李 哲，張?jiān)?，楊中華，郭勁松，劉 靜，李 丹，肖 艷

(1：中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院，重慶 400030)

(2：重慶大學(xué)城市建設(shè)與環(huán)境工程學(xué)院，重慶 400044)

(3：武漢大學(xué)水資源與水電工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430072)

三峽澎溪河回水區(qū)流速對(duì)藻類原位生長(zhǎng)速率的影響*

李 哲1，2，張?jiān)?，楊中華3，郭勁松1，劉 靜2，李 丹3，肖 艷1

(1：中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院，重慶 400030)

(2：重慶大學(xué)城市建設(shè)與環(huán)境工程學(xué)院，重慶 400044)

(3：武漢大學(xué)水資源與水電工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430072)

為明晰不同流速水平對(duì)三峽支流回水區(qū)庫灣藻類原位生長(zhǎng)的影響，本文采用可調(diào)速的環(huán)形實(shí)驗(yàn)槽，選擇三峽水庫不同運(yùn)行狀態(tài)(低水位、高水位)，對(duì)三峽澎溪河高陽平湖庫灣藻類生物量(用葉綠素a濃度表示)變化特征進(jìn)行原位受控實(shí)驗(yàn).通過流速在0(對(duì)照)、0.1、0.2和0.3m/s的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，夏季低水位階段澎溪河水域光熱充足，但流速升高(>0.2m/s)對(duì)藻類原位比生長(zhǎng)速率具有一定影響.大體上，高陽平湖水域藻類原位比生長(zhǎng)速率與流速水平呈對(duì)數(shù)關(guān)系.冬季高水位運(yùn)行期間，流速的升高將可能在一定程度上促進(jìn)水柱擾動(dòng)，成為維持藻類在上層水體受光生長(zhǎng)、避免下沉的主要因素.該時(shí)期，采用調(diào)節(jié)流速、流量的方法抑制藻類生長(zhǎng)的難度相對(duì)較大.

三峽庫區(qū)；澎溪河；高陽平湖；生態(tài)槽；流速；控藻

在河流、水庫等流動(dòng)性水體，水動(dòng)力條件是藻類生境的關(guān)鍵宏觀物理參量，既有研究表明水華暴發(fā)與水動(dòng)力條件呈顯著相關(guān)[1-3].王麗平等[4]、王紅萍等[5]分別對(duì)水華頻發(fā)的大寧河、漢江進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)水流條件是研究區(qū)內(nèi)藻類暴發(fā)的主要誘導(dǎo)因素之一，合適的流速條件能給藻類生長(zhǎng)營(yíng)造有利的外部環(huán)境.Acuna等[6]、Mitrovic等[7]分別對(duì)南美洲Pampean溪、大洋洲D(zhuǎn)arling河進(jìn)行研究，指出較緩的流速能促進(jìn)懸浮藻類的生長(zhǎng)，而過高的流速則抑制懸浮藻類的生長(zhǎng).目前形成的共同觀點(diǎn)是：適宜的水體流速有利于藻類不斷得到新的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)，并促進(jìn)藻類的生長(zhǎng)和繁殖.過大的流速則會(huì)導(dǎo)致較大的剪應(yīng)力和切變速率，不僅干擾藻類在真光層中穩(wěn)定受光生長(zhǎng)，甚至可能導(dǎo)致藻類細(xì)胞的破壞[8].但是，由于藻類生長(zhǎng)、繁殖是一個(gè)多參數(shù)協(xié)同作用的復(fù)雜過程，實(shí)際水域中藻類同流速的函數(shù)關(guān)系受到其他生境參量的影響，依然具有不確定性.

三峽水庫成庫以來支流回水區(qū)頻繁出現(xiàn)的水華現(xiàn)象是近10年來我國(guó)水庫生態(tài)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn).盡管目前已有不少研究發(fā)現(xiàn)特定流速范圍對(duì)該水域藻類生長(zhǎng)存在影響，但在“蓄清排渾”的水庫運(yùn)行狀態(tài)下藻類增殖同流速的定量關(guān)系及其在實(shí)際水體中的原位驗(yàn)證仍鮮有報(bào)道.為明確水庫不同運(yùn)行階段藻類原位生長(zhǎng)速率同流速大小的定量關(guān)系，為確定水庫生態(tài)調(diào)度的流速條件提供依據(jù)，筆者所在團(tuán)隊(duì)曾對(duì)三峽水庫中段支流澎溪河高陽平湖水域藻類原位生長(zhǎng)速率進(jìn)行了初步研究[9-11]，在前期研究基礎(chǔ)上，本研究擬采用環(huán)形實(shí)驗(yàn)槽開展原位受控實(shí)驗(yàn)，分析水庫不同運(yùn)行階段(高水位、低水位)下不同流速水平對(duì)槽中藻類生長(zhǎng)的影響，分析該水域特定水庫運(yùn)行階段“調(diào)度控藻”方案所需達(dá)到的流速條件.

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域

澎溪河地處四川盆地東部邊緣，流域面積5173km2，干流全長(zhǎng)182.4km.高陽平湖水域(圖1)，地處澎溪河下游永久回水區(qū)中部，地勢(shì)平坦，上游水體經(jīng)峽谷流入此處，流速減緩，具有類似湖泊的地貌環(huán)境及水文水力特征.該水域在夏季低水位階段平均水深不足15m，冬季高水位階段平均水深將超過40m，形成了近似于“淺水湖泊?深水湖泊”的季節(jié)性交替特征.本研究原位培養(yǎng)地點(diǎn)為高陽平湖李家壩處庫灣內(nèi)原位實(shí)驗(yàn)平臺(tái)處(31°5′48″N，108°40′20″E)，該水域?yàn)榘敕忾]性庫灣，常年水體流速范圍為0～0.8m/s，水華期間通常流速不超過0.5m/s.

1.2 實(shí)驗(yàn)裝置

整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)在浮排上，通過繩索牽引漂浮于實(shí)驗(yàn)水域.浮排尺寸為6m×4m，中間通過金屬支架連接.實(shí)驗(yàn)裝置懸掛在支架上并浸于水中，共設(shè)計(jì)了3個(gè)環(huán)形實(shí)驗(yàn)槽(圖2).生態(tài)槽整體裝置由外筒、內(nèi)筒、槳葉、電機(jī)及電機(jī)盒組成.內(nèi)筒與外筒間組成內(nèi)徑500mm、外徑1000mm、高度2000mm的封閉盛水空間.整個(gè)結(jié)構(gòu)件采用10mm厚亞克力板材制作，內(nèi)外筒為一次成型加工，與底蓋無縫熔接，保證整個(gè)裝置的強(qiáng)度.3個(gè)實(shí)驗(yàn)槽中，兩個(gè)可以通過普通電機(jī)和多級(jí)差速控制裝置調(diào)整槳葉轉(zhuǎn)速，驅(qū)動(dòng)水體在槽中往復(fù)流動(dòng)并獲得不同的流速梯度，稱為流速實(shí)驗(yàn)槽；另一個(gè)為靜置水體，無流速調(diào)節(jié)功能，稱為對(duì)照槽.安裝時(shí)，流速實(shí)驗(yàn)槽和對(duì)照槽上緣位于水面上500 mm，防止實(shí)驗(yàn)期間湖水進(jìn)入槽內(nèi).

圖1 澎溪河回水區(qū)云陽段及高陽平湖示意Fig.1 Backwater area of the Pengxi River and Lake Gaoyang

圖2 流速實(shí)驗(yàn)槽Fig.2 Experimental tank

1.3 原位實(shí)驗(yàn)方法

原位實(shí)驗(yàn)時(shí)間分別選擇在水庫低水位階段(2011年6月底至7月初)和高水位階段(2011年11月底至12月初)，分別代表了三峽水庫澎溪河回水區(qū)兩種典型的生境特征[9-11]：

1) 低水位階段：為藻類生長(zhǎng)季節(jié)，光熱與營(yíng)養(yǎng)物輸入均滿足藻類生長(zhǎng)的基本需求，但同期為汛期，不穩(wěn)定的水動(dòng)力條件限制了藻類的生長(zhǎng)；

2) 高水位階段：水位升高在一定程度上為藻類創(chuàng)造了相對(duì)穩(wěn)定的水動(dòng)力條件，但水溫下降，限制藻類生長(zhǎng)，使其逐漸進(jìn)入冬季非生長(zhǎng)季節(jié).不少藻類將因?yàn)榛钚韵陆刀饾u下沉.

根據(jù)前期該水域流速監(jiān)測(cè)結(jié)果，確定原位實(shí)驗(yàn)的3個(gè)流速水平分別為0.1、0.2和0.3m/s，以靜置且透明的對(duì)照槽(流速為0m/s)和桶外高陽平湖庫灣水體為對(duì)照.為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠，每個(gè)流速水平均采用2個(gè)流速實(shí)驗(yàn)槽同步開展平行觀測(cè).本實(shí)驗(yàn)的基本假設(shè)是在富營(yíng)養(yǎng)條件下流速可能對(duì)藻類生長(zhǎng)產(chǎn)生影響，故整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間暫不考慮營(yíng)養(yǎng)物限制或外源性營(yíng)養(yǎng)物補(bǔ)充對(duì)藻類生物量的貢獻(xiàn).

根據(jù)Trimbee等[12]和Gaedeke等[13]的觀點(diǎn)，藻類群落結(jié)構(gòu)(多樣性和演替速率)對(duì)外界擾動(dòng)響應(yīng)顯著的時(shí)段為5～15d；另外，Reynolds[14]研究表明淡水湖泊中藻類世代周期一般為3～4d，2～3倍于世代周期的時(shí)間間隔(6～16d)易于反映藻類群落演替特征.故綜合考慮選擇實(shí)驗(yàn)周期為7d，每24h采樣1次，采樣時(shí)間控制在9：30-12：00.為防止實(shí)驗(yàn)槽外表滋長(zhǎng)水綿等附著性藻種，產(chǎn)生遮光效應(yīng)并對(duì)實(shí)驗(yàn)造成不利影響，實(shí)驗(yàn)前對(duì)實(shí)驗(yàn)槽外筒進(jìn)行酸洗，實(shí)驗(yàn)期間每天下午對(duì)實(shí)驗(yàn)槽水下部分外表進(jìn)行刷洗.

絕大多數(shù)藻類種群增長(zhǎng)符合指數(shù)增長(zhǎng)模型：

Nt=N0·eμ·t

(1)

式中，Nt為t時(shí)刻藻類生物量；N0為初始藻類生物量，本研究選擇葉綠素a(Chl.a)濃度作為藻類生物量估算的測(cè)量指標(biāo).所獲得的藻類原位受控生長(zhǎng)速率為實(shí)驗(yàn)槽中的比生長(zhǎng)速率.上述公式可進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為：

(2)

式中，μ為藻類原位比生長(zhǎng)速率(d-1)，Xi為i時(shí)刻Chl.a的質(zhì)量濃度(mg/m3)，t為采樣時(shí)間(d).研究中，不扣除對(duì)照的生長(zhǎng)速率以桶外高陽平湖湖水中藻類比生長(zhǎng)速率為參照，而扣除對(duì)照的比生長(zhǎng)速率則以對(duì)照槽內(nèi)0m/s流速時(shí)藻類比生長(zhǎng)速率為參照.

1.4 水體理化指標(biāo)測(cè)定

流速實(shí)驗(yàn)槽內(nèi)流速水平為平均流速，采用槽內(nèi)上、中、下3個(gè)深度與內(nèi)環(huán)、外環(huán)2個(gè)垂線共6個(gè)測(cè)點(diǎn)的流速數(shù)據(jù)取平均值后獲得相應(yīng)工況的平均流速水平.

使用5L改良式采水器采集水樣，采集槽內(nèi)0.5、1.2和2.0m 3個(gè)水層深度處的水樣，等量混合后于48h內(nèi)完成全部樣品分析.現(xiàn)場(chǎng)同步測(cè)試實(shí)驗(yàn)槽內(nèi)和湖水的各項(xiàng)生態(tài)指標(biāo).溶解氧(DO)采用YSI?Pro ODO測(cè)定，水溫和pH值采用YSI?63測(cè)定，水下光強(qiáng)采用Li-COR?192SA測(cè)定，光衰減系數(shù)(Kd)按照文獻(xiàn)[15]的方法測(cè)定.正午光強(qiáng)由現(xiàn)場(chǎng)科研級(jí)氣象站所配置的Li-COR?190光量子儀測(cè)定.

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)方法

所有數(shù)據(jù)均錄入SPSS?軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析.采用Spearman相關(guān)性分析說明數(shù)據(jù)間變化的線性相關(guān)性.采用Kruskal-Wallis分析說明數(shù)據(jù)間差異顯著性.采用Origin?軟件進(jìn)行作圖.

2 結(jié)果與分析

2.1 水庫不同運(yùn)行階段藻類原位生長(zhǎng)速率特征

低水位階段，對(duì)照槽內(nèi)水體Chl.a濃度變化相對(duì)平緩，而流速實(shí)驗(yàn)槽中水體Chl.a濃度則呈現(xiàn)較顯著的變化.流速為0.3m/s時(shí)，流速實(shí)驗(yàn)槽中Chl.a濃度經(jīng)歷了首先迅速升高而后迅速下降的大波動(dòng)，藻類在實(shí)驗(yàn)第2、3d的生物量最大，達(dá)到60～70μg/L，而后在第5d迅速下降至原位實(shí)驗(yàn)期間最低水平(11.3μg/L)，在第6、7d Chl.a濃度逐步回升.流速為0.2m/s時(shí)，流速實(shí)驗(yàn)槽中Chl.a濃度在第4d達(dá)到峰值(50.8μg/L)，而后緩慢下降，其變化幅度顯著小于0.3m/s流速組.在流速為0.1m/s時(shí)，同對(duì)照槽相比，流速實(shí)驗(yàn)槽前3d Chl.a濃度變化趨勢(shì)與其相一致，而從第4d開始Chl.a濃度出現(xiàn)了較顯著的升高，在第5d達(dá)到峰值(72.4μg/L)，雖然第6、7d出現(xiàn)下降，但總體上流速實(shí)驗(yàn)槽Chl.a濃度顯著高于對(duì)照槽，上述趨勢(shì)與高陽平湖中Chl.a濃度的同期變化過程一致(圖3).

高水位階段為藻類非生長(zhǎng)季節(jié).研究期間，對(duì)照槽同流速實(shí)驗(yàn)槽內(nèi)的藻類變化并未呈現(xiàn)明顯特征，但對(duì)照槽內(nèi)Chl.a濃度變化與高陽平湖湖水中的呈極顯著正相關(guān)(R2=0.906，P≤0.01).比較發(fā)現(xiàn)，在流速為0.3m/s時(shí)，流速實(shí)驗(yàn)槽中藻類Chl.a濃度水平基本保持平穩(wěn)，甚至出現(xiàn)略微增長(zhǎng)的趨勢(shì).但對(duì)照槽和高陽平湖湖水中的Chl.a濃度則呈現(xiàn)顯著下降的趨勢(shì)，在第6、7d降至最低.在流速為0.2m/s時(shí)，流速實(shí)驗(yàn)槽內(nèi)Chl.a濃度在第3d出現(xiàn)第一個(gè)峰值(2.7μg/L)，此后略有下降，而后又略有升高.雖然對(duì)照槽和高陽平湖湖水中的Chl.a濃度總體仍呈下降趨勢(shì)，但該階段Chl.a濃度下降趨勢(shì)顯著弱于0.3m/s流速組的下降趨勢(shì).在流速為0.1m/s時(shí)，流速實(shí)驗(yàn)槽內(nèi)藻類呈現(xiàn)出較顯著的增長(zhǎng)趨勢(shì)，在第2～3d時(shí)增長(zhǎng)較為明顯，第4d后的變化趨勢(shì)與高陽平湖湖水、對(duì)照槽基本一致.而高陽平湖湖水和對(duì)照槽內(nèi)Chl.a濃度在第2d保持相對(duì)較高水平后出現(xiàn)顯著下降，但在第4d后出現(xiàn)逐漸回升的趨勢(shì)(圖3).

圖3 不同水位實(shí)驗(yàn)槽中Chl.a濃度的變化過程Fig.3 Changes of Chl.a concentrations in the experimental tanks with different water levels

研究期間，不同流速水平下的每日藻類原位比生長(zhǎng)速率的均值見圖4.比較分析可以看出，低水位階段，隨著實(shí)驗(yàn)流速?gòu)?.1m/s逐漸升高到0.3m/s，流速實(shí)驗(yàn)槽中藻類比生長(zhǎng)速率從0.26d-1逐漸下降到-0.10d-1，表現(xiàn)出指數(shù)變化的下降趨勢(shì).根據(jù)圖4的結(jié)果，采用對(duì)數(shù)函數(shù)形式對(duì)流速水平和實(shí)驗(yàn)槽中藻類比生長(zhǎng)速率的變化進(jìn)行擬合：

(3)

擬合結(jié)果表明，水庫低水位運(yùn)行條件下流速實(shí)驗(yàn)槽中藻類比生長(zhǎng)速率同流速水平呈對(duì)數(shù)關(guān)系，擬合結(jié)果顯著且有效.該對(duì)數(shù)模型可以用于預(yù)測(cè)不同流速下的藻類比生長(zhǎng)速率.

從高水位階段生長(zhǎng)速率的計(jì)算結(jié)果可以看出，隨著實(shí)驗(yàn)流速?gòu)?.1m/s升高到0.3m/s，流速實(shí)驗(yàn)槽中藻類比生長(zhǎng)速率從0.046d-1下降到0.018d-1，表現(xiàn)出近似直線變化的下降趨勢(shì)(圖4).為與低水位的擬合模型相互匹配，采用對(duì)數(shù)函數(shù)形式對(duì)流速水平和流速實(shí)驗(yàn)槽中藻類比生長(zhǎng)速率的變化進(jìn)行擬合：

μ=0.0246ln(v)-0.0091(R2=0.938，P≤0.01，不扣除對(duì)照，0.1≤v≤0.3)

(4)

擬合結(jié)果顯著且有效.該對(duì)數(shù)模型可以用于預(yù)測(cè)高水位下藻類的比生長(zhǎng)速率.

圖4 不同水位實(shí)驗(yàn)槽內(nèi)藻類比生長(zhǎng)速率變化Fig.4 Specific growth rates of algae in the experimental tanks with different water levels

2.2 環(huán)境要素

在藻類生長(zhǎng)季節(jié)，三峽水庫位于汛期低水位運(yùn)行狀態(tài)，澎溪河回水區(qū)水體滯留時(shí)間相對(duì)較短，總體上呈河流型-過渡型特征.適宜的光熱條件和湖水中相對(duì)豐富的氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽為藻類生長(zhǎng)創(chuàng)造了相對(duì)優(yōu)越的生境條件，但不穩(wěn)定的水動(dòng)力特征將對(duì)澎溪河回水區(qū)藻類生長(zhǎng)產(chǎn)生影響.藻類非生長(zhǎng)季節(jié)，三峽水庫位于枯水季節(jié)高水位運(yùn)行狀態(tài)，水溫下降和太陽輻射強(qiáng)度的下降使藻類生長(zhǎng)受到極大的限制，同時(shí)澎溪河回水區(qū)水體滯留時(shí)間極大延長(zhǎng)，總體上呈湖泊型特征[9，17-18].

3 討論

3.1 低水位時(shí)期流速對(duì)藻類生長(zhǎng)的影響

表1 實(shí)驗(yàn)期間水體理化指標(biāo)

同對(duì)照槽相比，流速自0.1m/s升高到0.3m/s時(shí)，實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)藻類比生長(zhǎng)速率呈指數(shù)下降，說明流速升高至0.3m/s時(shí)將對(duì)藻類生長(zhǎng)產(chǎn)生一定抑制.進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)流速位于中(0.2m/s)、低流速(0.1m/s)水平時(shí)，流速實(shí)驗(yàn)槽、對(duì)照槽中Chl.a濃度的日變化過程總體上同高陽平湖湖水中的一致，而當(dāng)流速升高至0.3m/s時(shí)，流速實(shí)驗(yàn)槽中Chl.a濃度的日變化過程同高陽平湖湖水中的差異明顯，且流速實(shí)驗(yàn)槽的波動(dòng)幅度遠(yuǎn)高于對(duì)照槽，證實(shí)了前述關(guān)于在0.3m/s流速下藻類生長(zhǎng)受到一定程度抑制的推斷.

低流速(0.1m/s)水平下，流速實(shí)驗(yàn)槽中藻類長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)于對(duì)照槽；在中流速(0.2m/s)水平下，流速實(shí)驗(yàn)槽中藻類比生長(zhǎng)速率同對(duì)照槽基本一致.這在一定程度上說明適宜的流速水平有利于藻類生長(zhǎng).小規(guī)模的水流擾動(dòng)對(duì)藻類的生長(zhǎng)和繁殖有利，對(duì)光照造成的波動(dòng)小，不同流速條件下Kd值表現(xiàn)為：0.3m/s流速組>0.2m/s流速組>0.1m/s流速組，但并不具有顯著相關(guān)性(P>0.05).適宜的流速可以增加藻細(xì)胞與周圍介質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)、代謝產(chǎn)物的交換速率，使藻類不斷得到新的營(yíng)養(yǎng)鹽供應(yīng)，從而提高生產(chǎn)力和光合作用效率[20-21].除此之外，小規(guī)模的水流擾動(dòng)可以使懸浮質(zhì)中的一些氮、磷營(yíng)養(yǎng)元素釋放到水體中，使得水中可利用的氮、磷濃度保持較高的水平[22].低水位階段水體呈現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，營(yíng)養(yǎng)鹽充足，所以認(rèn)為水體擾動(dòng)所影響的受光均勻程度可能是藻類生長(zhǎng)的限制因子.對(duì)照槽為無流速靜置水槽，雖然藻類生長(zhǎng)所受到的光熱條件和營(yíng)養(yǎng)鹽水平同自然環(huán)境條件接近，但在無流速靜置狀態(tài)下藻類細(xì)胞將出現(xiàn)下沉，進(jìn)而因受光不足而生長(zhǎng)放緩.鏡檢結(jié)果發(fā)現(xiàn)，研究期間藻類群落主要為無鞭毛群體生長(zhǎng)型綠藻(實(shí)球藻，Pandorinamorum等)，無自我調(diào)節(jié)的懸浮生長(zhǎng)機(jī)制，故在實(shí)驗(yàn)期間可能出現(xiàn)下沉、生長(zhǎng)放緩.

3.2 高水位時(shí)期流速對(duì)藻類生長(zhǎng)的影響

故在冬季高水位蓄水階段，采用調(diào)節(jié)流速、流量的方法抑制藻類生長(zhǎng)的難度相對(duì)較大.雖然目前從水體流速與藻類生長(zhǎng)的定量研究中得到了經(jīng)驗(yàn)公式，但對(duì)流速與藻類之間的定量關(guān)系描述并不成熟.為更好地描述和量化流速變化對(duì)藻類生長(zhǎng)的外部環(huán)境和自身發(fā)展的影響，下一階段應(yīng)從機(jī)理層面研究流速對(duì)藻類的影響和作用機(jī)制.

[1] Arlmnditsis GB， Stow CA， Paed HWetal. Delineation of the role of nutrient dynamics and hydrologic forcing on phytoplankton patterns along a freshwater-marine continuum.EcologicalModelling， 2007， 208(2)： 230-246．

[2] Gameiro C， Cartaxana P， Brolas V. Environmental drivers of phytoplankton distribution and composition in Tagus Estuary， Portugal.EstuarineCoastalandShelfScience， 2007， 75(1)： 21-34．

[3] Becker V， Huszer VLM， Crossetti LO. Responses of phytoplankton functional groups to the mixing regime in a deep subtropical reservoir.Hydrobiologia， 2009， 28(1)： 137-151．

[4] 王麗平，鄭丙輝，張佳磊等.三峽水庫蓄水后對(duì)支流大寧河富營(yíng)養(yǎng)化特征及水動(dòng)力的影響.湖泊科學(xué)，2012，24(2)：232-237. DOI 10.18307/2012.0210.

[5] 王紅萍，夏 軍，謝 平等.漢江水華水文因素作用機(jī)理——基于藻類生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)的研究.長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2004，13(3)：282-285.

[6] Acuna V， Vilehes C， Giorgi A. As productive and slow as a stream can be the metabolism of a Pampean stream.JournaloftheNorthAmericanBenthologicalSociety， 2011， 30(1)： 71-83．

[7] Mitrovic SM， Lorraine H， Fomgh D. Use of flow management to mitigate cyanobacterial blooms in the Lower Darling River， Australia.JournalofPlanktonResearch， 2011， 33(2)： 229-241．

[8] 吳曉輝，李其軍.水動(dòng)力條件對(duì)藻類影響的研究進(jìn)展.生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2010，19(7)：1732-1738．

[9] 李 哲，方 芳，郭勁松等.三峽小江(澎溪河)藻類功能分組及其季節(jié)演替特點(diǎn).環(huán)境科學(xué)，2011，32(2)：392-400.

[10] 李 哲，謝 丹，郭勁松等.三峽水庫澎溪河典型優(yōu)勢(shì)藻原位生長(zhǎng)速率的初步研究.湖泊科學(xué)，2012，24(5)：746-754. DOI 10.18307/2012.0516.

[11] 馮 婧，李 哲，閆 彬等.三峽水庫不同運(yùn)行階段澎溪河典型優(yōu)勢(shì)藻原位生長(zhǎng)速率研究.湖泊科學(xué)，2014，26(2)：235-242. DOI 10.18307/2014.0210.

[12] Trimbee AM， Harris GP. Use of time-series analysis to demonstrate advection rates of different variables in a small lake.JournalofPlanktonResearch， 1983， 5(6)： 819-833.

[13] Gaedeke A， Sommer U. The influence of the frequency of periodic disturbances on the maintenance of phytoplankton diversity.Oecologia， 1986， 71(1)： 25-28.

[14] Reynolds CS. Scales of disturbance and their role in plankton ecology.Hydrobiologia， 1993， 249(1/2/3)： 157-171.

[15] 張運(yùn)林，秦伯強(qiáng)，陳偉民等.太湖水體光學(xué)衰減系數(shù)的特征及參數(shù)化.海洋與湖沼，2004，35(3)：209-213.

[16] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法：第4版.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002：88-284.

[17] 李 哲，方 芳，郭勁松等.三峽小江回水區(qū)段2007年春季水華與營(yíng)養(yǎng)鹽特征.湖泊科學(xué)，2009，21(1)：36-44. DOI 10.18307/2009.0105.

[18] 方 芳，周 紅，李 哲等.三峽小江回水區(qū)真光層深度及其影響因素分析.水科學(xué)進(jìn)展，2010，21(1)：113-119.

[19] 金相燦，劉淑坤，張宗涉等.中國(guó)湖泊環(huán)境.北京：海洋出版社，1995.

[20] 顏潤(rùn)潤(rùn)，逄 勇，趙 偉等.環(huán)流型水域水動(dòng)力對(duì)藻類生長(zhǎng)的影響.中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2008，28(9)：813-817.

[21] Grobbelaar JU. Turbulence in mass algal cultures and the role of light/dark fluctuations.JournalofAppliedPhycology， 1994， 6(3)： 331-335.

[22] 吳曉輝，李其軍.水動(dòng)力條件對(duì)藻類影響的研究進(jìn)展.生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2010，19(7)：1732-1738.

Effects of flow speed on the change ofinsitugrowth rates of algae in Pengxi River backwater zone， Three Gorges Reservoir

LI Zhe1，2， ZHANG Zengyu2， YANG Zhonghua3， GUO Jinsong1， LIU Jing2， LI Dan3& XIAO Yan1

(1：ChongqingInstituteofGreenandIntelligentTechnology，ChineseAcademyofSciences，Chongqing400030，P.R.China)

(2：FacultyofUrbanConstructionandEnvironmentalEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400044，P.R.China)

(3：StateKeyLaboratoryofWaterResourcesandHydropowerEngineeringScience，WuhanUniversity，Wuhan430072，P.R.China)

To understand the influence of flow speed on algae growth rates in reservoirs，insituexperiment using stirring experimental tank was carried out in different water level periods (low water level and high water level) in Pengxi River backwater area， a tributary of the Three Gorges Reservoir. Four different treatments， i.e. flow speeds of 0， 0.1， 0.2 and 0.3 m/s， were selected in the experiment. In summer low water level period， light and temperature conditions were feasible for the growth of algae. Increase in flow speed (>0.2 m/s) would have significant impacts on the growth of algae. In general， relationships between algal growth rates and flow speeds were in accordance with logarithmic function. In winter， a high water level period， increasing in flow speed would increase in turbulence in water column， preventing sedimentation of algae. In this period， regulating flow speed and discharge to control algal growth might be difficult.

Three Gorges Reservoir； Pengxi River； Lake Gaoyang; ecological tank； current velocity； controlling algae growth

*國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51179125，51079105，51309220)和中國(guó)科學(xué)院西部行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目(KZCX2-XB3-14)聯(lián)合資助.2014-04-28收稿；2014-12-29收修改稿.李哲(1981～)，男，博士，副研究員；E-mail：lizhe@cigit.ac.cn.

J.LakeSci.(湖泊科學(xué))， 2015， 27(5)： 880-886

DOI 10.18307/2015.0514

?2015 byJournalofLakeSciences