第七届青年地学论坛

海湾是承载自然变化与人类活动的最重要区域之一，其环境恶化引起生态系统退化和资源衰退。本研究利用1980年~2019年近40年的历史数据系统揭示了富营养化和海水升温叠加影响下象山港浮游生物的演变格局。象山港属亚热带高生产力海域，小型浮游植物（>20微米）占比超过80%。由于上世纪90年代后海水养殖和陆源输入增加，氮磷超标，水质长期维持在四类或劣四类；与此同时，2005年后先后上马的两个滨海电厂排放大量高温废水，叠加气候变暖，使得象山港生态系统面临海水快速升温的压力。在富营养化和暖化影响下，叶绿素a浓度和初级生产力逐渐升高，且个体大于20微米的浮游植物占比增加明显。然而，较大个体的浮游动物（大中型，>505微米）生物量和丰度却呈现下降趋势，渔业资源也明显下降。为究其原因，研究团队通过同步多参数高密度采样法，利用随机森林模型研究发现，浮游动物对升温最敏感，温度升高促进了小个体（中小型，200~505微米）浮游动物数量和比例增加，即整体趋于小型化，结果导致浮游动物生物量不会随浮游植物生物量增加而增加，且两者的比值随浮游植物生物量增加而降低，表明大量浮游植物能量不能通过食物链有效传递到高营养级生物。
象山港属亚热带狭长形半封闭海湾，理化环境和生物群落具有显著的季节变化和空间异质性。基于此，研究团队推测营养盐、水温和浮游生物的长期变化可能也存在时空异质性，并利用近40年的历史数据验证了该假设。研究发现，大中型浮游动物生物量下降主要发生在夏、秋季的港底、港中部，这正是无机氮和水温同步升高显著的季节和区域，且生物量快速下降发生于2005年电厂运行后，说明富营养化和高温的共同作用明显抑制了大中型浮游动物生物量；而在远离港顶、港中温排水数十公里的港口区，浮游动物变化趋势与港底、港中部明显不同，未见数量下降，春季受长江冲淡水影响的时期，港口区浮游动物数量甚至呈现明显上升趋势，与长江口浮游动物变化趋势高度一致。
综合理化因素和各营养级生物的长期变化和异质性特征推导出象山港中底部浮游生态系统的演变过程：富营养化和暖化增加了浮游植物生物量，尤其促进个体较大的硅藻和甲藻生长，但海水升温不利于较大型浮游动物繁殖，导致大粒径浮游植物缺少有效的摄食控制；同时，冬季海水变暖加速了浮游植物生长，叠加同期浮游动物摄食作用较弱，引起藻华加剧，且藻华时间从春季提前至冬季。浮游植物旺发产生的初级生产力无法有效传递到较高营养级的浮游动物和鱼类，造成牧食食物链效率降低。

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