三峽水庫香溪河庫灣藻類可利用氮鹽來源研究.pdf

1、三峽大壩建成蓄水之后，部分支流水域呈現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象，并暴發(fā)不同程度的水華。針對(duì)典型支流富營養(yǎng)化問題已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究。作為水體富營養(yǎng)化的物質(zhì)基礎(chǔ)，氮營養(yǎng)鹽是富營養(yǎng)化問題研究的重點(diǎn)之一，尤其是氮營養(yǎng)鹽的來源研究。關(guān)于三峽水庫典型支流氮營養(yǎng)鹽來源研究，已取得一定成果，目前主要防治點(diǎn)源和非點(diǎn)源污染，但已有相關(guān)研究表明，干流水體倒灌輸入是三峽水庫典型支流氮營養(yǎng)鹽主要來源之一，因此有必要深入探討分析干流倒灌輸入對(duì)支流氮營養(yǎng)鹽補(bǔ)給作用。
　

2、　本論文以三峽水庫典型支流香溪河庫灣為研究對(duì)象，對(duì)香溪河庫灣水流、水環(huán)境進(jìn)行持續(xù)一年的監(jiān)測(cè)。通過現(xiàn)場(chǎng)原位監(jiān)測(cè)和室內(nèi)水化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)，分析了香溪河庫灣主要營養(yǎng)鹽時(shí)空分布特性?；谔烊环€(wěn)定氮同位素示蹤技術(shù)，分析香溪河庫灣分層異重流特性，定量分析不同形式分層異重流背景下，長江干流、庫灣上游徑流對(duì)香溪河庫灣氮營養(yǎng)鹽的貢獻(xiàn)，為三峽水庫富營養(yǎng)化的防控提供數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。通過監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，得到如下初步結(jié)論：
　　（1）以XX06為庫灣上

3、下游分界點(diǎn)，香溪河上游點(diǎn)位DTN、DTP平均濃度與源頭接近，而下游點(diǎn)位DTN、DTP平均濃度則與長江干流接近，說明香溪河庫灣上游營養(yǎng)鹽濃度分布和上游來流有著密切關(guān)系，下游營養(yǎng)鹽濃度分布則受長江干流影響更大。根據(jù)主要營養(yǎng)鹽濃度沿程分布可知，香溪河庫灣DTN濃度沿程增加，而DTP濃度沿程減小，表明庫灣氮營養(yǎng)鹽的空間分布主要受長江干流影響，而磷營養(yǎng)鹽空間分布受上游來流影響更大。
　?。?）通過各類營養(yǎng)鹽與葉綠素a之間的pearson相關(guān)

4、性分析可知，三組實(shí)驗(yàn)中葉綠素a濃度與DTN、DTP、NH4+-N、N03--N濃度基本呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，且與氮營養(yǎng)鹽相關(guān)性高于磷營養(yǎng)鹽相關(guān)性。2015年8月20日實(shí)驗(yàn)中CJXX、XX06表中底及YT水體中葉綠素a與N03--N濃度均呈顯著負(fù)相關(guān)性，XX06底與YT水體中葉綠素a與HN4+-N濃度呈極顯著負(fù)相關(guān)性；2015年11月15日、2016年3月20日實(shí)驗(yàn)中各點(diǎn)位水體中葉綠素a與 HN4+-N、N03—-N濃度大部分呈極顯著負(fù)相關(guān)性。數(shù)據(jù)

5、說明三組實(shí)驗(yàn)中葉綠素a與各類氮營養(yǎng)鹽濃度變化具有極顯著相關(guān)性。
　?。?）2015年8月20日實(shí)驗(yàn)CJXX、XX06表中底和YT中優(yōu)勢(shì)藻種分別為柵藻、小球藻、雙菱藻、新月藻和腎形藻，所有優(yōu)勢(shì)藻種豐度與 DTN濃度變化都呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)性，其中XX06底層水體中優(yōu)勢(shì)藻種豐度與NH4+-N呈顯著負(fù)相關(guān)，YT水體中優(yōu)勢(shì)藻種與N03--N濃度變化呈極顯著負(fù)相關(guān)。2015年11月15日實(shí)驗(yàn)CJXX、XX06表中底和YT中優(yōu)勢(shì)藻種分別為小球藻、

6、腎形藻、舟形藻、小環(huán)藻和小球藻，所有優(yōu)勢(shì)藻種豐度與氮營養(yǎng)鹽都呈負(fù)相關(guān)性，但相關(guān)性系數(shù)沒有第一組實(shí)驗(yàn)大。2016年3月20日CJXX、XX06表中底和YT中優(yōu)勢(shì)藻種分別為小球藻、新月藻、柵藻、舟形藻和腎形藻，其中XX06表、中層水體中優(yōu)勢(shì)藻種豐度與N03—N呈顯著負(fù)相關(guān)性。
　?。?）由三組實(shí)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)藻種對(duì)不同氮鹽吸收動(dòng)力學(xué)參數(shù)可知，小球藻、柵藻、雙菱藻、新月藻、腎形藻和小環(huán)藻對(duì)NH4+-N具有較高親和力，當(dāng)NH4+-N濃度充足時(shí)，對(duì)

7、N03—N的轉(zhuǎn)運(yùn)效率較低，而舟形藻則對(duì)N03—N表現(xiàn)更有親和力，但當(dāng)NH4+-N充足時(shí)，仍對(duì)NH4+-N具有較高最大吸收速率。
　?。?）藻類生長過程中硝氮和氨氮濃度持續(xù)下降，同時(shí)藻細(xì)胞個(gè)數(shù)持續(xù)增加，當(dāng)氨氮吸收速率較大時(shí)，藻細(xì)胞保持較高增長速率。結(jié)合氮營養(yǎng)鹽吸收動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果可知，CJXX、XX06表中底和 YT中優(yōu)勢(shì)藻種對(duì)氨氮最大吸收速率均高于硝氮最大吸收速率。除了 XX06底層水體中舟形藻對(duì)硝氮具有較高親和力，CJXX、XX0

8、6表、底和YT水體中小球藻、新月藻、柵藻和腎形藻均對(duì)氨氮親和力更高，由此可知原位水室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的大部分優(yōu)勢(shì)藻種更易利用氨氮進(jìn)行生長，當(dāng)氨氮充足時(shí)，氨氮吸收速率普遍高于硝氮吸收速率，硝氮吸收量較小，對(duì)硝氮轉(zhuǎn)運(yùn)效率較低。當(dāng)氨氮濃度較低無法滿足藻體生長時(shí)，硝氮吸收速率變大。實(shí)驗(yàn)期間，硝氮濃度持續(xù)高于氨氮濃度，表現(xiàn)為硝氮過量，氨氮為限制因子。
　　（6）由于長江干流水體中氮營養(yǎng)鹽濃度較高，且通過倒灌異重流對(duì)香溪河庫灣水體貢獻(xiàn)量較大，20

9、15年11月15日及2016年3月20日長江干流對(duì)香溪河庫灣表、中、底層水體中氮營養(yǎng)鹽貢獻(xiàn)率均高于庫灣上游徑流貢獻(xiàn)率，數(shù)據(jù)說明香溪河庫灣水體中大部分氮營養(yǎng)鹽都來自于長江干流倒灌。由于降雨等天氣原因，雨水?dāng)y帶沿岸含氮污染物流入上游徑流，上游徑流以順坡異重流形式匯入香溪河庫灣，因此2015年8月庫灣上游徑流對(duì)香溪河庫灣中、底層水體中氮營養(yǎng)鹽貢獻(xiàn)率大于長江干流。
　?。?）通過氫氧同位素示蹤技術(shù)研究可知，2013年3月、8月及11月長江