贵州高原红枫水库蓝藻组成特征与环境因子之间的关系

为了解贵州高原红枫水库的蓝藻种类组成与群落季节动态特征,于2019年1—12月对红枫湖进行每月1次的频率采样分析。结果表明:该年度共检测出蓝藻16属,其中湖泊假鱼腥藻(Pseudanabaena limnetica)、湖丝藻(Limnothrix redekei)、拟柱胞藻(Cylindrospermopsis raciborskii)、鱼腥藻(Anabaena sp.)和中华尖头藻(Merismopedia sinica)为优势藻,湖泊假鱼腥藻占据绝对优势;蓝藻的总丰度在3.26×10^(5)~2.59×10^(8) cells/L之间,总生物量在8.42~5920.39μg/L之间,蓝藻群落在季节上存在显著性差异(n=191,P<0.05),夏季蓝藻生物量最高,存在着发生蓝藻水华的风险;冗余分析表明水温(WT)、总磷(TP)、总氮(TN)是影响红枫水库蓝藻群落结构变化的主要环境因子。

基于DRYESM模型的红枫水库水体热分层特征及关键控制因素模拟研究

水温结构是湖库生态系统演化的重要基础,热分层稳定性对深水湖库水体物理、化学和生物演化具有重要影响,因此研究水体热分层特征及关键控制因素具有重要意义。本文运用DYRESM水动力模型模拟了红枫水库2014年全年的水温变化特征,并对影响水体热分层结构的关键控制因素进行了探究。结果表明:1) DYRESM水动力学模型可有效模拟红枫水库的水体热分层特征及时间演化规律,可准确预测水体热分层形成和消亡的时间及去分层强度。2)气温变化对水库水体热分层具有明显影响,增温可加速水体热分层的形成,造成温跃层下潜和去分层延迟;短波辐射的增强(<40%)不会对红枫湖水温结构造成明显影响,但可导致去分层发生时间后延;风速是水体热分层稳定性的敏感因素,当风速增加40%后,热分层演化发生较大变化,表现在6～9月份中层及底层水温大幅升高(从9℃上升到14℃),去分层时间提前30天,相应造成分层期缩短。

红枫水库和普定水库碳、磷、硅生源要素时空分布特征

选取了营养盐浓度和水体滞留时间存在明显差异的普定水库和红枫水库作为研究对象,通过对两个水库碳、磷、硅生源要素时空变化的分析,揭示了河流筑坝水库营养盐时空分布的主要影响因素。分析结果显示:普定水库表层水体溶解性无机碳(DIC)、总磷(TP)、溶解性总磷(DTP)和溶解性硅(DSi)大体上均表现出冬季较高、夏季较低的变化趋势;而在垂向分布上,除冬季外,其他三个季节均表现出表层水体较低、底层水体较高的趋势。红枫水库DIC变化趋势与普定水库类似。而红枫水库TP和DTP大致表现为冬夏季偏低、春秋季偏高;由于浓度较低,各个季节垂向变化趋势均不明显。夏季红枫水库底部水体DSi显著高于表层水体,而其他三个季节DSi在垂向剖面上波动较小。两水库表层水体DIC与叶绿素a(Chla)呈负相关,且夏季普定水库和红枫水库表层水体DIC稳定碳同位素(δ^(13)C_(DIC))显著高于底层,而DIC则表层水体显著低于底层水体。综合分析结果表明,浮游植物光合作用是影响普定水库和红枫水库碳、磷、硅生源要素时空分布的最主要因素。营养盐水平较高、水体滞留时间较短的普定水库,其Chla低于营养盐水平较低、水体滞留时间较长的红枫水库。这反映出对于河流筑坝水库而言,水体滞留时间(水动力条件)比营养盐对浮游植物生物量的影响更显著。因此,在制定水库污染防治措施时,需结合水体滞留时间,差异化、经济合理地制定水质控制/修复目标。

红枫水库水-气界面二氧化碳分压及扩散通量的时空变化

红枫水库是我国西南喀斯特地区典型的人工湖泊,具有特殊的水文地质特征。准确估算其CO2排放通量,对了解该水库碳循环具有重要意义。因此,于2017年7月至2018年4月采用走航式监测对库区(南湖和北湖)水气界面二氧化碳分压(pCO2)和水质参数的时空变化进行了调查。结果表明,红枫水库pCO2的分布具有明显的时空差异。库区秋、冬季表层水体pCO2均超过大气pCO2,表现为CO2的净排放;春、夏季则相反,表现为CO2的净吸收。从空间分布上来看,春、秋季北湖pCO2要明显高于南湖,特别是秋季更为明显。另外,基于高频的走航监测数据,计算得到红枫水库全年CO2的排放均值约为613mmol/(m^2·d)。

贵州高原红枫水库浮游植物中金属富集特征

为了掌握红枫水库浮游植物金属富集特征,分别于2018年冬季(1月)、春季(4月)、夏季(7月)、秋季(10月)对红枫水库浮游植物及其金属含量进行监测分析.结果表明:贵州高原红枫水库浮游植物金属富集含量大小为:Ca>Fe>Mg>Mn,Ca占金属含量总比重的73.9%,且金属含量四季变化差异显著,总体季节变化规律为:冬季>秋季>夏季>春季,冬季浮游植物金属富集总量为273.13mg/g,春季浮游植物金属富集总量为183.82mg/g.②贵州高原红枫水库采样点浮游植物金属富集含量排列顺序为:三岔河>后湖>大坝>将军湾>后午>花渔洞,红枫水库三岔河和后湖浮游植物富集金属含量高,花渔洞浮游植物富集金属含量较低,且Fe和Mn相关性显著,Ca与Mg可能具有同源性.③RDA分析表明,4季的浮游植物金属含量与蓝绿藻有较强的相关性.研究显示,红枫水库中浮游植物金属含量具有显著的时空变化特征,且在秋冬季浮游植物金属含量与优势藻种具有显著相关性.

碳酸盐岩的化学风化与失踪碳汇的关系:以贵州红枫水库流域为例

为探讨碳酸盐岩的化学风化与失踪碳汇之间的关系,以中国西南贵州省红枫水库流域的麦翁河、羊昌河、麻线河和后六河流域为研究对象,通过主离子化学和溶解无机碳(DIC)及其碳同位素组成(δ13CDIC)计算出碳酸风化硅酸盐岩、硫酸风化碳酸盐岩和碳酸风化碳酸盐岩对DIC的贡献分别为10%、30%和60%。麦翁河流域硫酸风化碳酸盐岩释放CO2,其C释放速率为11.2 g·m^-2·a^-1。综合评估了岩性、水文、植被、农业、采煤、大气CO2浓度对风化作用的影响及工业革命前后这些因素的变化,认为该流域碳酸盐岩的化学风化不能作为失踪碳汇。模拟计算的河流自然汇合后的风化通量和速率与各条河流单独采样计算的结果差别很大,说明传统的采样点布设方式和使用的空间尺度的合适性需要重新评估。

红枫水库分期洪水调度运用的体会

红枫水库是乌江支流猫跳河梯级电站的龙头水库 ,水库结合流域中长期天气预报 ,采用水情自动测报等措施 ,开展分期洪水调度 ,取得了防洪和发电的双重效益。

红枫水库浮游植物群落结构特征研究

浮游植物作为水生态系统的初级生产者,其群落结构、功能群和多样性指数等常常被用来指示湖库水体的营养状况及判断水生态系统的健康状况。本文收集近几十年来研究者们对贵州高原红枫水库浮游植物展开调查的相关资料,从浮游植物的群落结构、功能群以及环境因子等方面进行分析总结,并对其将来的发展趋势及研究方向进行了展望。

贵州红枫水库沉积物重金属污染评价及来源分析

为了解红枫水库沉积物重金属污染现状,沿库区采集8个点共计80个沉积物样品,采用原子荧光光谱仪及原子吸收光谱仪对重金属Hg、As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn和Ni含量进行了测定,利用地积累指数(Igeo)和潜在生态风险指数(RI)进行污染评价,同时进行相关性分析并讨论其污染来源。结果表明:红枫水库北湖沉积物重金属含量明显高于南湖,8种重金属Hg、As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni的平均含量依次为0.56、35.76、43.66、0.50、91.03、89.14、152.44和109.30 mg·kg-1;以贵州省土壤背景值为参比,地积累指数评价结果显示Hg为中等污染,污染顺序为Hg>Ni>Cu>As>Zn>Pb>Cr>Cd,综合潜在生态风险指数评价结果显示红枫水库为中等生态风险;库区沉积物重金属污染来源于三方面:一是工业排放,主要集中在北湖和中湖,重金属包括Pb、Zn、Cd;二是城市排放及周边农药、化肥残留,主要污染区为北湖、中湖,污染物为Cr、Ni、As和Cu;三是矿区开采,污染覆盖全湖区,主要包括Hg和As。

贵州高原红枫水库浮游植物中脂肪酸组成特征及影响因素

为探究水体浮游植物脂肪酸组成特征及影响因素,对采集于贵阳红枫水库3个采样点的浮游植物脂肪酸进行了研究。结果表明:红枫水库浮游植物以蓝藻为主;脂肪酸组成中饱和脂肪酸(SFA)占主导地位,二十二碳六烯酸(DHA)与二十碳五烯酸(EPA)含量均比较低。水体营养水平能影响脂肪酸组成,富营养化水平越高,SFA含量越高,单不饱和脂肪酸(MUFA)与多不饱和脂肪酸(PUFA)含量越低;脂肪酸组成特征能反映浮游植物物种组成,DHA与蓝藻呈显著负相关(R=-0.87,P<0.05,n=6),DHA含量越高的水体蓝藻含量越低;部分PUFA含量与蓝藻含量呈显著正相关(R=0.89,P<0.05,n=6)。

FG、MFG和MBFG浮游植物功能群的比较:以贵州三座水库为例

浮游植物分类是揭示浮游植物群落演替规律和开展水生态调查工作的基础.为了比较FG、MFG和MBFG功能群分类方法之间的差异,运用功能群分类和冗余分析(RDA)等方法,于2017年4月(平水期)和2017年8月(丰水期)对浮游植物群落结构和水环境理化指标进行采样分析,结果表明:①MFG功能群与FG功能群具有重叠部分,而MBFG功能群与FG和MFG相比差异较大.②FG功能群考虑了浮游植物的生理、生态学等特征,能更好地解释与环境的相关性,并且更准确反映环境因子与浮游植物生态位之间的关系.同时可以根据浮游植物优势功能群预测水库环境因子及富营养化状态,但是FG功能群需要具备系统的浮游植物鉴定知识,工作量大.MFG功能群分类方法简单易懂,能够较好的解释浮游植物与环境因子的关系,但功能群与环境因子联系较弱.MBFG功能群分类方法最为简单、高效,但是MBFG功能群对环境的解释度不够,分类依据过于简单,分组太少.③3个分类方法各有优缺点,根据研究目的不同以及实际需要选择合适的分类方法.