英文题目：Development of subsurface chlorophyll maximum layer and its contribution to the primary productivity of water column in a large subtropical reservoir

期刊名称：Environmental Research

发表时间：2023.05.12 

影响因子：8.431 (中科院2区Top)

第一作者：上海大学环境与化学工程学院缪浩成

通讯作者：上海大学环境与化学工程学院汪福顺研究员

文章简介

本研究选取新安江水库从上游河流区至库区中心四个研究点位，通过现场采样详细研究了大型水库多年SCM层的特征变化及影响因素，同时评估了SCM层内初级生产力对水柱初级生产力的相对贡献。研究结果表明，大型人工水库季节性产生SCM现象，且与热分层现象密切相关。在热分层期间，SCM层的初级生产力对真光层初级生产力的贡献很大，这在以往的SCM研究中经常被忽略。

引言

在分层水体中，在一定的水深处出现的次表层叶绿素最大值（SCM）的现象很常见。同时，它也是水体初级生产力的一个重要贡献区域。然而，目前对于天然湖泊和人工水库等内陆水体的研究中，对SCM现象的发生缺乏关注。这导致了对这些水体初级生产力水平及其营养状态的严重低估。水库自身的初级生产力是其碳收支中的重要部分。因此，有必要深入调查研究人工水库中SCM层的时空变化模式及影响因素，并评估SCM层初级生产力对真光层初级生产力的贡献。

该研究选择了钱塘江流域的大型人工水库：新安江水库作为研究对象，选取从上游河流区至中心库区四个采样点位（X1、X2、X3、X4）。采集了2019至2021年间四个点位每月的浮标数据（水温、pH、DO、Chl-a），并于2020年9月至2021年8月以及2022年9月进行野外实地采样，获得库区溶解营养盐及光照变化数据。并通过黑白瓶法测定水库初级生产力以计算原位同化系数，估算了2019至2021年SCM层初级生产力水平。

研究结果

Fig. 1 Location of the Xinanjiang Reservoir and sampling sites

Fig. 2 Changes in chlorophyll-a concentration profiles in XAJR (Data from 2019 to 2021)

Fig. 3 SCM layer depth (a), magnitude (b), and thickness (c) variations in XAJR (Data from 2019 to 2021). “-” indicates the median value and “·” indicates the mean value (no SCM thickness in X1 area)

Fig. 4 The gross primary productivity of the euphotic layer and the SCM layer in X2, X3, and X4 regions, the number at the top of the histogram indicates the contribution of the primary productivity of the SCM layer to the euphotic layer (Data from 2019 to 2021)

结论

该研究详细调查了一座大型亚热带水库中次表层叶绿素最大值（SCM）层的空间和时间变化及其初级生产力水平。研究发现，大型人工水库中的SCM层季节性出现，并与水体热分层结构的发育密切相关。新安江水库SCM现象持续约4个月，SCM层在春季随着水体热分层的发育逐渐形成，在夏季稳定维持，秋季开始随着热分层结构消失而逐渐消失。SCM层的变化受到水动力过程和光合有效辐射的共同影响。此外，本研究还估计了SCM层对深大型人工水库真光层总初级生产力的贡献，这在以前的研究中被忽略了。我们发现，在热分层时期，SCM层的初级生产力占到真光层初级生产力的40%-90%，是真光层初级生产力的重要组成部分，在评估水体生物量方面的重要作用。

论文信息与链接

Miao H, Zheng W, Chen X, et al. Development of subsurface chlorophyll maximum layer and its contribution to the primary productivity of water column in a large subtropical reservoir [J]. Environmental Research, 2023, 231: 116118.

https://doi.org/10.1016/j.envres.2023.116118