梯级水电站对流域水生生物群落结构的影响研究

来源 :科学导报·学术 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shaofenglanzi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要: 通过对海南省保亭县南改河流域水生生物种类、密度和生物量进行调查,结果显示,浮游植物共计5门28 种,丰度在5-212×103 个/L之间,上游丰度明显高于下游;浮游动物共计2门12种,密度在0-2.7×103 ind./L之间,上游密度和生物量均高于下游;底栖动物共计3门19种,生物量在0.23-60.53 g/m2之间,生物量变化较为显著,底栖动物在一定程度上受到水电站建设的干扰。水生生物物种多样性指数大部分在1~2之间,群落结构较简单,稳定性一般,梯级水电站对水生生物有一定的阻隔影响。
  关键词: 梯级水电站;水生生物;群落结构;流域;影响
  Research on the Effect of Cascade Hydropower Stations on the Aquatic Organisms Community Structure in River Basin
  Wang Juwei1 ,Lin Jiquan2,Zhong Tongchang1,Chen Junfeng2,Wang Jingbo1,Lei Yu2,Liu Xian2
  (1.HAINAN GUOWEI ECO ENVIRONMENT CO.,LTD. ,Haikou 570203,China;2. Hainan Research Academy of Environmental Sciences, Haikou 570206,China)
  Abstract: Through the investigation of aquatic species,density and biomass in the Nangai River basin of BaoTing County in Hainan Province,the study found that,there were 28 species belong to 5 categories of phytoplankton, Phytoplankton abundance in the river basin was from 5×103 cells /L to 212×103 cells /L,abundance of the upstream was significantly higher than that of the downstream.There were 12 species belong to 2 categories of Zooplankton, Zooplankton density in the river basin was from 0 ind./L to 2.7×103 ind./L,density and biomass of upstream were higher than the downstream.There were 19 species belong to 3 Categories of Zoobenthos, Zoobenthos biomass in the river basin was from 0.23-60.53 g/m2, The biomass change was very significant, Zoobenthos were disturbed by the construction of hydropower stations to a certain degree. Majority of aquatic organisms diversity index was between 1 and 2, the community structure was simple, the community stability was general, cascade hydropower stations had obstructed aquatic organisms to a certain degree.
  Key words: cascade hydropower stations; aquatic organisms; biodiversity index; river basin; effect
  基金項目:海南省重点研发计划项目(NO.ZDYF2018208)
  作者简介: 王举位(1985-),男,海南澄迈人,海南国为亿科环境有限公司,工程师,硕士,研究方向为环境影响评价;通讯作者: 林积泉,男,硕士,副研究员
  【中图分类号】X826 【文献标识码】A【文章编号】2236-1879(2018)07-0219-03
  河流分布有丰富的物种,为人类提供了赖以生存与发展的水资源。由于径流时空分布不均匀,拦河筑坝兴建水库、跨流域调水等水利工程应运而生,以调节水源不足的季节和地区用水问题。一般而言,水电站建设后,河道中的自然水文状态改变为人工控制的水文状态,这不仅会改变河流的生态连续性,而且会造成下游河道干枯,破坏河流原有的生境特征,还会阻断物质传输,导致生物群落结构的改变,对河流生态系统产生较大影响[1]。流域梯级水电开发是一种高度干预河流的生态活动,可能从根本上改变河流和流域的生态系统和资源结构,且其环境影响也具系统性和累积性特征[2]。国外相继开展了水电站建设对水生生物及其生境影响的研究[3-4]。
  保亭县位于海南中部生态核心区,目前关于梯级水电站对海南中部生态核心区研究较少[5],而对于保亭县南改河流域水生生物的调查和生物学评估研究尚未见报道。开展南改河流域小水电对水生生物群落结构的分布及影响研究,对了解海南中部生态核心区河流的生态现状及小水电站开发对水生生态环境影响具有比较重要的意义,同时可为河流生态系统的可持续发展、河流生态修复提供科学依据。   一、流域生态环境特征
  (一) 流域水文情势。
  南改河发源于保亭县红水岭,流经毛胆、新政的南改村,流入三亚市。南改河在保亭县境内集雨面积129km2,河流长度18.6km,平均坡降0.0139,多年平均径流深857mm,年平均径流量1.106亿m3。毛拉洞水库位于南改河上游保亭县毛感乡境内,该水库于2005年8月投入使用,库区坝址以上集雨面积87.3 km2,多年平均径流量7411万m3。
  (二) 流域水电站建设情况。
  目前南改河流域已建成4座水电站,从上游往下游分别是毛拉洞坝后电站、南改二级电站、南改三级电站和南改四级电站,均为引水式电站。
  二、材料与方法
  (一) 调查点位与样品采集
  根据南改河流域水系形态、地形地貌及水电站分布情况,共设4个调查点位,基本覆盖南改河整个流域。调查点位从上游至下游分别为:1#毛拉洞水库、2#南改二级拦河大坝、3#南改三级电站上游河道、4#南改四级电站下游河道。以2016 年1月南改河流域水生生态调查为依据,分析南改河流域梯级水电站对浮游植物、浮游动物和底栖动物生物群落结构的影响。
  (二) 浮游生物样品采集。
  浮游生物样品采集包括浮游植物和浮游动物,样品分定性、定量釆集,现场用鲁哥氏液固定,用4%甲醛保存。定性样品采用25#浮游生物网拖榜,定量样品取表、底层混合水样1L,经实验室沉淀、浓缩至30mL后在显微镜下镜检、计数。
  (三) 底栖动物样品采集。
  每个釆样点分别进行底栖动物的定量、定性釆集。定量采集使用l/16m2彼德生采泥器采集底泥,每個调查点随机采集5-10次,底泥采用40目分样筛进行筛选。定性采集先在河岸及浅水处拾取底栖动物,然后在河滩及浅水处用刷石法采集。所采集底栖动物用4%甲酸溶液固定后带回实验室,再移入75%酒精中保存。在室内进行种类鉴定、个体计数、称重和生物量计算。
  (四) 生物学评价 。
  对采集的水生生物进行分类鉴定后,通过生物多样性指数Shannon-Wiener多样性指数( H′) 来分析水生生物的丰富与贫乏程度。评价方法和依据、生物指数等级标准(表1) 以及计算公式如下[6]:
  式中:Pi为采样点第i种生物个体数占总数的比率;N为同一样品中的个体总数;ni为第i类物种的个数。
  三、结果分析与讨论
  (一) 浮游植物种类组成。
  本次调查鉴定出的浮游植物种类共计28 种(表2),隶属于5门,其中绿藻门最多,达到16 种,占57.1%,硅藻门次之,达到7 种,占25%,其它门藻类种类较少,蓝藻门和裸藻门各2 种,甲藻门1 种。浮游植物平均丰度为56.8×103 个/L ,其中1#点位为16种,丰度为212×103 个/L,其丰度最高,优势种为单角盘星藻、湖生卵囊藻、星形角星鼓藻等。2#点位为9种,丰度为5.0×103 个/L,优势种为桥弯藻、舟形藻和变异直链藻,分属硅藻门和裸藻门。3#点位为10种,丰度为5.0×103 个/L,优势种为脆杆藻、菱形藻、舟形藻,分属硅藻门和绿藻门。4#点位为11种,丰度为5.2×103 个/L,优势种为舟形藻、菱形藻、脆杆藻,均属绿藻门。库区点位浮游植物丰度约是下游其他点位的40倍,浮游植物从上游往下游,丰度有逐步减小的趋势,绿藻门优势种数量最多,而甲藻门优势种数量最少。何玉芹[7]等研究表明,电站建设会引起的河流水文情势变化,水生生物会因大坝的修建改变其生活路线和生活周期,导致其种类和数量发生较大变化。林彰文[5]等研究表明,小水电建设对浮游植物的种类组成、优势种、丰度均有较大的影响。从本调查及相关研究可以得出,梯级电站大坝对浮游植物造成阻隔的影响较为明显。
  (二) 浮游动物种类组成。
  浮游动物种类总数为12种(表3),隶属2门,其中桡足类8种,枝角类4种,总密度为5.4 ind./L,其中桡足类密度为3.2 ind./L,枝角类密度为2.2 ind./L,各点位密度在0-2.7 ind./L之间,平均密度为1.35ind./L。1#点位种类为9种,总密度为2.6ind./L;2#点位种类为7种,总密度为2.7ind./L;3#点位未检测到浮游动物,4#点位种类为1种,浮游动物总密度为0.1ind./L。从优势种分布来看,2#点位浮游动物种类和密度最高,优势种为方形尖额溞、台湾温剑水蚤;1#点位种类及密度均次之,优势种为广布中剑水蚤、蚤状溞和桡足类幼虫;4#点位种类及密度最低,优势种为广布中剑水蚤,3#点位浮游动物未检出。浮游动物种类组成特点与生境是密不可分的,毛拉洞库区及南改二级拦河大坝外来营养较为丰富,浮游动物的密度较高,南改二级拦河大坝及下游因为上游大坝阻隔影响,营养盐类少,浮游动物的密度较低,可见梯级水电站大坝阻隔对浮游动物的影响比较明显。有关研究也表明[8-9],浮游动物在流域内分布不均匀,一般水库库区浮游动物平均数量和平均生物量比水电站大坝下游高。
  (三) 底栖动物种类组成。
  根据底栖动物调查结果(表4),各点位底栖动物种类总数为19种,隶属3门,平均生物量为26.38 g/m2。4#点位种类和生物量最多,种类为9种,生物量为61.13g/m2。其次为2#点位,种类为6种,生物量为36.03g/m2。3#点位种类为4种,生物量为8.723g/m2。1#点位底栖动物1种,生物量为0.234 g/m2,生物量最大的调查点位是生物量最小调查点位的263.2倍,生物量变化较为显著。从优势种分布上来看,4#点位优势种为多棱角螺、蚬属一种、划蜻科一种,2#点位优势种为癌拟黑螺、多棱角螺,3#点位优势种为放逸短沟蜷、长角涵螺。赵伟华[10]等研究表明,梯级小水电站对底栖动物群落结构影响较大,库区底栖动物所受影响最大,减水段次之,混合段受影响较小。傅小城等[11]的研究表明,底栖动物的物种组成、生物量等方面都不同程度地受到小水电站的干扰。从本研究及相关研究分析可以得出,底栖动物在一定程度上受到水电站建设的干扰。   (四) 水生生物多样性分析
  从水生生物群落Shannon-Wiener生物多样性指数(表5)来看,1#~4#点位浮游植物Shannon-Wiener 多样性指数(H′)分别为2.17、1.46、1.92、2.05,浮游动物Shannon-Wiener 多样性指数分别为1.74、1.68、0、0.1。
  生物多样性指数H′值在0~1之间表示贫乏,H′在1~2表示一般,H′值2~3为较丰富,H′值大于3为丰富(表1)。浮游植物生物多样性指数变化不大,1#和4#点位的Shannon-Wiener生物多样性指数分别为2.17和2.05,生物多样性较丰富。2#和3#点位Shannon-Wiener生物多样性指数分别为1.46和1.92,生物多样性一般。浮游动物生物多样性指数变化较明显,1#和2#点位Shannon-Wiener生物多样性指数分别为1.74和1.68,多样性一般,3#未检出,生物多样性为极贫乏。4#点位Shannon-Wiener生物多样性指数为0.1,生物多样性为贫乏。底栖动物生物多样性指数变化较大,1#~4#点位Shannon-Wiener生物多样性指数分别为0、1.49、1.09、1.58,1#点位生物多样性为极贫乏,2#~4#点位生物多样性一般。水生生物群落物种多样性指数大部分在1~2之间,表明该流域水生生物群落结构较简单,稳定性一般,比较容易受到干扰,梯级水电站的建设对水生生物有一定的阻隔作用,生物多样性由从上游往下游有减小的变化趋势。
  四、结论
  (一)通过对南改河流域水生生物的调查,其结果表明,浮游植物种类共计5门28 种,浮游植物丰度在5-212×103 个/L之间,平均丰度为56.8×103 个/L,上游浮游植物丰度明显高于下游,从上游往下游,丰度有逐步减小的趋势。
  (二)浮游动物种类共计2门12种,密度在0-2.7×103 ind./L之间,平均密度为1.35ind./L。浮游动物在流域内分布不均匀,水库库区浮游动物平均数量和生物量比水电站大坝下游高。
  (三)底栖动物种类共计19种3门,生物量在0.23-60.53g/m2之间,平均生物量为26.38 g/m2,生物量最大调查点位的是生物量最小调查点位的263.2倍,生物量变化较为显著,底栖动物在一定程度上受到水电站建设的干扰。
  (四)水生生物群落物种多样性指数基本在1~2之間,群落结构较简单,稳定性一般,比较容易受到干扰,梯级水电站建设对水生生物有一定的阻隔作用,生物多样性由从上游往下游有减小的变化趋势。
  参考文献
  [1]贾兴焕, 蒋万祥,李凤清等. 大型水电站对河流底栖藻类群落的影响[J]. 应用生态学报,2009, 20(7):1731-1738.
  [2] 毛文永.生态环境影响评价概论[M].北京:中国环境科学出版社,2003.
  [3]Takao A,Kawaguchi Y,Minagawa T,etal.The relationships between benthic macroinvertebrates and biotic and abiotic environmental characteristics downstream of theYahagidam, central Japan,and the state change caused by inflow from a tributary.River Research and Applications, 2008, 24:580-597.
  [4] Growns I,Growns JE.Ecological effects off low regulation on macroinvertebrate and periphytic diatom assemblages in the Hawkesbury-Nepean River, Australia. Rivers Research and Applications, 2001, 17:275-293.
  [5]林彰文,林生,顾继光等. 浮游植物群落对海南小水电建设的响应[J]. 生态学报,2013,33(4) : 1186-1194.
  [6]梁鹏.环境影响评价技术方法[M].北京:中国环境出版社,2015.
  [7]何玉芹,欧晓昆.云南省水电站开发对生态环境的影响及保护对策[J].云南环境科学,2006, 25 (2):17 -19.
  [8]武祥伟,梁云安,李映民等.南捧河轩莱水电站坝址段水生生物资源调查与评价[J].云南农业大学学报, 2014,29 (6) : 806-814.
  [9]刘晓兰.汤旺河干流伊春红山水电站坝址段水生生物调查与评价[J].环境科学与管理,2011,36(6):129-132.
  [10]赵伟华,彭增辉,王振华等.云南景谷河底栖动物群落结构及小水电站的影响研究[J].长江流域资源与环境,2015,24(2):311-318.
  [11]傅小城,唐涛,蒋万祥等.引水型电站对河流底栖动物群落结构的影响[J].生态学报,2008,28(1):45-52.
  [12]林生, 刘阳生, 邹伟等.小水电资源区域开发环境影响回顾性评价案例分析-以海南省为例[J].环境科学与管理,2010,35(1):170-175.:
其他文献
摘要: 随着科学技术的不断发展,智能控制的应用越来越广泛,几乎渗透到所有的领域。智能车技术依托于智能控制,是未来发展的趋势。本论文是第十一届“恩智浦”杯大学生智能汽车竞赛中摄像头组的解决方案,要求设计的智能赛车能够根据既定的轨道路线完成最后的任务。本论文主要包括硬件系统、软件系统等,简略地阐述了我们的设计方案。  关键词: 智能控制;智能车;硬件系统;软件系统  【中图分类号】TM30【文献标识码
期刊
摘要: 群众文化作为社会主义文化建设过程中不可缺少的一部分,已成为其精神文明建设的重要组成部分。伴随着社会主义市场经济的进一步发展,特别是随着我国社会主义市场经济体制的逐步建立,公众的文化生活也发生了重大变化。因此,要真正实现我国社会主义经济和文化的和谐发展,就必须准确把握新形势下的发展变化,以适应广大公众对精神文化需求的需求,实现社会主义精神文明和谐发展。总之,在社会主义改造时期我们正在考虑的重
期刊
从事教育工作十多年,伴随着教育教学的过程自己也在慢慢成长,是学生让我不断地感悟到教育的真滴,是学生让我知道了爱心和耐心的重要性,越来越喜欢教师这个职业了,感谢他们在成长过程中给我带来的快乐。  做一名好老师,更应该学会与人为善,工作中我更关注后进生,给他们更多的关心和引导、鼓励他们每天进步一点,你就是最优秀的学生。我大胆地让后进生参与班级管理,让他们在班级管理中克服自己不良的行为习惯。张明是我们班
期刊
摘要:教与学学术与教师教学发展中心是一种耦合的关系。教师教学发展中心建设应以教与学学术的理论为指导,以专业性、学术性教学发展服务机构为定位,以“师生并重”为建设理念,以教师教学实践问题为导向,组建结构性的服务队伍,提供多元化的服务菜单,对服务对象进行发展性的评价,构建跨学科的教师教学共同体。  关键词:教与学学术;教学发展中心  随着高等教育大众化的日益深入,《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2
期刊
摘要:语文是一门博大精深的学科,学好语文,学习兴趣很重要;只有对语文感兴趣,才能为学好语文奠定坚实的基础。教师用语言向学生传授知识,培养能力,启迪思想时有好多引起兴趣的方法,其中衔接语是一个重要方面。课堂使用恰当,应用得体,它可以刺激学生的思维,激发学生学习语文的兴趣和对新知识的探求,从而取得良好的课堂效果。  关键词:衔接;衔接语;语文课堂  衔接,即在课堂教学中用相关且适当的语句连接两个不同知
期刊
摘要:英国在维护少数民族公平教育的道路上以立法为保障,追求实质性的学生学业成就的平等,并非少数民族学生受教育人数的表面提升,快速走向民族平等的多元文化主义。我国更是多民族文化国家,更应该加强教育立法,关注少数民族学生学业成就,加大校本课程建设力度,尽可能实施双语教育以确保我国少数民族学生公平教育问题得以实质性的提升。  关键词:少数民族教育;教育政策  20世纪80年代,世界各国基本都实现了统一,
期刊
摘要: 随着新的教学改革的推进,人们不断提出向课堂教学要效率,要提高学生学习的效率。为了进一步达成小学数学课堂教学目标,实现对学生知识与能力的双重培养,提升课堂教学的时效性,本文从几个方面,尝试如何优化课堂教学,培养学生的学习兴趣、学习意识和自我教育能力,为学生的可持续发展打下坚实的基础。  关键词: 小学数学;有效;课堂教学  【中图分类号】G623.5【文献标识码】A【文章编号】2236-18
期刊
摘要:在数学教学中,教师要重视学生的主体地位,把学生视为学习的主人,让学生处于课堂学习的中心位置,利用各种方法,调动学生的积极性,让学生更多参与学习,更多思考,讨论,操作,参与到新知的探索活动中,去发现新知,形成技能,以此来加强学生思维和创新能力的培养!  关键词:课堂教学数学思维思考力创新力提升  数学教学是数学思维活动的教学,发展学生的数学思维是数学教学的核心问题。在数学教学中,教师要重视学生
期刊
摘要:微时代充分利用地方红色资源的教育优势,是高校育人工作改革和创新中的关键之一。本文以红色资源在地方高校育人工作面临的挑战为切入点,对红色资源在微时代背景下融入高校育人工作具体应用对策进行探究。  关键词:红色资源高校育人创新应用  习近平总书记提出“要把红色资源利用好、把红色传统发扬好,把红色基因传承好”。微时代充分利用地方红色资源的教育优势,是高校育人工作改革和创新中的关键之一。广西作为红色
期刊
摘要:随着社会的变化与发展,我国的中考招生改革取得了较大发展,逐渐构建了适应新课程中考招生的制度框架。在新课程实施过程中,中考招生制度日益成为义务教育课程方案能否真正全面落实的关键问题.传统的一张试卷定终身、单凭分数取人才的做法,已严重制约着新课程的推进,成为实施素质教育的最大障礙.为了突破这一素质教育的"瓶颈",教育界进行了不懈的努力和探索,但终因升学竞争的激烈,诸多矛盾难以解决,使这项改革始终
期刊