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三峡水库蓄水后水体流速减缓、泥沙沉降加快、浊度降低,次级河流出口段更利于藻类生长活动。作为库区最大支流的嘉陵江重庆主城段流域人口密集、工厂集中、商业发达,因而水环境压力较大,近几年其富营养化敏感水体(流速小于0.20m/s)的藻类暴发时有发生。为了弄清嘉陵江重庆主城段富营养化敏感水体流速对藻类的影响,认识两者的关系,2007年1月至2008年1月开展了相关的现场调查和测试分析的研究。
通过流速、总氮、总磷、水温、浊度测试和藻类鉴定分类统计,分析流速与营养盐、水温、浊度的关系,藻类密度与各影响因子的关系,流速与藻类构成及数量的关系。主要研究结果如下:
①环境因子变化
1)流速变化:最大流速(0.339m/s,样点6)出现在2007年6月,最小流速(0.016m/s,样点1)出现在2008年1月;采样点1流速年变化范围为0.016~0.161m/s,其它各样点为0.039~0.339m/s。
2)营养盐变化:总氮、总磷最大浓度分别为4.211mg/L及0.575mg/L都在2007年10月采样点1被检测出,最小浓度分别为0.727mg/L(2007年9月,采样点5)及0.038mg/L(2007年8月,采样点5);空间上分布上,采样点1氮磷浓度要明显高于其它各样点。
3)温度与浊度:变化范围分别为9.1~31.3℃与6.9~483.0NTU,空间分布上,各采样点每次采样水温变化范围为0.1~0.2℃,浊度变化没有明显规律。
4)时间分布上,流速与总氮、总磷浓度及水温无明显相关性,与浊度有一定的相关性;空间分布上,流速与各因子均无明显相关性。
②藻类变化
藻类涉及硅藻、绿藻、蓝藻、隐藻、甲藻、裸藻、金藻,共7门65属,126种(包括变种),硅藻种数最多(45.24%),其次为绿藻(31.75%),蓝藻(14.29%),其他较少。优势藻28种,其中硅藻18种,绿藻1种,蓝藻5种,隐藻3种,甲藻1种。总藻年密度在1.210x104~161.920x104个/L之间变动,藻类集中出现在1~3月,平均密度为14.457x104~120.927x104个/L。时间分布上,藻类密度与各影响因素均无明显相关性。空间分布上,总藻密度与水温、浊度相关性不明显,与流速呈负相关,氮磷对藻类作用较明显,但流速是影响藻类生长主要因素。
③流速与藻类关系
1)流速对藻类构成的影响:流速小于0.05m/s时,藻种数最少,蓝藻种数占总藻种数的比例最高,硅藻最低;流速增大(0.05~0.15m/s),藻种数增多;当流速大于0.20m/s,藻种数会减少,硅藻种数占总藻种数的比例最高,蓝藻最低。
2)流速与优势藻种数关系:流速小于0.10m/s时,硅藻所占优势藻种数比例最低,蓝藻最高;流速为0.10~0.20m/s时,优势藻种最多;当流速大于0.20m/s时,优势藻种最少,硅藻所占优势藻种数比例最高,蓝藻最低,其它藻不占优势。
3)流速对藻类密度的影响:时间分布上,流速与总藻、硅藻、蓝藻及绿藻密度呈负相关但都不显著,与星肋小环藻、极小冠盘藻等优势藻密度均无明显相关,枯水期、平水期及丰水期流速与藻类密度均无明显相关;空间分布上,藻类密度与流速反相关。在25次分析中S曲线为拟合流速与藻类密度关系有11次。
研究富营养化敏感水体流速与藻类变化关系,为嘉陵江乃至三峡库区富营养化发生的机理、条件、预测及防治提供科学依据,具有重要现实意义。