【摘要】：目前三峽庫區(qū)面臨的主要水環(huán)境難題就是水體的富營養(yǎng)化和水華,富營養(yǎng)化調控機制和水華機理是三峽庫區(qū)研究和管理的核心問題。本文以三峽庫區(qū)典型支流——大寧河為研究對象,以現場監(jiān)測數據和圍隔實驗數據為依據,分析大寧河的水動力特性、水華特征和富營養(yǎng)化時空分布特征,同時運用同步性理論、臨界深度理論和數理統(tǒng)計分析方法,探討大寧河的水華成因和富營養(yǎng)化調控機制。 以2010年野外跟蹤監(jiān)測的數據為依據,分析大寧河的水動力特性及其成因。結果表明：大寧河的水動力特性在深度上呈分層異向流動。上游主要以順坡異重流的形式流入支流,而干流主要以倒灌異重流形式進入支流。不同水體間的溫度差是異重流形成的主因。 以三峽水庫試驗性蓄水階段大寧河的歷史數據為依據,分析大寧河富營養(yǎng)化的時空分布特征及其影響因素。結果表明：大寧河基本上處于貧-中營養(yǎng)狀態(tài),時空差異顯著,從干流至上游富營養(yǎng)化狀態(tài)逐漸降低；汛限期富營養(yǎng)指數最高,泄水期和蓄水期次之,高水位運行期最低。在大寧河,三峽水庫的水力學特征主要通過影響干支流的懸浮物濃度和有機污染物濃度來影響水體的營養(yǎng)狀態(tài),同時由于干支流的空間差異性導致影響強度的不一致。和懸浮物濃度和有機污染物濃度相比,營養(yǎng)鹽特征和chl-a受到的水力學特征季節(jié)動態(tài)的干擾強度較小。 以三峽支流大寧河水華敏感期(2008年4～5月)水環(huán)境狀態(tài)的監(jiān)測數據為基礎,運用數理統(tǒng)計分析手段,對浮游植物的分布特征及其與環(huán)境因子的關系進行了討論。結果表明,水溫、總氮(TN)、硝酸鹽氮(NO3--N)、pH和溶解氧(DO)時空分布差異顯著(ANOVA, p0.05)。浮游植物細胞密度時空分布差異顯著(ANOVA, p0.05),最高值出現在大昌樣點,最低值出現在長江干流巫峽口樣點；7個采樣點藻細胞密度的最高值均出現在水華期,發(fā)生多藻種同時同地水華的情況。利用冗余度分析(Redundancy Analysis, RDA)分析浮游植物種類組成與環(huán)境因子之間的關系,表明營養(yǎng)鹽(TN, TP, NO3--N和NO2--N)、懸浮物和透明度是影響浮游植物的組成的主要因素。浮游植物的大量生長對環(huán)境因子反饋效應顯著：水體的pH值隨著藻類細胞密度的增加而上升。大寧河水體水生態(tài)環(huán)境特征存在顯著的空間特征異質性。浮游植物群落結構組成受到水環(huán)境特征和空間相鄰性的雙重影響。 2009-6-6～2009-6-11(水華期)和2010-1-18～2010-1-22(枯水期)對三峽支流大寧河回水區(qū)進行了初級生產力及相關環(huán)境因子的研究,分析了初級生產力的季節(jié)變化及影響因素。結果表明：水溫、DO飽和率、SPC(電導率)、pH和TUR(濁度)在不同水文期差異顯著。水華期的初級生產力和葉綠素a (Chl-a)含量顯著大于枯水期(ANOVA,p＜0.05)�？菟贑hl-a和PN(凈生產量)、PG(毛生產量)的垂直分布差異不顯著,PN、PG的垂直分布和Chl-a不存在明顯的對應關系,Chl-a含量的最大值大多出現在水面下9m,而PN、PG的最大值出現在水面下0～3.0m之間。水華期Chl-a和PN、PG的時空分布差異顯著(ANOVA,p＜0.05), PN、PG和Chl-a垂直分布表現出對應關系。最高值均大多出現在水面下0～0.8m之間。進一步研究分析表明TUR(水中懸浮顆粒)和溫度是影響大寧河回水區(qū)初級生產力的主要因素,pH、SPC和DO飽和率在一定程度上受到浮游植物生理作用影響。 大寧河浮游植物垂直分布特征及其影響因素的分析結果表明：水文因素在一定程度上直接或間接的能夠影響浮游植物的垂直分布和聚集。夏季由于氣溫驟升和適宜的水文條件導致大寧河水體中出現溫躍層現象,水體穩(wěn)定分層的出現導致理化指標的分層,此時浮游植物基本在表層分布。春季水華的現場監(jiān)測數據表明,大寧河在不存在穩(wěn)定分層的條件下,仍然爆發(fā)春季水華,臨界深度理論對大寧河不具備普適性。 通過模擬不同混合強度的圍隔實驗,分析混合強度對浮游植物的細胞密度,垂直分布和群落結構的影響。結果表明：混合強度對水柱中葉綠素總量有一定的影響,適當的混合強度促使水體中營養(yǎng)鹽均勻分布,促使葉綠素總量達到最大值；當混合強度超過一定值時,葉綠素總量隨著混合強度的增大而下降�；旌蠌姸葘Ω∮沃参镌谒w中的垂直分布有顯著影響,當混合強度達到一定值時,浮游植物在水體中趨向于均勻分布,不易聚集上浮至水體表面,形成水華。在其他環(huán)境變量穩(wěn)定的情況下,混合強度是影響浮游植物群落結構的關鍵因子,這在一定程度上可以解釋浮游植物的群落結構具有顯著的水文季節(jié)差異性這一現象。
【學位授予單位】：華東師范大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：X524

【參考文獻】

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本文編號：2701769