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当前,由于气候变化和人类活动的组合效应,全球水域生态系统变得越来越容易受到极端事件的影响,许多国家的饮用水水源都饱受高毒性蓝藻水华的困扰,然而,气候变化-人类活动-水生态系统的长期作用过程与机制仍不清楚。在本研究中,我们通过对厦门4座水库浮游植物群落连续6年的观测研究,重点探讨了多重极端干扰事件(如水库移民、温度变化、降雨和水位波动,其中包括6次组合干扰事件)对浮游植物和蓝藻群落的影响,并应用Phyto-PAM荧光仪对浮游植物的最大光量子产量(Fv/Fm)进行了测定,主要研究结果如下: (1)水库在以蓝藻为优势的浑浊状态和非蓝藻为主(如硅藻和绿藻)的清水状态之间呈现出明显的动态转换。蓝藻的优势度随水位的变化呈现出显著增加或降低的趋势。多元回归分析表明,pH、真光层深度、水位波动(WLF)和总磷是蓝藻生物量动态变化的最佳解释因子,共解释了30.8%的蓝藻变化。路径分析表明,水库水位的上升可通过直接的稀释效应或间接的复杂路径改变水库的湖沼学条件,进而降低蓝藻的生物量。当水库水位波动高于+2m/月时可以有效降低蓝藻的优势度和生物量,进而预防和控制蓝藻水华的发生。 (2)组合干扰导致水库生态系统在以蓝藻和非蓝藻类群为优势的两种状态之间显著转换。在石兜和坂头水库中,2010年下旬水库移民(迁出水库流域和禁止禽畜养殖)和自然干扰(如低温、降雨和水位波动)的共同影响导致蓝藻生物量下降的比例达60-90%,蓝藻水华随之消失,浮游植物群落组成也发生了一个显著的转换,并维持3年半;而2014年夏季之后,气象和水文的组合干扰(如升温、降雨和水位波动)导致蓝藻生物量显著回升,浮游植物群落又恢复到以蓝藻为优势种的状态。而与石兜和坂头水库相比,汀溪和湖边水库中浮游植物群落在组合干扰事件后的转换和恢复过程并不明显。浮游植物群落的这些变化与营养盐含量和水位波动密切相关,同时水温和降雨也有显著的影响。 (3)厦门4座亚热带水库蓝藻、绿藻和杂色藻的最大光量子产量Fv/Fm分别为0~0.5、0.6~0.8和0.3~0.6,其中汀溪水库蓝藻因丰度较低而在多数情况下无法检测到其光合活性。蓝藻通常在夏秋季呈现出较高的Fv/ Fm值,而绿藻和杂色藻则在冬、春季具有较高的Fv/Fm值。温度、营养盐含量和水位波动是影响浮游植物光合活性的主要生态因子。受多重干扰因子的影响,不同浮游植物类群Fv/Fm值的响应存在差异。蓝藻水华期间,蓝藻的Fv/ Fm值大多在0.23以上,而在非水华期间,蓝藻的Fv/Fm值多集中在0.23以下,因此可将Fv/Fm值作为浮游植物水华预测的辅助指标。 考虑到极端天气事件和人为干扰在本世纪将越发频繁,水位管理可以广泛的应用于中小型水库的有毒蓝藻水华防治和生态系统完整性保护工作中。此外,对水库的可持续管理不仅需要考虑系统的湖沼学背景,同时在评估干扰事件对水库生物多样性和生态系统功能与服务的潜在影响时还需要考虑干扰事件的强度、数量和类型。