三峡成库后,库区支流呈现从河流型异营养体系向湖沼型自营养体系的演化趋势,具备了营养盐高速循环和高效利用的基础条件。针对 "成库后支流生态系统营养盐内源循环对浮游植物可能具有重要的营养补充和加强作用" 这一命题,拟在富营养化典型支流香溪河、大宁河和小江实施连续站监测、大面调查、过程变量示踪原位研究相结合的整体计划,辅以模型总结归纳,在查明干-支流相互作用关键物理过程(顶托、滞留、层化、混合、锋面)营养输送作用的基础上,定量刻画支流系统内营养盐在真光层、水柱、水层-沉积物中多级利用、活化更新的生物地球化学过程,建立支流系统"营养盐-浮游植物初级生产力-次级代谢活化更新-营养补充"全过程质量平衡模式,验证支流生态过程可能的"内源循环与浮游植物之间补充、加强反馈机制",由此丰富我们对三峡水库生态系统生态营养动力学的知识,为三峡水库富营养化理论研究和藻华控制提供定量化的科学基础。
Three Gorges Reservior;Eutrophication;Trophic Dynamics;Biogeochemistry;
以三峡水库典型水域(香溪河、大宁河、小江)完成了2012至2014年的连续观测,2015年除开展补充观测工作外重点完成了前期观测成果的总结分析,完成了项目计划书的任务要求。原位观测工作2016年将继续进行,数据分析与文章发表工作也将继续深入,相关成果将继续署名本项目资助完成。取得了如下三个方面的研究成果第一、通过在规定水域实施多断面连续观测和采样分析,获得并积累了较为系统的科学观测数据,为深大水库水生态演化的理论研究奠定了基础。观测项目包括三类一、水文学参数(包括流量、水位、流速大小、流向),明晰支流水团混合动力学系统的基本物理格局;二、环境稳定同位素(氢δ2H、氧δ18O)分析、保守性常量离子、微量元素(包括稀土元素的配分模式)相互融合的水团过程示踪多指标体系,细致标定水团性质,定量分析干流顶托、倒灌、锋区混合、滞留层化、源头汇入等主要水文物理过程对支流水团结构的影响;三、完成了该年度关键水文过程对支流生态系统营养盐输送作用及其对营养格局影响的研究,获取支流系统的营养盐、常量与微量元素、叶绿素等重要的水化学参数。第二、在原位观测的基础上,开展化学计量分析、同位素指纹(Isotopic Fingerprint)以及环境参量相关性分析的工作,深入分析了三峡水库蓄放调节影响下干-支流水团混合的相互作用关系,明晰了由此驱动的营养物质循环与多级利用的生态动力学机制,开展15N、32P同位素标定培养的原位研究,结合环境监测数据开展支流系统的初级生产力结构研究,获取支流浮游植物生态过程对重要营养盐(NH4-、NO3-、和PO43-)吸收和再生通量的动力学参数,为水柱环境过程营养物质循环与多级利用的动力学过程的模拟分析提供可靠参数。第三、完成了三峡库区典型支流生态系统营养盐迁移-转化的生物地球化学过程多箱模型的建模和分析研究,获得了基于以上对水文物理过程、水团营养盐迁移和转化过程、水层-底栖营养盐活化更新过程定量研究的参数化成果,定量描述干流-支流相互作用下关键水文过程在支流生态系统内部营养盐收支平衡的地位和作用。项目执行期间,培养硕士研究生3名,其中与三峡大学联合培养2名硕士研究生(徐涛、吴娅2015年已答辩)、中国水利水电科学院培养研究生1名(梁顺田在读);1名博士后出站(胡明明),按要求发表署名项目资助研究论文10篇。