长江中下游湖泊及三峡库区初级生产力估算

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:seraphim0113
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随着湖泊富营养化的日益加重,水体初级生产力的变化得到越来越多的关注。本文研究了三峡水库蓄水前后以及长江中下游湖泊富营养化加剧所导致浮游植物的初级生产力的变化情况。   长江中下游湖泊是我国淡水湖泊最集中的区域,也是富营养化较为严重的地区。作为湖泊系统初级生产力的主要影响因子氮、磷等营养元素增加,会显著影响湖泊系统的初级生产力。VGPM模型和Talling模型综合考虑了水温、光合有效辐射、湖泊叶绿素浓度和真光层深度等因素,能较准确地模拟水柱初级生产力。作者利用垂直归纳模型和Talling模型对长江中下游湖泊的初级生产力进行估算。1987-1991年、2001-2005年长江中下游湖区湖水中TP浓度分别为0.059-0.105mg/L和0.070-0.167mg/L,湖泊TP浓度升高,导致湖泊藻类初级生产力增大。15年间湖区的初级生产力由0.139-0.381(gC/m2*d)上升到0.128-0.504(gC/m2*d)。在VGPM模型1987-1991年、2001-2005年湖区固碳量由3321.25tC/d上升到3765.02tC/d,增加13.36%;在Talling模型中湖区固碳量由2399.64tC/d上升到3272.42tC/d,增加36.37%。   三峡水库是目前中国乃至世界上最大的水资源管理工程,而随着三峡水库的建成,三峡库区的水环境由典型的河流水体转变为类湖泊水体,水环境生态发生了根本的变化。而水环境的改变必然导致三峡库区浮游植物初级生产力的变化。本研究运用光合作用产氧率模型对三峡水库蓄水前后初级生产力进行估算。在三峡库区蓄水前,干流初级生产力为0.068mg O2/(L*d),支流为0.541 mgO2/(L*d);而在三期蓄水之后,三峡水库干支流浮游植物的密度和生物量均发生显著变化,导致其初级生产力的改变,干支流初级生产力分别为0.186 mgO2/(L*d)和1.014mgO2/(L*d)。蓄水后三峡水库浮游植物初级生产力分别为0.780-1.340gC/(m2*d)和0.332-0.572 gC/(m2*d),VGPM模型中三峡水库固碳量为845.52-1452.56tC/d,较蓄水前增加38.5-67.84倍;Talling模型中固碳量为359.89-620.05tC/d,较蓄水前较蓄水前增加16.81-28.96倍。   多福投放转基因鲤的人工试验湖泊于2002年5月设计并构建,位于湖北省武汉市江夏区境内梁子湖畔,为人工隔离的半封闭水体。通过2010年全年初级生产力测定发现,多福池塘年平均毛初级生产力为0.92 mgC/(L*d),净初级生产力为0.57 mgC/(L*d);初级生产力夏季>秋季>冬季>春季;浮游植物呼吸量夏季>冬季>秋季>春季。多福池塘浮游植物最大光合作用活性层在春季到冬季都在水表到水下1m之间,但春季和冬季集中在水表,夏季在水面下1m,秋季的最大层在水面下0.5m。影响藻类分布的原因可能和不同季节的光照强度有关:春季和冬季光强较弱,浮游植物都集中分布在水表以最大程度利用光强;夏季光强太高,超过了藻类的光饱和点,藻类分布在水面1m以下以避免强光;秋季则适中。
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