.3302-18167.757.4202-19160.3502-19167.607.2502-20160.1802-20167.387.2020 重庆大学硕士学位论文4结果与分析日期:2007年重庆水位/m日期:2009年重庆水位/m两年水位差值/m02-21160.1302-21167.056.9202-22160.0802-22166.726.6402-23159.9802-23166.526.5402-24159.7802-24166.226.4402-25159.8302-25165.916.0802-26159.7502-26165.745.9902-27159.4602-27165.516.0502-28159.7502-28165.335.5803-01159.8803-01165.145.2603-02159.7803-02165.005.2203-03159.8603-03164.784.9203-04160.0703-04164.504.4303-05160.0503-05164.224.1703-06160.1303-06164.174.0403-07159.9903-07163.953.9603-08159.8703-08163.803.9303-09160.0503-09163.773.7203-10160.0003-10163.453.4503-11160.4403-11163.543.1003-12160.5703-12163.542.9703-13160.8003-13163.422.6203-14160.7503-14163.282.53从上表可以看出,2007年1~3月初重庆朝天门水位范围为159.46~161.64m,其中1、2、3月水位范围分别是160.78~161.64m、159.46~160.99m、159.78~160.80m;2009年1~3月重庆朝天门水位范围为163.28~169.48m,其中1、2、3月水位范围分别是169.00~169.48m、165.33~168.86m、163.28~165.14m;两年1~3月水位差值范围为3.82~7.84m,其中1、2、3月水位差值范围分别为7.74~8.63m、5.58~7.92m、2.53~5.26m。可见2009年1~3月重庆水位受三峡大坝首次175m实验性蓄水的影响非常大,水位大幅上升,而嘉陵江出口段的化龙桥、磁器口水体水位也必将相应的大幅上升。2009年因三峡大坝首次实验性蓄水出现嘉陵江出口段的上涨水位是历史同期没有的。21 重庆大学硕士学位论文4结果与分析4.1.2实验性蓄水对嘉陵江出口段流速的影响表4.22007、2009年嘉陵江出口段各采样点流速Table4.2ThevelocityofsamplepointsintheexitofJialingRiverin2007and2009-1流速/(m·s)2009年磁器口右岸1磁器口右岸2化龙桥右岸朝天门四码头01-010.0210.0430.0220.01701-060.0240.0390.0210.01801-110.0180.0410.0240.01901-160.0190.0600.0230.02001-210.0200.0420.0220.02301-270.0370.0470.0190.02402-010.0330.0360.0240.01802-060.0250.0460.0230.01902-110.0560.0480.0220.01702-160.0520.0470.0170.01602-210.0200.0490.0250.01502-260.0660.0830.0560.04503-030.0950.1240.0890.0662007年磁器口右岸1磁器口右岸2化龙桥右岸朝天门四码头01-260.0870.1150.0480.03702-060.0910.1210.0520.04102-280.0890.1300.0760.07703-140.1450.1680.0980.089从上表可看出,2007、2009年1~3月嘉陵江出口段流速随着时间的推移,流速逐渐-1增大。2007年1~3月嘉陵江出口段各采样点流速范围是0.037~0.168m·s,其中磁器口-1-1采样点1流速范围是0.087~0.145m·s,磁器口采样点2流速范围是0.115~0.168m·s,-1化龙桥右岸采样点流速范围0.048~0.098m·s,朝天门四码头采样点流速范围是22 重庆大学硕士学位论文4结果与分析-1-10.037~0.089m·s;2009年1~3月嘉陵江出口段各采样点流速范围为0.015~0.124m·s,-1其中磁器口采样点1流速范围是0.018~0.095m·s,磁器口采样点2流速范围是-1-10.036~0.124m·s,化龙桥右岸采样点流速范围是0.017~0.089m·s,朝天门采样点流速范-1-1围是0.015~0.066m·s。两年1~3月流速差值范围是0.022~0.044m·s,磁器口采样点1-1的流速差值范围是0.050~0.069m·s,磁器口采样点2的流速差值范围是-1-10.044~0.079m·s,化龙桥右岸采样点流速差值是0.009~0.031m·s,朝天门四码头采样点-1流速差值是0.022~0.023m·s,可见2009年1~3月嘉陵江出口段流速受实验性蓄水的影响较大,流速下降,其中磁器口水域流速下降幅度最大,其次为化龙桥水域,再次为朝天门水域,可见水体流速下降幅度沿着嘉陵江出口段河流的水流方向逐渐降低。2009年因三峡大坝首次实验性蓄水出现嘉陵江出口段流速大幅变缓是历史同期没有的。4.1.32007、2009年嘉陵江出口段温度表4.32007、2009年春季嘉陵江出口段温度Table4.3ThetemperatureoftheexitofJialingRiverinthespringof2007and20092007年10时气温/℃10时水温/℃2009年10时气温/℃10时水温/℃01-267.49.301-018.510.402-0610.410.901-066.810.402-2813.514.101-116.39.403-1414.913.201-166.89.601-216.49.601-274.68.802-019.29.102-0611.39.802-1112.810.402-1611.811.902-1911.411.902-2112.611.902-269.612.803-0310.411.603-0811.212.0本文中的气温、水温均为上午10:00于采样点测得。2007年1~3月各采样点气温范23 重庆大学硕士学位论文4结果与分析围是7.4~14.9℃,水温范围是9.3~14.1℃,2009年1~3月各采样点的气温范围4.6~12.8℃,水温范围为8.8~12.8℃。2009年气温、水温较低,两年的差值分别为2.1~2.8℃、0.5~1.3℃,1月下旬嘉陵江出口段各采样点的气温、水温达到一年中的最低值,进入2月份嘉陵江出口段的气温、水温开始上升,但气温变化较复杂,而水温受气温的影响,也呈现出一定程度的波动,气温、水温主要受气象条件影响,与实验性蓄水无关。气温、水温较高有利于藻类繁殖,密度增加,而气温、水温较低则藻密度下降。4.1.4实验性蓄水对嘉陵江出口段营养盐的影响表4.42007、2009春季嘉陵江出口段营养盐Table4.4NutritionintheexitofJialingRiverinthespringof2007and20092007硝态氮溶解性正磷酸盐2009硝态氮溶解性正磷酸硅酸盐年-1-1年-1盐/(mg·L-1)-1/(mg·L)/(mg·L)/(mg·L)/(mg·L)01-260.870.17001-011.230.0305.0502-062.510.21401-061.280.0274.6802-283.350.21901-111.390.0523.4703-141.990.16201-161.440.0324.5801-211.550.0893.5501-271.570.0803.2802-011.560.0652.8202-061.560.0363.2202-110.920.0351.3002-161.320.0170.9202-191.110.0250.7302-210.950.0260.9802-261.220.0281.2303-031.560.0251.3203-080.940.0291.25嘉陵江出口段各采样点营养盐水平分布差异不明显,故以均值计。嘉陵江出口段藻类以硅藻为优势藻种,硅藻的生长对硅酸盐有特殊的需求,故2009年增加硅酸盐指标的测试。2007年1~3月各采样点硝态氮、溶解性正磷酸盐浓度范围分别为-1-10.87~3.35mg·L、0.162~0.219mg·L,2009年1~3月各采样点硝态氮、溶解性正磷酸盐、24 重庆大学硕士学位论文4结果与分析-1-1-1硅酸盐浓度范围分别为0.92~1.57mg·L、0.017~0.089mg·L、0.73~5.05mg·L;2009年-1-1硝态氮最低值高于2007年最低值0.05mg·L,而最高值低于2007年最高值1.78mg·L,-12009年硝氮平均值比2007年硝氮平均值降低0.58mg·L;2009年正磷酸盐低于2007-1年0.130~0.145mg·L。175m蓄水期间春季嘉陵江出口段硝态氮、正磷酸盐总体上降低,但降幅不大。从上表可以看出,2007年1~3月嘉陵江出口段水体的硝态氮、溶解性正磷酸盐的质量浓度变化经历低—高—低的过程,其中2月上旬藻类暴发时期硝态氮与溶解性正磷酸盐的质量浓度较高。2009年1~3月嘉陵江出口段水体的硝态氮的质量浓度变化经历高—低—高的过程,溶解性正磷酸盐的质量浓度变化经历低—高—低的过程,硅酸盐的质量浓度变化经历高—低的过程,其中2月中旬藻类暴发时期硝态氮、溶解性正磷酸盐、硅酸盐的质量浓度均较低,其中溶解性正磷酸盐与硅酸盐的质量浓度为1~3月份的最低值。4.1.5实验性蓄水对嘉陵江出口段浊度及透明度的影响表4.52007、2009春季嘉陵江出口段浊度、透明度Table4.5TheturbidityandtransparencyoftheexitofJialingRiverin2007and20092007年浊度/NTU透明度/m2009年浊度/NTU透明度/m01-2628.41.101-018.21.802-0643.60.701-065.22.302-2833.90.801-115.42.103-1445.80.701-165.62.001-215.92.301-273.52.802-014.93.002-065.02.602-118.11.802-1613.01.502-1911.81.702-2110.81.902-2612.61.603-0311.21.603-087.81.925 重庆大学硕士学位论文4结果与分析2007年1~3月嘉陵江出口段各采样点浊度范围为28.4~45.8NTU,透明度范围为0.7~1.1m;2009年1~3月嘉陵江出口段各采样点浊度范围为3.5~13.0NTU,透明度范围为1.5~3.0m;2009年1~3月嘉陵江出口段浊度低于2007年的浊度24.9~32.8NTU,2009年1~3月嘉陵江出口段水体透明度高于2007年的透明度0.8~1.9m。可见2009年1~3月嘉陵江出口段受实验性蓄水影响较大,受上游水位顶托,致使流速变缓,泥沙等大量悬浮物沉积,导致浊度大幅降低,透明度增加。4.1.62009年嘉陵江出口段光强、pH26 重庆大学硕士学位论文4结果与分析表4.62009年嘉陵江出口段光强、pH值Table4.6LightintensityandpHintheexitofJialingRiverin20092009年各采样点pH值10时光强/lux01-018.56~8.62136501-068.46~8.50813501-118.21~8.37405001-168.05~8.20397101-218.02~8.16245801-278.03~8.40465402-018.01~8.33619802-067.96~8.21416802-118.10~8.32299102-168.49~8.63212002-198.44~8.52376802-218.23~8.43435002-268.41~8.51378003-038.19~8.28293003-088.20~8.293670从上表可以看出,2009年1~3月嘉陵江出口段pH值范围为7.96~8.63,水体呈碱性,其中2月份嘉陵江出口段藻类大量繁殖时期水体中的pH值为8.10~8.63。嘉陵江出口段几次采样的采样点10时光强范围为1365~8135lux,几次采样10时平均光强值为3907lux,藻类大量繁殖时期的光强范围是2120~3768lux。可见春季嘉陵江出口段藻类生长环境为碱性水体,适宜的光照强度较低。4.1.7实验性蓄水对嘉陵江出口段藻种数的影响27 重庆大学硕士学位论文4结果与分析表4.72009年春嘉陵江出口段藻种Table4.7SpeciesofalgaeintheexitofJialingRiverin2009门属种硅藻1直链藻属Melosira1颗粒直链藻M.granulate(Ehr.)Ralfs2变异直链藻M.variansAg.3颗粒直链藻极狭变种M.granulatavar.angustissimaMüll.4颗粒直链极狭变种螺旋变型M.graunlatavar.angustissimaf.spiralisHust.5岛直链M.islandicaO.Müll.6岛直链藻淡黄亚种M.islandicasubsp.helveticaO.Müll.2小环藻属Cyclotella7星肋小环藻C.asterocostataXie,LinetCai3平板藻属Tabellaria8窗格平板藻T.fenestrata(Lyngb.)Kütz.9绒毛平板藻T.flocculosa(Roth.)Kütz.4等片藻属Diatoma10普通等片藻D.vulgareBory11纤细等片藻D.tenueAgardh12冬生等片藻中型变种D.hiemalevar.mesodon(Ehr.)Grun.5布纹藻属Gyrosigma13尖布纹藻G.acuminatum(Kütz.)Rabe.14斯潘塞布纹藻G.spencerii(Quek.)Griff.&Henfr.6冠盘藻属Stephanodiscus15极小冠盘藻S.minutulus(Kütz.)Cleve&Moel.7圆筛藻属Coscinodiscus16偏心圆筛藻C.excenticusEhre.8肋缝藻属Frustulia17微绿肋缝藻F.rhomoboidss(Bréb.)DeToni18普通肋缝藻F.rhomoboidss(Thwait.)DeToni9美壁藻属Caloneis19舒曼美壁藻C.ventricosa(Ehr.)Meis.28 重庆大学硕士学位论文4结果与分析门属种10脆杆藻属Fragilaria20钝脆杆藻F.capucinaDesm.21钝脆杆藻中狭变种F.capucinavar.mesoleptaRabenhorst.22短线脆杆藻F.brevistriaGrun.23羽纹脆杆藻F.pinnataEhre.24连接脆杆藻凸腹变种F.construensvar.venter(Ehr.)Grun.25中型脆杆藻F.intermedia(Grun.)Grun.26变绿脆杆藻F.virescensRalfs27沃切里脆杆藻小头端变种F.vaucheriaevar.capitellata(Grun.)Patr.28沃切里脆杆藻F.vaucheriae(Kütz.)Pete.11针杆藻属Synedra29尖针杆藻S.acusKütz.30肘状针杆藻S.ulna(Nitzsch)Ehre.31肘状针杆藻二头变种S.ulnavar.biceps(Kütz.)SchÖ.32肘状针杆藻缢缩变种S.ulnavar.constractaÖstr.33肘状针杆藻两喙变种S.ulnavar.amphirhynchus(Ehr.)Grun.34两头针杆藻S.amphicephalaKütz.35平片针杆藻S.tabulata(Ag.)Kütz.36平片针杆藻簇生变种S.tabulatavar.fasciculata(Kütz.)Grun.12羽纹藻属Pinnularia37中型羽纹藻*P.brevicostata(Lag.)Cleve.38纤细羽纹藻*P.gracillimaGreg.39弯羽纹藻线形变种P.gibbavat.linearisHust.40短肋羽纹藻P.brevicostataCleve13舟形藻属Navicula41喙头舟形藻N.rhynchocephalaKütz.42微型舟形藻N.minimaGrun.43放射舟形藻N.radiosaKütz.44平滑舟形藻N.laevissimaKütz.29 重庆大学硕士学位论文4结果与分析门属种45线形舟形藻N.graciloidesMayer46弯月形舟形藻N.menisculusSchu.47杆状舟形藻N.bacillumEhre.48披针形舟形藻N.lanceolata(Ag.)Kütz.49简单舟形藻N.simplesKras.50狭轴舟形藻*N.verecundaHust.51双球舟形藻N.amphibolaCleve52小型舟形藻*N.minusculaGrun.53英吉利舟形藻*N.anglicaRalfs54胄形舟形藻*N.gastrum(Ehr.)Kütz.55瞳孔舟形藻N.pupulaKütz.56微绿舟形藻N.viridula(Kütz.)Kütz.57系带舟形藻N.cincta(Ehr.)Ralfs.14海链藻属Thalassiosira58布拉马海链藻*T.bramaputrae(Ehr.)Häka.15茧形藻属Amphiprora59翼茧形藻A.alataKütz.16细齿藻属Denticula60窄细齿藻*D.tenuisKütz.17桥弯藻属Cymbella61纤细桥弯藻C.gracillis(Rabenh.)Cleve62膨大桥弯藻C.turgida(Greg.)Cleve63埃伦桥弯藻C.ehrenbergiiKütz.64偏肿桥弯藻C.ventricosaKütz.65膨胀桥弯藻C.tumida(Bréb.exKütz.)V.H.66优美桥弯藻C.delicatulaKütz.18辐节藻属Stauroneis67双头辐节藻*S.ancepsEhre.19异极藻属Gomphonema68小形异极藻G..parvulum(Kütz.)Kütz.69小型异极藻近椭圆变种G..parvulumvar.subellipticumCleve70缠结异极藻G..intricatumKütz.71纤细异极藻*G..gracileEhre.72橄榄绿异极藻G..olivaceum(Lyngbye)Kütz.73窄异极藻G..angustatum(Kütz.)Rabe.74窄异极藻延长变种G..angustatumvar.productum30 重庆大学硕士学位论文4结果与分析门属种Grun.75尖顶异极藻*G..augurEhre.76缢缩异极藻头状变种G..constrictuvar.capitatum(Ehr.)Grun.20卵形藻属Cocconeis77扁圆卵形藻C.placentula(Ehr.)Cleve78扁圆卵形藻多孔变种C.placentulavar.euglypta(Ehr.)Cleve21长篦藻属Neidium79细纹长篦藻N.affine(Ehr.)Pfit.22楔藻属Rhoicosphenia80弯形弯楔藻*R.curvata(Kütz.)Grun.23菱形藻属Nitzschia81谷皮菱形藻N.amphibiaGrun.24菱板藻属Hantzschia82长菱板藻H.elongatas(Han.)Grun.83双尖菱板藻H.amphioxys(Ehr.)Grun.25双菱藻属Surirella84粗壮双菱藻S.robustaEhre..85端毛双菱藻*S.caproniiBréb.86窄双菱藻*S.angustataKütz.87粗壮双菱藻华彩变种S.robustavar.splendida(Ehr.)VanHeurck26双壁藻属Diploneis88椭圆双壁藻D.elliptica(Kütz.)Cleve89卵圆双壁藻长圆变种D.ovalisvar.oblongella(Näg.)Cleve27波缘藻属Cymatopleura90草鞋形波缘藻C.solea(Bréb.)W.Smith91椭圆波缘藻缢缩变种C.ellipticavar.constrictaGrun.绿藻28叶衣藻属Lobomonas92具喙叶衣藻L.rostrataHazen29素衣藻属Polytoma93素衣藻P.uvellaEhr.30羽枝藻属Cloniophora94山西羽枝藻*C.shanxiensisY.J.Ling.31拟衣藻属Chloromonas95小型拟衣藻C.mikroneusa(Schiller)Gerl.96中华拟衣藻C.sinicaH.J.Hu.32衣藻属Chlamydomonas97斯诺衣藻*C.snowiaePrin.98球衣藻C.globosaSnow99肾形衣藻*C.nephriodeaH.J.Hu.31 重庆大学硕士学位论文4结果与分析门属种100似博泡衣藻大型变种C.pseudopulsatillavar.majorH.J.Hu.101锥形衣藻胶被变种*C.conicavar.gelatinosaH.J.Hu.102卵形衣藻*C.ovalisPasch.103贵州衣藻*C.guizhounensisH.J.Hu.104聚衣藻*C.aggregataDeas.105红衣藻*C.haematococcoidePasc.106多粒衣藻*C.multgranulisH.J.Hu.33根枝藻属Rhizoclonium107泉生根枝藻R..fontanumKütz.34空球藻属Eudorina108空球藻E.elegansEhr.35肾形藻属Nephrocytium109粗肾形藻N.obesumWest&West36胸板藻属Thorakomonas110沙生胸板藻*T.sabulusaKors.111片状胸板藻*T.laminataY.X.Wei,Acta.37四棘藻属Treubaria112四棘藻*T.triappendiculataBernard38小球藻属Chloralla113小球藻C.vulgarisBeij.114蛋白核小球藻C.pyrenoidosaChick39锚藻属Ankyra115锚藻A.ancora(G.M.Smith)Fott,Pres.40月牙藻属Selenastrum116小形月牙藻S.minutum(Nag.)Coll.41纤维藻属Ankistrodesmus117针形纤维藻A.acicularis(Br.)Korsch.118卷曲纤维藻A.convolutusCorda119狭形纤维藻A.trodesmusBern.120镰形纤维藻奇异变种A.falcatusvar.mirabilis(West&West)G.S.West42顶棘藻属Chodatella121盐生顶棘藻*C.subsalsaLemmermann43集星藻属Actinastrum122集星藻A.hantzschiiLag.44浮球藻属Planktosphaeria123浮球藻*P.gelatinosaG.M.Smith45盘星藻属Pediastrum124单角盘星藻P.simplexMeyen46栅藻属Scenedesmus125四尾栅藻S.quadricauda(Turp.)Breb.126二形栅藻S.dimorphus(Turp.)Kütz.127瓜哇栅藻S.javaensisChod.32 重庆大学硕士学位论文4结果与分析门属种128武汉栅藻S.wuhanensisWei,Jour.129尖细栅藻S.acuminatus(Lag.)Chod.47十字藻属Crucigenia130四角十字藻C.quadrataMorren131华美十字藻C.lauterborniiSchm.48新月藻属Closterium132月芽新月藻C.cynthiaDeNot.49缢带藻属Desmatractum133具盖缢带藻*D.indum(Geitl.)Pasc.50绿梭藻属Chlorogonium134华美绿梭藻*C.elegansPlayf51集球藻属Palmellococcus135集球藻*P.miniatus(Kütz.)Chod.52拟韦斯藻属Westellopsis136线形拟韦斯藻W.linearis(G.M.Smith)Jao.53四孢藻属Tetraspora137湖生四孢藻T.lacustrisLemm.54水绵属Spirogyra138异形水绵藻S.varians(Hass.)Kütz.蓝藻55泽丝藻属Limnothrix139漂浮泽丝藻*L.planctonica(Wolosz.)Meff.56假伪枝藻属Pseudoscytonema140马来假伪枝藻P.malayense(Bisw.)Elenk.57平裂藻属Merismopedia141广州平裂藻*M.cantonensisW.J.Chu142屈氏平裂藻M.trallriBack.58尖头藻属Raphidiopsis143中华小尖头藻R.sinensiaJao144弯形小尖头藻R.curvataFritschetRich59集胞藻属Synechocystis145极小集胞藻*S.minusculaWoron.60鱼腥藻属Anabaena146圆柱鱼腥藻A.cylindricaLemm.147多变鱼腥藻A.variabilisKütz.61席藻属Phormidium148尖头席藻P.acutissimum(Kuffer)Anagn.62颤藻属Oscillatoria149巨颤藻O.prtncepsVauch150断裂颤藻*O.fracaCarlson151钻头颤藻*O.terebriformisAg.152绿色颤藻O.chlorinaKütz.裸藻63裸藻属Euglena153鱼形裸藻E.piscifomisKle.154纤细裸藻*E.gracilisKle.64双鞭藻属Eutreptia155普蒂双鞭藻*E.pertyiPrin.隐藻65隐藻属Cryptomonas156卵形隐藻C.ovataEhr.157啮蚀隐藻C.erosaEhr.33 重庆大学硕士学位论文4结果与分析门属种66蓝隐藻属Chroomonas158尖尾蓝隐藻C.acutaUterm.159具尾蓝隐藻C.caudataGeitler金藻67黄团藻属Uroglena160旋转黄团藻U.volvoxEhr.甲藻68裸甲藻属Gymnodiniaceae161钟形裸甲藻G.mitratumSchiller69拟多甲藻属Peridiniopsis162挨尔拟多甲藻*P.elpatiewskyi(Ostenf.)Bour.163坎宁顿拟多甲藻P.cunningtoniiLemm.164佩纳形拟多甲藻P.penardiforme(Lindemam)Bour.70多甲藻属Peridinium165二角多甲藻P.bipesStein.166加顿多甲藻P.gatunenseNygaad167楯形多甲藻*P.umbonatumStein168微小多甲藻*P.pusillum(Pen.)Lemm.注:*表示嘉陵江出口段2009年相对2007年新增加藻种。从表4.7可以看出,2009年1~3月嘉陵江出口段藻类有7门70属168种,其中藻类组成情况为:硅藻门27属91种,绿藻门27属47种,蓝藻门8属14种,甲藻门3属8种,隐藻门2属4种,裸藻门2属3种,金藻门1属1种;2007年1~3月嘉陵江出口段藻类有7门51属124种,其中藻类组成情况为:硅藻22属78种,绿藻18属29种,蓝藻6属9种,隐藻2属4种,甲藻1属2种,裸藻1属1种,金藻1属1种;蓝、绿、硅藻种数比值,2007年为1:3.20:8.62,2009年为1:3.37:6.53。2009年1~3月嘉陵江出口段总藻种数(168种)比2007年1~3月嘉陵江出口段总藻种数(124种)增加44种,其中,硅藻、绿藻、蓝藻种数分别增加13种、18种、5种。三峡首次实验性蓄水致使嘉陵江出口段藻种数增加。4.1.8实验性蓄水对嘉陵江出口段藻种百分比的影响2009年1~3月嘉陵江出口段藻类7门70属168种,2007年1~3月嘉陵江出口段藻类7门51属124种。2009年1~3月嘉陵江出口段总藻数比2007年1~3月增加35.48%,其中硅藻数同比增加16.67%,绿藻数同比增加62.07%,蓝藻数同比增加55.56%,可见绿藻种数增加百分比最大,蓝藻增加百分比次之,硅藻增加百分比较小。2007年1~3月嘉陵江出口段硅藻种数、绿藻种数、蓝藻种数以及其他藻种数所占总藻种数的百分比分别为62.9%、23.4%、7.3%、6.5%,2009年1~3月嘉陵江出口段硅藻种数、绿藻种数、蓝藻种数以及其他藻种数所占总藻种数的百分比分别为54.2%、28.0%、8.3%、9.5%;2007、2009年1~3月嘉陵江出口段藻种数百分比主要是由硅藻、绿藻以及蓝藻组成。对比2007、2009两年硅藻、绿藻、蓝藻种数的百分比,2009年1~3月,硅藻种数的百分比下降8.7%,绿藻、蓝藻种数的百分比分别增加4.6%、1%。三峡大坝首次175m实验34 重庆大学硕士学位论文4结果与分析性蓄水引起嘉陵江出口段藻类构成发生变化,即硅藻种数百分比下降,绿藻、蓝藻种数百分比增加,但藻类种数仍然是由硅藻、绿藻、蓝藻构成,三者种数占总藻的百分比仍然没有发生大的变化,硅藻种数百分比的绝对优势地位没有改变。70.00%62.90%60.00%2007年1-3月54.20%50.00%2009年1-3月40.00%30.00%28%23.40%20.00%10.00%7.30%8.30%6.50%9.50%0.00%硅藻蓝藻绿藻其他图4.12007年、2009年春季嘉陵江出口段藻类种群构成Fig.4.1AlgalcompositionintheexitofJialingRiverinthespringof2007and20094.1.9实验性蓄水对嘉陵江出口段藻密度的影响表4.82007年、2009年春季嘉陵江出口段各采样点藻密度Table4.8ThedensitiesoftotalalgaeintheexitofJialingRiverinthespringof2007and200920092007磁器口1磁器口2化龙桥朝天门磁器口1磁器口2化龙桥朝天门年年4-14-14-14-14-14-14-14-1/(10·L)/(10·L)/(10·L)/(10·L)/(10·L)/(10·L)/(10·L)/(10·L)01-019.006.128.257.6601-2629.8430.9216.9338.5001-063.184.1611.683.5602-06119.41120.9354.8864.2001-114.327.765.767.9202-2818.8918.2512.0021.0001-169.5512.067.563.0003-1431.2530.1312.2412.2401-214.644.264.122.5601-272.883.004.725.3202-013.764.003.564.8802-064.366.0418.524.2002-116.688.838.495.7602-1628.5628.9952.4973.7602-1910.758.6412.8915.7802-215.103.867.449.4302-2616.156.722.074.4903-0312.853.043.173.8803-085.565.121.193.2435 重庆大学硕士学位论文4结果与分析8070磁器口1)磁器口2-160•L化龙桥450朝天门4030藻密度/(10201001-11-61-111-161-211-261-312-52-102-152-202-253-23-7日期:2009年图4.22009年春季嘉陵江出口段各采样点藻密度Fig.4.2ThedensitiesoftotalalgaeintheexitofJialingRiverinthespringof2009140120)-1100•L磁器口1480磁器口260化龙桥朝天门40藻密度/(102001-261-312-52-102-152-202-253-23-73-12日期:2007年图4.32007年春季嘉陵江出口段各采样点藻密度Fig.4.3ThedensitiesoftotalalgaeintheexitofJialingRiverinthespringof2007从表4.8、图4.2、图4.3可知,2007、2009年1~3月嘉陵江出口段水体总藻密度变化曲线均为单峰曲线,2007年藻密度高峰值出现在2月份的上旬,2009年藻密度高峰4-1值出现在2月份的中旬。2007年总藻密度范围12.00~120.93×10·L,2009年总藻密度4-1范围为2.07~73.76×10·L,2009年1~3月比2007年1~3月嘉陵江出口段藻密度降低幅4-1度为9.93~47.17×10·L,可见2009年总藻密度下降。2007年1~3月藻类大量繁殖时,各采样点总藻密度由高至低排列次序为磁器口右岸采样点2、磁器口右岸采样点1、朝天门四码头、化龙桥右岸;2009年1~3月藻类大量繁殖时,各采样点总藻密度由高至低36 重庆大学硕士学位论文4结果与分析排列次序为为朝天门四码头、化龙桥右岸、磁器口右岸采样点2、磁器口右岸采样点1。4.1.10实验性蓄水对嘉陵江出口段优势藻种的影响表4.92007年春季嘉陵江出口段各采样点优势藻种Table4.9ThedominantalgaeintheexitofJialingRiverinthespringof2007日期硅藻隐藻蓝藻甲藻星肋小极小冠颗粒直颗粒直链藻变异直尖针尖尾蓝多变鱼二角多2007年环藻盘藻链藻极狭变种链藻杆藻隐藻腥藻甲藻01-260.5640.1840.0670.025——0.021——02-060.4760.254—0.021—0.104———02-280.1030.2670.054—0.0320.0260.1510.025—03-140.0740.1130.0890.0320.046—0.044—0.049注:“—”表示此藻种不是优势藻种2007年嘉陵江出口段优势藻种共9种,其中硅藻是6种,分别为星肋小环藻(Y:0.074~0.564)、极小冠盘藻(Y:0.113~0.267)、颗粒直链藻(Y:0.054~0.089)、颗粒直链藻极狭变种(Y:0.021~0.032)、变异直链藻(Y:0.032~0.046)、尖针杆藻(Y:0.026~0.104);隐藻1种,为尖尾蓝隐藻(Y:0.021~0.151);蓝藻1种,为多变鱼腥藻(Y:0.025);甲藻1种,为二角多甲藻(Y:0.049),其中Y表示藻种优势度。1~3月四次采样硅藻优势度之和为2.531,四次采样优势藻的优势度平均值为0.633;隐藻优势度之和为0.216,平均值为0.054;蓝藻优势度之和为0.025,平均值为0.006;甲藻优势度之和为0.049,平均值为0.012。37 重庆大学硕士学位论文4结果与分析表4.102009年春季嘉陵江出口段各采样点优势藻种Table4.10ThedominantalgaeintheexitofJialingRiverinthespringof2009日期硅藻隐藻蓝藻甲藻颗连粒接沃挨星极颗直变脆普具尖2009切啮卵绿尖尔肋小粒链异杆通尾尾里蚀形色头拟年小冠直藻直藻等蓝蓝脆隐隐颤席多环盘链极链凸片隐隐杆藻藻藻藻甲藻藻藻狭藻腹藻藻藻藻藻变变种种01-01—0.0250.228—0.067———0.0400.077——0.0480.139—01-06—0.0280.166—0.127———0.1130.0920.0360.062———01-11—0.0980.182—0.0860.0600.121—0.0470.082—————01-16—0.1850.125—0.073———0.0900.179—0.045—0.024—01-210.0410.1080.231—0.148——0.0530.0630.079—0.058———01-270.1350.2260.0470.0460.087——0.0320.0400.0750.043————02-010.1520.1800.0820.0260.078——0.0440.0850.0500.043————02-060.0300.1450.179—0.087——0.0370.0750.0510.067————02-110.1620.1250.234—0.097——0.0300.0330.0210.030————02-160.5250.2690.022————————————02-190.4940.2570.035—0.032———0.038—0.024————02-210.3470.1180.106—0.114——0.0240.065—0.029————02-260.0530.0270.344—0.094——0.0880.032—————0.17603-030.040—0.287—0.065——0.0630.025—————0.25403-080.0480.0490.233—0.047——0.0210.031—————0.178注:“—”表示此藻种不是优势藻种从表4.10中看出,2009年1~3月嘉陵江出口段优势藻种共15种,其中硅藻是8种,分别为星肋小环藻(Y:0.030~0.525)、极小冠盘藻(Y:0.025~0.269)、颗粒直链藻(Y:0.022~0.344)、颗粒直链藻极狭变种(Y:0.026~0.046)、变异直链藻(Y:0.032~0.148)、沃切里脆杆藻(Y:0.060)、连接脆杆藻凸腹变种(Y:0.121)、普通等片藻(Y:0.021~0.088);38 重庆大学硕士学位论文4结果与分析隐藻有3种,为具尾蓝隐藻(Y:0.025~0.113)、尖尾蓝隐藻(Y:0.021~0.179)、啮蚀隐藻(0.024~0.067)、卵形隐藻(Y:0.045~0.062);蓝藻两种,为绿色颤藻(Y:0.048)、尖头席藻(Y:0.024~0.139);甲藻为1种,为挨尔拟多甲藻(Y:0.176~0.254)。1~3月硅藻优势度之和为8.215,平均值为0.548;隐藻优势度之和为1.92,平均值为0.128;蓝藻优势度之和为0.211,平均值为0.014;甲藻优势度之和为0.608,平均值为0.040。从上述优势藻种数和优势度(Y)分析可知,2009年1~3月嘉陵江出口段优势藻种较多,优势藻种数比2007年增加6种,其中硅藻优势藻种数增加2种,隐藻优势藻种数增加3种,蓝藻优势藻种数增加1种。对比2007、2009年1~3月各门藻种平均优势度可知,2009年1~3月份嘉陵江出口段硅藻平均优势度低于2007年1~3月硅藻平均优势度0.085,2009年1~3月份嘉陵江出口段隐藻平均优势度高于2007年1~3月隐藻平均优势度0.074,2009年1~3月份嘉陵江出口段蓝藻藻平均优势度高于2007年1~3月蓝藻平均优势度0.008,2009年1~3月份嘉陵江出口段甲藻平均优势度低于2007年1~3月甲藻平均优势度0.008。可见2009年1~3月嘉陵江出口段硅藻、甲藻优势度有下降的趋势,而隐藻、蓝藻的优势度均有上升的趋势。2007、2009年1~3月份嘉陵江出口段均以硅藻为绝对优势藻种,三峡大坝首次实验性蓄水对嘉陵江出口段硅藻的优势地位没有改变,硅藻仍然为绝对优势藻种,但硅藻的优势度有下降的趋势。从表4.9、4.10中的星肋小环藻优势度(Y)可以看出,2007年1~3月嘉陵江出口段星肋小环藻的优势度经历由高—低的过程,其中优势度最高值达到0.564,此时总藻密度并未同时达到最高值,而是此后采样优势度为0.476时,总藻密度达到最大值;2009年1~3月嘉陵江出口段星肋小环藻的优势度经历由低—高—低的过程,其中优势度最高值达到0.525,此时总藻密度也同时达到最高值,可见星肋小环藻为嘉陵江出口段水华藻种。对比2007年、2009年星肋小环藻发生快速大量繁殖时的优势度可知,三峡大坝首次实验性蓄水使星肋小环藻的优势度更加突出。此外极小冠盘藻也为水华藻种。4.1.11实验性蓄水对嘉陵江出口段藻多样性的影响39 重庆大学硕士学位论文4结果与分析表4.112007、2009年春季嘉陵江出口段藻类Shannon-Wiener多样性指数Table4.11ThealgaldiversityindexofShannon-WienerintheexitofJialingRiverin2007and20092007年磁器口1磁器口2化龙桥右岸朝天门四码头各采样点均值01-261.911.961.912.582.0902-062.532.682.072.192.3702-283.633.772.772.693.2203-143.693.553.923.833.752009年磁器口1磁器口2化龙桥右岸朝天门四码头各采样点均值01-013.773.214.223.153.5901-062.952.344.643.693.4101-113.743.983.493.743.7401-163.413.522.812.493.0601-213.273.672.803.003.1901-273.173.194.283.073.4302-013.263.563.823.363.5002-063.883.963.913.353.7802-112.793.103.803.323.2502-162.012.322.281.682.0702-192.482.162.452.122.3002-213.003.383.272.443.0202-262.373.423.063.323.0403-031.752.383.383.312.7103-082.362.612.613.062.66从上表可以看出,2007年1~3月各采样点的藻类Shannon-Wiener多样性指数均由低转高,1月份磁器口与化龙桥藻类多样性较低,朝天门多样性较高,2月份磁器口采样点多样性指数较高,化龙桥与朝天门采样点藻类多样性指数较低,3月份多样性指数各采样点差别不显著。1月份嘉陵江出口段藻类藻多样性指数均值为2.09,1月份藻密度较高,而藻种数始终维持在一个较低的水平,造成藻种多样性非常低;2月份适宜的水温条件致使嘉陵江出口段藻类大量繁殖,星肋小环藻与极小冠盘藻为水华藻种,藻类多样性指数较低,3月份以星肋小环藻与极小冠盘藻为代表的水华藻种密度大幅降低,而非优势藻种数增加,致使藻多样性指数增加。2009年1~3月各采样点的藻类多样性指40 重庆大学硕士学位论文4结果与分析数变化为高—低—高,1月份至2月上旬由于温度低,不利于水华藻种(星肋小环藻与极小冠盘藻)的大量繁殖,并且非优势藻种数较多,总藻密度非常低,故藻多样性指数非常大,而进入2月中旬,由于适宜的温度以及前期藻密度积累,致使星肋小环藻与极小冠盘藻大量快速繁殖,同时致使总藻密度达到1~3月最大值,致使藻多样性指数大幅降低;此后随着星肋小环藻与极小冠盘藻密度的降低,而藻种数基本没有发生大的变化,藻多样性指数开始缓慢增大。对比2007、2009年1~3月嘉陵江出口段藻类Shannon-Wiener多样性指数,可以看出2009年1月份嘉陵江出口段藻类多样性指数非常大,2月份除藻类暴发时期多样性指数较低外,其他几次采样藻类多样性指数较大,3月份藻类多样性指数较低。总体来说,三峡大坝实验性蓄水增加了嘉陵江出口段藻类的多样性。4.1.12水文变化对藻类的影响三峡大坝首次175m蓄水致使嘉陵江出口段水文条件发生前所未有的变化,并且这种变化具有后续年周期性,嘉陵江出口段受下游水位顶托,水位上升,流速变缓。根据以往嘉陵江出口段藻类调查可知,春季为嘉陵江出口段藻类生长旺盛期,并且硅藻为嘉陵江出口段绝对优势藻种,硅藻的硅质壁比重为2.6,硅藻能够悬浮于水中,水的运动起着主要作用,而由于175m蓄水致使春季嘉陵江出口段流速变缓,嘉陵江出口段流态由175m蓄水前的自然流态变为受人为影响的库区河流流态,缓慢的流速不适宜硅藻中的优势藻种大量繁殖,致使硅藻密度降低,而间接导致其他非优势藻种种数增加,蓝、绿、硅藻种数增加百分比较大,水体藻类多样性增加。4.2星肋小环藻的鉴定近几年早春嘉陵江出口段均出现小环藻大量繁殖现象,而此水华藻种只鉴定到属,并未鉴定到种,有必要对嘉陵江出口段水华藻种进行鉴定。4.2.1小环藻标本前期处理为看清小环藻细胞壁上的花纹,在鉴定种类前,小环藻标本须经过处理,将内含物、主要是有机质除去。处理方法为酸处理,步骤是:收集2009年2月小环藻暴发时期藻液并浓缩,此时浓缩藻液中小环藻密度非常大,用滴管吸取少量浓缩藻液放于小玻璃试管中,加入与标本等量的浓硫酸,然后慢慢滴入与标本等量的浓硝酸,随即产生褐色气体,将试管在酒精灯上微微加热直至标本变白,液体变成无色透明为止,等待标本冷却后,将其沉淀,然后吸出上层清液,加入几滴重铬酸钾饱和溶液,将标本沉淀后,吸出上层清夜,用蒸馏水重复洗4~5次,每次洗时必须使标本沉淀,吸出上层清液,吸出上层清液后,加入几滴95%乙醇,然后放置于15mL塑料离心管中,到第三军医大学用于41 重庆大学硕士学位论文4结果与分析扫描电子显微镜后续处理。4.2.2电子显微镜鉴定小环藻图4.41、2、3、电子显微镜下星肋小环藻形态示意图(3500倍、3000倍、2500倍);4、光学显微镜下星肋小环藻形态示意图(10×40倍)Fig.4.41、2、3、ElectronmicroscopephotoofCyclotellaasterocostatafromJialingRiver(3500×、3000×、2500×);4、LightmicroscopephotoofCyclotellaasterocostatafromJialingRiver(10×40)利用第三军医大学电子显微镜来鉴定小环藻种类。拍摄小环藻电子图片藻液通过清洗、固定、干燥、粘托、镀膜、观察等过程来完成拍摄小环藻电子扫描照片的整个过程(图4.4)。经鉴定小环藻种类为星肋小环藻(Cyclotellaasterocostata),其特征为细胞单生,壳体圆盘形,直径20~33.5µm,壳面圆形,呈同心波曲,边缘区线纹辐射状排列,在10µm内有12~16条,近壳缘处具瘤突,在10µm内有4~6个,边缘区与中央区具排列整齐的辐射状肋纹,在10µm内有6~9条,其中心部分平滑或具散生的点纹。42 重庆大学硕士学位论文5结论与建议5结论与建议5.1结论2008年9月下旬三峡大坝开始首次175m实验性蓄水,11月中旬大坝停止蓄水,此时坝前水位上升至172.78m,此后12月中旬三峡大坝开始泄水,其中2009年1~3月均为三峡大坝泄水期,泄水期间嘉陵江出口段由于受到三峡大坝的首次实验性蓄水的影响,嘉陵江出口段水位大幅上升,流速大幅降低,嘉陵江出口段水文条件与往年发生非常大的变化。而近几年春季嘉陵江出口段均发生硅藻暴发现象,其中代表藻种为星肋小环藻与极小冠盘藻,水文条件的改变究竟对嘉陵江出口段藻类有何影响,值得研究。本文通过2007、2009年1~3月期间对嘉陵江出口段水体的水位、流速、气温、水温、硝态氮、溶解性正磷酸盐、硅酸盐、透明度、浊度、光强、pH值等指标的测试,水体中藻类的鉴定统计,分析水文条件的改变与藻类生长的关系,得到以下主要结论:①三峡首次175m实验性蓄水引起嘉陵江出口段水位升高,流速变缓,水体容量增大,各采样点营养盐浓度略有下降,水体透明度增加,浊度降低,蓄水对温度影响不明显。②三峡首次175m实验性蓄水引起嘉陵江出口段总藻密度下降,优势藻种增加,藻种构成发生变化,藻类活跃期间藻多样性增大。③经鉴定,嘉陵江出口段水华藻种为硅藻门小环藻属中的星肋小环藻。5.2建议①三峡大坝175m蓄水是一个长期并有年周期性的过程,故嘉陵江出口段藻类受蓄水的影响需要长期监测,需对嘉陵江出口段藻类及水质进行长期深入的调查研究。②嘉陵江出口段浮游藻类和环境因子的变化规律需要进行深入的调查研究。③建议开展嘉陵江出口段春季星肋小环藻快速繁殖的机理研究,增加硅酸盐测试并研究硅藻与硅酸盐的关系。④研究三峡库区受蓄水影响的河流富营养化与湖泊富营养化的区别。43 重庆大学硕士学位论文致谢致谢本论文是在郭蔚华老师的精心指导下完成的,无论是从确定论文的研究方向,设计实验方案,还是到分析解释实验结果以及推敲修改论文,无不凝聚着导师的心血。导师渊博的知识,严谨的学风,认真求实的科研态度,以及对每一个学生都同样无微不至的关心、爱护,令我永难忘怀。在三年的研究生学习期间,郭老师无微不至地关怀着我的成长,他既给予了我科研工作上的指导,又言传身教地教给我许多人生道理,使我对人生的态度又有了新的认识。在此,谨向导师致以最诚挚的感谢和深深的敬意!在这里还要衷心的感谢贺栋才、王敏、李楠、徐灵华、成丽芸、周伟等实验室各位同学在我三年的研究生学习、生活中给予我的帮助,同时,还要感谢我的父母和亲人给予我的关怀和鼓励。衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授!王柱二O一O年四月于重庆44 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重庆大学硕士学位论文附录附录A部分藻类鉴定图片说明:藻种鉴定如下。其中A1-A19属硅藻门(Bacillariophyta),A20-A29属绿藻门(Chlorophyta),A30属金藻门(Chrysophyta),A31-A34属蓝藻门(Cyanophyta),A35属裸藻门(Euglenophyta),A36-A38属隐藻门(Cryptophyta),A39-A40属甲藻门(Pyrrophyta)。图A1星肋小环藻图A2极小冠盘藻Fig.A1CyclotellaasterocostataFig.A2Stephanodiscusminutulus图A3颗粒直链藻图A4颗粒直链藻极狭变种图A5变异直链藻Fig.A3MelosiragranulateFig.A4Melosiragranulatavar.angustissimaFig.A5Melosiravarians52 重庆大学硕士学位论文附录图A6普通等片藻图A7沃切里脆杆藻图A8连接脆杆藻凸腹变种Fig.A6DiatomavulgareFig.A7FragilariavaucheriaeFig.A8Fragilariaconstruensvar.venter图A9尖针杆藻图10尖布纹藻图A11钝脆杆藻Fig.A9SynedraacusFig.A10GyrosigmaacuminatumFig.A11Fragilariacapucina图A12肘状针杆藻图A13短肋羽纹藻图A14喙头舟形藻Fig.A12SynedraulnaFig.A13PinnulariabrevicostataFig.A14Navicularhynchocephala53 重庆大学硕士学位论文附录图A15舒曼美壁藻图A16偏肿桥弯藻图A17橄榄绿异极藻Fig.A15CaloneisventricosaFig.A16CymbellaventricosaFig.A17Gomphonemaolivaceum图A18长菱板藻图A19草鞋形波缘藻图A20卵形衣藻Fig.A18HantzschiaelongatasFig.A19CymatopleurasoleaFig.A20Chlamydomonasovalis图A21空球藻图A22镰形纤维奇异变种图A23四尾栅藻Fig.A21EudorinaelegansFig.A22Ankistrodesmusfalcatusvar.mirabilisFig.A23Scenedesmusquadricauda54 重庆大学硕士学位论文附录图A24单脚盘星藻图A25蛋白核小球藻图A26小形月牙藻Fig.A24PediastrumsimplexFig.A25ChlorallapyrenoidosaFig.A26Selenastrumminutum图A27二形栅藻图A28武汉栅藻图A29异形水绵Fig.A27ScenedesmusdimorphusFig.A28ScenedesmuswuhanensisFig.A29Spirogyravarians图A30旋转黄团藻图A31屈氏平裂藻图A32中华小尖头藻Fig.A30UroglenamitratumFig.A31MerismopediatrallriFig.A32Raphidiopsissinensia图A33具颤藻图A34圆柱鱼腥藻图A35鱼形裸藻Fig.A33OscillatoriaprtncepsFig.A34AnabaenacylindricaFig.A35Euglenapiscifomis55 重庆大学硕士学位论文附录图A36尖尾蓝隐藻图A37卵形隐藻图A38具尾蓝隐藻Fig.A36ChroomonasacutaFig.A37CryptomonasovataFig.A38Chroomonascaudata图A39二角多甲藻图A40挨尔拟多加藻Fig.A39PeridiniumbipesFig.A40PeridiniopsiselpatiewskyiB.作者在攻读硕士学位期间发表的论文[1]郭蔚华,王柱.三峡大坝175米实验性蓄水期间春季嘉陵江出口段硅藻变化[J].长江流域资源与环境(已刊用未发表)[2]郭蔚华,徐灵华,王柱.桃花溪河岸生态建设中植物配置与面源氮磷削减[J].科技导报,2010,28(7):50-54[3]郭蔚华,徐灵华,王柱.桃花溪植被重建的环保-景观效果协调的植物配比[J].土木建筑与环境工程(已录用尚未发表).56