深水型水库水质因子与藻类群落垂向演替及水华爆发机制分析

将莆田市东圳水库垂向划分为表层、中层、和深层,研究其藻类群落的分布特征及其受环境因子影响的演变规律,进而明晰“水华”爆发机制。结果表明,水库中共检出浮游藻类7门39属,群落结构主要以蓝藻、绿藻、硅藻和隐藻为主,在不同季节沿水库垂向分布呈现显著差异性。表层和中层水体中优势藻类为绿藻门和蓝藻门,受水温、光照、DO和TN影响;深层水体优势藻类为硅藻和隐藻,主要受水温和TN影响。对水库中营养盐分析结果表明,东圳水库N/P平均值达到32.4,呈典型磷限制性特征,水库氮污染主要来自农业面源输入和内源释放。底泥中氮类物质易于在夏季分层期发生释放,并与DO结合发生形态转化后输入至上层水体,由此导致“水华”现象的发生。针对东圳水库水华防范与治理,需严格防控点源和农业面源污染,并建设水力扰动设施以及增设原位修复装置等措施,全方位防控水华现象的发生。本研究通过分析东圳水库藻类功能组时空演替,有助于确定东圳水库藻类爆发机制,可为水库藻类治理、水环境生态保护提供参考。

分层型水库藻类垂向演替的水质与细菌种群调控

浮游藻类和细菌是水生食物网的重要组成部分,在水源水库生态系统物质循环和能量流动方面发挥关键作用,藻类的空间演替与水体细菌种群代谢和结构演变关系密切.因此,本文以李家河水库为研究对象,在分析水库水质指标基础上,采用高通量DNA测序技术和Biolog技术,研究水库藻类暴发期,浮游藻类和细菌群落结构垂向演替特征及其与水质的偶联关系.结果表明,李家河水库在8月处于热分层期,水体pH、DO和NH+4-N随深度变化均逐渐降低(P<0.001).藻密度和Chla呈现同步变化趋势(P<0.001),表层最大分别为3 364.33×104 cells·L-1和7.03μg·L-1.藻类群落结构在水深0 m和3 m处以微囊藻为主,而在水深6 m处,小环藻取代微囊藻成为最优藻属,相对丰度达57.28%.Biolog结果表明,微囊藻的暴发对细菌代谢活性及其相对丰度产生较大影响,但细菌种群代谢活性多样性变化不显著.高通量测序共发现1 420个OTUs,隶属于10个细菌门类,其中放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)在不同水层均为最优门类,其相对丰度之和达50%以上;绿菌门(Chlorobi)和浮霉菌门(Planctomycetes)的相对丰度随着水深增加发生显著变化,均在6 m深度达到最大值,分别为10.29%和6.78%,且与水层藻密度呈显著负相关(P<0.05);厚壁菌门(Firmicutes)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)与藻密度呈显著正相关(P<0.05).热图(Heat map)指纹图谱表明,李家河水库的细菌群落结构垂向分布差异显著,且随着水深的增加,细菌群落分布更均匀并趋于多样性.冗余分析(RDA)表明,细菌和藻类的群落结构的垂向分布受不同水质指标调控且差异显著.对水源水库藻类暴发期藻类与细菌群落的偶联机制进行探究,为水源藻华消涨的分子微生态驱动机制研究提供科学依据.