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洱海蓝藻爆发的时空特征及影响因子

发布时间:2019-11-26 18:47
【摘要】:湖泊生态环境对区域气候变化和流域人类活动十分敏感。随着流域的持续开发,洱海作为云贵高原第二大淡水湖泊面临着严重的生态与环境问题,主要包括水质恶化和生态功能的衰退,其中蓝藻水华问题尤为突出。针对湖泊现代监测数据存在时间序列较短、连续监测记录缺乏、监测位点不完全一致等问题,应用沉积物记录开展色素等多指标分析和环境变化重建研究,并对洱海湖区南、中、北3个湖盆的沉积物记录进行对比分析,从而探讨洱海富营养化与蓝藻爆发的历史与变化特征,并识别藻类响应模式的空间异同。沉积物色素记录结果表明,洱海蓝藻生物量变化具有明显的时空差异性,呈现由南至北,先后增加、最后呈现蓝藻水华全湖性持续爆发的模式。进一步的简约模型方差分解结果表明气候变暖和营养盐富集是洱海蓝藻生物量变化的主要驱动因子,此外相对较浅的南部湖盆还受到水位波动、水动力减弱、水生植物演化的综合影响。因此,在气候变暖的背景下,控制水体营养盐输入、合理调控湖泊水位、提高水体透明度并恢复水生植物是控制洱海蓝藻水华爆发和进行生态恢复的重要措施。
【图文】:

洱海,采样点位,湖盆,沉积物


http://www.ecologica.cn1研究区域与研究方法1.1研究区概况洱海(25°36'—25°58'N,100°06'—100°28'E)位于云南省西北部,大理白族自治州中部,(图1),属澜沧江流域黑惠江支流的构造断陷湖泊,流域面积为2565km2。湖面海拔高度为1965.8m(八五高程),湖泊面积251.35km2,最大水深19.5m,是云贵高原第二大淡水湖。水体矿化度为167—175mg/L,平均为172.33mg/L,pH值在8.3—9.0之间变化(平均值=8.5)。湖水主要由地表径流和降水补给,主要入湖河流有22余条:如东侧的凤尾箐、玉龙河,西侧的苍山十八溪水,南侧的波罗江,北侧的罗时江、弥苴河、永安江等,西南角的西洱河是洱海唯一的天然出湖河流,最终汇入澜沧江。湖区属中亚热带高原季风气候,年均温15℃,,年均降水量1056.6mm(图2),径流的年内变化主要受气候因素的影响,雨季5—10月径流量占年径流量的65%以上[25]。图1洱海及采样点位置及水深Fig.1SitemapshowingthelocationofErhaiLake,thecoringsitesandrelatedwaterdepthsEH-3、EH-5、EH-2分别为洱海北部、中部、南部湖盆采集的沉积物柱芯编号湖泊现代监测结果表明,1970s以来洱海水位变化剧烈,且水体富营养化进程加快,水质呈现不断下降的趋势[26-27](图2)。1974年以前洱海水位年际变化较小,年均水位维持在1974m左右(八五高程,下同),1974—1982年洱海年均水位急剧下降,低至1971m左右,比多年年均水位低3m左右,是水位最低时期。之后,洱海水位缓慢、波动回升,并保持在相对低水位(年均水位1972m左右)运行。洱海水生植物的覆盖度自1970s末期以来持续下降,由1977年40%左右迅速下降到2011年5%左右,说明洱海水生植物面积近40年来骤减,生态功能不断退化。洱海水体主要营养盐浓度自1970s呈现快速增加的趋势,水

地层图,蓝藻,色素,沉积物


http://www.ecologica.cn黄素含量均值(±1SD)为(0.66±0.26)μg/g、海胆酮含量为(0.73±0.24)μg/g。从1990年开始出现显著的上升,大约2003年蓝藻色素浓度出现一个峰值,玉米黄素达到(6.27±1.27)μg/g、海胆酮达到(4.62±0.86)μg/g,而2008—2011年出现连续的、大幅的上升,玉米黄素含量为(8.68±3.44)μg/g,海胆酮含量为(5.63±1.75)μg/g。总体而言,湖盆北部沉积物蓝藻色素自1990年出现持续增加,并在~2000年以后总体维持在较高的含量水平(图4)。中部钻孔(EH-5)沉积物蓝藻指示色素浓度变化趋势可以分成两个主要阶段:2000年之前变化波动较小且处于较低水平,如玉米黄素、海胆酮含量均值(±1SD)分别为(0.98±0.39)μg/g、(1±0.34)μg/g。大约在1996年,出现一个弱峰值;2000年之后,两种色素均出现显著的增加且处于较高水平,且在2009年左右达到峰值,如玉米黄素达到(9.82±6.87)μg/g、海胆酮达到(5.23±3.17)μg/g(图4)。南部钻孔(EH-2)沉积物蓝藻色素含量1900—1985年间年以来呈现持续增加的趋势但波动幅度不大,玉米黄素含量均值(±1SD)为(3.56±1.10)μg/g、海胆酮含量为(3.14±0.65)μg/g。~1985年之后增加趋势明显且波动较大,玉米黄素含量为(6.96±2.25)μg/g、海胆酮含量为(4.17±1.24)μg/g,且在1983、1986年左右分别出现两个弱峰值。大约1995—2006年间,南部湖盆沉积物蓝藻色素出现一个小幅的下降,2006年来又出现明显的上升(图4)。图4沉积物钻孔蓝藻色素记录地层图Fig.4SedimentaryprofilesofcyanobacterialpigmentsforthethreecoresofErhaiLake2.3洱海沉积物营养元素的变化特征洱海北部和中部沉积物钻孔总氮(TN)含量变化与沉积物叶绿素含量变化趋势基本一致(图5)。北部钻孔TN含量自1960年持续增?

【参考文献】

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