“渔光互补”对水库浮游植物群落的影响研究_唐艳萍.pdf

收稿日期:2022 09 20;修订日期:2022 11 06作者简介:唐艳萍(1999)，女，硕士研究生，专业方向:水环境保护。基金项目:国家自然科学基金项目(51309126，41661102);江西省自然科学基金项目(20192BAB203018);鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室(江西师范大学)开放基金项目(PK2018003)。第 41 卷第 1 期2023 年 2 月江西科学JIANGXISCIENCEVol 41 No 1Feb 2023doi:1013990/j issn1001 3679 202301011“渔光互补”对水库浮游植物群落的影响研究唐艳萍1，周子豪2，陈文洪3，聂凯霞3，龙伟4(1 东华理工大学水资源与环境工程学院，330013，南昌;2 上饶市科信水土保持监测有限公司，334000，江西，上饶;3 江西师范大学地理与环境学院，南昌，330022;4 首都师范大学资源环境与旅游学院，100048，北京)摘要:为揭示“渔光互补”对富营养化水体中浮游植物群落的影响，以灌湖水库上湖和枫林水库(均安装光伏板)、灌湖水库下湖和西潭水库(均未安装光伏板)为研究对象，通过野外调查和采样分析了光伏板对水库浮游植物种群结构变化的影响。研究结果表明，4 座水库均处于富营养化状态。水库安装光伏板后，浮游植物的密度和生物量均增加了，但是对浮游植物的种类和丰富度影响较小。光伏板对浮游植物的特征影响较大，浮游植物的香农多样性指数和均匀度指数均显著增加。产生这一现象的原因主要是由于光伏板遮挡强光直晒和减缓水体降温，并在富营养化条件下有利于浮游植物的生长繁殖。关键词:渔光互补;水库;浮游植物;密度中图分类号:X171 1文献标识码:A文章编号:1001 3679(2023)01 057 05Study on the Impact of“Fishery and Photovoltaic”onPhytoplankton Community in eservoirsTANG Yanping1，ZHOU Zihao2，CHEN Wenhong3，NIE Kaixia3，LONG Wei4(1 School of Water esources and Environmental Engineering，East China University of Technology，330013，Nanchang，PC;2 Shangrao Kexin Soil and Water Conservation Monitoring Co Ltd，334000，Shangrao，Jiangxi，PC;3 School of Geography and Environment，Jiangxi Normal University，330022，Nanchang，PC;4 College of esources，Environment and Tourism，Capital Normal University，100048，Beijing，PC)Abstract:In order to reveal the effect of“fishery and photovoltaic”on the phytoplankton communityin eutrophic water bodies，this study took the upper Huanhu lake and Fenglin reservoir(both withphotovoltaic panels)，and the lower Huanhu lake and Xitan reservoir(both without photovoltaicpanels)as the research objects，and analyzed the effect of photovoltaic panels on the change of phy-toplankton population structure in the reservoir through field survey and samplingThe resultsshowed that all four reservoirs were in eutrophication After the installation of photovoltaic panels，the density and biomass of phytoplankton increased，but the effect on phytoplankton species and a-bundance was small The PV panels had a greater impact on the characteristics of phytoplankton，and the Shannon diversity index and evenness index of phytoplankton were significantly increasedThe reason for this phenomenon is mainly due to PV panels shading from direct sunlight and slowingdown the cooling of the water column，and favoring the growth and reproduction of phytoplankton un-der eutrophic conditionsKey words:fishery and light complementary;reservoirs;phytoplankton;density0引言能源是国民经济发展的重要基础，我国电源结构中近 70%是燃煤火电，温室气体的排放对环境的污染越来越大，鼓励大力发展绿色能源，如光伏发电、风能、生物质能等可再生能源利用，是保证我国能源供应安全和可持续发展的必然选择。太阳能光伏发电是一种不消耗矿物质能源，建设周期短、建设规模灵活，具有良好的社会效益和经济效益的新能源项目。“渔光互补”是一种新型的光伏发电站形式，利用浅水水产养殖水域建设光伏发电站，不仅节约土地，还提高土地的单位产值，得到广泛的应用。已有学者开展光伏发电对环境的影响研究，李海涛等1 对江苏淮安金湖进行“渔光互补”型光伏电站对生态环境影响研究得到，“渔光互补”型光伏电站的建立会使植被覆盖率降低到 62 5%，平均高度下降约 19%，而植被生物多样性有所增加，生物多样性能达到项目建立前的 2 倍及以上，优势物种多样化;瞿彪等2 研究了黄颡鱼养殖池塘安装不同比例模拟光伏组件对池塘内浮游生物影响得到，池塘安装模拟光伏组件面积为 75%时浮游植物生物量最高。赵博礼等3 以常规池塘养殖模式和渔光一体模式的研究，得到“渔光互补”对水体优势菌群组成与丰度和常规池塘无显著差异，但有益微生物含量降低，条件致病菌含量升高，养殖患病风险增大;浮游菌属丰度显著提高，同时引起水体中溶解氧及氮磷化合物浓度降低。马建军等4 对天津市立信水产养殖公司进行渔光互补养虾研究得到，安装光伏池塘有利于降低养殖成本。吴立峰等5 研究渔光一体模式下中华绒螯蟹池塘养殖得到，光伏遮光对河蟹养殖具有显著优势。“渔光互补”对湖库水体中浮游植物种群特征的影响研究较少，因此，本研究选取江西省鄱阳县枫林水库、灌湖水库及西潭水库为研究对象，定量分析浮游植物种类特征，综合分析“渔光互补”对浮游植物的影响，也为明确广泛新建“渔光互补”项目对水体浮游植物的影响积累更多基础数据，具有重要价值及意义。1材料与方法1 1研究区域概况枫林水库、灌湖水库和西潭水库位于上饶市鄱阳县东南部，饶丰镇东面，南依乐安河，流入乐安河进入鄱阳湖;水库位于东经 E11647 11653、北纬 N2853 2858之间。灌湖水库上湖水库长 2 95 km，水库最大宽度 1 09 km，平均宽度 0 32 km，整体水域面积为 1 1 km2，其中水库设光伏板面积约占总体水域面积的 66 37%;枫林水库长 1 82 km，最大宽度 0 56 km，平均宽度0 21 km，整体水域面积为 0 74 km2，其中水库设光伏板面积约占总体水域面积的 67 57%;灌湖水库下湖长 4 95 km，最大宽度为 1 32 km，平均宽度 0 52 km，整体水域面积为 3 55 km2;西潭水库长1 44 km，最大宽度为1 22 km，平均宽度0 56 km，整体水域面积约为 0 6 km2。图 1调查研究对象位置1 2样品采集与处理2022 年 5 月下旬对3 个水库按布点进行水样与浮游植物样品采集。用采水器采集水下 0 5 m处水样测试水质参数，采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法、钼酸铵分光光度法和热乙醇萃取法分别测定总氮(TN)、总磷(TP)和绿素 a(Chla)浓度6，COD 测定采用重铬酸钾法，用塞氏盘测定水体透明度(SD)。浮游植物样品采集参照内陆水域浮游植物监测技术规程(SL7332016)，水样经 48 h 静置沉淀并经虹吸法浓缩至约 30 mL，摇匀后吸取0 1 mL 样品置于 0 1 mL 计数框内，在显微镜下按视野法计数，每个样品计数 2 次，取其平均值，每次计数结果与平均值之差应在 15%以内，否则增加计数次数。1 3数据分析85江西科学2023 年第 41 卷1 3 1富营养化评价采用地表水资源质量评价技术规程(SL3952007)对湖泊、池塘水体富营养化状况进行评价，以叶绿素 a、总磷、总氮、透明度、高锰酸盐指数为富营养化状况评价指标。采用线性插值法将水质项目浓度值转换为赋分值，按下式计算营养状态指数 EI。EI=Nn=1En/N(1)式中:EI 为营养状态指数;En为评价项目赋分值;N 为评价项目个数。1 3 2群落特征指数分析运用 Shannon Wie-ner 多样性指数(H)、Pielou 均匀度指数(J)、Margalef 丰富度指数()描述浮游植物群落特征，公式如下7 8。H=(ni/N)ln(ni/N)(2)J=H/lnS(3)=(S 1)/lnN(4)式中:ni为第 i 种藻类的个数，N 为所有藻类的总个数，S 为样品中藻类种类数，fi为第 i 种藻类在各点位出现的频率。13 3数据差异性分析采用 Excel 2020、SPSS22 0 等软件对数据进行统计和分析。2结果及分析2 1水体富营养化将本次调查测得的总氮、总磷、叶绿素 a、高锰酸盐指数和透明度，计算得到的水体富营养化评价结果作图，见图 2 所示。由图 2 可以看出，4个水库全库富营养化状态指数均高于 50，均处于富营养化状态;灌湖水库上湖、下湖和西潭水库富营养化状态指数分别在 55 8 57 8、51 6 53 和56 8 58 3，为轻度富营养;枫林水库富营养化状态指数在 60 5 64 7 之间，为中度富营养。图 2各水库富营养化状态指数2 2浮游植物种类通过调查观测得到，安装光伏板的枫林水库浮游植物 6 门 22 属 25 种，其中蓝藻门 7 属 8 种，绿藻门 5 属 5 种，硅藻门 5 属 7 种，裸藻门 2 属 2种，甲藻门 2 属 2 种，隐藻门 1 属 1 种，以硅藻门种类最多，占总种类数的 39 8%，优势种为颗粒直链藻、最窄变种螺旋变形藻、模糊直链藻、颗粒直链藻、念珠藻、铜绿微囊藻。灌湖水库上湖浮游植物 6 门 22 属 26 种，其中蓝藻门 7 属 8 种，绿藻门 5 属 5 种，硅藻门 5 属 8 种，裸藻门 2 属 2 种，甲藻门 2 属 2 种，隐藻门 1 属 1 种，以硅藻门种类最多，占总种类数的 57 4%。优势种为颗粒直链藻、最窄变种螺旋变形藻、颗粒直链藻、单角盘星藻、铜绿微囊藻。未安装光伏板的对照水库，西潭水库浮游植物 5 门 17 属 20 种，其中蓝藻门 5 属 6