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题名: 长江和三峡库区浮游植物季节变动及其与营养盐和水文条件关系研究
作者: 曾辉
答辩日期: 2006-06-14
导师: 宋立荣
授予单位: 中国科学院水生生物研究所
授予地点: 水生生物研究所
学位: 博士
关键词: 长江:三峡水库:浮游植物:水动力:营养盐:水华
摘要: 大型水利工程对河流生态系统所引发的水环境问题以及对全球生态系统中生命元素的地化循环所产生的深远影响,已经成为近年来世界所关注的焦点。三峡工程(TGP)是世界瞩目的最为宏伟的水利工程,它的建成将对整个长江、长江口及沿海水域的环境产生巨大的影响。然而,作为世界上筑坝最多的国家,我国在河流浮游植物生态学方面的研究还较为薄弱。本论文就以下主要内容展开了研究:1. 三峡水库(TGR)蓄水后,库区浮游植物的组成、数量变化以及富营养化的趋势;2. 三峡大坝(TGD)建成后,长江干流的浮游植物的组成、数量分布与营养盐和水动力条件的相互关系;3. 长江中游最大支流---汉江(武汉段)周年浮游植物组成与变化及硅藻“水华”暴发成因;4. 水动力对浮游植物组成和生长的影响;5. 温度变化对藻类生长和组成的影响;6.氮硅比对淡水硅藻生长的影响。 具体研究内容与结果如下: 1)2004年7-8月(雨季)和2005年4月(旱季)2次对TGR坝前和香溪河进行了纵、横共6个断面23个站点的垂直分层采样,共采集样品314个。研究结果表明在TGR蓄水后,藻类的生物量在香溪河下游有了明显的增加。2004年7-8月间(雨季)香溪河下游及其与长江干流交汇的回水段,发生了严重的隐藻“水华”,藻类密度高达1.84×107 cell•l-1,生物量高达1288.30 mg C m-3;2005年4月(旱季)该区域又发生了严重的硅藻“水华”,藻密度和生物量分别达到了1.67×107 cell•l-1和1404.19 mg C m-3。在“水华”发生的水域,藻类数量和主要营养盐含量呈显著的负相关(p<0.05),而在长江干流藻类数量和营养盐之间却没有明显的相关性,尽管干流的营养盐含量更高。香溪河和长江干流的营养盐浓度在TGR蓄水前后变化不大,推断香溪河下游及回水段的藻类“水华”是大坝建成后,水文条件的改变,即水流速减缓,水滞留时间延长所引发; 2)2004年3月至2005年5月间,对长江干流的重庆涪陵到江苏江阴共29个站点进行了5次考察。2004年3月在TGD前出现了甲藻“水华”。研究结果表明,长江干流藻类数量与水流量呈显著的负相关(p<0.05),而和营养盐没有明显的相关性;长江中硅的含量与水流量呈显著的正相关(p<0.05)。“水华”的暴发,是因为长江干流水体营养盐本底值高,在大坝建成后库区水体由河 流特征向河湖特征转化,水流减缓、水体的滞留时间延长所引发; 3)2005年各月对长江中游的最大支流汉江(武汉段)的浮游植物和组成、数量分布及其与营养盐、流速等环境因子的相互关系进行了初步研究。在3月份,该各采样点均发生了轻微的硅藻“水华”(藻密度>106 cell•l-1)。汉江的总氮和总磷含量在1990 s初就已经处于较高水平,达到了富营养化程度。2005年各监测站点2、3月份的水流速度比发生严重“水华” 年份的水流速度要快。如在宗关站点2、3月份的平均水流速度为47 cm/s,明显高于暴发严重 “水华”的1992、1998和2000年的水流速度(13~21 cm/s),较高的流速使汉江水可以较快地汇入长江,避免了藻类在江段中的滞留和聚集而形成严重的“水华”。 4)水流条件的改变会对不同的藻类的生长影响不同。如铜绿微囊藻在缓慢流动(15 cm/s)和静止的水体中,其生物量变化不大。但栅藻等生物量在流动水体中会明显的增加。水流对藻类的光合放氧的速率没有太大影响。另外流速会对藻类的组成(优势藻为微囊藻、栅藻和针杆藻)产生明显的影响,在夏季较高的水流速度下(28 cm/s),铜绿微囊藻的百分比低于较低流速(15 cm/s)条件下,而栅藻的百分比组成则在较高的流速下(28 cm/s)明显增加,由于夏季较高的水温,针杆藻的百分比变化不大;在秋季,铜绿微囊藻在较高流速条件下其百分比较慢速条件下下降更快,栅藻和针杆藻则明显增加。 5)温度的改变会对藻类的组成产生影响。栅藻和微囊藻经10和14℃低温处理后再逐渐升高温度,在单独培养中均可以正常生长,但在混合培养中其组成发生明显变化:经10 ℃处理组,在混合培养中,随着温度的升高,栅藻发展成为绝对优势种;而经14 ℃低温处理组,随着温度的升高,微囊藻成为绝对优势种;两种藻在混合培养中存在明显的相互抑制作用,而温度的改变不仅使藻类的比生长速率发生变化,同时藻类相互的抑制作用经不同的温度处理后也发生了明显的改变。 6)氮硅浓度不同会对硅藻生长造成影响。对于淡水硅藻冠盘藻,氮相对硅而言对其生长的影响更大,氮硅配比高于4时,将会形成硅限制。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.ihb.ac.cn/handle/342005/12040
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长江和三峡库区浮游植物季节变动及其与营养盐和水文条件关系研究.曾辉[d].中国科学院水生生物研究所,2006.20-25
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