雅砻江桐子林水电站施工期与运行期浮游藻类变化分析

摘要：雅砻江拥有丰富的水能资源，桐子林水电站位于流域的最下游，浮游藻类研究较少。有必要监测桐子林水电站施工期和运行期的水体理化性质，分析浮游藻类变化。研究发现，施工期和运行期水质为Ⅰ～Ⅱ类，硅藻为主要类群；运行期，浮游藻类数量减少，但密度和生物量增加；pH、总氮（Total Nitrogen，TN）为限制性环境因子，高锰酸盐指数（Permanganate Value，PV）为抑制性环境因子。因此，持续监测水体理化性质和浮游藻类变化，关注pH和TN含量至关重要。

关键词：水体理化性质；浮游藻类；变化；桐子林水电站；雅砻江

中图分类号：Q948.8；X524 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2024）07-0-04

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.07.063

Analysis of phytoplankton changes during the construction and operation periods of the Tongzilin Hydropower Station on the Yalong River

WU Wenyong1， XU Dan1， LIU Xiaoshuai1， HE Xin2， ZUO Mingjie2， HAN Xianyu1

（1. Yalong Hydropower Development Co.， Ltd.; 2. Sichuan Ertan Industrial Development Co.， Ltd.， Chengdu 610015， China）

Abstract： The Yalong River has abundant hydropower resources， and the Tongzilin Hydropower Station is located at the downstream of the basin， with relatively little research on planktonic algae. It is necessary to monitor the physical and chemical properties of the water body during the construction and operation periods of Tongzilin Hydropower Station， and analyze the changes in planktonic algae. Research has found that the water quality during the construction and operation periods is classified as Class Ⅰ～Ⅱ， with diatoms being the main group; during operation， the number of planktonic algae decreases， but their density and biomass increase; pH and Total Nitrogen （TN） is the limiting environmental factor， while Permanganate Value （PV） is the inhibitory environmental factor. Therefore， it is crucial to continuously monitor the physical and chemical properties of water bodies and changes in phytoplankton， while paying attention to pH and TN content.

Keywords： physical and chemical properties of water bodies; planktonic algae; changes; Tongzilin Hydropower Station; Yalong River

雅砻江是金沙江第一大支流，拥有丰富的水能资源，被列入国家规划的十三大水电基地之一。桐子林水电站于2015年建成投运，位于流域最下游。现有研究涉及雅砻江中下游的浮游动物[1]、底栖动物[2]等方面，但较少关注浮游藻类。浮游藻类通常为单细胞结构，对水体环境变化非常敏感，可作为指示生物反映水质和营养状态[3-5]。比较分析桐子林水电站施工期和运行期浮游藻类的变化，可以为水电工程的水生生物保护提供基础数据和科学依据。

1 材料与方法

1.1 采样时间与断面

分别对桐子林水电站施工期（2014年6月）和运行期（2020年5月）的雅砻江河口、坝址、安宁河口3个断面进行水体和浮游藻类采样监测。

1.2 水质理化性质测定

水体理化指标测定遵循《水环境监测规范》（SL 219—2013）。水温和溶解氧（Dissolved Oxygen，DO）使用溶氧仪现场测定；pH使用便携式pH计现场测定；高锰酸盐指数（Permanganate Value，PV）、总氮（Total Nitrogen，TN）、氨氮（Ammonia Nitrogen，AN）、总磷（Total Phosphorus，TP）、悬浮物（Suspended Solids，SS）等环境因子参照《水和废水监测分析方法》[6]分别进行测定。

1.3 浮游藻类样本采集与制备

浮游藻类的采集方式有定性和定量两种。定性采集用25号筛绢制成的浮游生物网，在水中拖曳；定量采集使用采水器（容积2 500 mL）采集不同水层的水样，混合后取2 000 mL水样，加入鲁哥氏碘液固定，48 h后静置沉淀至30 mL左右，以供检测。不同水深的采样策略不同。水深小于3 m时，采集表层（距水面0.5 m）水样；水深为3～10 m时，同时采集表层（距水面0.5 m）和底层（距水底0.5 m）的水样；水深超过10 m时，根据深度间隔2～5 m或更大距离采样。计数时，立即用10 mL鲁哥氏碘液固定水样，占总量的1%。沉淀和浓缩过程在分液漏斗中进行。先静置24 h，缓慢吸去上清液的20%～40%，再次静置后吸取更多上清液。

1.4 浮游藻类鉴定、计数及数据处理

将样品浓缩至约30 mL，摇匀后取0.1 mL于计数框，显微镜下按视野法计数，每个样品统计两次，取平均值，计数差异控制在15%以内。浮游藻类鉴定参照相关资料[7-10]，每升水中藻类数量采用式（1）计算。

（1）

式中：N为每升水中藻类数量；Cs为计数框面积；Fs为视野面积；Fn为每片计数过的视野数；V为浓缩后体积；v为计数框容积；Pn为计数所得个数。

2 结果与分析

2.1 水质理化指标

由表1可知，桐子林水电站施工期与运行期在安宁河口、坝址、雅砻江河口的水温和pH稳定，而水体的DO、TN、TP及AN在运行期低于施工期，SS和PV则相反。根据《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002），桐子林水电站施工期安宁河口、坝址和雅砻江河口位置水体均处于Ⅰ～Ⅱ类水质标准范围，属于寡营养水体。

2.2 浮游藻类群落结构

2.2.1 浮游藻类种类及优势类群

桐子林水电站施工期发现浮游藻类9门189种（含变种），运行期有7门109种，如表2所示。两期的藻类均以硅藻、绿藻和蓝藻为主，合计占比超过90%，其他藻类种类较少，占比不足5%。

2.2.2 浮游藻类密度

由表3可知，桐子林水电站施工期各调查断面浮游藻类平均密度为115 859 ind/L，其中硅藻门占89.64%，蓝藻门占5.28%，绿藻门占8.08%。运行期，浮游藻类平均密度为1 484 445 ind/L，其中硅藻门占61.08%，蓝藻门占32.04%，绿藻门占6.88%。运行期浮游藻类总密度较施工期增加1 181.3%。雅砻江调查断面主要浮游藻类密度比例如图1所示。

2.2.3 浮游藻类生物量

由表4可知，桐子林水电站施工期各调查断面浮游藻类平均生物量为0.357 4 mg/L，其中硅藻门占96.45%，绿藻门占1.68%，蓝藻门占1.87%。运行期，浮游藻类平均生物量为1.941 8 mg/L，硅藻门占97.73%，绿藻门占1.16%，蓝藻门占1.11%。运行期浮游藻类总生物量相较施工期增加443.4%。雅砻江调查断面主要浮游藻类生物量比例如图2所示。

2.3 浮游藻类群落结构与水质理化性质的相关性分析

浮游藻类群落结构与水质理化性质的皮尔逊相关性分析结果如表5所示。研究发现，水温、DO、TP与浮游藻类密度和生物量呈负相关，相关系数多低于0.6，非主要影响浮游藻类群落结构的环境因子；SS与浮游藻类密度和生物量呈负相关，部分相关系数超过0.8，属次要环境因子；pH、TN、PV与浮游藻类密度和生物量的相关系数大多超过0.8，是主要环境因子。

3 结论

从水体理化性质变化来看，桐子林水电站是日调节型，不影响水库流速，水质各点差异小。施工和运行期间，水温、pH和DO变化较小，可能受气候和上游水质影响。建坝后，水流减缓，悬浮物沉积，透明度增加。磷多属于结合态，SS降低后其含量自然减少；氮则多属于溶解态，水库形成利于氮累积，故运行期的TN含量上升。电站投运后，水质指标和营养物质含量发生变化，但水质仍为Ⅰ～Ⅱ类，需要加强氮素监测。从浮游藻类组成变化来看，桐子林水电站上下游连通性强，各断面浮游藻类种类、比例和生物量相似。施工和运行期间，水流稳定，使硅藻成为优势种群。建坝后，水流减缓，透明度和营养物质含量增加，促进浮游藻类生长和生物量上升；蓝藻、绿藻也适应水流变缓的变化，比例上升。硅藻在整个过程中占优势，维持山区河流藻相，对江段藻类影响较小，与水质状况一致。浮游藻类是水体营养状况的重要评价指标，受水质环境因素影响较大。水温、DO、TP变化与藻类密度关系不强，表明其不是主要因素。SS对某些藻类有抑制作用，pH和TN与藻类密度呈正相关，是限制藻类生长的关键因素。因此，持续监测pH和TN含量对防止藻类过度繁殖至关重要。

参考文献

1 张汉峰，谢嗣光.锦屏一级水电站建库前的浮游动物调查[J].宜宾学院学报，2005（12）：64-66.

2 渠晓东，曹 明，邵美玲，等.雅砻江（锦屏段）及其主要支流的大型底栖动物[J].应用生态学报，2007（1）：158-162.

3 胡红波，顾泳洁，李 明.丽娃河水体富营养化与浮游藻类的指示关系[J].生物学杂志，2005（2）：32-35.

4 况琪军，马沛明，胡征宇，等.湖泊富营养化的藻类生物学评价与治理研究进展[J].安全与环境学报，2005（2）：87-91.

5 陈晓江，杨 劼，杜桂森，等.官厅水库浮游植物功能群季节演替及其驱动因子[J].中国环境监测，2016（3）：74-81.

6 国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法[M].北京：中国环境科学出版社，2002：3-5.

7 胡鸿钧，魏印心.中国淡水藻类：系统分类及生态[M].北京：科学出版社，2006：31-32.

8 邓 坚.中国内陆水域常见藻类图谱[M].武汉：长江出版社，2012：48-49.

9 翁建中.中国常见淡水浮游藻类图谱[M].上海：上海科学技术出版社，2010：63-64.

10 重庆市环境科学研究院.三峡库区重庆段常见浮游生物图谱 水生藻类及浮游动物[M].北京：中国环境科学出版社，2006：26-27.