亚热带垂直热分层饮用水源水库浮游植物群落演替研究

In recent years，water bloom developed frequently in dinking water reservoir. Existing studies pay more attention to the eutrophication-driven algal succession and bloom mechanism.But a lot of experience in temperate lakes refers that thermal stratification is the most important physical event to affect the biota of lakes and reservoirs. the formation and disappearance of thermal stratification control and influence series of physical, chemical and biological processes in lakes and reservoirs, and its seasonal variation determines the structure of biata and productivity of aquaticecosystems. Previous studies mostly concentrated on the temperate lakes. More light should be shed at phytoplankton successions and possible mechanisms of algal bloom in stratified subtropical reservoirs.The object of present project is a stratified reservoirs in Zhejiang Province. Different methods will be used to study stratification patterns and how it inflence the spatial and temporal dynamic changesof other reservoir limnology parameters. The mechanism of different spatial and temporal scale disturbance events (thermal stratification, reservoir operation and extreme weather) effect community structure of phytoplankton and the accumulation, migration and disappearance of algal bloom will be explored. The effects of different reservoir operations on stratification and phytoplankton will also be studied.The results of present project will provide theoretical foundations and scientific basis for the management and protection of the dinking water reservoirs with same stratification pattens.

近年来水库型水源地的水华现象频发，现有研究多关注富营养化驱动的藻类演替规律和水华生消机制，温带湖泊的大量经验表明热分层是影响湖库生物区系最重要的物理事件，其周期变化控制和影响水体一系列理化和生物过程，进而决定浮游植物群落结构和水体生产力；亚热带水库热分层模式因受区域气候和水库调度影响而比温带湖泊复杂，其热分层背景下的藻类演替规律和水华生消机制亟待深化；本课题拟选择浙江分层型大型供水水库，运用野外监测、多元统计和模型分析相结合的方法，探讨亚热带水源水库热分层模式及其引起的相关水库湖沼学参数的时空动态；研究不同时空尺度干扰事件(热分层周期变化、水库调度)下浮游植物群落结构演替规律，以及藻类水华积累、迁移和消失的机制；进一步探索不同水库调度方式对热分层进而对浮游植物群落的影响；为饮用水源水库的管理和保护提供理论基础和科学依据。

本课题选取浙江省大型垂直热分层水源水库为研究对象，运用野外监测和多元分析相结合的方法，研究亚热带供水水库热分层模式及其引起的一系列物理、化学和生物过程的变化规律；研究不同热分层格局下浮游植物群落结构演替规律，以及藻类水华异常增殖、迁移和消失的机制，探索不同水库调度方式对热分层的影响以及浮游植物的响应。得到以下结论：.（1）汤浦水库浮游植物种类主要由绿藻、硅藻和蓝藻组成，浮游植物物种数季节变化为：夏>秋>冬>春，并呈现出由河流区向湖泊区递减的变化趋势；浮游植物丰度冬季最低，春季最高；春季浮游植物主要由硅藻和蓝藻组成，夏季主要由蓝藻和绿藻组成，秋季为隐藻和硅藻，冬季主要由硅藻组成。浮游植物丰度及其多样性指数均表明春季因水华形成导致水质最差。.（2）汤浦水库多年来暴发的春季藻类水华主要由硅藻和蓝藻为主，其中硅藻为我国大陆地区首次报道的羽纹纲硅藻链状弯壳藻(Achnanthidium catenatum)，蓝藻为丝状蓝藻湖泊假鱼腥藻(Pseudanabaena limnetica)或小席藻（Phormidium tenue）。.（3）对国内外链状弯壳藻为优势种的水华案例进行分析，该藻为广温性种类，适应低光强和低磷浓度生长；降水带来营养盐输入，加大水体扰动，防止硅藻沉降，是水华暴发和延续的主因；热分层的形成和上层水体营养的耗尽是春季水华后期衰退的主因。.（4）汤浦水库水体透明度、 电导率、TN、TP、硅酸盐等参数沿着水库纵向有显著的梯度，有较明显的河流区、过渡区和湖泊区的区别。对于透明度而言，越接近坝前其值越高；TP通常则越接近坝前值越低；其余几个指标纵向的梯度稍弱，通常越接近坝前值越低。.（5）汤浦水库是典型的单混合型水库，水体分层一般初始于5月左右，终于10月左右；水体的分层和混合不仅引起一些理化指标的分层现象，而且使得水体底层和表层营养盐出现周期性的交换现象，进而引起浮游植物生长变化。.（6）与温带水库不同，主导汤浦水库浮游植物最重要的因子是水文条件（可以HRT来表征），其次是温度和营养盐，营养盐中硅酸盐明显比氮磷更为重要。