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三峡水库蓄水以来,香溪河库湾水体富营养化问题日趋严重,水生态环境发生了很大改变,库湾每年均暴发的水华现象也成为关注热点。本文以香溪河库湾浮游植物群落演替规律以及水动力状况为背景,通过原位围隔实验来分析水体层化结构以及扰动对浮游植物群落演替的影响,从而解释影响库湾浮游植物群落演替的因子,主要得到以下认识: (1)香溪河库湾浮游植物群落及层化结构、水动力特征 2011年香溪河库湾共鉴定出浮游植物7门72属,其中以绿藻门、硅藻门最多,隐藻门、甲藻门和蓝藻门较少,黄藻门和裸藻门极少。藻种数随季节变化明显,在夏秋季节比较丰富,库湾各监测断面藻种组成没有显著的差异。浮游植物细胞密度时空差异显著,时间上以夏季居多,空间上是以XX06居多。叶绿素a浓度在0.003~155.74 mg/m3之间,最大值出现在7月6日的XX02采样点,与细胞密度最大值出现的断面不同,说明细胞密度和叶绿素a浓度并不是成正比的。整体分布上仍是叶绿素a冬季浓度较低,中游浓度大于中上游,中上游大于中下游。 库湾层化结构时空差异明显,主要存在明显的季节性差异。真光层深度大小为冬季>春秋季>夏季,混合层深度在春夏季最小,光混比在秋冬较小,春夏较大。库湾水位受三峡水库调度影响波动很大,汛期水位最低,日变幅最大。根据水体稳定系数的时空分布可知,库湾冬季一般处于弱分层或分层的状态,夏季上游分层最为强烈。库湾存在明显的异重流现象,不同时期有着不同的异重流形式,通过研究异重流对防治水华有一定的意义。 (2)不同层化结构对藻类水华生消的影响 Zeu/Zmix是影响叶绿素 a浓度的一个重要因子,Zeu/Zmix值越大,叶绿素 a浓度越大,生物多样性和Zeu/Zmix没有明显的关系。可以利用对三峡水库不同的调度方式改变香溪河库湾的异重流形式,使异重流上浮至表层可以有效增强水体掺混,增加混合层深度,从而防治水华。以后研究应综合考虑发电、供水、通航和防洪的需求,建立防控水华暴发的生态调度准则。 (3)环境扰动对浮游植物生物多样性的影响 对生物多样性与水体扰动强度的关系进行了分析,在适度的扰动下藻种多样性为最大,强于或弱于这个值多样性都会减小,并且随着扰动的增强叶绿素a的浓度也是逐渐减小的。受水体扰动影响最大的藻种主要是杂生型和竞争型的藻种,对环境耐受性较强的藻种所受影响最小。对库湾光照强度随时间变化的标准偏差与藻种多样性指数的时间变化拟合相关关系曲线,可知库湾浮游植物物种多样性变化符合中度扰动假设,不同程度的光照强度波动是导致物种多样性变化的因素之一。叶绿素a浓度与光强标准偏差没有明显的关系。 中度扰动假设在香溪河库湾是适用的,但是这个“中度”值在不同季节有很大的差异,可以根据库湾藻种的组成情况(什么类型的藻种占优,R、C或S型)以及营养盐状况,以扰动(天气变化为主)为依据,来预测预报水华,然后结合水库调度达到防治水华的目的。