三峽水庫(kù)香溪河庫(kù)灣浮游植物群落結(jié)構(gòu)時(shí)空分布與演替規(guī)律.pdf

1、三峽水庫(kù)支流庫(kù)灣受蓄水影響,水位抬升、流速減緩、營(yíng)養(yǎng)富集,水域環(huán)境發(fā)生巨大變化,水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重,水華頻發(fā)。香溪河庫(kù)灣由于其特殊的地理位置和環(huán)境特征,水華問(wèn)題成為學(xué)者研究的熱點(diǎn)。為了系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)香溪河庫(kù)灣水華暴發(fā)機(jī)理和浮游植物群落特征,研究組以野外定點(diǎn)持續(xù)觀測(cè)為基礎(chǔ),對(duì)香溪河庫(kù)灣的物理?xiàng)l件、營(yíng)養(yǎng)條件及生物狀態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)監(jiān)測(cè)和分析。本文主要分析了香溪河庫(kù)灣藻類(lèi)群落結(jié)構(gòu)的組成及演替規(guī)律,生境條件的背景特點(diǎn),并從時(shí)間和空間尺度上分析了藻類(lèi)群落結(jié)

2、構(gòu)與生境變化間的生態(tài)響應(yīng)關(guān)系。通過(guò)研究,得到如下結(jié)果:
　　(1)浮游植物群落結(jié)構(gòu)組成、分布與演替
　　2010年1-11月研究期間,在香溪河庫(kù)灣共檢測(cè)到浮游植物7門(mén)87屬。群落構(gòu)成季節(jié)差異顯著而空間分布相似,與群落多樣性指數(shù)規(guī)律一致。夏季是一年中物種最為豐富,群落結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜和穩(wěn)定的時(shí)段。庫(kù)灣浮游植物群落構(gòu)成以綠藻、硅藻為主,出現(xiàn)頻率高于50％的前6個(gè)藻屬分別為小環(huán)藻、小球藻、隱藻、衣藻、直鏈藻、舟形藻。藻密度、生物量、葉

3、綠素 a時(shí)空分布規(guī)律存在差異,其中葉綠素a含量與生物量顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.655(P<0.01)。
　　香溪河庫(kù)灣2010年共暴發(fā)7次水華,持續(xù)時(shí)間9—36d不等,春夏秋冬均有水華現(xiàn)象。冬季水華藻種單一,以擬多甲藻為主,影響范圍集中在回水末端水域。春季水華藻類(lèi)表現(xiàn)出明顯的演替規(guī)律,由甲藻向硅藻、綠藻演替,影響范圍也由上游向下游擴(kuò)散。夏季水華演替頻繁,甲藻、硅藻、綠藻、藍(lán)藻水華均有出現(xiàn),影響范圍波及整個(gè)庫(kù)灣。秋季水華暴發(fā)程度低

4、,時(shí)間短,以硅藻、綠藻混生為主。
　　香溪河庫(kù)灣藻類(lèi)共歸納出18個(gè)生態(tài)功能組,分別為B、C、D、F、G、H1、J、LO、LM、N、P、S1、T、TB、W1、X1、X2、Y。其中LO、B、P、X1、X2為香溪河庫(kù)灣水華期代表性功能組。根據(jù)藻種生存策略來(lái)分,S策略的藻種易在冬季和水華前期或者末期占優(yōu),而R型策略的藻類(lèi)在水華中頻繁出現(xiàn),一般在水華中期占優(yōu),C型策略的藻類(lèi)主要出現(xiàn)在生長(zhǎng)條件優(yōu)越的夏季水華。
　　(2)浮游植物生境特征

5、及變化
　　庫(kù)灣流速較小(<0.1m/s),呈現(xiàn)顯著的分層異向流動(dòng)特性,庫(kù)灣水體的相對(duì)流動(dòng)在監(jiān)測(cè)期內(nèi)始終存在。上游來(lái)流始終以底坡異重流的形式流向河口。干流水體從河口倒灌進(jìn)入庫(kù)灣,潛入位置和長(zhǎng)度季節(jié)差異顯著,枯水期主要以底部異重流形式進(jìn)入庫(kù)灣,泄水期、汛期以中層異重流形式進(jìn)入庫(kù)灣,蓄水期以中層或表層異重流形式倒灌進(jìn)入庫(kù)灣,蓄水結(jié)束后又恢復(fù)至底部異重流形式。香溪河庫(kù)灣在冬季中下游水體摻混均勻而上游水體弱分層,春季全庫(kù)灣水體弱分層,夏季

6、上游水體分層顯著而下游弱分層,秋季蓄水后水體處于混合狀態(tài)。全年水體由下游至上游分層程度依次增大。
　　香溪河庫(kù)灣營(yíng)養(yǎng)鹽含量表現(xiàn)出明顯的時(shí)空異質(zhì)性。氮營(yíng)養(yǎng)鹽中,TN年均值1.10 mg/L,N03-N年均值0.77 mg/L。TN濃度庫(kù)灣按季節(jié)從高至低依次為冬季、夏季、春季、秋季,N03-N濃度庫(kù)灣按季節(jié)從高至低依次為冬季、春季、夏季、秋季。磷營(yíng)養(yǎng)鹽中,TP年均值0.139 mg/L,PO4-P年均值0.84 mg/L。TP濃度春季

7、最高,冬夏次之,秋季最低,而PO4-P濃度由高到底依次為春季、冬季、秋季、夏季?？臻g上,磷營(yíng)養(yǎng)鹽含量在春季表現(xiàn)出明顯的上游高河口低的趨勢(shì)。D-Si年均值8.79 mg/L,且春季最低,冬季最高,空間分布上各樣點(diǎn)間無(wú)顯著差異。
　　香溪河庫(kù)灣水溫年內(nèi)季節(jié)差異顯著。各樣點(diǎn)表層水溫季節(jié)變化具有同步性,冬季最低,夏季高,春秋次之。全年氣溫在9.11-33.89℃之間變化,溫差25℃?？v向分布上,上游高,下游低。真光層深度年內(nèi)季節(jié)變化明顯,

8、空間差異不大。混合層縱向分布上,由下游至上游逐漸減小,季節(jié)上,冬季最高,春秋次之而夏季最低。表征光照在垂向的分布和水體在垂向上的摻混對(duì)藻類(lèi)生長(zhǎng)的影響的指標(biāo)Zeu/Zmix全年呈先增大后減小的趨勢(shì),秋冬季Zeu/Zmix值較小,春夏季Zeu/Zmix值較大,秋冬季節(jié)回水末端Zeu/Zmix遠(yuǎn)大于其他樣點(diǎn)。
　　(3)藻類(lèi)群落結(jié)構(gòu)對(duì)生境要素變化的響應(yīng)特點(diǎn)
　　功能組—環(huán)境響應(yīng)關(guān)系分析結(jié)果表明,水動(dòng)力條件對(duì)浮游植物生長(zhǎng)起到了間接性

9、的作用。香溪河庫(kù)灣中氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)群落演替的調(diào)控能力并不顯著,而硅營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)群落結(jié)構(gòu)的演替具有一定的限制作用,但是僅僅限于硅藻類(lèi)藻種。光熱條件的季節(jié)變化是群落演替的主要誘因,該條件的梯度變化能有效的將各功能組分離在不同的生境層次范圍內(nèi)。生態(tài)功能組對(duì)環(huán)境變量梯度變化的響應(yīng)同其生長(zhǎng)策略、預(yù)適應(yīng)機(jī)制所表征的對(duì)生境喜好的特點(diǎn)基本一致。不同的誘因?qū)е铝怂A的暴發(fā)、演替和消亡,其中起主導(dǎo)作用的主要是水體分層模式和營(yíng)養(yǎng)供給條件。在營(yíng)養(yǎng)鹽充足的條件下,降