闫雪燕.调水背景下丹江口水库丹库浮游植物群落变化及其驱动因子分析. 南阳:南阳师范学院硕士论文,2021.
摘 要
南水北调中线工程有效缓解了我国北方水资源严重短缺的局面,其水源地丹江口水库水质安全事关沿线1.2亿人口饮水安全问题。库湾是水库水质安全的敏感区,调水过程库湾水质直接关系到调水安全。本研究于2018年7月~2020年7月,对丹江口水库进行了为期两年的调查研究。依据丹江口水库调水水流方向,从入库口到调水口,共设置18个采样点,其中包括三个不同干扰强度类型的库湾(强度干扰、中度干扰和轻度干扰),研究了调水背景下丹库浮游植物群落变化规律及驱动因子和不同强度人类干扰下库湾浮游植物群落变化及驱动因子。利用单因素方差分析、Pearson相关分析、CCA分析和RDA分析等方法具体探讨了丹江口水库丹库水文和水质理化指标的时空变化规律,以及浮游植物种类组成、优势种、丰度和生物量的时空变化规律。本研究旨在为丹江口水库生态环境保护和水质科学管理提供数据支持,同时为中线工程生态调度和我国水库生态学研究积累重要的资料。主要研究结果如下:
1. 丹江口水库水位年季变化显著,秋季水位最高,春季水位最低;渠首调水口流速和流量春季最大,冬季最小。各样点的溶解氧(DO)、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)和化学需氧量(COD)均达到I类地表水评价标准;高锰酸盐指数(CODMn)含量不超过4 mg/L,达到II类地表水评价标准。入库口黑鸡嘴、库心和调水口渠首溶解氧浓度比库湾高,库湾与之相比受人类活动干扰较大,水体水质次之。库湾胡寨的叶绿素a(Chl.a)浓度最高,此样点是人类活动干扰强的区域,营养盐易于在此富集,为藻类繁殖提供了丰富的营养物质。因此,我们要加强对库湾水体的管理和控制。
2. 丹江口水库丹库浮游植物群落由7门71属104种组成,夏季丰度最高,物种最多,优势种最丰富,春季浮游植物种类数量最少,丰度最低。各季节浮游植物群落组成:春季为硅藻-绿藻型,夏季为绿藻-硅藻型,秋季为蓝藻型,冬季为蓝藻-绿藻-硅藻型。春季硅藻成为绝对优势物种;夏季优势种主要属于硅藻门、绿藻门和蓝藻门;秋季优势种主要属于蓝藻门、绿藻门和硅藻门;冬季优势物种主要属于硅藻门。从入库口黑鸡嘴经库心、库湾到调水口渠首时,Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数均是先下降后升高。Shannon-Wiener多样性指数夏冬季最高,秋季最低,夏冬季节浮游植物群落更稳定,秋季浮游植物群落稳定性较差。Pearson相关分析和CCA分析发现,水位、流速、水温、pH、水深、TP、ORP和Cond是影响丹库浮游植物群落结构的关键环境因子。浮游植物群落组成和浮游植物的多样性会对物种群落产生影响,优势物种在维持浮游植物群落和生态系统的稳定性等方面发挥着重要作用。
3. 丹江口水库库湾浮游植物群落由7门66属99种组成,库湾浮游植物群落组成丰富,夏季丰度最高,优势物种最多,春季浮游植物种类数量最少,丰度最低。库湾浮游植物群落变化规律:春季为硅藻-绿藻型,夏季为蓝藻-绿藻-硅藻型,秋季为蓝藻型,冬季为绿藻-硅藻-蓝藻型,与丹库浮游植物群落变化并不完全相同。春季硅藻成为绝对优势类群,其次是绿藻;夏季蓝藻门、硅藻门和绿藻门成为主要优势类群;秋季优势物种主要属于蓝藻门、绿藻门和硅藻门;冬季硅藻门和绿藻门成为主要优势类群。优势物种在浮游植物群落中处于关键地位,优势种过度繁殖时会影响浮游植物群落的稳定性。Pearson相关分析和RDA分析显示:水位、水温、DO、ORP、TP、Cond和pH是影响库湾浮游植物群落变化的关键驱动因子。三个不同干扰强度的库湾,轻度干扰的全店样点Shannon-Wiener多样性指数最高,中度干扰的宋岗次之,强烈干扰的胡寨最低。干扰强度影响浮游植物群落结构,强干扰降低物种多样性指数,弱干扰对浮游植物多样性指数影响较小。浮游植物群落Shannon-Wiener多样性指数春季最高,秋季显著下降。夏季浮游植物个体分配更均匀,群落结构较稳定,秋季多样性指数值降低,群落结构和生态系统结构变简单,会影响到生态系统的生产力和稳定性。
关键词:丹江口水库;调水;库湾;浮游植物;群落结构