福建典型水库型水源地富营养化与浮游植物群落特征

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当前全球变化和城市化背景下加强水库型水源地富营养化与水华藻类的系统研究已刻不容缓。水库富营养化是一个极其复杂的生态学过程,浮游植物是水库生态系统重要的功能类群和敏感类群。研究表明水体富营养化程度与浮游植物群落结构、数量和时空变化有密切关系,因此从浮游植物多样性的角度出发研究水库富营养化对于实现水源地蓝藻水华防控、保障水质安全显得尤为重要。  2010年5月至2011年4月,对厦门重要水源地汀溪水库和坂头水库的浮游植物群落进行研究。汀溪水库鉴定藻类7门114个分类单元,坂头水库鉴定藻类8门119个分类单元。汀溪水库浮游植物群落组成具有明显的季节变化。随着温度降低,丰度和生物量上分别表现为群落优势种蓝藻逐渐被隐藻和硅藻替代的现象。坂头水库的蓝藻在高温期为优势类群,而低温期,蓝藻与硅藻成为浮游植物群落的共同优势种。多维尺度分析显示,汀溪和坂头水库浮游植物的丰度和生物量数据均明显划分为两个时期:高温期和低温期。暗示温度与浮游植物群落变化密切相关。偏冗余分析结果表明,汀溪水库中,温度是对浮游植物群落丰度影响最大的因子,营养盐对其生物量变化的解释量最大;坂头水库中,营养盐对浮游植物丰度和生物量的影响均最大。这种群落对温度和营养盐表现的差异可能与藻类的种类和水库流域特征相关。  东圳水库是莆田主要的饮用水水源地。于2011至2012年从空间和时间尺度上对其浮游植物进行了研究。聚类分析和多维尺度分析排序显示,浮游植物群落被分为四组:春、夏、秋、冬,这说明群落结构的季节差异大于空间差异。在冬季和春季,浮游植物群落的优势类群为硅藻;夏季水体中蓝藻占优势,优势种为拉氏拟柱胞藻(Cylindrospermopsis raciborskii)。冗余分析结果显示:总氮、硝氮、氨氮、磷酸盐、深度、水温以及季节是影响浮游植物群落时空动态的显著变量。我们推测夏季高温及稳定的热分层共同作用促进拉氏拟柱胞藻占优势。  通过对藻类群落组成及动态的调查研究,发现三个水库均存在蓝藻季节性或全年占优势的状况,特别是春季和夏初具有较高的爆发蓝藻水华潜在风险,因此,在饮用水水质保护和水库可持续管理中,要严格控制营养盐(尤其是磷)的外源输入,特别是春、夏季。此外,定期或长期地监测蓝藻动态对预防蓝藻爆发是迫切需要的。
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