浮游植物群落演替與營養(yǎng)吸收對變暖響應(yīng)特征的系統(tǒng)模擬研究.pdf

1、淺水湖泊具高度敏感性，易受到人類活動及氣候變暖的影響。在過去百年時間里全球平均氣溫升高了約0.5℃，且近一半的升溫作用發(fā)生在近三十年時間。氣候變暖對生物具多重影響，可導(dǎo)致不可逆的生態(tài)演替或種群滅絕現(xiàn)象，且氣候變暖條件下的生態(tài)惡化現(xiàn)象呈現(xiàn)出逐年增長趨勢。目前，國內(nèi)關(guān)于氣候變暖的研究主要針對變暖對陸生生態(tài)系統(tǒng)的影響。對于變暖將如何影響水體浮游植物群落結(jié)構(gòu)以及對營養(yǎng)物質(zhì)吸收特征還知之甚少。因此，為了探討氣候變暖對淺水湖泊浮游植物復(fù)蘇及浮游植物

2、對營養(yǎng)物質(zhì)吸收特征的影響，以及氣候變暖與其它環(huán)境因素交互作用下湖泊生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)機制，采用實驗生態(tài)學(xué)手段，構(gòu)建室外溫度控制模擬系統(tǒng)，探討氣候變暖與富營養(yǎng)化的交互作用對浮游植物群落結(jié)構(gòu)及氮營養(yǎng)物質(zhì)吸收特征的影響，以及氣候變暖與底棲魚類生物擾動作用對浮游植物碳氮營養(yǎng)鹽吸收特征的影響。取得的主要研究結(jié)果如下:
　　(1)升溫與磷營養(yǎng)鹽增加能顯著促進水體中磷含量的增加，同時導(dǎo)致水體中秋冬季節(jié)浮游植物生物量顯著升高。浮游植物復(fù)蘇的研究的結(jié)果

3、表明，升溫可以顯著促進冬春季節(jié)硅藻門浮游植物復(fù)蘇時間的提前，同時升溫與磷營養(yǎng)鹽增加可顯著提高春季沉積物中綠藻和藍藻的復(fù)蘇速率，從而導(dǎo)致藍綠藻在水體中形成優(yōu)勢。
　　(2)升溫及磷營養(yǎng)鹽的增加對水體中浮游植物群落組成產(chǎn)生顯著影響。升溫可顯著促進綠藻門密度升高，并導(dǎo)致隱藻門數(shù)量降低。因此，變暖與富營養(yǎng)化的協(xié)同作用會導(dǎo)致水體中浮游植物群落組成向藍綠藻占優(yōu)勢的方向轉(zhuǎn)化，加速水體富營養(yǎng)化進程。
　　(3)利用15N示蹤技術(shù)研究模擬系統(tǒng)

4、浮游植物氮吸收特征發(fā)現(xiàn)，水體中磷營養(yǎng)鹽的增加可輕微促進浮游植物對硝態(tài)氮吸收速率（V和ρ）和相對優(yōu)先指數(shù)(RPI)的增加，但會導(dǎo)致硝態(tài)氮周轉(zhuǎn)時間(TT)的延長。升溫可增加浮游植物氨態(tài)氮吸收速率和相對優(yōu)先指數(shù)，同時加快氨態(tài)氮的周轉(zhuǎn)時間。升溫與富營養(yǎng)化的協(xié)同作用可以增加浮游植物對氨態(tài)氮的吸收，并增加其在低濃度底物中的親和力。浮游植物動力學(xué)研究結(jié)果表明，與硝態(tài)氮相比，浮游植物氨態(tài)氮的吸收動力學(xué)在溫度升高與營養(yǎng)鹽增加的情況下，浮游植物對氨態(tài)氮顯示

5、出更高的最大吸收速率（Vmax）和親和力(Ks)。
　　(4)變暖趨勢下，低齡底棲魚類通過對沉積物的擾動作用、對大型浮游動物的攝食以及排泄作用等方式導(dǎo)致促進了水體中氮磷營養(yǎng)物質(zhì)以及水體中藻類生物量的增加。同時，底棲魚類的生物擾動作用可以在春季略微增加浮游植物對硝態(tài)氮的吸收速率（V和ρ），并在夏季顯著的增加浮游植物對硝態(tài)氮及氨態(tài)氮的吸收速率(V和ρ)。夏季浮游植物對硝態(tài)氮吸收速率的增長幅度要顯著高于氨態(tài)氮的吸收速率。因此，升溫與底棲