水库是人类控制和利用水资源的主要工程,河流筑坝影响着河流中生源要素的生物地球化学行为。然而,目前,我国很多的大中型水库都处于中富营养水平,因此,水库作为一个特殊的生态系统单元的保护工作已显得尤为重要。系统的开展水库生态学和基础研究及成果的应用仍十分薄弱。显然,将水库作为一个特殊的生态系统,研究其发展和演化过程更是鲜见报道,其积累的研究成果也是十分有限。本论文通过猫跳河流域典型的梯级水库中一水文年的浮游生物的组成、水化学组成、以及各种形态碳含量及同位素组成变化的研究,更深入地探讨对河流—水库系统的生态系统演化。河流水坝拦截蓄水形成水库后,水生生态系统有原来的底栖附着生物为主的“河流型”异养体系逐渐向以浮游生物为主的“湖沼型”自养体系演化。为梯级水电开发对河流水环境的影响评价提出合理的科学依据。本论文得出的具体结论如下:1、梯级水库水化学特征:水库水体中pH,DO和碳的平衡是维持湖泊生态系统良性循环的保障。研究区水化学类型主要为碳酸盐岩水体。河流经水坝拦截后,库区水位抬升,水库水化学性质表现出随季节变化的特征。在垂直剖面进行采样的五个水库中水体在春季开始出现水温的分层结构,这种状况持续到夏季和秋季,有效地限制了上下层水体的垂直交换。河流水体经水库作用后水温、DO均降低,表层pH升高,水体水化学组成因此出现较为明显的季节差异。2、梯级水库浮游植物分布特征:对猫跳河流域的浮游植物监测得出:夏季猫跳河流域梯级水库共检出浮游植物144种（含变种和变型）,隶属于6门8纲14目24科37属,秋季猫跳河流域梯级水库共检出浮游植物236种（含变种和变型）,隶属于6门8纲18目29科44属,冬季猫跳河流域梯级水库共检出浮游植物196种（含变种和变型）,隶属于5门8纲14目29科45属,春季猫跳河流域梯级水库共检出浮游植物178种（含变种和变型）,隶属于6门8纲15目24科36属。生态系统演化的过程中,在年均变化的过程中,浮游藻类植物的生物量、细胞密度、叶绿素含量以及浮游植物的碳氮摩尔比值都呈现出较为明显的季节变化。且在生态系统演化的过程中,夏秋季节的水生生物量达到最大。多样性指数表明:红枫湖水库处于富营养状态,百花湖水库处于中富营养状态,红岩水库处于中营养状态,修文水库、窄巷口水库处于贫中营养状态。各水库中夏季除乌江入口以硅藻为主外,其余以蓝绿藻为主,水体处于富营养状态;秋季绿硅蓝藻为主,处于中富营养状态;冬春季节以绿硅蓝藻为主,处于轻度富营养状态。3、梯级水库碳的地球化学特征:水库作用过程使得流域空间尺度上,出库水体中DIC浓度增加,因此在空间尺度上DIC浓度出现了较为突出的梯级效应,DOC浓度减少,POC浓度的变化在流域尺度的变化不明显。在水体垂直剖面上,DIC浓度随水深的增加而增加,而DOC、POC浓度则随着水深的增加变化不明显,但由于底部沉积物的再悬浮作用,有时甚至使得部分剖面中底部水体中DOC、POC浓度增加。在时间尺度上,DIC含量表现为:冬季＞春季＞秋季＞夏季,由于上游水库泄水直接补给下游水库,使得梯级水库叠加了多个作用过程,从上游至下游,各水库上层水体中DIC含量表现为逐渐增高的趋势,因此这种趋势在夏季最为明显。研究区各表层水体POC含量在夏季最高,冬季最低。与DIC和DOC浓度的变化一致。各形态碳同位素值的变化:在空间尺度上,从上游到下游,猫跳河流域的δ¹³C_DIC值呈现规律的波浪型逐级降低,始终表现为表层水体较下泄水体偏正。在库区水体垂直剖面上,δ¹³C_DIC基本上是随着水深的增加而逐渐偏负,这在春季最为明显,冬季相对均一,δ¹³C_DIC值对水库生态系统演化有良好的响应。在时间尺度上,猫跳河流域δ¹³C_DIC值的最大值出现在春季,从侧面反应了流域生态系统的演化。浮游藻类植物的碳同位素值表现为:夏季＞春季＞秋季＞冬季,但是在空间尺度上,由于猫跳河流域各梯级水库均出现不同程度的富营养化,使得浮游植物的碳同位素值未见明显的梯级效应。