三峡水库浮游植物群落结构特征及其水环境评价

Characteristics of Phytoplankton Community Structure and Water Environment Assessment in the Three Gorges Reservoir

摘要

为探究三峡水库浮游植物群落结构特征及水环境质量状况，于2021—2022年在三峡水库干支流设置56个采样点进行了季度调查。共鉴定出浮游植物78种，隶属于8门66属，群落类型为绿藻-硅藻-蓝藻型，2021年优势种12种，2022年优势种6种。浮游植物细胞密度具有时空异质性，2021年由大到小次序为：秋季、春季、夏季、冬季；2022年由大到小次序为：夏季、春季、秋季、冬季，空间变化上均表现为支流大于干流的变化趋势。Pearson相关性分析表明，浮游植物生物量与WT、TN、SPC呈极显著正相关性（P<0.001），与NH₄⁺-N、NO₃^--N、DO呈极显著正相关性（P<0.01），与COD_Mn、pH呈显著正相关性（P<0.05）。变差分解分析（VPA）表明，2021年营养盐对浮游植物群落结构影响较大，而2022年则是水体理化性质影响较大。单项理化参数评价、综合营养状态指数评价以及浮游植物α多样性指数评价结果显示，2021—2022年三峡水库水体呈中-轻富营养状态，水体为中污染型水体。

Abstract

In order to investigate the characteristics of phytoplankton community structure and water environment quality in the Three Gorges Reservoir, a quarterly survey was conducted at 56 sampling sites in the main tributaries of the reservoir from 2021 to 2022. A total of 78 species of phytoplankton belonging to 66 genera in 8 phyla were identified. The community exhibited a Chlorophyta-Bacillariophyta-Cyanophyta composition with 12 dominant species in 2021 and 6 in 2022. Phytoplankton cell density showed spatial and temporal heterogeneity: in 2021, the order of cell density from the highest to the lowest was autumn, spring, summer, and winter; in 2022, the order was summer, spring, autumn, and winter; and the spatial variation showed a trend by descending from tributary to main stream. Pearson correlation analysis indicated that phytoplankton biomass was positively correlated with WT, TN and SPC (P<0.001), NH₄⁺-N, NO₃^--N and DO (P<0.01), and COD_Mn and pH (P<0.05). The Variance Partitioning Analysis (VPA) demonstrated that the phytoplankton community structure was significantly affected by nutrient salts in 2021, while the physicochemical properties were significantly affected in 2022. The results of individual physical and chemical parameter evaluation, comprehensive nutrient status index evaluation and phytoplankton α diversity index evaluation showed that the water body of the Three Gorges Reservoir was in a medium to light eutrophic state and was a moderately polluted water body during 2021—2022.

Graphical abstract

关键词

三峡水库 / 浮游植物 / 群落结构 / 环境因子 / 水环境评价

Key words

the Three Gorges Reservoir / phytoplankton / community structure / environmental factors / water environmental assessment

0　 引 言

三峡水库（the Three Gorges Reservoir）是当今世界上规模最大的水利枢纽工程，对水资源调节、能源供应、航运以及文化旅游都有重要作用^[1]。此外，三峡水库还具有重要的生态环境保护功能。三峡水库自蓄水以来，原有的河流水文特征和水域生态系统的结构功能发生改变，建坝成库后流速减缓，其生态功能发生显著变化，水库生境为藻类的生长繁殖提供了有利条件^[2，3]。浮游植物具有种类多、个体小、生命周期短、生长快以及对水体理化环境变化敏感等特点^[4]，是水库生态系统中水生食物链的基础，也是水环境中物质循环、能量流动和信息传递的重要生态载体^[5~7]。浮游植物群落组成及物种多样性直接影响水库生态系统的功能^[8，9]。研究表明，浮游植物群落结构改变可作为水库环境时空动态变化的有效生态信号^[10]。受水体流速、径流量等水文特征及氮、磷营养盐等水环境因子的时空变化影响，浮游植物的细胞密度、生物量及优势种组成在水库不同水文分区存在差异^[11]。因此，浮游植物群落结构是认识水库生态系统结构功能的重要窗口，开展浮游植物群落监测有助于获取水库生态环境信息，为水库的生态环境管理提供支撑。

在水库生态系统中，浮游植物群落具有不同的季节格局^[12]。时空异质性导致环境因子动态变化，从而改变浮游植物群落结构^[13，14]。探明浮游植物群落的时空动态和环境驱动因素，能为了解浮游植物群落在维持水质稳定中的作用提供重要信息。当前，三峡水库水生态系统正处于演化阶段，营养状态已由少营养状态转变为中营养状态^[15]。已有研究通过监测水化学指标^[16]、追踪营养物质来源^[17，18]和浮游植物群落结构分析^[19]探索三峡水库富营养化的原因。本文基于三峡水库2021—2022年的浮游植物及水环境信息调查数据，探究了浮游植物群落时空动态及其与水体理化因子间的关联。相关结果可望为三峡水库生态环境保护和管理提供依据。

1　 材料与方法

1.1　调查区域与采样点设置

本研究于2021年春季（4月）、夏季（7月）、秋季（10月）和2022年冬季（1月）以及2022年春季（4月）、夏季（7月）、秋季（10月）和2022年冬季（12月）对三峡水库（30.822°N~31.257°N，108.368 01°E~110.922 27°E）进行季度调查和样品采集。参考《地表水和污水监测技术规范》^[20]，基于三峡地形及水文特征，结合三峡水库特点共设置56个采样点（如图1），包括干流（长江CJ01L、CJ01~CJ05）和支流（青干河QGH01~QGH05；原水河YSH01~YSH03；童庄河TZH01~TZH05；香溪河XX01~XX08；高兰GL01~GL02；白沙河BSH；深渡河SDH；苎溪河ZXH；开县KX01-KX02；渠马QM01-QM02；高阳GY01-GY02；黄石HS01-HS02；小江XJ；磨刀溪MDX01~MDX02；汤溪河TXH01~TXH03；梅溪河MXH01~MXH02；草堂河CTH；熊猫洞XMD；大昌DC；水口SK；神农溪SNX01~SNX03；绵竹峡MZX）。

1.2　样品分析

浮游植物定量分析：在每个采样点水面下0.5 m处取1 L水样，立刻加入10 mL 10%鲁哥氏液（AR纯， Solarbio公司）固定，带回实验室，静置48 h后，采用虹吸法浓缩至30 mL，摇匀，吸取0.1 mL至浮游生物计数框在光学显微镜（CX21型，Olympus公司）下观察、鉴定和计数^[21]。

浮游植物定性分析：使用25#浮游生物网在每个采样点水面下0.5 m处呈“∞”形拖拽采集浮游植物样品，加入适量4%甲醛溶液固定样品^[21]。参考《中国淡水藻类——系统、分类及生态》^[22]及《中国内陆水域常见藻类图谱》^[23]使用光学显微镜鉴定浮游植物种类。

现场使用多参数水质分析仪（ProDSS型, YSI公司）测定水温(WT)、溶解氧(DO)、电导率(SPC)、氧化还原电位(ORP)和pH，采用塞氏盘（JCT-8S型, 青岛聚创公司）测定透明度(SD)，使用流速仪（FL-KIT型, JDC公司）和浊度计（WGZ-1B型, 上海昕瑞公司）测定流速(Fv)和浊度(Turb)。按照《水和废水监测分析方法》^[24]测定理化指标，包括总磷(TP)、总氮(TN)、硝态氮(NO₃^--N)、氨氮(NH₄⁺-N)、正磷酸盐(PO₄^3--P)、高锰酸盐指数(COD_Mn)、叶绿素a(Chl a)。

1.3　数据分析

优势度Y计算公式为：

Y=N_i/N\times f_i(1)

式中：N表示同一样品中浮游植物总个体数；N_i 表示第i种浮游植物个体数；f_i 表示第i种浮游植物在样品中出现的频度。其中，Y≥0.02的物种定义为优势种^[21]。

采用Shannon-Wiener多样性指数H'、Pielou均匀度指数J和Margalef多样性指数H评价水质污染情况^[25，26]。

Shannon-Wiener多样性指数：

H\text{'}={\displaystyle \sum _i^S}{P}_i\mathrm{l}\mathrm{o}{\mathrm{g}}_{\mathrm{2}}{P}_i(2)

式中：S为样品中的总物种数；P_i 为第i种的个体数n_i 与总个体数N的比值n_i /N。

Pielou均匀度指数：

J=H\text{'}/\mathrm{l}\mathrm{o}{\mathrm{g}}_{\mathrm{2}}S(3)

Margalef多样性指数：

H=S-\mathrm{1}/\mathrm{l}\mathrm{o}{\mathrm{g}}_{\mathrm{2}}N(4)

运用综合营养状态指数（TLI）对三峡水库水生态系统营养状况进行评价，营养状态参数Chl a、TP、TN、SD、COD_Mn的相关权重值分别为0.266 3、0.187 9、0.179 0、0.183 4、0.183 4^[27]。根据（6）式计算综合营养状态指数：

TLI(∑)={\displaystyle \sum _{j=\mathrm{1}}^m}{w}_j\times \mathrm{T}\mathrm{L}\mathrm{I}(j)(5)

式中：TLI(j)为第j种参数的营养状态参数；w_j 为第j种参数的营养状态指数的相关权重。各因子营养状态指数计算公式^[27]为：

TLI (Chl a)=10×(2.5+1.086×lnChl a)(6)

TLI (TP)=10×(9.436+1.624×lnTP)(7)

TLI (TN)=10×(5.453+1.694×lnTN)(8)

TLI (SD)=10×(5.118-1.94×lnSD)(9)

TLI(COD_Mn)=10×(0.109+2.661×lnCOD_Mn)(10)

使用Origin 2021和SPSS statistics 26.0工具进行统计和制图。统计数据除pH外其他环境因子及物种矩阵均经过lg(x+1)转换及Z标准化。使用Origin 2021对浮游植物生物量及各门类细胞密度与环境因子做Pearson相关性分析并制图。采用Canoco 5.0工具对浮游植物物种数据与环境因子数据（分为营养盐和水体理化性质两部分）进行方差分解分析（VPA），以确定环境因子对浮游植物群落结构变化的方差变异解释贡献度，然后通过将分组的数据取交并集的方式获得每组环境解释变量的独立解释贡献度以及全部环境解释变量共同解释的贡献度^[28]。

2　 结 果

2.1　浮游植物群落结构特征

2.1.1　种类组成

三峡水库2021—2022年浮游植物种类组成及所占比例如图2所示。2021年鉴定出浮游植物76种，隶属于8门64属，其中绿藻植物种类数最多，为27属33种，占浮游植物总种类数的43.42%；硅藻植物次之，为17属19种，占浮游植物总种类数的25.00%；蓝藻植物为9属9种，占浮游植物总种类数的11.84%；其余的甲藻、隐藻、金藻、裸藻和定鞭藻植物相对较少，分别为3属5种、2属4种、4属4种、1属1种和1属1种，分别占浮游植物总种类数的6.58%、5.26%、5.26%、1.32%和1.32%。

2022年鉴定出浮游植物78种，隶属于8门66属，多出的两种分别为绿藻门的实球藻和甲藻门的裸甲藻。与2021年相似，绿藻植物种类数也是最多的，为28属34种，占浮游植物总种类数的43.59%；硅藻植物次之，为17属19种，占浮游植物总种类数的24.36%；蓝藻植物为9属9种，占浮游植物总种类数的11.54%；其余的甲藻、隐藻、金藻、裸藻和定鞭藻植物出现的种类相对较少，分别为4属6种、2属4种、4属4种、1属1种和1属1种，分别占浮游植物总种类数的7.69%、5.13%、5.13%、1.28%和1.28%。

三峡水库在2021年和2022年绿藻植物种类数均为最多，在调查期间，绿藻、硅藻与蓝藻之和分别占浮游植物总种数的80.26%和79.49%，是三峡水库的主要浮游植物种类，生态类型均为绿藻-硅藻-蓝藻型。

2.1.2　优势种的季节演替

2021年确定三峡水库浮游植物优势种12种，隶属于4门11属，分别为蓝藻门的微囊藻、束丝藻、假鱼腥藻、浮丝藻和长胞藻，隐藻门的隐藻和斜结隐藻，硅藻门的直链藻、小环藻和针杆藻以及绿藻门的空球藻和小球藻；2022年确定优势种为6种，隶属于4门5属，分别为蓝藻门的微囊藻和长胞藻，隐藻门的隐藻和斜结隐藻，硅藻门的直链藻以及绿藻门的衣藻。

2021年（图3A）三峡水库浮游植物优势种优势度由大至小的季节演替表现为：春季斜结隐藻（0.15），微囊藻（0.09），小环藻（0.05），空球藻（0.04），长胞藻、隐藻和直链藻为0.03；夏季隐藻（0.1），小球藻（0.07），空球藻（0.05），斜结隐藻（0.04），微囊藻、假鱼腥藻、直链藻（0.02）；秋季束丝藻（0.16），假鱼腥藻（0.08），隐藻（0.07），浮丝藻（0.03），微囊藻、直链藻、针杆藻和空球藻（0.02）；冬季直链藻（0.08），隐藻（0.06），微囊藻（0.03）。2022年（图3B）则表现为：春季衣藻（0.13），斜结隐藻（0.11），长胞藻（0.07），隐藻（0.02）；夏季微囊藻（0.29），长胞藻（0.12），衣藻（0.03），直链藻（0.02）；秋季隐藻（0.20），直链藻（0.13），斜结隐藻（0.11），衣藻（0.02）；冬季直链藻（0.10），隐藻（0.05），长胞藻（0.02）。其中，微囊藻、隐藻和直链藻为2021年全年优势藻类，2022年无全年优势藻类，表现为由多到少的变化趋势。

2021年与2022年三峡水库优势种有一定的重叠。2021年三峡水库四季共有优势种3种，分别为微囊藻、隐藻和直链藻；秋季特有的优势种类最多，为3种，分别为束丝藻、浮丝藻和针杆藻；春季和夏季特有优势种分别为2种和1种；冬季无特有优势种。2022年四季无共有优势种，夏季特有优势种1种，为微囊藻，其余三季无特有优势种。

2.2　细胞密度的时空变化

三峡水库浮游植物细胞密度时空变化特征见图4A,B，相对丰度时空变化特征见图4C,D。

如图4A所示，2021年三峡水库浮游植物年平均细胞密度为45.68×10⁵ cells/L，变化范围为0.01×10⁵~2 439.42×10⁵ cells/L；细胞密度季节变化由大到小次序为：秋季（3 226.42×10⁵ cells/L），春季（2 764.23×10⁵ cells/L），夏季（359.43×10⁵ cells/L），冬季（44.61×10⁵ cells/L）；不同采样点的细胞密度变化由大到小次序为：XJ(2 439.42 ×10⁵ cells/L)，KX02(382.85×10⁵ cells/L)，XX08(375.59×10⁵ cells/L)，QM01(319.34×10⁵ cells/L)，GY01(315.81×10⁵ cells/L)，其他采样点。

如图4C所示，2021年蓝藻（6 394.70×10⁵ cells/L）占据绝对优势，其次为隐藻（2 002.38×10⁵ cells/L），绿藻（1 501.95×10⁵ cells/L），硅藻（1 292.19×10⁵ cells/L），甲藻（271.48×10⁵ cells/L），金藻（86.01×10⁵ cells/L），裸藻（9.84×10⁵ cells/L）；相对丰度季节占比由大到小次序为：蓝藻（秋季、春季、夏季、冬季），隐藻（春季、秋季、夏季、冬季），绿藻（夏季、春季、秋季、冬季），硅藻（春季、秋季、夏季、冬季），甲藻（春季、夏季秋季、冬季），金藻（春季、夏季，秋冬季未出现），裸藻（春季、夏季、秋季、冬季）。因此，2021年三峡水库细胞密度组成为蓝藻-隐藻-绿藻型。

如图4B所示，2022年三峡水库浮游植物年平均细胞密度为38.84×10⁵ cells/L，变化范围为0.01×10⁵~1 616.05×10⁵ cells/L，细胞密度季节变化由大到小次序为：夏季（7 640.87×10⁵ cells/L），春季（861.83×10⁵ cells/L），秋季（141.45×10⁵ cells/L），冬季（56.41×10⁵ cells/L）；不同采样点的细胞密度变化由大到小次序为：CTH(1 616.05×10⁵ cells/L)，KX02(1 382.66×10⁵ cells/L)，QM02(1 050.01×10⁵ cells/L)，GY01(992.10×10⁵ cells/L)，XMD(811.72×10⁵ cells/L)，其他采样点。

如图4D所示，2022年蓝藻占绝对优势（8 700.56×10⁵ cells/L），其次为绿藻（1 850.67×10⁵ cells/L），隐藻（1 471.87×10⁵ cells/L），硅藻（716.84×10⁵ cells/L），甲藻（97.05×10⁵ cells/L），裸藻（4.87×10⁵ cells/L），门类相对丰度季节占比由大到小次序为：蓝藻（夏季、春季、秋季、冬季），绿藻（夏季、春季、秋季、冬季），隐藻（春季、秋季、夏季、冬季），硅藻（夏季、秋季、春季、冬季），甲藻（春季、夏季、秋季、冬季），裸藻（秋季、夏季、春季）。因此，2022年库区细胞密度组成为蓝藻-绿藻-隐藻型。

2.3　水环境因子的变化

表1为三峡水库水环境因子的季节变化。2021年，硝态氮是三峡水库总氮的主要赋存形态，占77.06%；氨氮占比较少，不足3%。正磷酸盐占总磷的50%，是磷的主要赋存形态。2022年，总氮年均值较上一年略低，硝态氮约占总氮的46.11%，是氮的主要形态；氨氮占总氮的3.39%。总磷也较上一年度略有下降，正磷酸盐占总磷的44.44%，是磷的主要赋存形态。

2.4　浮游植物群落与环境因子的相关性分析

2.4.1　Pearson相关性

考察了2021—2022年三峡水库浮游植物的生物量、总丰度和各门类细胞密度与14个环境因子的Pearson相关性。

如图5所示，生物量（Chl a）与WT、TN、SPC呈极显著正相关性（P<0.001），相关系数（r）分别为0.26、0.28、0.19；与NH₄⁺-N、NO₃^--N、DO呈极显著正相关性（P<0.01），相关系数（r）分别为0.13、0.15、0.15；与COD_Mn、pH呈显著正相关性（P<0.05），相关系数（r）分别为0.11、0.10。

总丰度与NO₃^--N、TN、WT、SPC呈极显著正相关性（P<0.001），相关系数（r）分别为0.21、0.28、0.27、0.26；与DO、pH呈显著正相关性（P<0.05）,相关系数（r）分别为0.10、0.11。

在各门类细胞密度中，如蓝藻门与WT和SPC呈极显著正相关性（P<0.001），相关系数（r）分别为0.22和0.22；与NO₃^--N、TN呈极显著正相关性（P<0.01），相关系数（r）分别为0.14、0.10；与COD_Mn、pH呈显著正相关性（P<0.05），相关系数（r）分别为0.10、0.11；与ORP呈极显著负相关性（P<0.001），相关系数（r）为-0.17，其余门类细胞密度与环境因子相关性如图5所示。

2.4.2　VPA分析

对2021—2022年三峡水库浮游植物群落与14个环境因子做VPA分析，结果表明，2021年营养盐对影响浮游植物群落变化的解释度最高，为13.8%，其次为水体理化性质，解释度为10.4%，两者联合作用解释度为1.5%；2022年，水体理化性质对影响浮游植物群落变化的解释度最高，为8.8%，其次为营养盐，解释度为3.8%，两者联合作用解释度为1.4%。

2.5　三峡水库水环境质量评价

2.5.1　营养状态评价

综合营养状态指数表明，2021年三峡水库年均值为44.26，干流均值为40.18，支流均值为44.43，水体表现为中营养状态；2022年均值为43.37，干流均值为39.37，支流均值为43.72，水体为中营养状态。总体来看，三峡水库水体营养状态在季节变化上2021—2022年为中营养状态，且2022年较优于2021年；空间变化上则是干流优于支流。

2.5.2　基于α多样性指数的水质评价

基于α多样性指数对三峡水库的水质进行综合评价，结果列于表2。H'指数评价结果：2021年均值为1.18，三峡水库水质为α-中污染型水体；2022年均值为0.85，三峡水库水质为重污染型水体。H指数评价结果：2021年均值是0.42，属α-中污染水体；2022年均值为0.26，水质为α-中污染型水体。J指数评价结果：2021年均值为0.60，三峡水库水质为轻污染或无污染水体；2022年均值为0.65，三峡水库水质为轻污染或无污型水质。综上所述，三峡水库水质2021—2022年为中污染型水体。3种指数的评价结果并不完全一致，是由于不同指数评价的侧重不同。

将三峡水库浮游植物的3个α多样性指数分别与TLI（∑）综合营养状态指数进行线性回归分析（图6），发现均具有极显著的线性相关关系（P<0.001）。因此，运用α多样性指数与综合营养状态指数来评价三峡水库的水生态健康状况较为适合。

3　 讨 论

3.1　三峡水库浮游植物群落结构特征

浮游植物群落具有自身的演替机制，当水体环境发生变化时，浮游植物群落会通过调整物种的相对丰度和组成来适应新的环境条件，这种演替机制可以维持群落的稳定性和适应性^[29]。富营养化的水体中某些优势种的增加会导致浮游植物群落结构发生变化，从而影响整个生态系统的功能。因此，浮游植物群落的变化可能影响水体的生态功能和物质循环过程^[30]。三峡水库自蓄水后有从河流转变成湖泊型水库的趋势，适合微囊藻等喜静水体的藻类生长^[31]。本研究中，三峡水库浮游植物群落结构类型表现为绿藻-硅藻-蓝藻型，浮游植物优势种群具有明显的季节演替，其中微囊藻、隐藻和直链藻在2021年为全年优势藻类，浮游植物群落组成模式与其他中小型湖泊的浮游植物群落组成模式相近^[32~34]。从细胞密度变化看，春、夏季的细胞密度大于秋、冬季，支流细胞密度大于干流，具有明显的时空差异。三峡水库具有亚热带湿润气候特征，气温季节差异大，雨量充沛，季节间的水位、水温及日照光强的变化为浮游植物的季节性演替提供了条件^[35]。另外，干流和支流间的水位、流速差异，造成了空间上细胞密度的差异^[36]。在调查期间，蓝藻的细胞密度在全年库区浮游植物中占有绝对优势，与蓝藻对变化环境的适应力强有关^[37]。根据三峡工程规划^[38]，三峡水库蓄水过程依次经历了135 m（2003年）、156 m（2006年）、175 m试验性蓄水（2008年）和175 m常态运行（2010年及以后）4个阶段。依据水库蓄水进程，将三峡水库蓄水过程划分为3个阶段：蓄水前（2003年及以前）、蓄水后初期运行期（2004—2010年）和蓄水后高水位常态运行期（2011年至今）。相关研究表明，蓄水前，库区干支流以硅藻为主，种类数最多^[39，40]；蓄水后，浮游植物丰度升高，其中绿藻和蓝藻增加显著。这是因为蓄水前后水库的吞吐流量和流域地表径流的强度等均有所不同，导致外源性营养盐的累积量大增^[38，41]，最终影响到浮游植物的群落特征。

3.2　浮游植物群落与环境因子的关系

浮游植物群落与环境因子之间关系密切，这些因子对浮游植物的生长、分布、演替和群落结构产生直接或间接的影响^[42]。本研究中，浮游植物生物量与WT、TN、SPC呈极显著正相关性（P<0.001），与NH₄⁺-N、NO₃^--N、DO呈极显著正相关性（P<0.01），与COD_Mn、pH呈显著正相关性（P<0.05）。水温是浮游植物季节性变化的主要控制因素，通过影响生物酶活性调控浮游植物的光合作用暗反应速率，促进浮游植物的生物合成与碳固定^[43]，进而影响浮游植物群落分布格局。适宜的水温能够促进浮游植物的生长。总氮是评估湖泊水体富营养水平的重要指标，是浮游植物生长代谢所必需的大量元素之一。水体中总氮含量过低或过高，都会对浮游植物群落分布格局构成影响^[9,44~46]。喜静水体的隐藻、甲藻等与水的流速具有显著的负相关性（P<0.05），而喜流动水体的硅藻等则与水的流速具有显著的正相关性（P<0.05）。这是因为，流速加快能够减短水体的交换时间、增加水体的浊度、减小水体的光照强度，使得浮游植物不易聚集，无法大量繁殖生长；反之，流速缓慢导致换水周期延长、水体中泥沙沉积、透明度增大、光照增加，使浮游植物易于聚集生长，加大水华爆发的风险^[40，47]。与三峡水库蓄水前相比，蓄水后坝前的干流水位被动抬高，支流受到干流回水顶托的影响，出现了不同的回水河段，干流、支流河水流速均下降^[38]。支流回水区营养盐存在支流上游来水输入、干流倒灌异重流补给、内源释放、点面源污染、消落带土壤释放等5大类输入途径^[48]。氮磷营养盐因水文特征改变后，库区蓄水后各支流水体的污染负荷日益增多，再加上蓄水所带来的水动力条件变化，使三峡库区支流库湾水体较蓄水前富营养化日趋严重，因此2021—2022年库区营养盐与蓄水前^[38，41]相比有所增加。整体来看，浮游植物群落的动态变化是由水体理化性质和营养盐等多因子共同作用的结果。

3.3　三峡水库水环境质量评价

随着蓄水进程的推进，各支流（库湾）水质类别总体呈现逐步变差的趋势。在蓄水过程中，干流水质稳定，营养盐浓度与水质表现出先恶化再好转的趋势^[41，49]，反映出水库生态系统的不稳定特征，干流倒灌的影响从支流河口向上游沿程逐渐减弱。本研究通过单项理化参数评价、综合营养状态指数评价以及α多样性指数对三峡水库水质进行综合性评价^[50~52]，发现α多样性指数与综合营养状态指数具有极显著的线性相关关系。因此，可运用α多样性指数与综合营养状态指数来评价三峡水库的水生态健康状况。

4　 结 语

本文旨在了解三峡水库浮游植物的群落结构和演替特征以及库区干支流营养状况的时空动态，探讨了蓄水对库区水体营养状况的影响，得到如下结论。1） 三峡水库共鉴定出浮游植物78种，群落结构类型均为绿藻-硅藻-蓝藻型；2021年优势种有12种，2022年优势种有6种；蓝藻占有绝对优势。2） 三峡水库2021年浮游植物群落变化贡献度最高的为营养盐（TN、NO₃^--N、NH₄⁺-N、TP和PO₄^3--P），其次为水体理化性质（SPC、ORP、WT、DO、Fv、pH、SD、COD_Mn和Turb）；2022年与2021年相反。3） 综合营养状态指数和浮游植物α多样性指数评价库区水环境的结果具有一致性；2021—2022年水环境状态为中-轻富营养状态，水体为中污染型水体。

本文研究有助于了解浮游植物对水体营养状态演化的影响，为拓展水库蓄水后的水环境演化理论研究、解决生态恢复问题提供参考依据。但目前的研究还缺乏对库区干支流以及库湾浮游植物长期变化的研究，未来的工作可在监测流域内重点区域浮游植物、构建水库浮游植物群落机制、研究流域内土地利用模式和地形地貌对库区水环境的影响等方面展开。

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基金资助

国家自然科学基金资助项目(U2040210)