基于藻類生長(zhǎng)潛力評(píng)估調(diào)水對(duì)藻類生長(zhǎng)的影響

薛立陽,趙恕軻,胡俊杰,裴國鳳,張 燁①

(1.中南民族大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,湖北 武漢 430074;2.山東省調(diào)水工程運(yùn)行維護(hù)中心,山東 濟(jì)南 250199)

中國人均水資源較為短缺,加上水資源分配不均,以及城市化進(jìn)一步發(fā)展,工業(yè)和居民用水與日俱增[1],調(diào)水是解決水資源分配不均的有效方法。同時(shí)也有研究表明,調(diào)水能有效降低受水水體的氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽負(fù)荷,顯著改善藻類聚集的現(xiàn)象,緩解水體富營(yíng)養(yǎng)化狀況[2]。但調(diào)水也引起了一系列生態(tài)問題,包括影響了河岸緩沖帶的生物多樣性[3],上游飲水渠道藻類大量增殖[4],發(fā)生突發(fā)性水污染[5]、河流水華[6]等問題。許多模型被用于評(píng)估調(diào)水的生態(tài)影響,MIKE3水動(dòng)力模型與碳酸鹽平衡的耦合被用于預(yù)測(cè)調(diào)水引起的pH值變化[7],環(huán)境流體動(dòng)力學(xué)代碼被用于評(píng)估調(diào)水過程中湍流對(duì)浮游植物生長(zhǎng)的影響[8],流域模型 (HSPF)、水庫模型(CE-QUAL-W2)和河流模型(EFDC)的集成建模系統(tǒng)在模擬調(diào)水對(duì)濕地水質(zhì)的影響上得到運(yùn)用[9]。受到模型數(shù)據(jù)輸入的正確性和模型復(fù)雜度的影響[2],調(diào)水工程中環(huán)境因子的復(fù)雜動(dòng)態(tài)變化使模型預(yù)測(cè)存在誤差。浮游藻類是水生生態(tài)系統(tǒng)的重要初級(jí)生產(chǎn)者,生命周期較短,能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)所處的環(huán)境變化做出快速響應(yīng)[10],利用藻類生長(zhǎng)情況對(duì)調(diào)水情況做出預(yù)測(cè)極具潛力。有研究通過模擬云南程海湖調(diào)水過程中的藻類生物量和群落結(jié)構(gòu)成功評(píng)價(jià)了調(diào)水可行性[2]。也有研究利用藻類相關(guān)參數(shù)評(píng)價(jià)了調(diào)水對(duì)太湖水體的影響[11]。目前,針對(duì)調(diào)水對(duì)受水水體產(chǎn)生的影響還缺乏系統(tǒng)的研究,水生態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系尚不完善。

作為調(diào)水線路的重要組成部分,水庫承載著飲水、防洪、灌溉多種重要功能[12],水庫的水生態(tài)健康狀況受到廣泛關(guān)注。峽山水庫是山東省內(nèi)最大的水庫,是膠東地區(qū)重要的水源地,承載著濰坊的供水任務(wù)。降水和地表徑流是水體主要來源,水質(zhì)復(fù)雜多變[13]。棘洪灘水庫是山東省青島市的飲用水供水水庫,水質(zhì)常年保持較優(yōu)水準(zhǔn)[14]。作為飲用水供水水庫,其水質(zhì)的變化成為關(guān)注的重點(diǎn)。目前尚無應(yīng)用藻類生長(zhǎng)潛力系統(tǒng)評(píng)估調(diào)水對(duì)受水水體生態(tài)系統(tǒng)影響的研究,而估算調(diào)水周期內(nèi)供、受水水庫水質(zhì)的變化趨勢(shì),監(jiān)測(cè)水體營(yíng)養(yǎng)狀況,有利于保障水庫的生態(tài)安全。因此,筆者探討了由峽山水庫(供水水庫)向棘洪灘水庫(受水水庫)調(diào)水過程中受水水庫的理化因子和藻類群落結(jié)構(gòu)變化,并開展藻類生長(zhǎng)潛力試驗(yàn),探究調(diào)水對(duì)受水水庫浮游藻類密度和群落結(jié)構(gòu)的影響,為受水水體生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)化管理提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與理化因子測(cè)定

棘洪灘水庫(120°20′～120°21′ N, 36°33′～36°39′ E)壩長(zhǎng)14.2 m,設(shè)計(jì)庫容量為1.46億m3,年水位平均值維持在11.02～13.23 m之間。峽山水庫(119°41′～119°46′ N, 36°31′～36°52′ E)的流域面積為4 210 km2,水庫總庫容14.5億m3。2021年峽山水庫在夏、秋和冬季向棘洪灘水庫調(diào)水,調(diào)水量占比達(dá)到棘洪灘水庫總庫容的50%以上。筆者分別在2021年8月、10月、11月及12月于棘洪灘水庫和峽山水庫采集出水口水樣5 L,每個(gè)樣點(diǎn)重復(fù)采樣2次。采用溫度計(jì)、手持式pH儀(中國雷磁PHB-4)、電導(dǎo)率儀(中國雷磁DDB-303A)、溶氧儀(中國雷磁JPB-607)測(cè)定水體溫度、pH值、電導(dǎo)率(EC)和溶解氧(DO)濃度。部分水樣添加硫酸至pH值為1～2,常溫保存,用于測(cè)定總氮(TN)、總磷(TP)、總可溶性氮(TDN)、總可溶性磷(TDP)、可溶性活性磷(SRP)和Ca2+濃度,實(shí)驗(yàn)方法參照文獻(xiàn)[15]。

1.2 藻類生長(zhǎng)潛力實(shí)驗(yàn)

由于每次調(diào)水的周期較長(zhǎng)(約60～90 d),供、受水體的溫度波動(dòng)范圍較寬,將不同季節(jié)的實(shí)驗(yàn)處理組設(shè)置為同一培養(yǎng)條件,具體實(shí)驗(yàn)方法[16]如下:分別在2021年8月、11月及12月于水庫采集出水口水樣,經(jīng)100 μm孔徑篩絹濾去大型浮游動(dòng)物,將150 mL處理水樣分別置于250 mL三角燒瓶中,并將峽山水庫與棘洪灘水庫水樣按照體積比1∶9、3∶7和5∶5混合,分別作為10%、30%和50%處理組,未混合的峽山水庫和棘洪灘水庫水樣作為對(duì)照組。所有處理組在(25±1) ℃的恒溫光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)[17],[光]照度5 000 lx,光暗比14∶10,培養(yǎng)周期20 d,第1和20天為培養(yǎng)初期和末期。3 h人工搖動(dòng)1次,每3 d取樣1次,每個(gè)三角燒瓶取15 mL水樣,以3 000 r·min-1離心(離心半徑10 cm),濃縮體積至2 mL,將上清液返還至原三角燒瓶中。將底部藻液混勻,取0.1 mL藻液在光學(xué)顯微鏡下利用浮游藻類計(jì)數(shù)框進(jìn)行計(jì)數(shù)和鑒定,剩余藻液返還至原三角燒瓶中。浮游藻類鑒定參考《中國淡水藻類:系統(tǒng)、分類及生態(tài)》[18],計(jì)數(shù)參考《淡水浮游生物研究方法》[19]。

1.3 數(shù)據(jù)處理和分析

采用Origin 2023和SPSS 25.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析,采用one way-ANOVA方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析,采用最小顯著差異法(LSD)檢驗(yàn)各組間的差異顯著性。

2 結(jié)果

2.1 調(diào)水期間水庫理化因子的變化

調(diào)水期間受水水庫ρ(TN)和ρ(TP)均值分別為1.66和0.033 mg·L-1,低于供水水水庫均值(4.28和0.078 mg·L-1)。受水水庫ρ(TP)和ρ(TN)分別為0.026～0.041和1.33～2.10 mg·L-1(表1)。供水水庫的ρ(TP)在0.034～0.100 mg·L-1之間波動(dòng),并在11月達(dá)峰值;ρ(TN)處于1.53～6.77 mg·L-1之間,于11月達(dá)峰值,至12月降至5.52 mg·L-1,但仍處于較高水平。調(diào)水結(jié)束時(shí),受水水庫TN、TP濃度恢復(fù)至調(diào)水前的水平。調(diào)水期間受水水庫ρ(DO)由調(diào)水初期的7.4 mg·L-1最高升至9.4 mg·L-1;pH值持續(xù)下降,由8.28降至7.51;ρ(Ca2+)由22.3 mg·L-1不斷上升至182 mg·L-1。

表1 調(diào)水期間供水和受水水庫的理化因子

2.2 調(diào)水期間藻類細(xì)胞密度的變化

在夏季模擬實(shí)驗(yàn)中,供水和受水水體藻類原始密度相近,兩者生長(zhǎng)曲線無顯著差異(P>0.05)(圖1)。但出現(xiàn)混合處理組比對(duì)照組峰值提前的現(xiàn)象,由12提前至8 d。將對(duì)照組的實(shí)際藻類密度峰值按照混合比例計(jì)算,得到混合藻類密度理論估算峰值,與實(shí)際混合藻類密度峰值對(duì)比(圖2),結(jié)果表明幾種不同比例混合處理組的實(shí)際藻類密度均低于理論估算值(約10%)。

圖1 不同季節(jié)實(shí)驗(yàn)組浮游藻類生長(zhǎng)曲線

圖2 不同季節(jié)實(shí)驗(yàn)組理論估算值與實(shí)際藻類密度峰值的差異

秋季供水和受水水庫初始藻類密度分別為1.2×108和7.25×107L-1,供水水庫的初始藻類密度高于受水水庫(圖1)。培養(yǎng)過程中,供水水體藻類密度峰值為5.6×108L-1,峰值時(shí)間出現(xiàn)于第16天。受水水體藻類密度峰值為1.57×108L-1,峰值時(shí)間出現(xiàn)于第8天。相對(duì)受水水體,對(duì)照組供水水體藻類密度峰值約為受水水體的3.5倍,且峰值時(shí)間出現(xiàn)延后現(xiàn)象。與夏季結(jié)果相似,混合處理組的實(shí)際藻類密度峰值比理論估算值低16%～24%(圖2)。此外,處理組中混合比例為10%和30%的藻類密度峰值出現(xiàn)時(shí)間與受水水體的對(duì)照組相同,均為第8天,而處理組混合比例為50%的藻類密度峰值時(shí)間出現(xiàn)在第12天。

冬季供水水體初始藻類密度為2×107L-1,受水水體初始藻類密度為2.37×106L-1(圖1)。相對(duì)夏秋兩季,冬季水體藻類密度均有所下降。對(duì)照組的藻類密度峰值時(shí)間均出現(xiàn)在第16天并維持至第20天,供受水水體藻類密度峰值分別為4.22×108和8.8×107L-1,供水水體藻類密度峰值是受水水體的5倍左右。除10%處理組的藻類密度峰值時(shí)間與對(duì)照組相同外,其他處理組的藻類密度峰值均提前至第12天并維持至第20天。隨著混合比例的增加,藻類密度峰值呈上升趨勢(shì)。與夏秋季相似,混合組的實(shí)際混合藻類密度低于理論估算值(約為31%～32%),其下降比例高于秋季(圖2),表明在調(diào)水周期內(nèi)受水水體藻類密度受到供水水體藻類密度的影響,但實(shí)際藻類密度峰值均低于理論值,藻類生長(zhǎng)受到一定程度的抑制。

2.3 調(diào)水期間藻類群落結(jié)構(gòu)的變化

夏、秋和冬季供水和受水水體的浮游藻類均存在一些共同的主要優(yōu)勢(shì)種類,但不同季節(jié)的群落結(jié)構(gòu)存在差異(表2)。

表2 不同季節(jié)實(shí)驗(yàn)組主要優(yōu)勢(shì)種類的相對(duì)豐度變化

供水水體夏季的微小平裂藻相對(duì)豐度最高,為23%;秋、冬季的假魚腥藻屬相對(duì)豐度最高,分別為40%和84%。受水水體中夏季微小平裂藻的相對(duì)豐度最高(27%),秋季水華束絲藻的相對(duì)豐度最高(29%),冬季假魚腥藻屬占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)(84%)。假魚腥藻屬是受水和供水水體不同季節(jié)的共同優(yōu)勢(shì)類群,且隨夏、秋、冬季的更替其相對(duì)豐度逐漸提高,由夏季的12%提高至秋季的25%,并在冬季最高達(dá)到84%。同一季節(jié)假魚腥藻屬在供水水體的相對(duì)豐度均高于受水水體。

夏季受水和供水水體對(duì)照組的藻類群落結(jié)構(gòu)變化存在差異(表2)。受水水體對(duì)照組中相對(duì)豐度最高的優(yōu)勢(shì)藻種發(fā)生了變化,由微小平裂藻轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)鞘絲藻屬,而供水水體相對(duì)豐度最高的優(yōu)勢(shì)種始終為微小平裂藻。10%混合處理組的藻類群落結(jié)構(gòu)變化與受水對(duì)照組相似,表現(xiàn)為由相對(duì)豐度最高的微小平裂藻轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)鞘絲藻屬,其他種類的相對(duì)豐度變化不大,而30%和50%混合處理組則與供水水體的對(duì)照組相似,微小平裂藻仍然是相對(duì)豐度最高的優(yōu)勢(shì)種,水華束絲藻的相對(duì)豐度逐漸增加,細(xì)鞘絲藻屬逐漸下降。秋季受水水體對(duì)照組相對(duì)豐度最高的優(yōu)勢(shì)種由水華束絲藻轉(zhuǎn)變?yōu)榧亵~腥藻屬,且尖頭藻屬的相對(duì)豐度由18%增加到培養(yǎng)末期的34%。供水水體對(duì)照組始終為假魚腥藻屬占主要優(yōu)勢(shì),且尖頭藻屬的相對(duì)豐度由9%增至20%。所有混合處理組由相對(duì)豐度最高的假魚腥藻屬轉(zhuǎn)為尖頭藻屬。冬季受水和供水水體對(duì)照組假魚腥藻屬的相對(duì)豐度均為84%,為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種。隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng),假魚腥藻屬的相對(duì)豐度在受水水體與10%處理組中逐漸減少,而在供水水體、30%與50%處理組中有所增加。以上結(jié)果表明,隨調(diào)水比例增加,受水水體的主要優(yōu)勢(shì)種類相對(duì)豐度顯著增加,明顯受到供水水體優(yōu)勢(shì)種生長(zhǎng)的影響。

3 討論

3.1 調(diào)水期間對(duì)受水水庫營(yíng)養(yǎng)狀況的影響

在外源氮磷輸入的情況下,沉積物能夠有效緩解水體氮磷濃度變化[20]。水體中OH-與Fe3+、Ca2+等金屬離子競(jìng)爭(zhēng)PO43-[20],受水水庫持續(xù)下降的pH值將削弱OH-的競(jìng)爭(zhēng)能力,使更多的金屬磷進(jìn)入沉積物而保持水體磷含量的相對(duì)穩(wěn)定。此外,Ca2+濃度升高能提高受水水庫沉積物緩沖磷的能力[20],Ca2+濃度近乎數(shù)量級(jí)的提升使形成磷酸鈣所需PO43-濃度降低,Ca2+濃度升高使更多的磷進(jìn)入沉積物。Ca2+與水體中豐富的含碳無機(jī)鹽-碳酸氫鹽反應(yīng)生成Ca(HCO3)2,隨后轉(zhuǎn)化為CaCO3,并釋放出CO2[21],這將使湖泊水體的pH值不斷下降。在缺氧條件下,NH4+和溶解性活性磷將加速從沉積物向水體釋放,而溶解性有機(jī)氮和磷的礦化速率將會(huì)降低[22],受水水庫中DO濃度的升高可能導(dǎo)致其更容易成為“匯”而非“源”,這對(duì)于水庫緩沖因高濃度營(yíng)養(yǎng)水體進(jìn)入而產(chǎn)生的沖擊具有重要意義。

3.2 調(diào)水對(duì)受水水庫浮游藻類生物量影響

溫度和營(yíng)養(yǎng)鹽被認(rèn)為是影響藻類生長(zhǎng)的關(guān)鍵因子[23-24]。夏季試驗(yàn)結(jié)果顯示,供水和受水水庫的浮游藻類密度接近,雖然供受水庫氮磷濃度存在差異,但較高的溫度可能對(duì)藻類的生物量起促進(jìn)作用(表1)。溫度升高將加快水體的物質(zhì)循環(huán),提高藻類的新陳代謝速率[25-26],進(jìn)而導(dǎo)致藻類大量繁殖。此外,氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽可利用形式的差別也會(huì)影響藻類的生物量[27],供水水庫較高的氮磷濃度可能與汛期相關(guān),大量非藻類可利用形式的氮磷匯入湖泊,使藻類生物量短時(shí)間仍舊保持之前的水平。研究發(fā)現(xiàn),夏季處理組的浮游藻類密度峰值時(shí)間提前,使得培養(yǎng)末期處理組的浮游藻類密度均低于對(duì)照組。浮游藻類密度峰值時(shí)間提前,表明藻類生長(zhǎng)由于不同水體的混合而得到促進(jìn),但處理組比對(duì)照組的浮游藻類細(xì)胞密度峰值反而有所下降。

為了進(jìn)一步分析不同水體混合之后對(duì)藻類的生物量帶來的影響,假設(shè)不同水體按比例混合之后導(dǎo)致了營(yíng)養(yǎng)鹽濃度的線性變化,并由此導(dǎo)致藻類生物量的線性變化,營(yíng)養(yǎng)鹽濃度與藻類生物量的線性相關(guān)在部分文獻(xiàn)[28]中得到了證實(shí)。利用對(duì)照組浮游藻類密度峰值隨混合比例的線性變化值作為處理組的理論估算值,與處理組的實(shí)際浮游藻類密度峰值進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,夏季至冬季處理組的浮游藻類密度峰值均低于理論估算值,且隨季節(jié)后移而降低。有研究認(rèn)為,生物之間的競(jìng)爭(zhēng)會(huì)消耗額外的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)用于生長(zhǎng)繁殖之外的生命活動(dòng),例如產(chǎn)毒藻類會(huì)在與其他藻類競(jìng)爭(zhēng)的過程中產(chǎn)生毒素以維持其優(yōu)勢(shì)地位[29]?？赡苁怯捎谇锒井a(chǎn)毒藻類假魚腥藻屬和尖頭藻屬的優(yōu)勢(shì)增加導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)加劇,使浮游藻類密度峰值相比理論值下降。由此推測(cè)不同水體的混合將會(huì)導(dǎo)致藻類潛在的競(jìng)爭(zhēng)加劇,競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度可能與浮游藻類的群落結(jié)構(gòu)相關(guān),從而表現(xiàn)為部分優(yōu)勢(shì)種在培養(yǎng)過程中被演替和浮游藻類密度峰值時(shí)間提前,從而出現(xiàn)藻類的實(shí)際密度峰值比理論值低的現(xiàn)象,且由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的大量消耗,衰減發(fā)生得更快。調(diào)水過程中藻類的競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)加劇,一定程度上會(huì)降低受水水庫藻類水華發(fā)生的概率。這與太湖利用調(diào)水緩解水體富營(yíng)養(yǎng)化的研究結(jié)果[11]相似。

來自數(shù)百個(gè)湖泊的數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明,氮磷濃度將顯著影響葉綠素濃度[30],藻類生長(zhǎng)與氮磷濃度密切相關(guān)。在秋冬季的試驗(yàn)中,供受水庫之間氮磷濃度的差異可能是初始浮游藻類密度存在差異的主要原因。隨著混合比例的增加,處理組的營(yíng)養(yǎng)鹽濃度增加,浮游藻類密度峰值升高,表明營(yíng)養(yǎng)鹽仍是影響藻類生長(zhǎng)的主要因子。供受水體之間的營(yíng)養(yǎng)鹽濃度差距仍然是影響調(diào)水過程中藻類生長(zhǎng)的主要因素。利用優(yōu)質(zhì)水源調(diào)水改善水生態(tài)環(huán)境的方法被認(rèn)為是可行的[2,11]。但由于居民和工業(yè)用水的增加,部分水質(zhì)較差的水源地可能進(jìn)入調(diào)水線路?？紤]到不同水體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的差異,調(diào)水可能增加藻類水華發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),受水水體的生態(tài)安全評(píng)估和預(yù)警就顯得十分重要。

3.3 調(diào)水對(duì)受水水庫浮游藻類群落結(jié)構(gòu)的影響

浮游藻類的群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子密切相關(guān),能夠反映當(dāng)前水體的健康狀況[31]。供受水庫不同季節(jié)的浮游藻類群落結(jié)構(gòu)具有一定的相似度,這可能與供受水庫之間的調(diào)水和季節(jié)變化相關(guān)。受水水庫屬于調(diào)水型水庫,內(nèi)部水體交流頻繁,浮游藻類的群落結(jié)構(gòu)受到供水水體影響[31]。不同混合比例對(duì)受水水體的浮游藻類群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響不同,混合比例在10%以下的處理組的浮游藻類群落結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì)與受水水體對(duì)照組相似,而混合比例超過30%的處理組則與供水水體對(duì)照組相似。雖然秋季和冬季的供、受水水體浮游藻類密度存在差異,但混合比例為10%處理組浮游藻類密度峰值與受水水體對(duì)照組相似,混合比例超過30%的處理組浮游藻類密度峰值則比受水水體對(duì)照組高。外來水體對(duì)受水水體浮游藻類群落結(jié)構(gòu)的影響存在一定的限度,這與SONG等[2]的研究結(jié)果類似,但比例超過30%的調(diào)水將明顯影響受水水體的藻類群落結(jié)構(gòu)?？紤]到調(diào)水對(duì)受水水體浮游藻類的影響,部分產(chǎn)毒藻株可能對(duì)居民用水安全和受水水體的水生態(tài)環(huán)境具有一定的負(fù)面作用,浮游藻類的群落結(jié)構(gòu)也應(yīng)作為調(diào)水期間持續(xù)監(jiān)測(cè)的重要生物指標(biāo)。

總體來看,供受水庫整體的藻類群落結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)勢(shì)種由微小平裂藻轉(zhuǎn)變至假魚腥藻屬。假魚腥藻屬對(duì)氮的需求較高,生物量隨TN濃度的升高而升高[32]。供水水庫TN濃度持續(xù)升高可能是其占據(jù)優(yōu)勢(shì)的主要原因。環(huán)境溫度低于平裂藻生長(zhǎng)的最佳溫度也可能是其喪失優(yōu)勢(shì)地位的原因[33]。雖然受水水庫TN濃度在調(diào)水期間保持較低水平,但供水水庫持續(xù)的調(diào)水可能是受水水庫假魚腥藻屬占據(jù)主要優(yōu)勢(shì)的原因。在冬季的試驗(yàn)結(jié)果中,假魚腥藻屬的優(yōu)勢(shì)地位在混合比例低于10%時(shí)得到削弱,而在混合比例超過30%時(shí)維持其優(yōu)勢(shì)地位。即使調(diào)水導(dǎo)致受水水體假魚腥藻屬占據(jù)主要優(yōu)勢(shì),且在冬季占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì),但因調(diào)水期間受水水體TN濃度保持相對(duì)穩(wěn)定,調(diào)水結(jié)束后可能喪失優(yōu)勢(shì)地位。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,調(diào)水量控制在10%以內(nèi)會(huì)將削弱假魚腥藻屬的優(yōu)勢(shì)地位,但可能增加尖頭藻屬的優(yōu)勢(shì)。秋季的試驗(yàn)結(jié)果顯示,尖頭藻屬的優(yōu)勢(shì)可能由于調(diào)水而增加。當(dāng)混合比例達(dá)到30%時(shí),其在培養(yǎng)末期相對(duì)豐度達(dá)到57%。尖頭藻屬對(duì)磷要求較低,具有較高的堿性磷酸酶活性,在低磷營(yíng)養(yǎng)條件下能夠成為優(yōu)勢(shì)種[34],這可能是培養(yǎng)末期營(yíng)養(yǎng)耗盡時(shí)尖頭藻屬仍能夠占據(jù)主要優(yōu)勢(shì)的原因。值得注意的是,尖頭藻屬和假魚腥藻屬可能釋放毒素和異味物質(zhì)[34-35],這可能對(duì)水體和居民用水健康產(chǎn)生一定的影響。此外,由于不同季節(jié)調(diào)水期野外水體的實(shí)際溫度存在一定差異,而室內(nèi)培養(yǎng)參考了藻類生長(zhǎng)潛力實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)方法[16],將不同季節(jié)的實(shí)驗(yàn)處理均設(shè)置為適合大多數(shù)藻類生長(zhǎng)的最適溫度[17],此溫度雖然凸顯了藻類生長(zhǎng)的潛力,但是忽略了不同季節(jié)調(diào)水之間的溫度差異對(duì)藻類生長(zhǎng)的影響,所以該實(shí)驗(yàn)的室內(nèi)培養(yǎng)結(jié)果只能在某種程度上反映單次調(diào)水后受水水體藻類生長(zhǎng)和群落結(jié)構(gòu)的變化趨勢(shì)。故今后在類似研究中需要完善和利用更合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

4 結(jié)論

調(diào)水期間,在高營(yíng)養(yǎng)水體輸入情況下受水水庫氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽濃度保持相對(duì)穩(wěn)定。供受水水體的混合使浮游藻類密度峰值時(shí)間提前,而秋季供受水水體混合使峰值時(shí)間延后;隨著供受水水體混合比例的增加,夏季浮游藻類密度峰值有所下降,而秋季和冬季則有所增加。供受水水體混合使實(shí)際浮游藻類密度峰值低于理論估算值,最高達(dá)到31%。受水水體的浮游藻類群落結(jié)構(gòu)受供水水體影響,供受水水體的混合使主要優(yōu)勢(shì)藻種發(fā)生改變,夏季混合增加了水華束絲藻的相對(duì)豐度,并在秋季成為受水水體的主要優(yōu)勢(shì)藻種。隨著供水水體假魚腥藻屬相對(duì)豐度的不斷增加,假魚腥藻屬成為冬季受水水體的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)藻種。因此,受水水體在接受外來高營(yíng)養(yǎng)水體時(shí)具有一定的緩沖作用。雖然供水水體的營(yíng)養(yǎng)鹽濃度是影響受水水體浮游藻類的生長(zhǎng)的主要因素,且能影響受水水體浮游藻類群落結(jié)構(gòu),但調(diào)水加劇了藻類的潛在競(jìng)爭(zhēng),這將在一定程度上減少藻類水華發(fā)生的概率。該研究有助于了解復(fù)雜調(diào)水背景下高營(yíng)養(yǎng)水體的輸入對(duì)受水水體的理化因子和浮游藻類生長(zhǎng)的影響,為科學(xué)管理和調(diào)水決策提供理論支撐。未來還需進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件,將更多藻類生長(zhǎng)指標(biāo)納入研究?jī)?nèi)容,并考慮多種因素對(duì)浮游藻類生長(zhǎng)的影響。