太湖梅梁湾临界深度、临界光强的时间变化特征及其可能影响机制

发布时间：2017-11-05 22:11

  本文关键词：太湖梅梁湾临界深度、临界光强的时间变化特征及其可能影响机制

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【摘要】：湖泊浮游植物初级生产力的高低决定了整个生态系统的稳定性,光是影响水生生态系统结构和功能的一个重要因子,了解水下光场的分布对认识湖泊生态过程具有重要的意义。对太湖临界深度(临界光强)的时间变化特征以及其在湖泊科学理论与湖泊治理实践中的生态学意义的研究,不仅有利于厘清物理过程对水生生态环境的影响机制,还有着重要的科学意义和应用价值。依据2015年4月到11月在无锡梅梁湾中科院太湖湖泊生态系统研究站栈桥测定的相关数据,拟合P-I曲线,计算临界光强与临界深度。系统阐述了临界深度的时间变化特征及可能影响机制。水体表层光强的强度大小决定了藻类初级生产力是否会出现光抑制现象。在光抑制条件下,最适光强与初始斜率呈现负相关；太湖表层光强随着时间变化,在春季和夏季光强较强,而秋季较弱。临界深度的变化范围为：临界深度由大到小的变化规律是：春季夏季秋季。而临界光强的变化趋势为：春季夏季秋季。水温对临界深度的影响随时间变化不同。春季水温增加促进藻类生长,水温与临界深度为正相关；夏季较高水温抑制藻类生长,在这种环境下容易出现水华现象,水下光强无法满足其生长需求,因此水温与临界深度为负相关；秋季水温变化对临界深度影响很小。悬浮物浓度始终影响临界深度,悬浮颗粒物对光具有吸收和散射的作用,导致光强在水下衰减,从而导致藻类吸收的光强无法保证其正常光合作用,无机悬浮物浓度对临界深度影响相对较大,其浓度越大,临界深度则越小。营养盐对临界深度的影响机制非常复杂。从整体上看PO4与临界深度为负相关关系,TDN与临界深度为正相关；春季TP与临界深度为负相关关系；夏季NH4与临界深度为负相关关系；而秋季营养盐对临界深度影响很小,相关性很弱。在光限制情况下铵盐与临界深度正相关。磷元素与临界深度为负相关,而氮元素与临界深度是正相关。试验期间磷元素是藻类生长的主要限制因子,因此磷元素浓度的增加,能够引起藻类的快速增长,藻类数量增长,则对光强的需求变大,光强在较浅的深度就无法满足其正常生长需求,临界深度则减小;而氮的影响可能是氮、磷对藻类生长影响的相互作用造成的。临界深度与真光层深度长期变化趋势相似,但真光层深度均大于临界深度,估算藻类初级生产力以及整个湖泊初级生产力时会偏大,无法为富营养化湖泊或者其他浅水湖泊的生态恢复提供准确的参考。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X52;Q948.8

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本文编号：1146096