三峡库区典型支流食物网碳源驱动格局研究

The source of organic matter as well as its dynamics in the Three Gorges Reservoir (TGR) has been altered by the dam construction. The intricate habitats and reservoir regulation in the TGR lead to diversity of carbon source dynamics on a spatial-temporal scale. The pattern of carbon source dynamics in TGR is far from clear at present. Deciphering the pattern is a crucial precondition for productivity and ecological capacity assessment, and lays a foundation for the study of energy flow in food web. This study is going to be conducted in Daning River, a typical tributary in the TGR. Stable isotope analysis and Bayesian mixing models will be used to estimate relative contributions of basal production sources to consumers. The object of this study is to ascertain the key factor that trigger the variation in spatial-temporal pattern of the main carbon contributions and to discuss the formation mechanism of the carbon source dynamics. The result could provide theoretical implications for ecological assessment, management and restoration and also supplement the information of the carbon source dynamics in reservoir ecosystem.

三峡大坝的建设改变了库区食物网有机质来源及其驱动模式。库区复杂的生境及水库的水位调节导致库区食物网的碳源驱动格局具有时空尺度的多样性。目前库区食物网的碳源驱动模式远未明晰。掌握不同时空尺度下的库区碳源驱动方式，是准确评估生态系统生产效率和生态容量的重要前提，也是开展食物网能量流动研究的基础。本研究以库区典型支流大宁河为研究对象，围绕食物网碳源驱动时空格局形成的关键因子及机制等科学问题，运用稳定同位素技术，通过构建贝叶斯混合模型定量研究基础食物碳源对消费者贡献的时空变化特征，揭示引起食物网基础碳源贡献水平时空格局变化的关键驱动因子，探讨食物网碳源驱动时空格局形成机制。研究结果能为水库生态评估、管理与修复提供理论参考，亦能充实水库生态系统食物网碳源驱动的相关理论。

水生食物网有机质来源与驱动方式会决定生态系统的营养效率和循环过程，进而影响到营养多样性与结构。了解三峡库区不同时空尺度下的碳源驱动模式，才能准确的评估库区生态容量现状及其能量流动特征，对流域的生态功能预测与生态管理具有重要意义。在三峡库区典型支流大宁河水域，利用稳定同位素技术，通过构建贝叶斯混合模型和广义加权模型，对水生食物网的碳源贡献时空变化特征及其关键驱动因素进行了定量研究与分析。研究结果表明：（1）不同地貌景观单元内食物碳源驱动模式不同，流水区底栖着生藻类的贡献率占主要优势，除流水区外，浮游植物的碳源贡献率最大；库区高水位的非汛期，外源性碳源对食物网的贡献率增加，而在上游流水河段，汛期带来的外源性碳源的贡献率更大。（2）水温、水深、浊度、浮游植物生物量对基础碳源驱动方式影响最大，是决定贡献水平变化的主导因子，四个生态环境因子对贡献水平变化的解释率达到50.08%。（3）水深、浊度和浮游植物生物量与碳源驱动模式具有显著的非线性定量关系。随着水深的增加，因消落带淹没面积增加，外源性碳源对食物网的贡献率增加；浮游植物生物量在一定水平范围内越大，内源性碳源对食物网的贡献将会增加，当增加到1.5mg/L以上时，外源性碳源贡献将增加；随着浊度的增加，外源性碳源贡献水平下降，增加到20mg/L后，食物碳源利用格局维持稳定。项目研究成果可为三峡库区水库运行管理和水库渔业发展与利用提供科学依据。