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三峡水库干流及香溪河库湾沉积物营养盐赋存状况与底栖动物群落结构的关系
郑飞燕
Subtype硕士
Thesis Advisor蔡庆华
2018
Degree Grantor中国科学院水生生物研究所
Abstract三峡水库蓄水以来,受到水文条件改变的影响,水体的理化环境和生物格局都发生了巨大的改变。香溪河作为三峡水库湖北库区靠近大坝最大的支流,受到长江回水的影响,原先河流一些部分演变形成库湾,呈现纵向分区。底栖动物作为水生生物群落的一个重要类群,其群落结构受到一系列因素影响。本论文以三峡水库湖北库区干流以及香溪河库湾为例,调查水体及沉积物中各营养盐赋存状况及污染水平,阐述蓄水后底栖动物群落特征,并探讨水体及沉积物中各营养盐与底栖动物群落结构的关系,主要结论如下:三峡水库湖北库区长江干流表层水体中总氮(W-TN)含量范围为1.38~2.61 mg/L,主要组成成分为硝酸盐(W-NO3-)和氨盐(W-NH4+);水体中总磷(W-TP)含量范围为0.06~0.18 mg/L,主要由磷酸盐(W-PO43+)组成,W-TN和W-TP在季节上差异性显著。沉积物中总有机碳(Se-TOC)含量范围在11.2~23.5 g/kg,平均值为17.0 g/kg,与三峡水库其他支流等和一些浅水湖泊相比较高,沉积物中总氮(Se-TN)含量年均值范围在544~871 mg/kg,沉积物中总磷(Se-TP)含量年平均值范围在658~766 mg/kg,湖北库区长江干流Se-TN和Se-TP含量比香溪河、大宁河、龙溪河等其他支流低,与太湖、巢湖、梁子湖等一些浅水湖泊相比Se-TN和Se-TP处于中间水平。Se-TN和Se-TOC在不同季节呈显著差异(p<0.05),随着蓄水时间增加,Se-TOC含量呈增长趋势。Se-TP由沉积物中有机磷(Se-OP)和沉积物中无机磷(Se-IP)组成,其中Se-IP由钙磷(Se-Ca-P)、铁铝磷(Se-Fe/Al-P)组成,沉积物中钙结合态磷(Se-Ca-P)是Se-IP主要成分,长江干流Se-TP与Se-IP、Se-Fe/Al-P、Se-Ca-P之间显著正相关(p<0.05)。三峡水库长江干流底栖动物共采集到38个分类单元,隶属4门8科21属,主要由摇蚊科、颤蚓科、仙女虫科组成,底栖动物总密度春季>冬季>秋季>夏季,生物多样性也呈现季节性差异,春季和冬季较大,优势类群总密度从2013年到2015年呈降低趋势,生物多样性指数随蓄水时间增长而逐渐增加。水体及沉积物中营养盐对底栖动物群落结构及生物多样性有一定影响,底栖动物生物多样性与沉积物中总有机碳Se-TOC和沉积物中有机磷Se-OP含量成正相关,与水体中磷酸盐W-PO43+含量成负相关,其中仙女虫科在水体中磷酸盐W-PO43+含量较大的季度相对丰度较大,沉积物中无机磷Se-IP含量含较高的季节摇蚊科相对丰度较大,颤蚓科和线虫在沉积物中钙结合态磷Se-Ca-P含量较大的季节具有较高的相对丰度。香溪河库湾表层水中总磷W-TP含量范围为0.20~0.51 mg/L,表层水中总氮W-TN含量范围为0.54~2.25 mg/L,W-TP主要由W-PO43+组成,W-TN主要由W-NO3-以及W-NH4+组成,W-TP的空间分布呈现从河口向库尾逐渐升高的规律,W-TN分布与之相反。香溪河库湾Se-TP变化范围为642~1189 mg/kg,Se-TN变化范围为867~1718 mg/kg,Se-TP含量分布呈现上游高下游低,Se-TN整体分布趋势呈现中间高两头低。在香溪河库湾中Se-TP由Se-OP和Se-IP组成,其中Se-IP由Se-Ca-P、Se-Fe/Al-P组成,三者含量:Se-Ca-P>Se-OP>Se-Fe/Al-P,且Se-TP含量空间变化受到三者影响(p<0.05)。根据对香溪河库湾Se-TOC、Se-TN、Se-TP污染水平调查,Se-TOC污染水平处于安全级别,Se-TN、Se-TP污染水平均处于最低级到严重级之间,由此表明香溪河库湾的表层沉积物已经受到一定的污染,氮磷污染比较大。本次调查香溪河库湾共采集底栖动物共16个分类单元,隶属4门5科13属,香溪河库湾春季优势类群为寡毛类和摇蚊类,库湾中部和库湾上游的物种丰富度、相对丰度、密度、生物量均大于河口区域(p<0.05),香溪河底栖动物的密度和生物量在空间差异比较大,同时香溪河库湾的库湾中部和上游拥有较高的生物多样性。香溪河库湾底栖动物群落结构和生物多样性与水体及沉积物中碳和磷有密切相关关系,Shannon-Wiene指数和Margalef指数与水体中W-TN、W-NO3-呈显著负相关(p<0.05),而Shannon-Wiene指数和均匀度指数与水体中W-TP、W-PO43-呈显著相关(p<0.05);摇蚊科和颤蚓科的许多物种在W-TOC含量较高的样点拥有较大相对丰度,而在Se-TOC含量较高的样点相对丰度较低,有机质分解所产生的厌氧环境对不同种类底栖动物分布产生影响。在Se-IP含量较高的地方,颤蚓科和摇蚊科一些优势物种的相对丰度较大。W-TOC和沉积物中磷对于底栖动物分布和生物多样性具有重要影响。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ihb.ac.cn/handle/342005/38985
Collection学位论文
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GB/T 7714
郑飞燕. 三峡水库干流及香溪河库湾沉积物营养盐赋存状况与底栖动物群落结构的关系[D]. 中国科学院水生生物研究所,2018.
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