从食物网结构角度探析富营养深水水库中浮游植物多样性的形成原因

Phytoplankton is the main producer in deep eutrophic reservoirs. High diversity of phytoplankton has practical significance for maintaining ecosystem balance and preventing outbreak of a population of phytoplankton (such as blue algae blooms). We will investigate two eutrophic reservoirs (Nanwan reservoir and Pohe reservoir) represent ecosystems with high phytoplankton diversity and low diversity respectively, in the middle latitude of our country. The project contrasts the differences of food web structures of the two ecosystems using 13C and 15N stable isotope analyses. We also estimate the contribution of phytoplankton as a carbon source to aquatic animals' food in the two ecosystems. The results could help us to clarity the reasons why ecosystem could maintain high phytoplankton diversity from the perspectives of food web structure and energy flow paths. We also study on the relationships between the environmental factors and the changes of biological community structure, in order to discuss the main conditions maintaining high phytoplankton diversity. The research results could be useful to explain the formative mechanism of the phytoplankton diversity from the perspective of energy flow paths, and would provide the reasonable basis for optimizing management in deep eutrophic reservoirs.

浮游植物是富营养深水水库中的主要生产者，保持浮游植物植物多样性对于维持水库生态系统平衡，有效防止浮游植物某一优势种群集中爆发（如蓝藻水华）具有重要的现实意义。本项目以我国中纬度地区浮游植物多样性具有差异的2座富营养水库：南湾水库和泼河水库，分别代表浮游植物多样性与单一性的生态系统进行对比分析。使用碳、氮稳定同位素分析方法对比两座水库生态系统食物网结构的差异，并估算浮游植物作为碳源对水生动物的食物贡献率，以期从食物网结构和能量流动途径角度阐明富营养深水水库保持浮游植物生物多样性的原因；并结合水质理化指标和水生生物群落监测数据，研究两座水库生态系统中环境因子和生物群落结构变化之间的关系，进一步探讨保持浮游植物多样性的环境条件。研究结果有助于从食物网能量流动角度揭示富营养深水水库浮游植物多样性的形成机理，同时为水库的食物网调控、优化管理提供理论依据。

浮游植物是深水水库中的主要生产者，保持浮游植物植物多样性对于维持水库生态系统平衡，有效防止浮游植物某一优势种群集中爆发（如蓝藻水华）具有重要的现实意义。本项目以我国中纬度地区浮游植物多样性较高又具有一定差异的2座深水水库：南湾水库和鲇鱼山水库进行对比研究分析。主要研究结论如下：.（1）.在南湾水库，夏秋季节浮游植物功能类群主要受到上行效应的控制，而在冬春季节，随着Daphnia的发展，主要是下行效应起主导作用。而鲇鱼山水库叶绿素a浓度和水体可溶性无机磷SRP呈显著正相关（R = 0.422，P = 0.04），表明浮游植物主要受控于上行效应。.（2）.RDA排序图显示了水体透明度SD是两座水库浮游植物功能群的重要驱动因素，影响两座水库水体透明度的主要因素均与Daphnia的滤食率有关。.在南湾水库，夏季集中的降雨和出流量是水力滞留时间缩短的原因，这解释了过渡区水溞低生物量的原因。线性回归分析证明了湖泊区水溞的滤食率和水体透明度之间的因果关系，这表明增加的牧食压力对水体透明度有很大的影响。在鲇鱼山水库，尽管浮游植物叶绿素a浓度和溞属种群之间没有线性关系，线性回归分析证明了湖泊区水溞的滤食率和水体透明度之间依然存在因果关系。.（3）.在南湾水库，常常由于鱼类至浮游动物的下行效应有限，导致浮游动物对浮游植物的捕食压力较大，这对水库维持清水态有利。较低的鱼类密度可能是导致该现象的重要原因。该结论有待于进一步的研究数据进行验证。.（4）.鲇鱼山水库高的白鲢：花鲢放养比例可能是白鲢生态位幅度较宽的重要原因，表明白鲢高的放养比例可能使它们在水体中更具竞争力。另一方面，为了与白鲢更好共存，花鲢不得不利用更多的食物资源，同时占据更多的生态位重叠。两座水库中花白鲢的放养比例不同，导致鱼类在水生生态系统中的生态位不同，并最终在水体中发挥不同的作用。