亚热带典型湖泊近百年浮游植物群落及生产力演变机制——以鄱阳湖为例
文献类型：学位论文
| 作者 | 李兆喜 |
| 答辩日期 | 2022-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 高扬 |
| 关键词 | 鄱阳湖 沉积物色素 浮游植物群落 生产力 气候变化 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 英文摘要 | 在全球变化背景下，湖泊生态系统对人类活动和气候变暖的生态响应过程及 其机理是复杂的，尤其是近一个世纪以来，随着人类社会的高速发展，湖泊生态 系统面临多重生态风险。从长时间尺度上分析湖泊浮游植物群落结构和水体生产力的演替过程，进而揭示近百年来湖泊生态系统对气候变化和营养物质输入的响 应，对流域生态经济可持续发展和居民用水安全具有重要意义。本文以中国第一 大淡水湖——鄱阳湖为研究对象，利用沉积物色素结合气象数据，重建了鄱阳湖 近百年来气候、环境、水生生物三者的演替过程，揭示了近百年来鄱阳湖浮游植 物群落结构及生产力的演变过程及其对气候变化、营养输入的响应特征，探讨了 气候变化下湖泊浮游植物群落及生产力的动态响应机制，取得如下成果： （1）利用 210Pbex 和 137Cs 同位素结合 CRS 模型确定鄱阳湖沉积物的年代序 列，近百年来沉积速率总体呈现先上升后下降的趋势，平均沉积速率为 0.17 g·cm2 ·yr -1。根据沉积速率的变化，可以将鄱阳湖历史时期沉积动态划分为三个时期：1898 年—1951 年，鄱阳湖沉积速率呈单峰分布趋势，总体维持较低水平，平均 为 0.13 g·cm-2 ·yr -1 ；1952 年—1993 年，沉积速率远远高于前一时期，平均为 0.25 g·cm-2 ·yr -1，其中在 1963 年前后沉积速率达到历史峰值，为 0.39 g·cm-2 ·yr -1 ；1993 年至今，是鄱阳湖沉积速率最低的时期，平均沉积速率仅为 0.10 g·cm-2 ·yr -1左右。 （2）鄱阳湖流域年降水量总体呈现下降趋势，平均年降水量为 1497.96 mm， 变化范围为 860.64—2126.88 mm。而年均温度以每年 0.01℃的趋势波动上升，在 过去近百年时间里，鄱阳湖年均温度上升了 1.3℃左右。鄱阳湖年均温度变化经 历了三个时期，分别是 1901—1948 年波动上升期，1949—1993 年稳定期和 1994年以后的小幅上升期。沉积物中 TC、TN 浓度在 1984 年后呈现指数上升趋势，1984—2008 年是 TC 和 TN 浓度变化的转折期，2008 年之后，沉积物中的 TC、TN 平均浓度为 70.31 mg/kg 和 6.24 mg/kg，而 1984 年之前，沉积物中的 TC、TN平均浓度仅为 7.65 mg/kg 和 0.52 mg/kg，2008 年以后沉积物 TC、TN 的浓度大 约是 1984 年之前的 10 倍，表明湖泊碳氮负荷急剧增加。 （3）鄱阳湖表层沉积物色素浓度偏低且分布极不均匀，沉积物色素浓度碟形湖>主湖区>入江水道。其中碟形湖沉积物类胡萝卜素浓度最高，平均为 12.71 nmol/g OM，叶绿素降解严重，降解叶绿素占总叶绿素浓度的 95.14%—100%。 鄱阳湖强烈的水文变化是导致沉积物色素浓度偏低的关键因素，pH、光照和氧化 条件也是限制色素保存的重要因素。入江水道和主湖区的沉积物色素浓度低且种 类少，失去了作为生态替代指标的意义，碟形湖沉积物色素保存相对较好。 （4）通过将野外观测获得的浮游植物数据和流域 C、Si 数据进行分析，探 究现代浮游植物群落结构特征及其影响因素。发现鄱阳湖流域不同区域浮游植物 对 C、Si 营养盐的响应不同，鄱阳湖区 Si 对浮游植物的影响远高于架竹河小流 域，C 可以通过促进异养细菌的生长和改变水体 pH 值间接影响浮游植物群落结。 根据湖泊营养类型评价的藻类生物学标准，鄱阳湖已呈现贫中营养化态势，湖区 生态环境及水体污染问题不容忽视。 （5）鄱阳湖浮游植物群落及生产力的演替过程可以划分为三个时期：时期I（1895—1951 年）、时期 II（1952—1984 年）和时期 III（1985 年至今）。藻类生 物量和生产力在时期 III 急速增长，蓝藻和绿藻是鄱阳湖初级生产力的主要贡献 者。鄱阳湖历史时期优势浮游植物为蓝绿藻，生物量占总藻类的 50%以上，但在 时期 III，硅藻生物量占比增长了 2.5 倍，隐藻生物量增长了近 10 倍，而绿藻门 生物量则下降了 33.8%。 （6）气候、环境因素与浮游植物生物量和生产力的相关性随时间变化逐渐 增强，建国前浮游植物群落主要受湖泊营养物质输入的影响，而上世纪 80 年代 以后，营养物质和气温共同成为促进湖泊浮游植物生物量增长的因素。绿藻在当 前气候环境条件下相较于隐藻、蓝藻和硅藻缺乏竞争优势，导致在时期 III 绿藻 生物量占比急剧降低。在湖泊管理中，需要更大程度地减少湖泊的营养输入，来 控制营养物质和气候的协同作用对浮游植物生长的刺激，以避免发生水华。 |
| 学科主题 | 生态学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 88 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/184594]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李兆喜. 亚热带典型湖泊近百年浮游植物群落及生产力演变机制——以鄱阳湖为例[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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