Page 54 - 2023年第54卷第5期

生物和底质，包括三个营养级：沉水植物、浮游植物、浮游动物，以 Ｃ、Ｎ、Ｐ为营养物循环变量，
模型概念图见图 ２。根据 ２０１７年金泽水库初期运行期间的浮游植物物种调查结果（见表 １），金泽水库
的浮游植物种类主要为硅藻、绿藻和蓝藻，三个门类物种数占浮游植物总种类数的比例约为 ８５．４％，
因此模板中分别考虑了硅藻、绿藻和蓝藻对营养盐摄取以及浮游动物对 ３种藻类牧食的竞争机制，描
述了 ３种藻类在水体中的生命活动过程以及营养元素（Ｃ、Ｎ、Ｐ、Ｓｉ、Ｏ）在藻类、沉水植物、浮游动
物、碎屑和沉积物之间的循环过程。
表 １ ２０１７年度金泽水库浮游植物种类调查结果

硅藻门 绿藻门 蓝藻门 甲藻门 裸藻门 金藻门
２０１７年 ５月 ２４ １０ １１ ０ １ ０
２０１７ 年 ７月 ７ １２ ５ ２ ２ ０
２０１７ 年 １０月 １２ ２０ ４ ３ ７ ０
２０１８ 年 １月 １９ ２３ ５ ４ ７ １

图 ２ 金泽水库生态模型概念
（１）藻类。藻类在水体中的生命活动主要由藻类摄取营养物质维持自身的生长、藻类消耗体内的
营养物质进行新陈代谢、藻类光合作用制造氧气、藻类被浮游动物牧食、藻类沉降和死亡这几部分组
成，在模型中用生长、呼吸、牧食、上浮（只针对蓝藻）和下沉、死亡几个过程表示。营养盐、光照和
温度都会影响藻类的生长过程，这些环境因素的影响通过限制函数体现在方程中。光照限制函数依据
Ｊａｓｓｂｙ等 ［２０］ 对 光 和 藻 类 生 长 关 系 的 描 述 建 立， 温 度 限 制 函 数 综 合 采 用 了 Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ指 数 模 型 和
Ｊｏｒｇｅｎｓｅｎ ［２１］ 提出的正态分布温度限制模型，营养盐限制函数依据 Ｄｒｏｏｐ ［２２ － ２３］ 的限制理论建立。
（ ２）浮游动物。浮游动物在水体中的生命活动主要包括牧食藻类，浮游动物呼吸作用消耗体内的
营养元素以及浮游动物死亡几个过程，在模型中用生长、呼吸、死亡几个过程表示。浮游动物对藻类
的牧食具有选择性，模型中对每种藻类都设置了一个被牧食的参数，此外考虑水温和溶解氧的变化对
浮游动物牧食速率的影响，模型中对牧食速率的描述引入了温度限制函数和氧限制函数。
（ ３）碎屑。碎屑主要由浮游植物、浮游动物和沉水植物死亡后的残留物以及浮游动物的排泄物组
成。碎屑在水体中的变化过程主要由浮游植物、浮游动物、沉水植物死亡转化、浮游动物排泄转化、
碎屑矿化、碎屑沉降这几部分组成。
（ ４）营养元素。模型中模拟的营养元素包括碳、氮、磷、硅和溶解氧。模型将营养元素分为藻类
细胞中的、浮游动物体内的、碎屑中的、沉水植物中的以及水体中的可溶性无机态营养元素。
模型中氮按其形态可分为碎屑中的有机态氮、水体中的无机态氨氮和硝氮、藻类细胞内的氮、浮

６
— ５ ５ —