黄后地下河流域浮游植物对水环境的响应及水体景观优化策略

作     者：王桑菊 

作者单位：贵州师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：肖时珍;吴强

授予年度：2024年

学科分类：07[理学] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 0713[理学-生态学] 

主      题：黄后地下河 浮游植物 水体理化指标响应 水体景观优化策略 

摘      要：如今大部分水体景观出现的问题多是由于水体景观缺乏流动性、水体规划不合理,而使水体景观中的观赏水体变成污水。在各种合适的物理因素如水温、光照、p H、水体流速流态等的作用下,水中的各类营养元素诸如氮磷的失衡,使得水体成为浮游植物生长最合适的温床,浮游植物的大量生长覆盖水体,水体水质变化,从颜色以及气味等发生负面改变,影响整个景观的观赏性,同时也使整个生态失去平衡,水生态环境遭到破坏。论文选取黄后地下河流域13个采样点于2022年春季(4月)、夏季(7月)、秋季(10月)共三个季节浮游植物样品采集并检测,得到该流域的浮游植物群落结构组成特征,分析其与水体理化指标的相关关系及响应,进行浮游植物多样性指数分析及初步评价其群落结构特征。在此基础上选取合适的地点进行水体景观的规划,从而提出对水体景观的保护及优化策略,研究结论如下: (1)共鉴定出浮游植物6门106属268种,黄后地下河流域中以硅藻、绿藻及蓝藻为主要组成,其次为裸藻,甲藻和金藻最少。硅藻门117种,占全部的43.65%,绿藻门97种,占36.19%,蓝藻门38种,占14.23%,裸藻门14种,占5.22%,甲藻门和金藻门各1种,占0.37%。其中优势度较高的是短小舟形藻和小球藻,优势度分别为0.726和0.709,13个采样点均有出现。其中优势度最低的是肘状针杆藻、椭圆小球藻和弯楔藻,优势度均为0.0204。 (2)浮游植物与水体理化指标关系及响应:研究区流域13个采样点中除去hh11是地下水出水口常年水温低于其他样点外,4月水温在16.72℃-20.63℃之间,7月水温在18.01℃-28.08℃之间,10月在16.95℃-19.63℃之间,流域水温基本上处于浮游植物适宜生长范围,且水温变化较小,根据相关性分析也可见,该流域浮游植物细胞密度与水温并无直接相关关系。在4月,细胞密度D(个/L)和溶解氧(mg/L)、p H之间均有着显著的负相关关系,溶解氧越低细胞密度越大,p H降低则细胞密度随之升高。 浮游植物与氮磷营养盐的分析,结合氮、磷浓度与氮磷比进行综合考虑,参照地表水标准选出了TN浓度超过1.5mg/L(达到Ⅴ类、劣Ⅴ类标准)和TP浓度超过0.1 mg/L(Ⅳ类、Ⅴ类标准)的采样点进行氮磷比计算,结合4、7、10月浮游植物种类空间分布分析得到:当N/P≤11时,浮游植物组成大致为硅藻绿藻蓝藻裸藻的结构,硅藻生长种类较多、生长较好,且出现最高值;当N/P11时,出现hh9绿藻硅藻蓝藻裸藻和hh13绿藻硅藻的结构,结果表明N/P11有利于绿藻和裸藻的生长,甚至绿藻在组成结构中占主要地位多于硅藻种类。 (3)根据浮游植物多样性指数分析得到,4月春季,根据物种丰富度指数D评价,各采样点均为清洁型水体,群落结构组成较为复杂而稳定,其物种间个体分布较为均匀,群落均匀程度较高。7月夏季,根据物种丰富度指数D评价,除hh13评价为中污型水体外,其余样点皆为清洁型水体,hh3与hh13样点群落结构发生变化,其群落结构稳定性降低,明显因为绿藻的生长而导致硅藻类的消失,由此分析得出水体因为蓝藻和绿藻的生长,都使得水质评价下降。采样点hh3和hh13均匀度指数下降最为明显,说明其物种间个体分布较为不均匀,群落均匀程度较低。10月秋季,根据物种丰富度指数D评价,除采样点hh8评价为中污型水体外,其余样点皆为清洁型水体。hh1、hh2、hh4、hh8采样点几个样点相较于4月和7月增加了藻类种类,硅藻种类和裸藻种类上升最为明显,四个采样点浮游植物组成基本都为硅藻-绿藻-蓝藻-裸藻的结构,说明在原有群落结构组成上增加了藻类的种类,打破了其原有结构组成,致使其群落结构稳定性降低。四个采样点均匀度指数均出现明显下降,说明群落结构组成中藻类种类增加可能使其结构稳定性降低,均匀度下降,物种间个体分布不均匀,群落均匀程度低,使得其丰富度大幅降低,从而影响水质。 (4)提出水体景观优化策略:一是对水体景观水环境参数进行数据化获取及处理分析,结合对浮游植物采集后对其群落结构特征和物种多样性指数的分析,总结出水环境指数与浮游植物群落结构呈现出的关系。二是针对不同类型的水体景观群落特征和水质情况分析具体污染藻类和营养盐的相互作用。三是针对性选取对营养盐吸收较好的水生植物,吸收过多的营养盐使得过度生长的藻类种类减少,达到水质的净化。四是保护原生的水生植物,即场地内的可利用的植物资源。将场地绿地原有植物保留并结合搭配水生植物,合理利用资源,建设更加丰富的生态环境。五是长期性的管理工作的保证,对水环境基本数据进行定期的监测,便于对水质治理情况的了解和及时应对突发的污染情况。