滇西北地区高山湖泊沃迪错近两百年来环境变化及枝角类群落响应

摘要

区域增温和大气氮沉降作用已成为高山湖泊面临的重要环境胁迫,已有高山湖泊生物群落响应的长期模式研究主要集中于藻类而缺乏更高营养级生物(如浮游动物)的系统调查。本研究选择滇西北地区深水型的高山湖泊沃迪错开展沉积物调查,通过多指标分析(总氮、总磷、叶绿素a、氮稳定同位素等)并结合区域气候重建记录,识别近两百年来该湖泊及流域环境的变化历史,进一步利用枝角类群落指标(物种组成、生物量等)定量评价了湖泊生物群落的响应模式与驱动因子。结果表明,湖泊营养水平(如总氮浓度)和初级生产力(叶绿素a浓度等)在过去近两百年总体呈上升趋势。相关分析显示,大气氮沉降和流域外源输入是影响总氮上升的主要因素,同时区域增温和营养盐富集促进了湖泊初级生产力的不断上升。自1960s以来区域升温明显,湖泊营养水平和叶绿素a浓度呈现加速上升的趋势。钻孔中枝角类群落以浮游属种(Daphnia longispina等)为优势种,在1900AD以前D.longispina相对丰度较为稳定(40.83%±8.02%),之后出现下降趋势且在1948—1965年间明显下降,之后再次明显上升并成为主要优势种。排序分析显示,气温、叶绿素a和总氮是影响枝角类群落演替的主要因子,且在1960s前温度和营养水平对枝角类群落结构的独立影响显著,之后水体营养水平(总氮)和初级生产力的上升则成为影响枝角类群落结构变化的主要因素。本研究揭示了区域增温、大气沉降与流域地表过程对高山湖泊浮游动物群落的长期影响及其与藻类耦合作用增强的近现代模式,有助于识别全球变化背景下高山湖泊生态环境演化的关键过程并预测其未来变化的主要方向。