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近年来大型水库CO2、CH4等温室气体排放问题备受关注。既有的研究中人们更多的从生态系统水平上探讨水库温室气体的产汇，与藻类相关的湖泊和水库温室气体产汇研究较多。在三峡水库温室气体现有的研究中，温室气体通量监测和水库调度运行所造成的支流水华问题文献较多，对于水华暴发过程中优势藻的重要固碳方式及相关酶活性变化研究较少。
根据研究表明，三峡库区支流通常在春夏之交和夏季爆发大规模蓝藻及绿藻水华，因此本论文选取三峡库区支流澎溪河高阳回水区作为研究区域，对三峡水库4月，5月和6月暴发的水华进行原位监测，并设计室外和室内实验装置进行水体营养盐和光照强度的控制实验，分析了藻类生境特征、藻类生理指标等。通过C++计算机程序，利用Fridlyand模型进行了水华优势藻CO2浓缩机制（CCM）的模拟计算，分析了藻细胞内部HCO3-和CO2浓度、转运速率及其对营养盐和光照强度变化的响应特征，旨在为未来三峡库区生态系统的碳循环模型模拟研究提供方法借鉴和参考思路。论文获得的具体结果如下：
①澎溪河水体在4月和6月为磷限制，在5月为氮限制和磷限制之间。氮磷质量浓度比（TN/TP）的波动主要受到磷素含量的调控。当水体氮盐浓度过高时会对TP的释放产生抑制。不同时期的降雨对气温和气压等影响不同，光照强度降低也会加剧降雨对部分水环境指标的影响，从而改变水体氮磷特征，研究自然水体富营养化特征的变化规律时应当综合考虑水体营养盐浓度、气候和水情特征等。
②通过三场水华监测，共识别出三峡水库澎溪河4门22属28种藻，藻细胞总密度与叶绿素a显著正相关。4月优势藻主要为蓝藻、绿藻和硅藻，5月优势藻主要为蓝藻、绿藻、甲藻和硅藻，而6月优势藻为蓝藻、绿藻和甲藻。4月、5月和6月的藻类胞外碳酸酐酶（CA）活性分别为55.16±40.97×10-6EU·cell-1、23.52±15.55×10-6EU·cell-1、65.79±26.78×10-6EU·cell-1，胞外CA活性极其不稳定，随着氮浓度增加而增强，且过低和过高的光照强度均不利于胞外CA活性表达，同时受水体中金属离子浓度、TN/TP、藻细胞密度、水温、水体CO2浓度和HCO3-浓度等综合影响。
③4月、5月和6月的水体HCO3-浓度范围分别为1798.29umol·L-1~2077.68umol·L-1，1038.61umol·L-1~1792.54umol·L-1，1046.87umol·L-1~2177.03umol·L-1，HCO3-为藻细胞利用的主要碳源形式。水体CO2浓度范围分别为2.66umol·L-1~10.41umol·L-1，1.24umol·L-1~9.40umol·L-1，4.67umol·L-1~122.00umol·L-1。氮盐浓度过量增加会导致水体CO2浓度也随之增加，TN/TP和光照强度是影响自然水体中CO2浓度的重要因素。然而，藻细胞能够通过CCM在羧化体中保持CO2稳态而不受外界环境的影响，支撑其进行光合作用保持竞争优势。只有在高碳及降雨等不稳定环境中藻细胞内部的CO2稳态可能会被破坏，藻类的能量合成分配更倾向于优先保护自身生长繁殖从而得到稳定生存。
④藻类对水体CO2转运的速率正负取决于水体CO2浓度是否超过临界值，进而影响碳源和碳汇现象的转变。当水体CO2浓度低于12.40umol·L-1时为负转运，即CO2从藻细胞中向水体扩散；当水体CO2浓度高于13.83umol·L-1时为正转运，即藻细胞向内吸收水体CO2。因此，该临界值位于12.40umol·L-1~13.83umol·L-1范围内。当水体中CO2浓度低于临界值时，藻细胞所利用的碳源则主要来自于水体HCO3-或大气CO2等，可能导致碳汇现象的出现；当水体中CO2浓度超过临界值时，藻细胞所利用的碳源则主要来自于水体中的HCO3-和CO2等，同时呼吸作用等生命活动排放的CO2进入水体最终可能会导致碳源现象的出现。降雨会促使水体中的CO2浓度超过上述的水体CO2浓度临界值，并加强营养盐浓度变化对藻类固碳速率的影响，因此不同时期的降雨强度变化可能对于三峡库区水华暴发期间的碳源碳汇之间的转变具有重要影响。光照强度变化也会改变藻类固碳速率和CCM效率，高光照强度会加快藻细胞CCM的运行。
根据研究表明，三峡库区支流通常在春夏之交和夏季爆发大规模蓝藻及绿藻水华，因此本论文选取三峡库区支流澎溪河高阳回水区作为研究区域，对三峡水库4月，5月和6月暴发的水华进行原位监测，并设计室外和室内实验装置进行水体营养盐和光照强度的控制实验，分析了藻类生境特征、藻类生理指标等。通过C++计算机程序，利用Fridlyand模型进行了水华优势藻CO2浓缩机制（CCM）的模拟计算，分析了藻细胞内部HCO3-和CO2浓度、转运速率及其对营养盐和光照强度变化的响应特征，旨在为未来三峡库区生态系统的碳循环模型模拟研究提供方法借鉴和参考思路。论文获得的具体结果如下：
①澎溪河水体在4月和6月为磷限制，在5月为氮限制和磷限制之间。氮磷质量浓度比（TN/TP）的波动主要受到磷素含量的调控。当水体氮盐浓度过高时会对TP的释放产生抑制。不同时期的降雨对气温和气压等影响不同，光照强度降低也会加剧降雨对部分水环境指标的影响，从而改变水体氮磷特征，研究自然水体富营养化特征的变化规律时应当综合考虑水体营养盐浓度、气候和水情特征等。
②通过三场水华监测，共识别出三峡水库澎溪河4门22属28种藻，藻细胞总密度与叶绿素a显著正相关。4月优势藻主要为蓝藻、绿藻和硅藻，5月优势藻主要为蓝藻、绿藻、甲藻和硅藻，而6月优势藻为蓝藻、绿藻和甲藻。4月、5月和6月的藻类胞外碳酸酐酶（CA）活性分别为55.16±40.97×10-6EU·cell-1、23.52±15.55×10-6EU·cell-1、65.79±26.78×10-6EU·cell-1，胞外CA活性极其不稳定，随着氮浓度增加而增强，且过低和过高的光照强度均不利于胞外CA活性表达，同时受水体中金属离子浓度、TN/TP、藻细胞密度、水温、水体CO2浓度和HCO3-浓度等综合影响。
③4月、5月和6月的水体HCO3-浓度范围分别为1798.29umol·L-1~2077.68umol·L-1，1038.61umol·L-1~1792.54umol·L-1，1046.87umol·L-1~2177.03umol·L-1，HCO3-为藻细胞利用的主要碳源形式。水体CO2浓度范围分别为2.66umol·L-1~10.41umol·L-1，1.24umol·L-1~9.40umol·L-1，4.67umol·L-1~122.00umol·L-1。氮盐浓度过量增加会导致水体CO2浓度也随之增加，TN/TP和光照强度是影响自然水体中CO2浓度的重要因素。然而，藻细胞能够通过CCM在羧化体中保持CO2稳态而不受外界环境的影响，支撑其进行光合作用保持竞争优势。只有在高碳及降雨等不稳定环境中藻细胞内部的CO2稳态可能会被破坏，藻类的能量合成分配更倾向于优先保护自身生长繁殖从而得到稳定生存。
④藻类对水体CO2转运的速率正负取决于水体CO2浓度是否超过临界值，进而影响碳源和碳汇现象的转变。当水体CO2浓度低于12.40umol·L-1时为负转运，即CO2从藻细胞中向水体扩散；当水体CO2浓度高于13.83umol·L-1时为正转运，即藻细胞向内吸收水体CO2。因此，该临界值位于12.40umol·L-1~13.83umol·L-1范围内。当水体中CO2浓度低于临界值时，藻细胞所利用的碳源则主要来自于水体HCO3-或大气CO2等，可能导致碳汇现象的出现；当水体中CO2浓度超过临界值时，藻细胞所利用的碳源则主要来自于水体中的HCO3-和CO2等，同时呼吸作用等生命活动排放的CO2进入水体最终可能会导致碳源现象的出现。降雨会促使水体中的CO2浓度超过上述的水体CO2浓度临界值，并加强营养盐浓度变化对藻类固碳速率的影响，因此不同时期的降雨强度变化可能对于三峡库区水华暴发期间的碳源碳汇之间的转变具有重要影响。光照强度变化也会改变藻类固碳速率和CCM效率，高光照强度会加快藻细胞CCM的运行。