梯级水库对氮磷营养盐结构的影响机制及浮游植物群落效应

Development of clustered hydropower is the key strategy for national energy security and international climate treaty. However, the construction and operation of large dams inevitably change the flow, thus affects the distribution of nutrients in river systems, and finally influences ecological service by manipulating primary producers. Phytoplankton acts as the primary producer and plays an essential role in the balance and stability of aquatic ecosystem. The understanding of phytoplankton community structure and its key factors will benefit aquatic ecosystem health. The objective of this study is: To investigate the effects of reservoir operation on the nitrogen and phosphorus cycles in reservoir and their transportation to the downstream; To quantify the effects of reservoir operation on phytoplankton community succession; To reveal the associated mechanisms of nutrients on phytoplankton succession under flow regulation. The results will provide crucial insights into the eco-environmental impacts of cascade hydropower exploitation on rivers.

流域水电梯级开发对我国能源安全和国际气候履约具有重要的意义。但是水电建设与运行改变了河流原有的水文情势，直接影响了河流生源要素的生物地球化学行为，并进一步影响河流生态系统。浮游植物是水生态系统中的关键初级生产者，且对水动力与营养盐变化响应敏感，然而梯级水电开发对河流营养盐结构的影响及浮游植物群落的响应机制尚不明确。本项目拟选择金沙江溪洛渡水电站至向家坝水电站江段及其坝下河流为研究对象，探究梯级水库运行对氮磷生源要素在库内循环及其下游输送通道的影响，阐明河流浮游植物的群落结构变化，揭示梯级水库运行对河流浮游植物群落结构影响的营养盐驱动机制，量化水电开发的生态环境效应，并对梯级水库调控下水盐情势变化及浮游植物响应进行模拟预测。

流域水电梯级开发对我国能源安全和国际气候履约具有重要的意义。但是水电建设与运行 改变了河流原有的水文情势，直接影响了河流生源要素的生物地球化学行为，并进一步影响河流生态系统。浮游植物是水生态系统中的关键初级生产者，且对水动力与营养盐变化响应敏感，梯级水电开发对河流营养盐结构的影响及浮游植物群落的响应机制是目前研究的热点。.本研究围绕梯级水库对氮磷营养盐的影响及浮游植物群落效应，选择金沙江下游梯级水库、澜沧江梯级水库作为典型研究区域，基于野外调查与数据收集，探明了梯级水库氮磷营养盐及理化因子分布特征，对比分析了浮游植物的种类、丰度、生物量和群落结构的时空变化，探讨了梯级水库浮游植物群落与关键影响因子之间的关系，构建了数值模型模拟了浮游植物丰度变化，揭示了梯级水库建设运行下的浮游植物群落效应。研究结果表明，金沙江下游、澜沧江两个流域的梯级水库，浮游植物群落结构均以硅藻、绿藻为主，蓝藻次之；浮游植物生物量丰水期高于枯水期；金沙江与澜沧江水库水体的营养盐浓度总体偏低，浮游植生长表现为磷限制，营养盐（主要是磷）、水温、水力停留时间是影响梯级水库浮游植物群落的关键生境要素。研究可为水利工程生态保护与可持续发展提供科学参考，有利于促进双碳目标背景下能源结构转型，支撑国家水安全与能源安全。