三峡库区浮游细菌群落结构特征及其对支流水华的生态作用研究

After the impoundment of the Three-Gorges Reservoir, the eutrophication and algae blooms of tributary have become a subject extensively concerned. In contrast to the research of basin exogenous pollution on eutrophication and so on, the scientific understanding about the endogenous cycle of nutrient which is drived by the bacteria in the lake paludification process of reservoir is still scarce. Consequently, to some extent, we cannot make comprehensive and accurate answers of some key problems on the tributary eutrophication in the Three-Gorges Reservoir. In this project, community structure characteristic and community succession of bacterioplankton in the Three-Gorges Reservoir will be investigated, the coupling relationship between the bacteria and phytoplankton community and environmental control factors will be confirmed through the ecological investigations and statistical analysis in the typical tributary and adjacent main stream of the reservoir. Simultaneously, combination with the culture experiment in situ, nutrition supplement to phytoplankton by microbial loop cycle will be further quantitatively characterized, and the ecological significance of bacterioplankton in the process of tributaries eutrophication be clarified. The results of this project will contribute to enrich the scientific data of Lake Paludification research in the Three Gorges Reservoir and form novel knowledge accumulation on the mechanism of reservoir eutrophication.

三峡水库蓄水以后，支流富营养化和水华已成为受到广泛关注的热点。相对于富营养化过程的外源影响研究，目前关于水库湖沼化过程中细菌驱动的营养盐内源循环的科学认知还十分缺乏，一定程度限制了我们就库区支流富营养化的若干关键问题做出全面、准确的回答。本项目拟选择库区典型支流及毗邻干流为研究区域，通过开展生态调查和生态统计分析，研究三峡库区浮游细菌群落结构特征及其演替过程，明晰细菌与浮游植物群落演替之间的偶联关系及环境控制因素。同时结合原位培养试验，进一步定量刻画细菌微食物环循环对浮游植物的营养补充作用，阐明浮游细菌在支流富营养化过程中的生态学意义。课题成果将有助于丰富三峡水库湖沼化研究的科学数据，在水库富营养化发生机制的科学认识方面形成新的知识积累。

以三峡水库典型水域（朱衣河、梅溪河、草堂河及毗邻干流）为主要研究区域完成了2013年到2015年的连续观测，2016年重点完成了前期观测成果的总结分析，完成了项目任务的要求。原位观测工作将在2017年继续进行，数据分析与文章发表工作也将继续深入，相关成果将继续署名本项目资助完成。本项目取得了如下三个方面的研究成果：.第一：通过调查朱衣河、梅溪河和草堂河水环境状况以及浮游植物的时空分布，获取了三条典型支流浮游植物的时空演替变化规律，明晰了驱动浮游植物群落演替的关键因子，为深化大型水库水生态演化的理论研究奠定了基础。同时也揭示了支流水团混合动力学系统的基本物理格局，获取了典型支流营养盐及叶绿素等重要水化学参数。.第二、在原位观测的基础上，利用荧光染色计数及分子生物学手段，对朱衣河、梅溪河、草堂河及毗邻干流浮游细菌群落结构组成进行了深入分析，构建了研究区域浮游细菌的16S rDNA克隆文库，获取了水库浮游细菌的基础数据，同时也揭示了细菌与浮游植物群落演替之间的偶联关系及环境控制因素。.第三、构建了三峡库区典型支流的生态耦合模型，获得了支流库湾营养盐循环的模式图，定量描述了干-支流营养盐的交换通量。.项目执行期间，培养博士后1名，博士研究生1名，硕士研究生3名，其中与三峡大学联合培养2名硕士研究生，中国水利水电科学研究院培养研究生2名，发表论文5篇，申请发明专利2项。