千岛湖建库以来浮游植物变化过程及其影响因素

千岛湖是浙江省第一大水库,近二十年来藻类异常增殖现象频发,正面临着生态脆弱性增加的风险.目前,针对千岛湖初级生产力和藻类群落长期演替缺乏研究,为水库生态环境保护及区域饮用水安全管理带来了一定困难.本研究基于千岛湖东南部沉积物短岩芯,综合分析沉积物年代学、色素及营养盐等地球化学指标,并结合流域社会经济和气候数据,重建了千岛湖建库以来的浮游植物变化历史,并探讨其主要影响因素.结果表明,千岛湖浮游植物色素生产量总体经历了3个主要阶段:1960—1975年的低生产量阶段,1976—2002年的缓慢增长阶段,2003—2021年的快速增长阶段.尽管该水库初级生产力在2003年达到峰值后出现下降趋势,但仍维持在偏离自然基线的较高水平.多元统计分析显示人类活动导致的水体营养富集,以及增温为代表的气候变化,是影响千岛湖初级生产力长期变化的主要因素.水体营养盐的年际及年代际尺度变化对千岛湖浮游植物丰度能够产生显著影响,蓝藻色素生产量主要响应于温度的年代际、年际和季节尺度变化.此外,降水量对浮游植物丰度的季节性变化影响显著,但对长期变化的影响很小.2000年以来基于鲢、鳙鱼的生物操纵技术对千岛湖浮游植物生长起到一定控制作用,但并未根除异常增殖问题,因此有关部门仍需加强对外源营养盐输入的控制.本研究为认识千岛湖水生态环境的长期变化提供了新视角,对水库生态环境保护政策的制定和实施提供了参考.

白洋淀近80年生态环境变化的硅藻记录

白洋淀是雄安新区实现"以水定城"理念的关键,了解其生态变化轨迹及特征有望为白洋淀的治理提供科学参考依据。本文基于取自白洋淀东南部湖区的一根长79 cm的沉积岩芯,分析该岩芯的硅藻记录并结合沉积物地球物理和化学指标、气象监测数据及人类活动指标,重建了该湖区近80年的硅藻属种组合及多样性变化过程和特征并探讨其变化机制。研究结果表明,Achnanthidium minutissimum、Amphora copulata、Puncticulata praetermissa、Pantocsekiella ocellata和Cyclotella distinguenda是沉积硅藻群落的优势种。本研究分析的物种多样性指数包括物种丰富度、均匀度和β多样性指数(βsor)。其中,物种丰富度和均匀度呈总体上升趋势,βsor呈总体下降趋势,说明过去80年硅藻属种数量净获得量增加,但硅藻群落结构变化趋于均匀化。冗余分析(RDA)和变差分解(VPA)显示气候和人类活动因子对硅藻属种组合和多样性变化产生了不同程度的影响,其中年均温、湖水位和沉积物P元素含量的贡献较大。年均温对硅藻属种组合变化的独立解释百分比最大,说明未来气候持续变暖的条件下,气温对白洋淀生态系统的影响可能会增强。湖水位对硅藻多样性变化的贡献最大,说明维持生态需水量对保护白洋淀生物多样性的重要性。基于普通最小二乘法残差的累积和(OLS-CUSUM)未检测出硅藻属种组合和多样性存在突变点,说明过去几十年人类活动和气候变化尚未造成该湖区生态系统稳态的转化。因此,减轻环境压力有望保持该湖区生态系统的恢复力和稳定性。但对于重污染湖区,其硅藻优势种和属种组合变化与本研究湖区存在很大差异,需进一步研究以获得更具针对性的水环境治理对策。