长江泛滥平原是世界上最重要的湿地之一。近几十年来,该区域许多湖泊面临着渔业过度利用和人为富营养化等各种问题。为建立适用范围较广的湖泊生态系统定量管理平台,本研究通过对46个中小型湖泊的实地调查,并运用部分文献资料,系统地开展了长江中下游浅水湖群的预测湖沼学研究。主要结果如下:(1)确定透明度-水深之比是沉水植物生物量最重要的调控因子,以关键时期3-6月的透明度-水深之比为驱动变量构建了系列的沉水植物生物量关键期模型。根据模型解析发现3-6月植物正常生长的透明度-水深之比低限分别为0.66,0.47,0.55和0.45。(2)确定沉水植物生物量是附草螺类多样性和现存量的重要调控因子,相应地构建了系列预测模型。分析还发现肺螺类偏好能接近水面的植物,而前鳃螺类偏好完全沉于水底的植物。(3)湖底底栖动物现存量的重要调控因子有水深、透明度、水温、总磷、浮游藻类叶绿素a和沉水植物生物量等。相应地以这些参数为驱动变量初步构建了系列预测模型。(4)确定沉水植物生物量是河蟹产量的关键调控因子。为方便生产应用,本研究选择简单易测准且与沉水植物生物量及河蟹产量均有密切关系的透明度-水深之比作为驱动变量,并以投放季节(12-5月)的透明度-水深之比代替周年均值构建了系列最大产量模型。进一步根据最大可持续产量理论构建了最适放养量模型。根据模型估算,一般草型湖泊的最适蟹苗(扣蟹,约10±5 g/ind)投放密度为700±60 ind/ha。(5)发现传统上接受的氮磷比指数不宜作为判断湖泊浮游藻类氮限制或磷限制的依据,无论氮磷比如何,总磷都是限制因子。相应地以总磷为驱动变量构建了系列预测模型。分析还发现沉水植物生物量的上升可显著降低单位总磷的叶绿素a,而滤食性鱼类(鲢鱼和鳙鱼)未能降低叶绿素a和提高透明度。对于湖泊浮游藻类总量控制,我们建议首先要削减营养负荷,然后设法恢复沉水植被和生态系统完整性。(6)确定总磷是浅水湖泊生态系统稳态转换的最主要驱动因子。初步确定清浊转换的总磷阈值为70-100 mg/m3,浊清转换的总磷阈值为20-30 mg/m3。本研究提出了一套独特的建模方法:(1)首先应分析预测变量的限制因子,进而寻找与之密切相关的可简单精确测量的参数作为模型驱动变量。如此,模型的预测力较高,且易推广使用。(2)提出了关键期模型新概念。与传统的同步模型相比,关键期模型可提前预测全年趋势,因而更有实用价值。
