柴毅+彭婷+李昊成+郭坤+何勇鳳+楊德國(guó)
摘要:2012年7月對(duì)長(zhǎng)湖海子湖進(jìn)行浮游植物群落結(jié)構(gòu)及主要環(huán)境因子的調(diào)查分析,并運(yùn)用典范對(duì)應(yīng)分析(CCA)方法對(duì)浮游植物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的關(guān)系進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明,共鑒定出浮游植物51種(含變種和變型),以綠藻最多(45.10%),其次為藍(lán)藻(29.41%)和硅藻(13.73%),裸藻、甲藻和隱藻所占比例均低于2%。共鑒定出8種浮游植物優(yōu)勢(shì)種,其中兩棲顫藻(Oscillatoria amphibia)優(yōu)勢(shì)度最高。浮游植物細(xì)胞豐度變化范圍為239.01×105~575.20×105 cells/L,平均值為385.86×105 cells/L。根據(jù)海子湖浮游植物種類組成、細(xì)胞豐度水平、多樣性指數(shù)以及均勻度指數(shù)等指標(biāo)綜合評(píng)價(jià),海子湖水域處于重度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。典范對(duì)應(yīng)分析表明,各站點(diǎn)與TN、NH3-N、DO及TP關(guān)系較緊密,主要浮游植物中多數(shù)藍(lán)藻與TN呈明顯正相關(guān)。浮游植物群落結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與海子湖狹長(zhǎng)形地形、進(jìn)水口產(chǎn)生的水動(dòng)力學(xué)特征以及沿岸較多人為因素干擾緊密相關(guān)。
關(guān)鍵詞:浮游植物;群落結(jié)構(gòu);環(huán)境因子;CCA;長(zhǎng)湖海子湖
中圖分類號(hào):Q178.1;Q948.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2014)19-4568-06
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.19.015
Community Structures of Phytoplankton in the Haizi Lake, Changhu Lake
and Associated Environmental Factors
CHAI Yi1,2, PENG Ting1, LI Hao-Cheng1,2, GUO Kun1, HE Yong-Feng2, YANG De-Guo2
(1. College of Animal Science, Yangtze University, Jingzhou 434025, Hubei, China;2. Chinese Academy of Fishery Science/ Key Laboratory of Freshwater Biodiversity Conservation,Ministry of Agriculture, Wuhan 430223, China)
Abstract: Community structure of phytoplankton and the associated environmental factors were investigated in the Haizihu Lake, Changhu Lake in July of 2012. Thei relationships with environmental factors were analysed with Canonical Correspondence Analysis. The results showed that 51 species (genera) of phytoplankton were identified. Chlorophyta(45.10%) was the most, following by Cyanophyta(29.41%)and Bacillariophyta(13.73%). The ratio of Euglenophyta, Pyrrophyta and Cryptophyta was less than 2%. There were 8 dominant species and the dominancy of Oscillatoria amphibia was the most. The phytoplankton density was varied from 239.01×105 to 575.20×105 cells/L, with the average of 385.86×105 cells/L. According to the species composition,density level,biodiversity index and evenness index, the nutrition of water was in eutrophic and heavy eutrophic state. Canonical correlation analysis (CCA) indicated that the TN, NH3-N, DO and TP were the main environmental factors. Most of Cyanophyta was a great demand for TN. Community structures of phytoplankton were affected by geographical feature, human activities and the hydrodynamic features.
Key words: phytoplankton;community structure; environmental factors; canonical correspondence analysis;Haizihu Lake of; Changhu Lake
長(zhǎng)湖位于江漢平原四湖流域上游,是湖北省第三大天然淡水湖泊,可分為海子湖、廟湖、馬洪臺(tái)和圓心湖四個(gè)區(qū)域,農(nóng)業(yè)部于2010年正式下文批準(zhǔn)在長(zhǎng)湖建立了國(guó)家級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)(編號(hào):4204)[1-3]。海子湖區(qū)域位于長(zhǎng)湖西部,屬長(zhǎng)湖的外圍水體,為狹長(zhǎng)形湖灣,受人為因素干擾較多。目前圍繞長(zhǎng)湖的研究主要是水生植物及水體理化因子等相關(guān)研究,還缺乏較深入的水生生物及水環(huán)境質(zhì)量研究[4-6]。浮游植物是水生態(tài)系統(tǒng)中最重要的初級(jí)生產(chǎn)者,也是水環(huán)境質(zhì)量的重要指示生物,其種類組成結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是水生態(tài)系統(tǒng)的自然生物指示劑,能迅速反映環(huán)境條件的變化,常作為評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)水環(huán)境的重要指標(biāo)[7-9]。典范對(duì)應(yīng)分析(Canonical Correspondence Analysis, CCA)是分析浮游植物群落與環(huán)境因子間復(fù)雜關(guān)系的工具,能夠同時(shí)結(jié)合多個(gè)環(huán)境因子應(yīng)用于多因子作用下的浮游植物群落[10,11]。本研究針對(duì)2012年長(zhǎng)湖海子湖夏季浮游植物及主要水環(huán)境因子進(jìn)行調(diào)查,分析浮游植物種類組成、空間分布及其與主要水體理化指標(biāo)的相關(guān)性,對(duì)長(zhǎng)湖海子湖進(jìn)行水質(zhì)綜合評(píng)價(jià),為該濕地水環(huán)境管理和健康濕地系統(tǒng)構(gòu)建提供依據(jù),也為深入研究長(zhǎng)湖浮游生態(tài)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)資料。
1 材料與方法
1.1 采樣時(shí)間與地點(diǎn)
根據(jù)海子湖區(qū)域環(huán)境特征共設(shè)置了9個(gè)采樣點(diǎn):H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9(圖1、圖2),其中在5個(gè)進(jìn)水口(雙橋口、橋河口、代家洼、吳家洼和關(guān)沮口)附近分別設(shè)置了采樣點(diǎn)。于2012年7月21~27日在各個(gè)采樣點(diǎn)采集水樣。
1.2 樣品采集與處理
浮游植物定性樣本用淺水Ⅲ型浮游生物網(wǎng)自底至表垂直拖網(wǎng)采集,定量樣本用采水器采集1 L水樣,加入5%福爾馬林溶液固定,在實(shí)驗(yàn)室濃縮沉淀。浮游植物樣本在顯微鏡下進(jìn)行鑒定和計(jì)數(shù)。水溫(Temperature)用YSI水質(zhì)儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定;透明度(Secchidisk depth, SD)用薩克斯盤測(cè)定;溶解氧(Dissoved oxygen, DO)用碘量法;水化指標(biāo)總磷(Total phosphate, TP)、總氮(Total nitrogen, TN)、正磷酸(Orthophosphate, PO43--P)、硝氮(Nitrate nitrogen, NO3--N)、亞硝氮(Nitrite nitrogen, NO2--N)、氨氮(Ammonia nitrogen, NH3-N)按照國(guó)家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)方法GB3828-2002進(jìn)行測(cè)量。
1.3 浮游植物群落結(jié)構(gòu)參數(shù)
浮游植物群落的各項(xiàng)生態(tài)指數(shù)分別采用下列公式計(jì)算:
優(yōu)勢(shì)度指數(shù)Y=(ni/N)·fi
Shannon-Weaver多樣性指數(shù)H′=-Σ(ni/N)log2(ni/N)
均勻度指數(shù)J′=H′/log2S
式中,N為所有物種的個(gè)體總數(shù),S為浮游植物的物種數(shù),ni為第i種的個(gè)體總數(shù),fi為第i種藻類在各站點(diǎn)出現(xiàn)的頻率。將優(yōu)勢(shì)度Y>0.02的藻類定為優(yōu)勢(shì)種。參照沈韞芬[12]的標(biāo)準(zhǔn):H′=0~1為重污染,1~3為中污染(其中1~2為α-中污染,2~3為β-中污染),>3為輕污染或無(wú)污染;J′<0.3為重污染,0.3~0.5為中污染,>0.5為輕污染或無(wú)污染。
參照湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[13],藻類豐度大于107cells/L時(shí)為重富營(yíng)養(yǎng)化程度,5×106~107 cells/L之間時(shí)為富營(yíng)養(yǎng),5×105 ~106 cells/L之間時(shí)為中營(yíng)養(yǎng),小于5×105 cells/L時(shí)為貧營(yíng)養(yǎng)。
1.4 數(shù)據(jù)處理
試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Microsoft Office Excel 2007進(jìn)行基礎(chǔ)計(jì)算,數(shù)據(jù)采用SAS V9.13進(jìn)行分析;CCA采用Canocial Windows 4.5制圖分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 浮游植物的種類組成及優(yōu)勢(shì)種
2012年7月21~27日對(duì)長(zhǎng)湖海子湖水域的調(diào)查結(jié)果見表1和圖3。由表1和圖3可知,共鑒定出浮游植物51種(含變種和變型),其中綠藻門(Chlorophyta)23種,占總數(shù)量的45.10%;藍(lán)藻門(Cyanophyta)11屬15種,占29.41%,硅藻門(Bacillariophyta)7屬7種,占13.73%;黃藻門(Xanthophyta)1屬3種,占5.88%;裸藻門(Euglenophyta)、甲藻門(Pyrrophyta)和隱藻門(Cryptophyta)各1種,均占1.96%。
如表2所示,2012年春季海子湖共有8種浮游植物優(yōu)勢(shì)種,其中兩棲顫藻(Oscillatoria amphibia)優(yōu)勢(shì)度最高,達(dá)0.51,其余7種優(yōu)勢(shì)種浮游植物的優(yōu)勢(shì)度均小于0.1。
2.2 浮游植物細(xì)胞豐度的平面分布
浮游植物細(xì)胞豐度平面分布見圖4。各站點(diǎn)細(xì)胞豐度均在107 cells/L以上,變化范圍為239.01×105~575.20×105 cells/L,平均值為385.86×105 cells/L。其中H3、H5和H9這三個(gè)站點(diǎn)的細(xì)胞豐度最高。
2.3 浮游植物多樣性及均勻度的平面分布
浮游植物多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)平面分布圖分別見圖5和圖6。根據(jù)多樣性指數(shù)平面分布圖可知,除H4站點(diǎn)屬輕污染或無(wú)污染狀態(tài)外,其余各點(diǎn)多樣性指數(shù)均處于2~3范圍內(nèi),屬β-中污染狀態(tài)。根據(jù)均勻度指數(shù)平面分布圖可知,僅H9站點(diǎn)均勻度指數(shù)處于0.3~0.5范圍內(nèi),屬中污染狀態(tài),其余各站點(diǎn)均屬輕污染或無(wú)污染狀態(tài)。
2.4 浮游植物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的典范對(duì)應(yīng)分析
共選取磷酸鹽(PO43--P)、亞硝酸鹽氮(NO2--N)、總磷(TP)、總氮(TN)、溶氧(DO)、總懸浮物(TSS)、氨氮(NH3-N)、化學(xué)需氧量(COD)和葉綠素(Chla)共9個(gè)水質(zhì)參數(shù)與浮游植物進(jìn)行典范對(duì)應(yīng)分析(CCA)。
2012年夏季海子湖各采樣點(diǎn)與主要環(huán)境因子的CCA排序圖見圖7。H1、H2、H6和H8站點(diǎn)與TN關(guān)系緊密;H7站點(diǎn)與NH3-N關(guān)系緊密;H9站點(diǎn)受DO影響較大;H5站點(diǎn)受TP影響較大。其余各站點(diǎn)受水環(huán)境因子影響較小。
根據(jù)浮游植物的出現(xiàn)頻率和相對(duì)豐度,選用19種主要浮游植物種類用于CCA,浮游植物代碼見表3。
由圖8浮游植物種類與環(huán)境因子的CCA的排序可知:平裂藻(Merismopedia)、顫藻(Oscillatoria)、色球藻(Chroococcus)、小環(huán)藻(Cyclotella)、小球藻(Chlorella)和柵藻(Scenedesmus)受TN影響較大;裸藻(Euglena)與COD關(guān)系緊密;席藻(Phormidium)、黃絲藻(Tribonema)、十字藻(Crucigenia)和纖維藻(Ankistrodesmus)與DO關(guān)系較緊密;藍(lán)纖維藻(Dactylococcopsis)與PO43--P關(guān)系緊密。
3 討論
3.1 浮游植物的種類組成及優(yōu)勢(shì)種
浮游植物種類組成、數(shù)量變化與水體富營(yíng)養(yǎng)化程度密切相關(guān)[14]。此次調(diào)查結(jié)果顯示,共鑒定出51種(含變種和變型)浮游植物,其中綠藻門占45.10%,裸藻門、甲藻門和隱藻門所占比例均小于2%。表明浮游植物種類組成較單一,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差。
此次共鑒定出8種浮游植物優(yōu)勢(shì)種,兩棲顫藻的優(yōu)勢(shì)度最高,為0.51。表明優(yōu)勢(shì)度高度集中,多樣性較差。優(yōu)勢(shì)種中的兩棲顫藻、針狀藍(lán)纖維藻、兩棲顫藻、湖泊色球藻、微小平裂藻和小球藻均是富營(yíng)養(yǎng)化程度較高水體中的常見種[15-17]。表明海子湖水體中浮游植物群落結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,水體中發(fā)生水華的風(fēng)險(xiǎn)較高[18]。
3.2 浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征
參照湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[13],依據(jù)浮游植物豐度水平對(duì)水體進(jìn)行評(píng)價(jià),海子湖各站點(diǎn)細(xì)胞豐度均在107 cells/L以上,可以認(rèn)為2012年夏季長(zhǎng)湖海子湖處于重度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。
浮游植物群落是否穩(wěn)定與多樣性和均勻度關(guān)系緊密,多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)越高,群落越穩(wěn)定[19,20]。此次調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)運(yùn)用多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)對(duì)2012年夏季海子湖的評(píng)價(jià)結(jié)果并不完全一致:多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)站點(diǎn)屬于β-中污染狀態(tài),而均勻度指數(shù)評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)站點(diǎn)屬輕污染或無(wú)污染狀態(tài)。有研究[21,22]表明,浮游植物群落結(jié)構(gòu)的影響因素有很多,如水流、水草、水深等理化特征,且中等程度的干擾反而會(huì)增加群落的多樣性,因此必須結(jié)合多個(gè)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià),單一評(píng)價(jià)指標(biāo)可能會(huì)導(dǎo)致較大誤差。因此在此次調(diào)查中,也必須結(jié)合多個(gè)浮游植物群落特征指標(biāo)如種類組成、豐度、均勻度、多樣性等綜合評(píng)價(jià)。
3.3 主要環(huán)境因子與浮游植物的關(guān)系
CCA排序主要是分析不同物種對(duì)環(huán)境的需求,能很好的再現(xiàn)物種分布與其生態(tài)環(huán)境的內(nèi)在關(guān)系,使物種在空間中得到很好的生態(tài)分化[10]。此次對(duì)站點(diǎn)與主要環(huán)境因子的CCA分析表明,浮游植物群落格局受多個(gè)環(huán)境因子的影響,其中與TN、NH3-N、DO及TP有較大相關(guān)性。這與海子湖狹長(zhǎng)形地形、5個(gè)主要進(jìn)水口相連產(chǎn)生的水動(dòng)力學(xué)特征且沿岸人為干擾因素較多有關(guān)。19種浮游植物種類與環(huán)境因子的CCA分析表明,多數(shù)藍(lán)藻(平裂藻、顫藻、色球藻)與TN關(guān)系較緊密。浮游植物的生長(zhǎng)比較合適的氮磷比為16,當(dāng)超出該氮磷比范圍時(shí),會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)受氮或磷限制。從此次調(diào)查結(jié)果的浮游植物種類和豐度水平來(lái)看,海子湖氮磷比在合適的范圍之內(nèi)。
影響浮游植物群落的環(huán)境因子較多,除了一般的理化因子外,其他如溫度、降水量及水生生物種間作用等均會(huì)對(duì)浮游植物群落產(chǎn)生影響。以后的研究中應(yīng)盡量結(jié)合多個(gè)環(huán)境因子進(jìn)行全面分析,摸清浮游植物群落的變化規(guī)律及主要的驅(qū)動(dòng)因子。
參考文獻(xiàn):
[1] 吳 翠,唐萬(wàn)鵬,史玉虎,等.長(zhǎng)湖濕地生態(tài)價(jià)值評(píng)價(jià)[J].湖北林業(yè)科技,2008(1):45-47.
[2] 陳紅兵,盧進(jìn)登,余 祺,等.長(zhǎng)湖水質(zhì)現(xiàn)狀調(diào)查及評(píng)價(jià)[J].污染防治技術(shù),2007,20(4):45-47.
[3] 盧進(jìn)登,張 勁,陳紅兵,等.GIS技術(shù)在長(zhǎng)湖水污染現(xiàn)狀分析中的應(yīng)用[J].湖北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,29(2):199-202.
[4] 吳 翠,唐萬(wàn)鵬,史玉虎,等.長(zhǎng)湖濕地水生植被演替研究[J].濕地科學(xué),2007,5(2):15-18.
[5] 袁龍義,楊朝東,費(fèi)永俊,等.湖北長(zhǎng)湖濕地湖岸帶植物多樣性研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(35):15596-15599,15611.
[6] 帥方敏,王新生,陳紅兵,等.長(zhǎng)湖流域非點(diǎn)源污染現(xiàn)狀分析[J]. 云南地理環(huán)境研究,2007,19(5):118-122.
[7] 劉建康.高級(jí)水生生物學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,1999.
[8] CARDINALE B, PALMER A, COLLINS L. Species diversity enhances ecosystem functioning through interspecific facilitation [J]. Nature, 2002,415:426-429.
[9] LI W. Macroecological patterns of phytoplankton in the northwertern North Atlantic Ocean[J]. Nature, 2002,419: 154-157.
[10] 張金屯.數(shù)量生態(tài)學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2004.
[11] FLORES N. Phytoplankton assemblages in twenty-one Sicilian reservoirs relationship between species composition and environmental factors[J]. Hydrobiologia, 2000,424: 1-11.
[12] 沈韞芬.微型生物監(jiān)測(cè)新技術(shù)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1990.
[13] 王明翠,劉雪芹,張建輝.湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè),2002,18(5):47-49.
[14] 趙 文.水生生物學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2005.
[15] 陳菊芳,徐 寧,王朝暉,等.大亞灣擬菱形藻種群的季節(jié)變化與環(huán)境因子的關(guān)系[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2002,22(6):743-748.
[16] 朱旭宇,黃 偉,曾江寧,等.洞頭海域網(wǎng)采浮游植物的月際變化[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2013,33(11):3351-3361.
[17] 胡鴻鈞,李曉英,魏印心.中國(guó)淡水藻類[M].上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1980.
[18] 李建茹,李暢游,李 興,等.烏梁素海浮游植物群落特征及其與環(huán)境因子的典范對(duì)應(yīng)分析[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2013,22(6):1032-1040.
[19] 秦伯強(qiáng).長(zhǎng)江中下游淺水湖泊富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生機(jī)制與控制途徑初探[J].湖泊科學(xué),2002,14(3):197-201.
[20] 雷安平,施之新,魏印心.武漢東湖浮游藻類物種多樣性的研究[J].水生生物學(xué)報(bào),2003,27(2):179-184.
[21] 呂光俊,熊邦喜,陳 朋.華中地區(qū)4座不同類型水庫(kù)浮游植物的群落結(jié)構(gòu)和多樣性[J].中國(guó)水產(chǎn)科學(xué),2012,19(4):690-699.
[22] 王 雨,林 茂,陳興群,等.陽(yáng)江核電站鄰近水域浮游植物群落結(jié)構(gòu)及其季節(jié)變化[J].水生態(tài)學(xué)雜志,2012,31(2):348-358.
浮游植物種類組成、數(shù)量變化與水體富營(yíng)養(yǎng)化程度密切相關(guān)[14]。此次調(diào)查結(jié)果顯示,共鑒定出51種(含變種和變型)浮游植物,其中綠藻門占45.10%,裸藻門、甲藻門和隱藻門所占比例均小于2%。表明浮游植物種類組成較單一,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差。
此次共鑒定出8種浮游植物優(yōu)勢(shì)種,兩棲顫藻的優(yōu)勢(shì)度最高,為0.51。表明優(yōu)勢(shì)度高度集中,多樣性較差。優(yōu)勢(shì)種中的兩棲顫藻、針狀藍(lán)纖維藻、兩棲顫藻、湖泊色球藻、微小平裂藻和小球藻均是富營(yíng)養(yǎng)化程度較高水體中的常見種[15-17]。表明海子湖水體中浮游植物群落結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,水體中發(fā)生水華的風(fēng)險(xiǎn)較高[18]。
3.2 浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征
參照湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[13],依據(jù)浮游植物豐度水平對(duì)水體進(jìn)行評(píng)價(jià),海子湖各站點(diǎn)細(xì)胞豐度均在107 cells/L以上,可以認(rèn)為2012年夏季長(zhǎng)湖海子湖處于重度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。
浮游植物群落是否穩(wěn)定與多樣性和均勻度關(guān)系緊密,多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)越高,群落越穩(wěn)定[19,20]。此次調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)運(yùn)用多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)對(duì)2012年夏季海子湖的評(píng)價(jià)結(jié)果并不完全一致:多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)站點(diǎn)屬于β-中污染狀態(tài),而均勻度指數(shù)評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)站點(diǎn)屬輕污染或無(wú)污染狀態(tài)。有研究[21,22]表明,浮游植物群落結(jié)構(gòu)的影響因素有很多,如水流、水草、水深等理化特征,且中等程度的干擾反而會(huì)增加群落的多樣性,因此必須結(jié)合多個(gè)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià),單一評(píng)價(jià)指標(biāo)可能會(huì)導(dǎo)致較大誤差。因此在此次調(diào)查中,也必須結(jié)合多個(gè)浮游植物群落特征指標(biāo)如種類組成、豐度、均勻度、多樣性等綜合評(píng)價(jià)。
3.3 主要環(huán)境因子與浮游植物的關(guān)系
CCA排序主要是分析不同物種對(duì)環(huán)境的需求,能很好的再現(xiàn)物種分布與其生態(tài)環(huán)境的內(nèi)在關(guān)系,使物種在空間中得到很好的生態(tài)分化[10]。此次對(duì)站點(diǎn)與主要環(huán)境因子的CCA分析表明,浮游植物群落格局受多個(gè)環(huán)境因子的影響,其中與TN、NH3-N、DO及TP有較大相關(guān)性。這與海子湖狹長(zhǎng)形地形、5個(gè)主要進(jìn)水口相連產(chǎn)生的水動(dòng)力學(xué)特征且沿岸人為干擾因素較多有關(guān)。19種浮游植物種類與環(huán)境因子的CCA分析表明,多數(shù)藍(lán)藻(平裂藻、顫藻、色球藻)與TN關(guān)系較緊密。浮游植物的生長(zhǎng)比較合適的氮磷比為16,當(dāng)超出該氮磷比范圍時(shí),會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)受氮或磷限制。從此次調(diào)查結(jié)果的浮游植物種類和豐度水平來(lái)看,海子湖氮磷比在合適的范圍之內(nèi)。
影響浮游植物群落的環(huán)境因子較多,除了一般的理化因子外,其他如溫度、降水量及水生生物種間作用等均會(huì)對(duì)浮游植物群落產(chǎn)生影響。以后的研究中應(yīng)盡量結(jié)合多個(gè)環(huán)境因子進(jìn)行全面分析,摸清浮游植物群落的變化規(guī)律及主要的驅(qū)動(dòng)因子。
參考文獻(xiàn):
[1] 吳 翠,唐萬(wàn)鵬,史玉虎,等.長(zhǎng)湖濕地生態(tài)價(jià)值評(píng)價(jià)[J].湖北林業(yè)科技,2008(1):45-47.
[2] 陳紅兵,盧進(jìn)登,余 祺,等.長(zhǎng)湖水質(zhì)現(xiàn)狀調(diào)查及評(píng)價(jià)[J].污染防治技術(shù),2007,20(4):45-47.
[3] 盧進(jìn)登,張 勁,陳紅兵,等.GIS技術(shù)在長(zhǎng)湖水污染現(xiàn)狀分析中的應(yīng)用[J].湖北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,29(2):199-202.
[4] 吳 翠,唐萬(wàn)鵬,史玉虎,等.長(zhǎng)湖濕地水生植被演替研究[J].濕地科學(xué),2007,5(2):15-18.
[5] 袁龍義,楊朝東,費(fèi)永俊,等.湖北長(zhǎng)湖濕地湖岸帶植物多樣性研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(35):15596-15599,15611.
[6] 帥方敏,王新生,陳紅兵,等.長(zhǎng)湖流域非點(diǎn)源污染現(xiàn)狀分析[J]. 云南地理環(huán)境研究,2007,19(5):118-122.
[7] 劉建康.高級(jí)水生生物學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,1999.
[8] CARDINALE B, PALMER A, COLLINS L. Species diversity enhances ecosystem functioning through interspecific facilitation [J]. Nature, 2002,415:426-429.
[9] LI W. Macroecological patterns of phytoplankton in the northwertern North Atlantic Ocean[J]. Nature, 2002,419: 154-157.
[10] 張金屯.數(shù)量生態(tài)學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2004.
[11] FLORES N. Phytoplankton assemblages in twenty-one Sicilian reservoirs relationship between species composition and environmental factors[J]. Hydrobiologia, 2000,424: 1-11.
[12] 沈韞芬.微型生物監(jiān)測(cè)新技術(shù)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1990.
[13] 王明翠,劉雪芹,張建輝.湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè),2002,18(5):47-49.
[14] 趙 文.水生生物學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2005.
[15] 陳菊芳,徐 寧,王朝暉,等.大亞灣擬菱形藻種群的季節(jié)變化與環(huán)境因子的關(guān)系[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2002,22(6):743-748.
[16] 朱旭宇,黃 偉,曾江寧,等.洞頭海域網(wǎng)采浮游植物的月際變化[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2013,33(11):3351-3361.
[17] 胡鴻鈞,李曉英,魏印心.中國(guó)淡水藻類[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1980.
[18] 李建茹,李暢游,李 興,等.烏梁素海浮游植物群落特征及其與環(huán)境因子的典范對(duì)應(yīng)分析[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2013,22(6):1032-1040.
[19] 秦伯強(qiáng).長(zhǎng)江中下游淺水湖泊富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生機(jī)制與控制途徑初探[J].湖泊科學(xué),2002,14(3):197-201.
[20] 雷安平,施之新,魏印心.武漢東湖浮游藻類物種多樣性的研究[J].水生生物學(xué)報(bào),2003,27(2):179-184.
[21] 呂光俊,熊邦喜,陳 朋.華中地區(qū)4座不同類型水庫(kù)浮游植物的群落結(jié)構(gòu)和多樣性[J].中國(guó)水產(chǎn)科學(xué),2012,19(4):690-699.
[22] 王 雨,林 茂,陳興群,等.陽(yáng)江核電站鄰近水域浮游植物群落結(jié)構(gòu)及其季節(jié)變化[J].水生態(tài)學(xué)雜志,2012,31(2):348-358.
浮游植物種類組成、數(shù)量變化與水體富營(yíng)養(yǎng)化程度密切相關(guān)[14]。此次調(diào)查結(jié)果顯示,共鑒定出51種(含變種和變型)浮游植物,其中綠藻門占45.10%,裸藻門、甲藻門和隱藻門所占比例均小于2%。表明浮游植物種類組成較單一,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差。
此次共鑒定出8種浮游植物優(yōu)勢(shì)種,兩棲顫藻的優(yōu)勢(shì)度最高,為0.51。表明優(yōu)勢(shì)度高度集中,多樣性較差。優(yōu)勢(shì)種中的兩棲顫藻、針狀藍(lán)纖維藻、兩棲顫藻、湖泊色球藻、微小平裂藻和小球藻均是富營(yíng)養(yǎng)化程度較高水體中的常見種[15-17]。表明海子湖水體中浮游植物群落結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,水體中發(fā)生水華的風(fēng)險(xiǎn)較高[18]。
3.2 浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征
參照湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[13],依據(jù)浮游植物豐度水平對(duì)水體進(jìn)行評(píng)價(jià),海子湖各站點(diǎn)細(xì)胞豐度均在107 cells/L以上,可以認(rèn)為2012年夏季長(zhǎng)湖海子湖處于重度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。
浮游植物群落是否穩(wěn)定與多樣性和均勻度關(guān)系緊密,多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)越高,群落越穩(wěn)定[19,20]。此次調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)運(yùn)用多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)對(duì)2012年夏季海子湖的評(píng)價(jià)結(jié)果并不完全一致:多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)站點(diǎn)屬于β-中污染狀態(tài),而均勻度指數(shù)評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)站點(diǎn)屬輕污染或無(wú)污染狀態(tài)。有研究[21,22]表明,浮游植物群落結(jié)構(gòu)的影響因素有很多,如水流、水草、水深等理化特征,且中等程度的干擾反而會(huì)增加群落的多樣性,因此必須結(jié)合多個(gè)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià),單一評(píng)價(jià)指標(biāo)可能會(huì)導(dǎo)致較大誤差。因此在此次調(diào)查中,也必須結(jié)合多個(gè)浮游植物群落特征指標(biāo)如種類組成、豐度、均勻度、多樣性等綜合評(píng)價(jià)。
3.3 主要環(huán)境因子與浮游植物的關(guān)系
CCA排序主要是分析不同物種對(duì)環(huán)境的需求,能很好的再現(xiàn)物種分布與其生態(tài)環(huán)境的內(nèi)在關(guān)系,使物種在空間中得到很好的生態(tài)分化[10]。此次對(duì)站點(diǎn)與主要環(huán)境因子的CCA分析表明,浮游植物群落格局受多個(gè)環(huán)境因子的影響,其中與TN、NH3-N、DO及TP有較大相關(guān)性。這與海子湖狹長(zhǎng)形地形、5個(gè)主要進(jìn)水口相連產(chǎn)生的水動(dòng)力學(xué)特征且沿岸人為干擾因素較多有關(guān)。19種浮游植物種類與環(huán)境因子的CCA分析表明,多數(shù)藍(lán)藻(平裂藻、顫藻、色球藻)與TN關(guān)系較緊密。浮游植物的生長(zhǎng)比較合適的氮磷比為16,當(dāng)超出該氮磷比范圍時(shí),會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)受氮或磷限制。從此次調(diào)查結(jié)果的浮游植物種類和豐度水平來(lái)看,海子湖氮磷比在合適的范圍之內(nèi)。
影響浮游植物群落的環(huán)境因子較多,除了一般的理化因子外,其他如溫度、降水量及水生生物種間作用等均會(huì)對(duì)浮游植物群落產(chǎn)生影響。以后的研究中應(yīng)盡量結(jié)合多個(gè)環(huán)境因子進(jìn)行全面分析,摸清浮游植物群落的變化規(guī)律及主要的驅(qū)動(dòng)因子。
參考文獻(xiàn):
[1] 吳 翠,唐萬(wàn)鵬,史玉虎,等.長(zhǎng)湖濕地生態(tài)價(jià)值評(píng)價(jià)[J].湖北林業(yè)科技,2008(1):45-47.
[2] 陳紅兵,盧進(jìn)登,余 祺,等.長(zhǎng)湖水質(zhì)現(xiàn)狀調(diào)查及評(píng)價(jià)[J].污染防治技術(shù),2007,20(4):45-47.
[3] 盧進(jìn)登,張 勁,陳紅兵,等.GIS技術(shù)在長(zhǎng)湖水污染現(xiàn)狀分析中的應(yīng)用[J].湖北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,29(2):199-202.
[4] 吳 翠,唐萬(wàn)鵬,史玉虎,等.長(zhǎng)湖濕地水生植被演替研究[J].濕地科學(xué),2007,5(2):15-18.
[5] 袁龍義,楊朝東,費(fèi)永俊,等.湖北長(zhǎng)湖濕地湖岸帶植物多樣性研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(35):15596-15599,15611.
[6] 帥方敏,王新生,陳紅兵,等.長(zhǎng)湖流域非點(diǎn)源污染現(xiàn)狀分析[J]. 云南地理環(huán)境研究,2007,19(5):118-122.
[7] 劉建康.高級(jí)水生生物學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,1999.
[8] CARDINALE B, PALMER A, COLLINS L. Species diversity enhances ecosystem functioning through interspecific facilitation [J]. Nature, 2002,415:426-429.
[9] LI W. Macroecological patterns of phytoplankton in the northwertern North Atlantic Ocean[J]. Nature, 2002,419: 154-157.
[10] 張金屯.數(shù)量生態(tài)學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2004.
[11] FLORES N. Phytoplankton assemblages in twenty-one Sicilian reservoirs relationship between species composition and environmental factors[J]. Hydrobiologia, 2000,424: 1-11.
[12] 沈韞芬.微型生物監(jiān)測(cè)新技術(shù)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1990.
[13] 王明翠,劉雪芹,張建輝.湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè),2002,18(5):47-49.
[14] 趙 文.水生生物學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2005.
[15] 陳菊芳,徐 寧,王朝暉,等.大亞灣擬菱形藻種群的季節(jié)變化與環(huán)境因子的關(guān)系[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2002,22(6):743-748.
[16] 朱旭宇,黃 偉,曾江寧,等.洞頭海域網(wǎng)采浮游植物的月際變化[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2013,33(11):3351-3361.
[17] 胡鴻鈞,李曉英,魏印心.中國(guó)淡水藻類[M].上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1980.
[18] 李建茹,李暢游,李 興,等.烏梁素海浮游植物群落特征及其與環(huán)境因子的典范對(duì)應(yīng)分析[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2013,22(6):1032-1040.
[19] 秦伯強(qiáng).長(zhǎng)江中下游淺水湖泊富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生機(jī)制與控制途徑初探[J].湖泊科學(xué),2002,14(3):197-201.
[20] 雷安平,施之新,魏印心.武漢東湖浮游藻類物種多樣性的研究[J].水生生物學(xué)報(bào),2003,27(2):179-184.
[21] 呂光俊,熊邦喜,陳 朋.華中地區(qū)4座不同類型水庫(kù)浮游植物的群落結(jié)構(gòu)和多樣性[J].中國(guó)水產(chǎn)科學(xué),2012,19(4):690-699.
[22] 王 雨,林 茂,陳興群,等.陽(yáng)江核電站鄰近水域浮游植物群落結(jié)構(gòu)及其季節(jié)變化[J].水生態(tài)學(xué)雜志,2012,31(2):348-358.