馮世敏，劉冬燕，2??，李東京，吳明姝，熊 蓮，王俊莉

（1：上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，上海200234）（2：上海師范大學(xué)城市生態(tài)與環(huán)境研究中心，上海200234）

安徽太平湖水庫(kù)初級(jí)生產(chǎn)力時(shí)空分布及分析?

馮世敏1，劉冬燕1，2??，李東京1，吳明姝1，熊 蓮1，王俊莉1

（1：上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，上海200234）（2：上海師范大學(xué)城市生態(tài)與環(huán)境研究中心，上海200234）

安徽太平湖是2014年國(guó)家列入的重點(diǎn)保護(hù)湖泊之一，鑒于其生物本底資料的缺乏，于2012年11月至2014年10月，從上游至下游選取H1、H2、H3、H4、H5共5個(gè)樣點(diǎn)，采用黑白瓶法對(duì)太平湖的初級(jí)生產(chǎn)力進(jìn)行為期2年的調(diào)查研究.結(jié)果顯示，太平湖水柱毛初級(jí)生產(chǎn)力、水柱凈初級(jí)生產(chǎn)力和水柱呼吸量的平均值分別為4.54±6.72、-1.82±7.77和6.50± 7.62 g／（m2·d）.時(shí)間分布上，水柱毛初級(jí)生產(chǎn)力出現(xiàn)3個(gè)峰值，分別在2012年11月、2013年5月和2014年7月，呼吸量在2013年7月份出現(xiàn)遠(yuǎn)高于其他月份的峰值，達(dá)到了16.04 g／（m2·d），水柱毛初級(jí)生產(chǎn)力季節(jié)變化表現(xiàn)為夏季＞秋季＞春季＞冬季.太平湖初級(jí)生產(chǎn)力存在顯著的空間差異，水平分布上毛初級(jí)生產(chǎn)力與呼吸量的水平分布相似，湖心H3樣點(diǎn)最小，下游的H4、H5樣點(diǎn)較高；垂直分布顯示，毛初級(jí)生產(chǎn)力主要貢獻(xiàn)在表層和1SD層，并沿水深逐漸降低，呼吸量的垂直分布與毛初級(jí)生產(chǎn)力不同，最高值出現(xiàn)在1SD和2SD層，各層凈初級(jí)生產(chǎn)力的值均較小，無明顯峰值或谷值.研究表明，太平湖水庫(kù)水柱的P／R系數(shù)小于1，但最高生產(chǎn)力層（表層）的P／R系數(shù)大于1.相關(guān)分析顯示水柱毛初級(jí)生產(chǎn)力與溫度和湖深呈顯著正相關(guān)，與其它環(huán)境因子相關(guān)性不明顯.

太平湖；初級(jí)生產(chǎn)力；P／R系數(shù)；葉綠素a；相關(guān)分析

the gross primary productivity of water column，and other environmental factors correlation were not obvious.

?國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31170441，31070419）和上海師范大學(xué)原創(chuàng)與前瞻性預(yù)研項(xiàng)目（DYL201304）聯(lián)合資助. 2016-01-07收稿；2016-02-26收修改稿.馮世敏（1990～），男，碩士研究生；E-mail：uc_ok＠126.com.

??通信作者；E-mail：liudy＠shnu.edu.cn.

湖泊是我國(guó)最重要的淡水資源之一.由于開發(fā)利用湖泊流域資源的強(qiáng)度不斷加大，導(dǎo)致我國(guó)一些湖泊出現(xiàn)了一系列的生態(tài)環(huán)境問題，根據(jù)《2011年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》，監(jiān)測(cè)的26個(gè)國(guó)控重點(diǎn)湖泊（水庫(kù)）中，Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)的湖泊（水庫(kù)）比例分別為50.0%和7.7%，因此，對(duì)湖泊的保護(hù)刻不容緩.

初級(jí)生產(chǎn)力是水生生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，對(duì)研究水生生態(tài)系統(tǒng)及其環(huán)境特征具有重要意義［1］.初級(jí)生產(chǎn)力則是指單位時(shí)間、單位空間內(nèi)水域自養(yǎng)型生物吸收光能將無機(jī)物合成有機(jī)物的能力［2］，它由浮游植物、著生藻類、水生維管束植物和自養(yǎng)細(xì)菌構(gòu)成，但浮游植物是主要原初生產(chǎn)者，特別是在深水水域，水草和底生藻類微不足道，浮游植物幾乎是唯一的生產(chǎn)者［3］.初級(jí)生產(chǎn)力研究還可估算漁產(chǎn)潛力、評(píng)價(jià)水體營(yíng)養(yǎng)類型［4-7］，對(duì)評(píng)價(jià)水環(huán)境質(zhì)量、指導(dǎo)漁業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)保護(hù)具有重要價(jià)值，同時(shí)對(duì)湖泊生態(tài)系統(tǒng)和湖泊環(huán)境特征具有較強(qiáng)的指示作用［8-9］.

太平湖（30°0′～30°32′N，117°28′～118°21′E）位于安徽黃山市黃山區(qū)境內(nèi)，于1971年建成蓄水，流域面積2800 km2，庫(kù)長(zhǎng)約50 km，最大水深約70 m，平均水深約40 m，屬于非典型峽谷型水庫(kù)，其上、中、下游均有較大的敞水區(qū)，其中最寬處約為4000 m，是安徽省最大的人工湖泊.

目前，研究較多的以太平湖浮游藻類、底質(zhì)沉積物和理化特征以及太平湖旅游為主［10-13］，但是關(guān)于太平湖初級(jí)生產(chǎn)力的研究報(bào)道則較少，太平湖初級(jí)生產(chǎn)力現(xiàn)狀如何，其動(dòng)態(tài)變化過程以及影響因子所知更少.鑒于太平湖水域生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要性，從2012年11月至2014年10月對(duì)太平湖的初級(jí)生產(chǎn)力進(jìn)行了為期兩年的調(diào)查研究，旨在通過該項(xiàng)研究，為太平湖流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及水質(zhì)良好型湖泊保護(hù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和參考資料.

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)布設(shè)和采樣時(shí)間

2012年11月-2013年9月期間每隔2個(gè)月對(duì)太平湖進(jìn)行1次采樣，時(shí)間分別為2012年11月和2013年1、3、5、7和9月，2013年9月-2014年10月期間按每個(gè)季度采樣1次，分別為2013年12月和2014年4、7和10月.從上游至下游共設(shè)5個(gè)采樣點(diǎn)，分別為H1、H2、H3、H4、H5（圖1）.

圖1 太平湖采樣點(diǎn)布設(shè)Fig.1 Distribution of sampling sites in Lake Taiping

1.2 樣品采集與測(cè)定

1.2.1 水質(zhì)理化指標(biāo)的測(cè)定 水質(zhì)檢測(cè)項(xiàng)目有透明度（SD）、水深（D）、溶解氧（DO）、水溫（T）和葉綠素a（Chl.a）.SD采用薩氏盤測(cè)量；DO濃度采用HQ30D53便攜式溶解氧儀在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定；Chl.a樣品現(xiàn)場(chǎng)抽濾后閉光保存帶回實(shí)驗(yàn)室，依照國(guó)標(biāo)水質(zhì)葉綠素的測(cè)定分光光度法（SL 88-2012）測(cè)定Chl.a濃度.

1.2.2 初級(jí)生產(chǎn)力的采樣與測(cè)定 采樣依照中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL 354-2006（水質(zhì)初級(jí)生產(chǎn)力測(cè)定法“黑白瓶”），每天12：00之前完成.黑白瓶分別采用150 ml棕色及無色磨口試劑瓶，黑瓶外罩以黑布口袋扎緊.以水體透明度為分層依據(jù)，分別將黑白瓶懸掛于表層（水下0.5 m）處及1、2、3、4倍透明度處，即1SD、2SD、3SD、4SD處，每次每層灌滿2個(gè)白瓶、2個(gè)黑瓶和2個(gè)原初瓶.原初瓶于現(xiàn)場(chǎng)立即固定其瓶中的溶解氧，其它4瓶原位曝光24 h，取出后立即固定.

測(cè)定方法：采用溫克勒（Winkler）定氧法，現(xiàn)場(chǎng)加入1 ml硫酸錳和2 ml堿性碘化鉀，分別固定黑白瓶中的溶解氧，封口搖勻，帶回實(shí)驗(yàn)室使用碘量法測(cè)定每個(gè)黑白瓶中的溶解氧［14］.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，按下式分別計(jì)算生產(chǎn)力和呼吸量：

式中，Pg為毛初級(jí)生產(chǎn)力；Pn為凈初級(jí)生產(chǎn)力；R為呼吸量；IB為原初瓶溶解氧量；LB為曝光結(jié)束白瓶溶解氧量；DB為曝光結(jié)束黑瓶溶解氧量.其中Pg、Pn、R的單位為mg（O2）／（L·d），簡(jiǎn)寫為mg／（L·d）.

水柱生產(chǎn)力是指1 m2垂直水柱的生產(chǎn)力.根據(jù)各水層浮游植物Pg的大小，采用算術(shù)平均值累計(jì)法計(jì)算，計(jì)算得到水柱的毛生產(chǎn)力；水柱呼吸量和水柱凈生產(chǎn)力也用該法計(jì)算.以水柱Pg為例，計(jì)算公式為：

式中，Pi為第i層毛生產(chǎn)力，Di為第i層的深度，n為取樣層數(shù)（1≤i≤n-1）.

1.3 數(shù)據(jù)處理

圖表繪制在Excel 2003軟件中進(jìn)行，數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行，具體為Pearson相關(guān)性分析和回歸分析研究初級(jí)生產(chǎn)力與各理化因子之間的關(guān)系，以及采用非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)中的配對(duì)樣本T檢驗(yàn)和克魯斯凱-沃利斯方差分析進(jìn)行差異性分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 透明度、水深、水溫和溶解氧濃度

水庫(kù)是山溝或河流的狹口處建造攔河壩形成的人工湖泊，其水面寬闊、流速緩慢，水的運(yùn)動(dòng)主要靠風(fēng)力和熱對(duì)流.湖水的透明度、溫度、水深和溶解氧則是描述水庫(kù)的基體指標(biāo)，也是初級(jí)生產(chǎn)力的基本環(huán)境因子.太平湖透明度全年變化為1.5～6.0 m，不同采樣點(diǎn)透明度差異較大，H1樣點(diǎn)最低，H4、H5樣點(diǎn)最高；而從H1到H5樣點(diǎn)水深變化則為依次增大，從季節(jié)來看夏秋季水深高于春冬季；H1～H5樣點(diǎn)水溫變化范圍分別為7.4～27.9、8.22～7.9、8.8～28.1、9.6～28.1和9.8～28.1℃，各采樣點(diǎn)水溫變化范圍基本一致；溶解氧濃度則從H1到H5樣點(diǎn)依次減小，總的變化范圍為5.3～11.3 mg／L.

2.2 初級(jí)生產(chǎn)力的時(shí)間分布

太平湖浮游植物水柱日Pg在0.94～9.22 g／（m2·d）之間變化，平均值為4.57 g／（m2·d），最高值出現(xiàn)在2014年7月，為9.22±4.22 g／（m2·d），2012年11月次之，為8.36±3.58 g／（m2·d），2014年4月最低，為0.55±1.04 g／（m2·d）（圖2）.太平湖浮游植物Pn的最高值出現(xiàn)在2014年4月，為2.39±0.79 g／（m2·d）；2014年10月次之，為1.99±1.04 g／（m2·d）；2013年7月最低，為-10.59±4.78 g／（m2·d）.水柱Pg與R在時(shí)間上變化趨勢(shì)基本保持一致，在每年的7月左右出現(xiàn)峰值，3、4月出現(xiàn)谷值.

2013年各采樣時(shí)間點(diǎn)及2014年7月太平湖浮游植物日凈生產(chǎn)力都出現(xiàn)負(fù)值，特別在7月即夏季達(dá)到最大.雖其光照較強(qiáng)、水溫較高，浮游植物的光合作用較強(qiáng)，但毛生產(chǎn)力較大的同時(shí)浮游動(dòng)植物呼吸量也增加使其大于毛生產(chǎn)力，故其凈生產(chǎn)力出現(xiàn)負(fù)值.冬春季由于水溫較低浮游植物光合作用較弱，凈生產(chǎn)力也出現(xiàn)了負(fù)值.

表1 太平湖透明度、水深、水溫及溶解氧濃度Tab.1 The transparency，water depth，temperature and dissolved oxygen of Lake Taiping

圖2 太平湖初級(jí)生產(chǎn)力和呼吸量變化Fig.2 Changes of primary productivity and respiratory capacity of Lake Taiping

太平湖初級(jí)生產(chǎn)力的季節(jié)差異較明顯，全湖春季、夏季、秋季和冬季4個(gè)季節(jié)初級(jí)生產(chǎn)力占全年的比例分別為18%、39%、27%和16%，配對(duì)樣本T檢驗(yàn)顯示，不同季節(jié)的初級(jí)生產(chǎn)力有顯著性差異，夏季顯著高于秋季（P＝0.012＜0.05）和冬季（P＝0.049＜0.05），秋季顯著高于冬季（P＝0.004＜0.05），而春季與夏季、冬季無顯著性差異（P＞0.05）（圖3、4）.

圖3 各采樣點(diǎn)不同季節(jié)初級(jí)生產(chǎn)力占全年比例Fig.3 The seasonal distribution of primary productivity at different sampling sites

圖4 水柱日初級(jí)生產(chǎn)力和呼吸量的季節(jié)變化Fig.4 Seasonal variation of primary productivity and respiratory capacity in water column

將全湖按季節(jié)進(jìn)行分析（圖4），不同季節(jié)初級(jí)生產(chǎn)力水平有明顯差異，春季、夏季、秋季和冬季4個(gè)季節(jié)初級(jí)生產(chǎn)力的平均值分別為3.29±3.76、7.33±2.67、4.97±2.10和2.95±2.36 g／（m2·d），表現(xiàn)為夏季＞秋季＞春季＞冬季的特征.太平湖不同季節(jié)水柱Pg與水柱R比較，則表現(xiàn)為夏季Pg＞R，春、秋、冬季Pg＜R.

圖5 不同樣點(diǎn)初級(jí)生產(chǎn)力與呼吸量的垂直分布Fig.5 The vertical distribution of primary productivity and respiratory capacity in different sampling sites

2.3 不同樣點(diǎn)和不同季節(jié)初級(jí)生產(chǎn)力的垂直分布

總體來看，太平湖Pg和Pn最高值均出現(xiàn)在表層和

1SD層，分別達(dá)0.85±0.37和0.14±0.11 mg／（L·d），表層、1SD、2SD、3SD和4SD層Pg占全湖的百分比分別為35%、30%、22%、11%和2%（圖5），并隨水深逐漸降低，這與盧子園等［15］對(duì)淀山湖的研究相一致.將各水層的初級(jí)生產(chǎn)力測(cè)定值進(jìn)行算術(shù)平均，再進(jìn)行擬合，分別得到Pg和Pn沿物理層次SD分布的回歸方程：Pg＝0.575-0.085 SD（P＜0.01），Pn＝0.069-0.129 SD（P＜0.01）.通過對(duì)Pn的回歸方程分析得出補(bǔ)償深度，即Pn＝0的水層深度，對(duì)于太平湖而言補(bǔ)償深度為0.5倍透明度.從上游H1樣點(diǎn)到下游H5樣點(diǎn)各層Pg呈先升后降再升再降的變化趨勢(shì)，這與浮游動(dòng)植物生物量變化趨勢(shì)相一致［16］.

各層不同季節(jié)Pg比較發(fā)現(xiàn)，表層和1SD層表現(xiàn)為夏季＞秋季＞春季＞冬季，與全湖季節(jié)變化相同，在2SD層表現(xiàn)為夏季＞春季＞秋季＞冬季，到3SD層秋季最大，其它季節(jié)無明顯變化（圖6），這可能與湖下各層水環(huán)境差異有關(guān)，張琪等［24］等對(duì)香溪河初級(jí)生產(chǎn)力影響因素研究表明，適宜的水環(huán)境因子是春、夏季初級(jí)生產(chǎn)力高的主要原因.總的來看，春、夏、秋季最大Pg一般出現(xiàn)在表層，這可能是由于隨著深度的增加，光強(qiáng)減弱Pg明顯降低，到冬季時(shí)溫度低光強(qiáng)也較弱，故其各層Pg都很低且各層間無明顯差異，這與張運(yùn)林等［17］研究太湖梅梁灣的研究結(jié)果相同.從全年來看，Pg表現(xiàn)為1SD層＞2SD層＞3SD層＞4SD層，再次證明表層與1SD層是太平湖生產(chǎn)力的主要貢獻(xiàn)者.各季節(jié)R表現(xiàn)為夏季＞秋季＞春季＞冬季，各層之間變化不大，夏季、秋季、春季和冬季R變化范圍分別為0.85～1.85、0.23～0.56、-0.03～0.51和-0.09～0.70 mg／（L·d）.

圖6 不同季節(jié)初級(jí)生產(chǎn)力與呼吸量的垂直分布Fig.6 The vertical distribution of primary productivity and respiratory capacity in different seasons

2.4 初級(jí)生產(chǎn)力水平分布

水柱Pg與水柱R都在湖心H3樣點(diǎn)處最小，下游H4、H5樣點(diǎn)無論是Pg與R都處于較高水平，整體而言，Pg＞R（圖7），水柱Pn整體處于較低水平.組間差異分析表明，采樣點(diǎn)組間Pg存在顯著差異性（P＜0.05），其中H1、H2樣點(diǎn)均與H3樣點(diǎn)呈顯著差異，H1與H2樣點(diǎn)呈顯著差異，說明H1和H2樣點(diǎn)的生產(chǎn)力處于同

一水平，其余各點(diǎn)差異性不明顯.

2.5 太平湖的P／R系數(shù)

P／R系數(shù)可以反映某一種群或群落生物的代謝水平，又稱為群落代謝率，對(duì)于特定植物種群，P／R系數(shù)可以反映種群對(duì)環(huán)境的適應(yīng)情況，其關(guān)系大致為：P／R＞1，種群增長(zhǎng)，生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定；P／R＝1，種群不增不減，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定；P／R＜1，種群減少，生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定.

一般，P／R系數(shù)的P值通常用Pg表示，本文P／R系數(shù)也用Pg進(jìn)行計(jì)算.最高水層和水柱的P／R系數(shù)均值都小于1，說明太平湖浮游植物群落種群減少，生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定，表層P／R系數(shù)與水柱P／R系數(shù)見表2.

圖7 太平湖各采樣點(diǎn)水柱Pg、Pn和R的水平變化Fig.7 The horizontal distribution of Pg，Pnand R in different sampling sites of Lake Taiping

表2 浮游植物的P／R系數(shù)統(tǒng)計(jì)值Tab.2 Descriptive statistics of P／R coefficients of phytoplankton

太平湖屬于藻型湖泊，生產(chǎn)量主要來自于藻類的光合作用；呼吸量除包括浮游植物本身耗氧外，還包括細(xì)菌、浮游動(dòng)物等的耗氧量.生產(chǎn)量與呼吸量的相對(duì)值P／R（P代表Pg，R代表呼吸量）具有重要的生態(tài)學(xué)意義，是反映水生生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo).通常在湖泊系統(tǒng)中，P／R＞1表明生態(tài)系統(tǒng)以自養(yǎng)過程為主導(dǎo)，而P／R＜1則表明以異養(yǎng)生產(chǎn)為主.一般在貧營(yíng)養(yǎng)和中營(yíng)養(yǎng)湖泊中P／R＜1，在富營(yíng)養(yǎng)湖泊中P／R＞1［19］.太平湖P／R平均值為0.71，即生產(chǎn)量小于呼吸量，說明太平湖整體呈現(xiàn)異養(yǎng)型特征.P／R值的垂向分布特點(diǎn)與Pg相似；且表層的P／R大于1，為自養(yǎng)狀態(tài)，1SD、2SD和3SD層的P／R值小于1，異養(yǎng)作用強(qiáng)烈，這也再次證明了表層水體是太平湖主要的生產(chǎn)層.

2.6 初級(jí)生產(chǎn)力與理化因子的相關(guān)性

通過SPSS 19.0軟件建立各采樣期間各水層Pg、R、Pn與各環(huán)境因子的Pearson相關(guān)分析（表3），結(jié)果表明：Pg與水溫呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），且與水深也呈顯著相關(guān)（P＜0.05）；R與水溫呈顯著正相關(guān)，Pn則與水溫呈顯著負(fù)相關(guān).

表3 Pg、R和Pn與環(huán)境各因子的相關(guān)性矩陣Tab.3 The correlation matrix of Pg，R and Pnand each environmental factor

3 討論

3.1 環(huán)境因子對(duì)初級(jí)生產(chǎn)力的影響

水溫、DO、透明度、水深是與初級(jí)生產(chǎn)力密切相關(guān)的環(huán)境因子，研究其對(duì)初級(jí)生產(chǎn)力相互關(guān)系有助于對(duì)太平湖生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的認(rèn)識(shí).

浮游植物是太平湖主要的初級(jí)生產(chǎn)者，而浮游植物的多少與其光合作用的強(qiáng)弱有關(guān)，光合作用的強(qiáng)弱則與太平湖水體透明度有關(guān)，因此水體透明度也是浮游植物初級(jí)生產(chǎn)力的影響因素之一.浮游植物進(jìn)行光合作用的同時(shí)向水體釋放出氧氣，從而溶解氧濃度的高低能表征浮游植物生長(zhǎng)和增殖情況，因此水體中溶解氧濃度也與浮游植物初級(jí)生產(chǎn)有關(guān).水溫一方面可以通過控制光合作用的酶促進(jìn)反應(yīng)或呼吸作用強(qiáng)度，直接影響浮游植物生產(chǎn)過程，也可通過控制水體中的各類營(yíng)養(yǎng)物的溶解度、離解度或分解率等理化過程，間接影響浮游植物的生產(chǎn)力.Pg與水溫呈極顯著正相關(guān)，即在夏季最高，這與趙文等［19］對(duì)鹽堿池塘浮游植物初級(jí)生產(chǎn)力的研究相同，Pg與水深呈顯著正相關(guān)；R、Pn與水溫分別呈極顯著正相關(guān)（圖8）.對(duì)各理化因子進(jìn)行多元逐步回歸分析發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)調(diào)查期間太平湖毛初級(jí)生產(chǎn)力主要限制因素是水溫與水深，其回歸方程為：Pg＝-0.177＋0.02 T＋0.006 D.對(duì)于不同的水體，影響浮游植物初級(jí)生產(chǎn)力的主要因素也不盡相同，張運(yùn)林等［20］研究表明，太湖初級(jí)生產(chǎn)力主要受溫度和光強(qiáng)的影響.熊倩等［21］對(duì)三峽水庫(kù)浮游植物初級(jí)生產(chǎn)力季節(jié)變化研究表明，光可獲得性可能是其重要的限制因素.

圖8 初級(jí)生產(chǎn)力與環(huán)境因子的關(guān)系Fig.8 Relationship between primary productivity and environmental factors

太平湖浮游植物初級(jí)生產(chǎn)力季節(jié)變化表現(xiàn)為夏季最高，秋季次之，春冬季較低（圖8），研究表明水溫為其主要的影響因子，夏、秋季水溫較高，達(dá)到一個(gè)適宜環(huán)境，而春冬季水溫較低，光強(qiáng)也較弱，浮游植物光合作用受到抑制，因此春冬季初級(jí)生產(chǎn)力低于夏秋季.不同研究區(qū)域其初級(jí)生產(chǎn)力的季節(jié)變化亦有明顯差異，如淀山湖初級(jí)生產(chǎn)力表現(xiàn)為夏季最高，冬季次之，春秋季較低，這可能與淀山湖浮游植物群落結(jié)構(gòu)和優(yōu)勢(shì)種的更替有關(guān)［3］，而朱愛民等［8］對(duì)湖北浮河橋水庫(kù)的研究表明，浮河橋水庫(kù)初級(jí)生產(chǎn)力季節(jié)分布規(guī)律為秋季最高，夏季次之，春冬季較低，這與其浮游植物葉綠素a濃度和生物量的季節(jié)變化相一致.

同一季節(jié)的不同采樣點(diǎn)初級(jí)生產(chǎn)力也不盡相同，這可能與各采樣點(diǎn)的水質(zhì)水文差異有關(guān).太平湖周邊主要共有五大子流域，自東向西依次為麻川河流域、浦溪河流域、秧溪河流域、舒溪河流域和清溪河流域.各流域的土地利用結(jié)構(gòu)對(duì)河流水質(zhì)的影響較顯著，從而影響太平湖上游至下游的水質(zhì)情況.陸君等［22］對(duì)太平湖流域研究表明水質(zhì)污染指標(biāo)與耕地、建設(shè)用地、園地呈正相關(guān)，與林草地呈負(fù)相關(guān).劉佩佩等［23］在湖泊沼澤化與水生植物初級(jí)生產(chǎn)力研究中講到，水文要素的變化也會(huì)導(dǎo)致水生態(tài)系統(tǒng)中食物網(wǎng)和種間關(guān)系的相應(yīng)改變，從而導(dǎo)致各采樣點(diǎn)浮游植物初級(jí)生產(chǎn)力存在顯著差異.

3.2 表層初級(jí)生產(chǎn)力與表層葉綠素a濃度的相關(guān)分析

葉綠素a是重要的光合色素，是浮游植物將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的重要載體.一般來說，水體葉綠素a濃度的分布與環(huán)境因子，如溫度、鹽度、光照、營(yíng)養(yǎng)鹽濃度分布等密切相關(guān)，也直接反映了初級(jí)生產(chǎn)力的分布.理論上水體葉綠素a濃度的變化與水柱初級(jí)生產(chǎn)力之間應(yīng)該存在明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但實(shí)際研究中由于研究的對(duì)象及時(shí)間不同，結(jié)果差異很大.許多研究表明葉綠素a濃度與初級(jí)生產(chǎn)力有顯著的相關(guān)關(guān)系［17，24］，也有許多研究得出初級(jí)生產(chǎn)力與葉綠素a濃度無顯著相關(guān)性的結(jié)論［25-26］，同一研究，對(duì)于不同的位點(diǎn)或采樣時(shí)間，甚至得出相反的結(jié)論［27］.由于浮游動(dòng)物的攝食作用，葉綠素a濃度只能反映水體中浮游植物的現(xiàn)存量，不能完全反映水體中初級(jí)生產(chǎn)力水平，蔡琳琳等［28］對(duì)太湖的研究證明了浮游動(dòng)物對(duì)初級(jí)生產(chǎn)力的影響.

除2013年9月、2014年10月葉綠素a濃度較高外，其余月份表層葉綠素a濃度變化較平穩(wěn).對(duì)其進(jìn)行

相關(guān)性分析，結(jié)果表明，本次研究期間太平湖水庫(kù)的表層初級(jí)生產(chǎn)力與表層葉綠素a濃度在P＜0.05水平上未呈現(xiàn)顯著的相關(guān)性（相關(guān)系數(shù)為0.021），這與孫松等［25］對(duì)膠州灣初級(jí)生產(chǎn)力周年變化研究類似.從時(shí)間分布來看，表層毛生產(chǎn)力在7月份左右出現(xiàn)峰值，3、4月份出現(xiàn)谷值這與浮游動(dòng)物豐度變化相同［16］，而表層浮游植物葉綠素a濃度的時(shí)間變化要推遲2個(gè)月左右出現(xiàn)峰谷值（圖9），這可能與不同營(yíng)養(yǎng)水平和環(huán)境下藻類種類及藻類對(duì)光的適應(yīng)和利用效率以及浮游動(dòng)物、貝類等的攝食有關(guān).

圖9 表層初級(jí)生產(chǎn)力與葉綠素a濃度的關(guān)系Fig.9 Relationship between primary productivity and chlorophyll-a concentration in surface layer

4 結(jié)論

調(diào)查期間，太平湖水庫(kù)水柱Pg、Pn和R的總平均值分別為4.54±6.72、-1.82±7.77和6.50±7.62 g／（m2·d）.水柱Pg存在顯著季節(jié)變化，表現(xiàn)為夏季＞秋季＞春季＞冬季，主要受水溫、DO、透明度、水深的影響，其中水溫和水深對(duì)其影響較大.而太平湖水庫(kù)初級(jí)生產(chǎn)力具有顯著的空間差異，湖心H3樣點(diǎn)處最小，下游的H4、H5樣點(diǎn)處于較高的水平.垂直分布顯示，Pg主要貢獻(xiàn)在表層和1SD層，并沿水深逐漸降低，R的垂直分布與Pg不同，最高值出現(xiàn)在1SD和2SD層，各層凈生產(chǎn)力的值均較小，無明顯峰值或谷值.太平湖水庫(kù)水柱的P／R系數(shù)小于1，表現(xiàn)為異養(yǎng)型，但最高生產(chǎn)力層（表層）的P／R系數(shù)則大于1，表現(xiàn)為自養(yǎng)型.

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Analysis on the temporal and spatial distribution of the primary productivity and its influen?cing factors in Lake Taiping（Reservoir），Anhui Province

FENG Shimin1，LIU Dongyan1，2??，LI Dongjing1，WU Mingshu1，XIONG Lian1&WANG Junli1
（1：College of Life and Environmental Science，Shanghai Normal University，Shanghai 200234，P.R.China）（2：Urban Ecology and Environment Research Centre，Shanghai Normal University，Shanghai 200234，P.R.China）

Lake Taiping in Anhui was one of the protected lakes proposed by China.Given its lack of biological background data，we studied primary productivity of Lake Taiping from November 2012 to October 2014.Five regions from upstream to downstream（H1，H2，H3，H4，H5）were selected for the measurements of the primary productivity with the dark and white bottle method.Results showed that the gross primary productivity，the net primary productivity and the respiratory capacity of a water column in the lake were 4.54±6.72 g／（m2·d），1.82±7.77 g／（m2·d）and 6.50±7.62 g／（m2·d），respectively.As for the time distribution，the gross primary productivity appeared three peaks，in November 2012，May 2013 and July 2014，respectively.Respiratory capacity was much higher than other months in July 2013，reached 16.04 g／（m2·d）.The seasonal variation of gross primary productivity was in the order of summer＞autumn＞spring＞winter.There was a significant spatial difference in primary productivity：in the horizontal distribution，the levels of primary productivity and respiratory capacity distribution similar to that the middle point of H3 obtain minimum，the H4，H5 of downstream at a higher level；in the vertical distribution，the maximum values of the gross primary productivity were obtained in the surface layer and 1 SD layer，and along the water depth decreases gradually.The vertical distribution of respiratory capacity was different from gross primary productivity，the highest in 1 SD and 2 SD layer，and the value of each layer net primary productivity were smaller，and no obvious peak or valley value.This research showed that the coefficient of P／R of phytoplankton of water column was less than 1 in Lake Taiping，while productivity of the highest layer（surface layer）of coefficient of P／R is greater than 1.Correlation analysis showed that the temperature and deep lake were significantly positive correlation with

Lake Taiping；primary productivity；P／R coefficient；chlorophyll-a；correlation analysis

J.Lake Sci.（湖泊科學(xué)），2016，28（6）：1361-1370

DOI 10.18307／2016.0622

?2016 by Journal of Lake Sciences