丹江口水库叶绿素a浓度的时空特征及影响因子分析

2017年5月-2019年10月,对"南水北调"中线水源水库--丹江口水库库区水体7个监测位点、0~20 m间4个水层的垂向叶绿素a(Chl.a)浓度与水质因子进行了季度性调查,以期了解不同位点、不同水层Chl.a分布的主要驱动因子.结果表明,丹江口水库各位点营养状态指数(TSI)均为中营养化状态.水体Chl.a浓度具有逐年增加的趋势,且极高值有逐渐增加的趋势.营养盐和Chl.a浓度均存在较大的空间异质性,入库区具有较高的总磷和氨氮浓度,汉江库区具有最高的Chl.a浓度,源头污染源控制和监测仍然是丹江口水库管理的重中之重.不同位点Chl.a浓度的驱动因子存在较大差异,汉江入库和大坝区Chl.a浓度分别受到硝态氮和p H的影响,而出水口大坝位点主要受到了水深、水温和氨氮的影响.丹江入库区Chl.a浓度受到了水深、氨氮、总磷和水温的影响,但丹江库区表现出了与其他生态区较大的区别,其Chl.a浓度主要受到水深和有机质输入的影响.因此,对丹江口水库各位点的管理,应该分不同生态区采取针对性的管理措施.本研究旨在为南水北调中线工程可持续的生态调度提供基础生态数据支持,为完善水库水源地的有效管理提供理论支撑.

1951~2019年丹江口库区降水量时空变化研究

基于丹江口库区11个气象站点1951~2019年降水观测资料,运用Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析和Anusplin插值法,研究了库区降水量年际变化、周期性与空间分布特征。结果表明:丹江口库区近69 a间年平均降水量为805.64 mm,以-1.29 mm/a的速率减少,各季节降水变化斜率依次为夏季(-0.66 mm/a)<秋季(-0.31 mm/a)<冬季(-0.23 mm/a)<春季(-0.09 mm/a),变化趋势均不显著。年、季降水量具有相似的震荡周期,年降水变化主周期为13,35 a;季节降水量变化周期主要为6,12,18,33,39 a。年际与春季降水量分别在2011,2005年发生显著突变。受季风环流与地形影响,库区降水量呈现自汉江谷地向南北两侧增加的空间格局,东、西部降水量较少。整个库区降水变化趋势存在地域性差异,库区中部和东北部的年降水量变化趋势强于其他地区,各季节降水量变化趋势度的空间分布不尽一致。

丹江口水库着生藻类群落特征及其水质评价

旨在为湖库型水体水质评价提供多途径的评价方法和掌握人工基质上着生藻类群落时空变化特征,在丹江口水库陶岔(中线工程取水口)和台子山(湖北和河南交界处)2个典型水域采样点设置了自制水泥板和聚乙烯聚酯薄膜2种人工基质采样点,于2015年9月-2016年10月对着生藻类进行了6次连续监测,研究了着生藻类的种类组成和水质变化.结果表明,丹江口水库共检出着生藻类6门27科46属181种(或变种),其中硅藻为全年优势群,占着生藻类总种数的55.81%;绿藻和蓝藻分别占37.21%和6.98%.着生藻类群落存在时空差异性;人工基质种类对着生藻类种类组成影响不大,对着生藻类密度影响明显,同一采样点以水泥板为基质的着生藻类密度约为以聚乙烯聚酯薄膜为基质的着生藻类密度的1.2倍.着生藻类污染指示种4门12科13属17种(或变种),其中中营养型指示种占总指示种的78.57%.着生藻类香农威尔多样性指数为2.12,水质营养状态指数(EI)为38,水体处于中营养型状态.

丹江口水库调水前后表层沉积物营养盐和重金属时空变化

旨在探明中线工程调水前后(2011~2016年)丹江口水库表层沉积物中营养盐和重金属的时空分布特征和环境风险,对丹江口水库5个典型生态位点表层沉积物中p H值、有机质(OM)、总磷(TP)、总氮(TN)及铬(Cr)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)和铅(Pb)这6种金属元素的含量及时空变化特征进行研究,同时采用加拿大淡水水生环境沉积物质量指导值(CCME)为标准来进行潜在生态风险评价.结果表明,丹江口水库表层沉积物中OM、TP和TN含量分别为25.85、0.57和1.34 g·kg^(-1);Cr、Mn、Cu、Zn、Cd和Pb这6种重金属的含量分别为57.96、521.78、13.91、195.74、0.37和12.92 mg·kg^(-1),6种重金属的含量除Zn和Cd处于土壤环境质量二级标准,其他重金属元素含量均低于土壤环境质量一级标准.TN、Mn和Zn在调水后呈上升趋势,TP及其余重金属元素在调水后呈下降趋势.除p H值外,丹江口水库表层沉积物营养盐和所测重金属含量在生态空间上分布差异均达到极显著水平(P<0.01).沉积物中OM除与TN和Pb呈负相关外,与其他指标均呈正相关性.潜在生态风险评价结果显示,丹江口水库表层沉积物中Cd、Cu和Pb均不会对生物产生不良效应;OM、TN、Cr和Zn为低生态风险;TP介于无生态风险与低生态风险之间;但库心和黑鸡嘴点位Cr、Zn和TN在部分时间有较高生态风险,需引起重视.