水动力滞留时间对河流浮游植物生物地理格局的塑造作用——以汉丹江流域为例

《Limnology and Oceanography》：Water travel time shapes the biogeography of riverine phytoplankton under the influence of dam and tributary

本研究针对水动力滞留时间（WTT）对河流浮游植物群落的影响机制，由中国研究团队在汉江、丹江流域开展多季节采样分析。结果揭示WTT是驱动浮游植物生物量、蓝藻比例及物种数理论最大值（N）上升的关键因子，而阶梯式水坝与支流注入会通过改变水流与水环境打破河流纵向连续性，凸显了水动力调控在流域生态管理中的核心地位。

　　

水动力滞留时间（Water Travel Time, WTT）如何塑造河流浮游植物的生物地理分布规律？这项研究通过分析汉江和丹江流域主干流与支流的182份样本发现：在自然流动河段，浮游植物生物量从上游到下游随WTT增加呈波动式上升，WTT而非水质是驱动生物量与多样性的核心因素。随着WTT延长，蓝藻门（Cyanophyta）比例和理论最大属数（N）上升，而类群灭绝临界比例（a）和分布均匀度（k）下降，香农指数则无显著规律。在阶梯式水坝控制的河段，大坝屏障与支流汇入打破了河流纵向连续性，削弱了上游浮游植物群落的向下传递效应。水坝通过改变流态降低下游生物量，使水质因素成为群落组成与多样性的主导调控因子。秋季支流流量增加时，稀释效应进一步削弱上游群落的贡献。研究表明，WTT是浮游植物生物地理格局的关键塑造者，而人类活动（如筑坝）与自然水文干扰（如支流汇入）会显著改变这一自然规律。