河口大坝对温带河-海过渡带夏季浮游植物生产力的双重效应

本研究针对夏季季风期温带河-海过渡带（RETZ）浮游植物生产力受河口大坝调控的机制问题，通过对比韩国汉江、锦江和荣山江的碳氮吸收动态，揭示了大坝建设导致营养盐-浮游植物相互作用与氮底物动力学的空间分异，而自由流动RETZ因浊度与营养盐同步增加呈现较低变异性。成果为河口生态系统管理提供了关键科学依据。

　　

在东亚季风气候背景下，河流向河口输送大量溶解和颗粒物质，形成独特的河-海过渡带（River-Estuary Transition Zone, RETZ）。这一区域是淡水与海水混合的前沿阵地，浮游植物作为快速响应环境变化的指示生物，其生产力（Primary Productivity, PP）直接反映RETZ的生态健康状态。然而，随着人类活动加剧，尤其是河口大坝的建设，RETZ的物理连通性和生物地球化学过程被显著改变。韩国西海岸的汉江、锦江和荣山江三大河流系统，因部分河口存在大坝而呈现差异化调控，为研究人工构筑物对RETZ的影响提供了天然实验场。此前研究多关注单一河口的光照-营养盐梯度，缺乏不同水文条件下浮游植物碳氮吸收的跨系统比较，而这一问题对理解河口碳汇功能和生态系统服务至关重要。

为填补这一空白，韩国国立研究基金会和海洋科学技术振兴院支持的研究团队，在夏季季风期（6-8月）对三大RETZ展开综合调查。研究采用现场采样结合广义加性模型（Generalized Additive Model, GAM）分析，测定浮游植物生物量（以叶绿素a浓度Chl a
表征）、氮吸收速率（NH₄
⁺
和NO₃
^-
）、颗粒有机质（POM）组成及水文参数，对比有无大坝调控下的生态响应差异。

研究结果

1. 降水与淡水排放：季风期日降水量峰值达193 mm（锦江），大坝调控下排放量差异显著，汉江自由流动区排放动态更剧烈。
2. 生产力分异：大坝建设的RETZ（锦江、荣山江）呈现空间分异——上游受营养盐-浮游植物相互作用主导，下游与氮底物动态相关；而自由流动的汉江RETZ因浊度与营养盐同步增加，生产力变异性降低。
3. POM调控机制：GAM分析表明POM组成与浮游植物生物量显著相关，光照有效性是关键驱动因子。

结论与意义
研究首次系统揭示了大坝通过改变RETZ的水文连通性，导致浮游植物生产力形成“双重效应”：大坝上游的营养盐滞留促进浮游植物增殖，而下游的氮动态变化则制约群落结构。这一发现为河口管理提供了重要启示——维持水文连通性有助于缓冲季风期生态波动，而大坝运营需考虑对碳氮循环的级联影响。论文发表于《Marine Environmental Research》，为全球河口生态系统应对气候变化和人类干扰提供了温带季风区的典型案例。