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大型水库蓄水的生态学效应是水库生态学研究的焦点。作为主要的初级生产者,浮游植物扮演了水生态系统响应自然和人为影响的中心角色。2003年6月长江三峡水库蓄水后,富营养化态势加剧,水生态系统退化,以香溪河库湾为典型代表的三峡水库支流库湾多次暴发藻类水华。2008年9月开始的三期蓄水使三峡水库第一次接近满库容状态,此后三峡水库按调度规程运行,年内水位变幅高达30m。剧烈的水位波动对浮游植物发展具有深远影响。本研究对三期蓄水前后香溪河库湾浮游植物群落结构和动态展开周尺度的连续监测,分析浮游植物时空变化格局及对水位变化的响应；针对监测期间一次大规模的蓝藻水华开展其过程研究,构建夏季水华期间藻类一营养物非线性动力学模型并开展了人工混合的原位围隔实验.主要结果如下:
1.研究了2008年2月～2010年2月香溪河库湾浮游植物群落结构特征及动态.研究期间共发现浮游植物132种,其中以绿藻居多,其次为硅藻。在总密度和总生物量上,研究的两年间无显著性差异(P>0.05),月份上差异显著,空间分布上具有较强的异质性.相对生物量上,蓝藻和绿藻呈大体均匀的分布,硅藻呈现出从河口至库尾减少的趋势,而隐藻和甲藻则呈相反的趋势.包括物种多样性、群落均匀度和群落变化率在内的传统浮游植物群落结构参数的时间差异(基于月份)显著,而空间差异不显著。群落相似性具有显著的时空差异。香溪河库湾总体上处于富营养状态.营养状态在空间上所受的限制因素及限制程度类似；在时间上主要受非藻类浊度的限制,春夏季节也可能分别受浮游动物捕食和营养限制的影响。
2.从浮游植物功能群、生存策略和细胞大小三个角度研究丁香溪河库湾浮游植物的时空分布动态。大于总生物量5％的优势种有85种,分属17个功能群。X2、Y、P、B、D和Lo组是香溪河库湾最重要的6个功能群。X2、Y、Lo组在库尾的比例相对河口区域较高:而P、B和D组在河口区域的比例高于库尾。C和R策略在香溪河库湾相对重要,主要出现在秋冬季节,而S策略相对生物量较低,主要出现在春夏季节。香溪河库湾浮游植物细胞大小主要变化在10～104μm3,春夏季节以102～104μm3为主,秋冬季节以10～103μm3为主.依不同标准划分的多数浮游植物类群与水温、pH、DO、浊度、相对水柱稳定性和叶绿素α显著正相关,与电导率、透明度、TN、TP和SiO2-Si显著负相关。基于浮游植物功能群的Q评价因子表明香溪河库湾生态状态为中等水平。香溪河库湾生态状态与基于叶绿素α和总磷的营养状态指数显著相关。
3.本研究表明香溪河库湾存在浮游植物稳态。纵向分布的样点在稳态的存在性、持续性和物种构成上差异较大。以倪氏拟多甲藻和实球藻为优势的稳态在空间分布上差异较大,而以汉斯冠盘藻为优势的稳态在时间上具有较强的重复性和可预测性。推测对香溪河库湾环境条件的适应性是稳态集群形成的主要原因。
4.基于藻类叶绿素α、透明度和相对水柱稳定性,探讨了长江干流和香溪河库湾受水库运行方式影响的浮游植物纵向分布的特点。香溪河库湾存在纵向分布,即从河口至库尾依次可划分为干流区、湖泊区、过渡区和河流区.在不同时期各分区的存在性和分布格局具有明显差异。Ⅰ期(春季)和Ⅱ期(夏季和初秋,汛期),干流区较短,而在Ⅲ期和Ⅳ期(秋冬季节)明显延长；库尾区域在Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ期体现出过渡期的特点,而在Ⅱ期则表现出河流区的特征。长江干流和香溪河库湾纵向区域的叶绿素α与透明度和相对水柱稳定性的相关关系具有明显差别,其与各区域特征有关。
5.对2008年6～8月香溪河库湾夏季藻类水华过程开展研究。结果表明,香溪河库湾夏季藻类水华可划分为蓝藻水华和非蓝藻水华过程。香溪河库湾蓝藻水华的判别因子是叶绿素α、总氮和磷酸盐磷,非蓝藻水华的判别因子是叶绿素α和硅酸盐硅。判断两次水华暴发的叶绿素α临界浓度分别为40μg/L和20μg/L。微囊藻细胞分裂频率未呈现显著的白天高、晚上低的日变化节律,基于不同起止时段估算的原位生长速率均值为0.14/d,营养因子、水温、藻类叶绿素α等是显著的影响因子。微囊藻水华期间浮游植物在白天倾向于聚集分布,晚间倾向于均匀分布。光辐射和相对水柱稳定性对微囊藻水华期间浮游植物垂向分布模式具有重要影响,而风速的影响不显著(p>0.05)。对香溪河库湾夏季水华期间优势藻类与营养的关系构建了非线性动力学模型。模型反映了总体变化趋势并可以较好的模拟峰值,可在一定程度上反映和预测水华暴发的可能性和强度。
6.基于香溪河库湾叶绿素α的自动监测数据开展了水华频率研究。研究了水华暴发的叶绿素α阈值浓度所对应的平均叶绿素α浓度和水下光衰减系数。香溪河库湾浮游植物受磷限制的下限浓度为0.09 mg/L。本研究通过对实际观测数据的分析,还表明库水位以每天0.3m的速度变化或日内0.5m水位变化可以削弱叶绿素α频率从而改善水华状况。
7.在香溪河库湾开展了原位围隔实验,研究降雨、人工混合(不同混合强度和深度)、水体理化条件和浮游动物捕食共同作用下的浮游植物生长响应。结果表明,在降雨条件下,浮游植物均呈现负生长。在晴天浮游植物生长对水柱平均光强具有显著的正响应。