南亚热带深水水库浮游生物对垂直混合诱导的深水层磷输送到表层的响应

在温带地区，垂直混合是导致深水水体深水层磷向表层输出的主要驱动因子。在热带及南亚热带地区，常年水温较高，深水水体热垂直分层持续时间长，由此可能导致深水层磷输出到表层的量比较小。在这种情况下，水库调度引起的温跃层深度变化是否增加深水层磷向表层的输出？大型滤食性浮游动物的缺乏是否导致浮游植物对深水层磷输出到表层的响应更为迅速？基于上述问题，以我国南亚热带典型大型深水水库为对象，监测分析在不同垂直混合强度时期水库磷和浮游生物的垂直分布特征；基于野外围隔实验，人工模拟不同的垂直混合强度，分析浮游生物群落对深水层磷输出到表层的响应特征；基于围隔实验，构建一维水动力学-水质模型，分析垂直混合、表层磷分布与浮游生物群落之间的相互作用。本项目的研究有助于认识我国南亚热带深水水库垂直混合、深水层磷输出到表层与生态系统结构之间的关系，为今后我国热带南亚热带水库水质管理提供理论和数据。

在温带地区，垂直混合是导致深水水体深水层磷向表层输出的主要驱动因子。在热带及南亚热带地区，常年水温较高，深水水体热垂直分层持续时间长，由此可能导致深水层磷输出到表层的量比较小。在这种情况下，水库调度引起的温跃层深度变化是否增加深水层磷向表层的输出？大型滤食性浮游动物的缺乏是否导致浮游植物对深水层磷输出到表层的响应更为迅速？针对上述问题，以我国南亚热带大型深水水库——流溪河水库为对象，监测分析了水库水位上升期和水位下降期磷和浮游生物的分布特征；基于围隔实验模拟了不同的垂直混合强度，分析了浮游生物群落对深水层磷输送到表层的响应特征；基于围隔实验模拟分析了磷的脉冲式输入方式对磷在水库分布的影响以及浮游生物和附着藻类的响应；基于野外调查数据，构建了水动力学——水质模型，分析了水位下降对深水层磷输送到表层的影响程度。结果表明，在水库正常运行状况下：在水位上升期，水体日趋稳定，表层磷以沉降为主，表层磷呈下降趋势，而流域磷的脉冲输入方式有利于磷被附着藻利用，进一步降低表层磷的浓度；在水位下降期，水体稳定性逐渐下降，出现深水层磷向表层输送的现象，但水库正常运行条件下水位的下降并没有显著增加深水层磷向表层的输送；磷输送至水库表层促进了浮游植物的生长；大型滤食性枝角类对磷增加响应不灵敏；小型滤食性枝角类虽然牧食能力相对较低，但它们能对磷增加迅速作出响应，在短时间内达到相对较高的生物量，从而导致一个相对较高的浮游动物与浮游植物生物量比值，但维持时间非常短。