长期定位观测研究支撑高原深水湖库生态保护修复

经过15年的建设与发展,红枫湖水库生态系统贵州省野外科学观测研究站已形成集观测、研究、示范与服务于一体的高原深水湖库野外综合观测研究平台。本文聚焦西南区域水资源开发、水安全保障、水生态修复中的关键科学与技术问题,以典型湖库的多要素长序列定位观测为基础,系统总结了红枫湖站建设运行以来取得的主要研究进展:(1)阐明了水库生态系统具有水深大、多界面、逆周期水位波动、消落带退化等显著区别于天然湖泊的生态环境特征;(2)揭示了2009—2025年贵阳市红枫湖、百花湖水环境质量和富营养化状态的时空动态特征;(3)定量分析了2003—2020年气候变化和氮磷营养盐对湖库藻类水华的相对贡献及作用机制,凸显了气候变化下富营养化防治的紧迫性;(4)发现并论证了喀斯特湖库存在溶解无机碳施肥效应,促使浮游植物群落从硅藻、绿藻门向蓝藻门演替,更易发生蓝藻水华;(5)建立了双碳同位素(δ13C-Δ14C)、硝酸盐氮氧同位素(δ15N-δ18O)、磷酸盐氧同位素(δ18Op)等同位素示踪技术体系,为流域污染精准溯源提供关键技术支撑;(6)基于自主构建的湖库沉积物一水界面原位高分辨观测技术,定量了典型湖库沉积物一水界面磷释放通量,揭示了季节性缺氧诱导的Fe-P还原溶解是内源磷释放的关键机制;(7)研发了沉积物原位钝化、气泡羽流增氧、氧纳米气泡界面复氧等系列生态修复技术和材料,在典型湖库实现推广应用。在此基础上,本研究对红枫湖站未来重点工作进行了展望,研究成果为西南地区水资源与水环境安全保障提供了重要科技支撑。