孫鑫,李興 ,勾芒芒
1. 內(nèi)蒙古師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022;2. 內(nèi)蒙古大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010021;3. 內(nèi)蒙古師范大學(xué)節(jié)水農(nóng)業(yè)工程研究中心,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022;4.內(nèi)蒙古機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院水利與土木建筑工程系,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070
浮游植物作為水生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者以及水生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的基礎(chǔ),能夠?qū)λw的狀態(tài)變化做出迅速響應(yīng)(韓博平等,2003)。目前,學(xué)者大多對中國東南部平原湖區(qū)和西南部云貴高原湖區(qū)進(jìn)行浮游植物群落及其影響因素的研究,這些湖區(qū)溫度最低也在0 ℃以上,不存在凍融情況(謝斌等,2017;Shi et al.,2016),而對存在凍融情況的北方寒旱區(qū)湖泊水體和冰體中浮游植物群落與營養(yǎng)鹽分布的研究尚不多見(李衛(wèi)平等,2014)。中國北方湖區(qū)在每年 11月份,水面開始結(jié)冰,非冰封期轉(zhuǎn)為冰封期(李暢游等,2014)。水體表面凍結(jié)成冰后,水體的營養(yǎng)鹽分布和水動(dòng)力情況等發(fā)生改變,故水體經(jīng)凍結(jié)后營養(yǎng)鹽的遷移分布、浮游植物群落特征也會發(fā)生變化(李興等,2018)。對北方寒旱區(qū)湖泊開展凍融前后的浮游植物群落特征變化研究十分必要,一方面全面研究代表蒙新高原湖區(qū)的烏梁素海對保護(hù)寒區(qū)湖泊環(huán)境具有必要性,另一方面拓寬在冰體環(huán)境研究方面的內(nèi)容,對保護(hù)西北生態(tài)環(huán)境具有十分重要的意義。
烏梁素海位于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏拉特前旗,地理坐標(biāo)為 40°36′-41°03′N,108°43′-108°57′E,為內(nèi)蒙古西部最大的淡水湖泊。烏梁素海地處蒙新高原,每年承接河套平原地區(qū)大量農(nóng)田退水,生態(tài)功能十分重要,為黃河中上游重要的保水、蓄水和調(diào)水場所(李興等,2015)。2002年被國際濕地公約組織正式列入《國際重要濕地名錄》(孫鑫鑫等,2009)。烏梁素海每年11月冰凍,翌年3月融化,具有較長的冰封期(呂宏洲等,2015),特殊的地理位置與氣候環(huán)境使得烏梁素海浮游植物群落特征及其影響因素與其他區(qū)域湖泊有所不同。因此,對 2016年 10月、11月以及2017年1月、4月和5月烏梁素海濕地凍融前后浮游植物群落特征及其影響因素展開研究,為寒區(qū)湖泊浮游植物結(jié)構(gòu)特征變化機(jī)理研究以及寒區(qū)湖泊環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。
根據(jù)烏梁素海水生植物、水動(dòng)力特征及入出湖口等情況,在空間上將烏梁素海以2 km×2 km的正方形網(wǎng)格進(jìn)行剖分,在網(wǎng)格的交點(diǎn)處以梅花形布設(shè)取樣監(jiān)測點(diǎn)12處(圖1),其中小海子區(qū)域人為干預(yù)少、水深小于0.5 m,且蘆葦密集,采樣船無法到達(dá),故不設(shè)監(jiān)測點(diǎn)。采樣點(diǎn)包括進(jìn)水口J11、I12,出水區(qū)域河口HK,北部明水區(qū)域L15,蘆葦區(qū)域N13,旅游區(qū)域 Q10、Q8,西大灘 L11,大卜洞 O10,大北口DBK,海壕HH,二點(diǎn)ED。
圖1 烏梁素海浮游植物采樣點(diǎn)分布示意圖Fig. 1 Schematic diagram of monitoring site of phytoplankton in Wuliangsuhai
本研究采樣時(shí)間為2016年10月、11月和2017年1月、4月、5月。因?yàn)趿核睾F骄钚∮? m,故在表層以下0.5 m處采樣即可。參照《湖泊生態(tài)調(diào)查觀測與分析》(黃祥飛等,1999),現(xiàn)場測定水深(WD)、水溫(t)、pH、透明度(SD)、電導(dǎo)率(EC)、溶解氧(DO)、氧化還原電位(ORP)、鹽度(SAT)、總?cè)芙庑怨腆w(TDS)等參數(shù);總氮(TN),總磷(TP)、氨氮(NH4+-N)、硝酸氮(NO3--N)、亞硝酸氮(NO2--N)、化學(xué)需氧量(COD)、葉綠素(Chl.a)、懸浮物(SS)等其他水質(zhì)指標(biāo)需采集1 L水樣帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測定,測定方法參照《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第4版)(國家環(huán)境保護(hù)總局水和廢水監(jiān)測分析方法編委會,2002)。于2017年1月(冰封期)冰層穩(wěn)定期采集冰樣,用冰鉆采集器破冰后,因不同采樣點(diǎn)結(jié)冰厚度存在差異,為了確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性,各個(gè)采樣點(diǎn)酌情將冰層按每層10 cm分3-5層,分別置于2000 mL塑料瓶內(nèi),及時(shí)送回實(shí)驗(yàn)室,在室溫條件下自然融化后取1000 mL水樣進(jìn)行水質(zhì)測定以及浮游植物的鏡檢分類,同時(shí)用冰鉆采集器破冰后采集 1 L冰下水樣帶回實(shí)驗(yàn)室也進(jìn)行水質(zhì)測定及浮游植物鏡檢分類。
浮游植物定性樣品使用 25號浮游生物網(wǎng)按照“∞”形撈取,用4%甲醛溶液固定后帶回實(shí)驗(yàn)室用于鏡檢分類。定量樣品用采水器采集1 L水樣后,加魯哥試劑固定,將采集的浮游植物樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后靜止、沉降、濃縮至30 mL,搖勻取0.1 mL濃縮樣品置于0.1 mL計(jì)數(shù)框內(nèi),在400倍顯微鏡下鏡檢,鑒定浮游植物種類及計(jì)算細(xì)胞豐度,參照《中國淡水藻類——系統(tǒng)、分類及生態(tài)》(胡鴻鈞等,2006)及《淡水微型生物圖譜》(周鳳霞等,2005)等進(jìn)行浮游植物種類的鑒定。
采用Margalef豐富度指數(shù)(D)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H)、Pielou均勻度指數(shù)(J)以及優(yōu)勢度(Y)指數(shù)(Belaoussoff et al.,2005;Lampitt et al.,1993)評價(jià)研究區(qū)域浮游植物多樣性,計(jì)算公式如下:
式中,Pi為第i種藻類的個(gè)數(shù)與樣品中所有藻類個(gè)數(shù)的比值;ni為第i種藻類的個(gè)數(shù);N為所有藻類總個(gè)數(shù);S為樣品中藻類種類數(shù);fi為第i種藻類在各站位出現(xiàn)的頻率。本文將優(yōu)勢度Y>0.02的藻類定為優(yōu)勢種。
采用ArcGIS 10.2統(tǒng)計(jì)模塊作為空間分析工具,以反距離插值方法進(jìn)行區(qū)域插值,對浮游植物豐度進(jìn)行空間分布趨勢模擬。采用CANOCO 4.5軟件對物種數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余分析,其中物種數(shù)據(jù)采用浮游植物豐度指標(biāo),按照物種至少在一個(gè)樣點(diǎn)出現(xiàn)的頻度>12.5%且至少在一個(gè)樣點(diǎn)的相對豐度≥1%進(jìn)行篩選,以降低稀有物種權(quán)重,物種矩陣與環(huán)境數(shù)據(jù)(除pH)進(jìn)行l(wèi)g(x+1)轉(zhuǎn)換(Lopes et al.,2005;Muylaert et al.,2000)。
2016年10月、11月以及2017年1月、4月和5月共鑒定出浮游植物69屬120種,隸屬于藍(lán)藻門(Cyanophyta)、綠藻門(Chlorophyta)、硅藻門(Bacillariophyta)、隱藻門(Cryptophyta)、裸藻門(Euglennophyta)和甲藻門(Pyrrophyta)。浮游植物群落以硅藻門最多,為 34屬 50種,占總種類的41.67%,其次為綠藻門,為23屬31種,占總種類的25.83%,藍(lán)藻18屬29種,占總種類的24.17%,裸藻3屬7種,占總種類的5.83%,隱藻門2屬2種,甲藻門1屬1種,共占總種類的2.50%(圖2)。種類數(shù)以冰封期1月份最多,為117種,10月、5月次之,分別為87、83種,11月與4月的種類數(shù)相差不大,分別為76和74種。分析浮游植物6門種類數(shù)隨月份變化可知(圖3),烏梁素海浮游植物凍融前后硅藻種類數(shù)均占主導(dǎo)地位,且與總種類數(shù)隨月份的變化趨勢相似。硅藻能適應(yīng)低溫環(huán)境條件,調(diào)查期間所有的硅藻種類均在冰封期1月份出現(xiàn),且冰層硅藻種類大于水層硅藻種類;藍(lán)藻與綠藻種類數(shù)次之,隨月份的變化較小;金藻、裸藻、隱藻以及甲藻種類數(shù)所占比例很小,月份間變化不大。
圖2 浮游植物種類組成比例Fig. 2 Composition ratio of phytoplankton species
圖3 烏梁素海浮游植物各門種數(shù)量隨時(shí)間變化過程Fig. 3 Variation of the number of phytoplankton species in Wuliangsuhai over time
烏梁素海凍融前后浮游植物優(yōu)勢種、優(yōu)勢度見表1。由表1可知,凍融前后浮游植物優(yōu)勢類群差異較大。10月硅藻門、藍(lán)藻門優(yōu)勢度較大,其中藍(lán)藻門的優(yōu)勢種類最多,以藍(lán)藻門的微小平裂藻(Merismopedia tenuissima)的優(yōu)勢度最大(0.173),11月硅藻門、藍(lán)藻門、綠藻門優(yōu)勢度較大,其中以硅藻門的梅尼小環(huán)藻(Cyclotella meneghiniana)(0.120)的優(yōu)勢度最大,冰封期1月硅藻門優(yōu)勢種占絕對優(yōu)勢,以硅藻門豐度最高,其中硅藻門的雙頭輻節(jié)藻(Stauroneis anceps)(冰層:0.220)和尖針桿藻(Synedra acus)(冰層:0.132;水層:0.180)的優(yōu)勢度最大,結(jié)冰消融后的 4、5月則以綠藻、藍(lán)藻為優(yōu)勢門類,藍(lán)藻門的微小平裂藻(Merismopedia tenuissima)(4 月:0.073;5 月:0.155)和綠藻門的雙對柵藻(Scenedesmus bijuga)(4月:0.089;5月:0.121)的優(yōu)勢度最大。
烏梁素海2016年10、11月和2017年1、4、5月各月平均豐度分別為 2.90×107、4.31×106、1.46×107、1.14×107、4.50×107cells·L-1。由圖 4 可知,10月浮游植物豐度較大,11月豐度最小,次年逐漸增多,冰封期1月水層浮游植物豐度為冰層浮游植物豐度的1.30倍,分別為8.26×106、6.36×106cells·L-1,春季5月豐度最大。不同門類浮游植物豐度隨月份的變化具有顯著規(guī)律性,烏梁素海凍融前后的幾個(gè)月浮游植物豐度均以藍(lán)藻、綠藻以及硅藻為主,但各月隨溫度變化所占比例差異明顯。10月所占比例最大為藍(lán)藻(78.19%),其次為綠藻(12.68%);11月藍(lán)藻(55.23%)比例最大,但相比10月有所下降,其次為硅藻(23.55%),硅藻相比10月豐度劇增;次年冰封期1月硅藻(63.02%)比例最大,其次為綠藻(16.16%)、藍(lán)藻(13.27%);4月硅藻(40.62%)比例最大,相比1月硅藻比例有所下降,藍(lán)藻與綠藻有所上升;5月藍(lán)藻比例最大(64.52%),相比4月藍(lán)藻急劇增多,硅藻減少。浮游植物種群結(jié)構(gòu)在凍融前以藍(lán)藻占優(yōu)勢,隨著冰封期的到來,藍(lán)藻占比漸少,硅藻占比漸多,冰封期后藍(lán)藻占比漸多,硅藻占比漸少。
表1 烏梁素海浮游植物優(yōu)勢種名錄Table 1 List of dominant species of phytoplankton in Wuliangsuhai
圖4 烏梁素海浮游植物各門豐度隨時(shí)間變化Fig. 4 Abundance of phytoplankton in Wuliangsuhai over time
圖5 烏梁素海浮游植物豐度空間變化Fig. 5 Spatial variation process of phytoplankton abundance in Wuliangsuhai
各月浮游植物豐度的空間差異較大(圖5),10月表現(xiàn)為南部明顯高于北部,南部明水區(qū)的采樣點(diǎn)(二點(diǎn)、海壕、河口)形成密集區(qū),其高值區(qū)主要分布藍(lán)藻門的微小平裂藻(M. tenuissima)、優(yōu)美平裂藻(M. elegans)以及細(xì)小隱球藻(A. elachista)等;11月也以南部明水區(qū)(海壕、河口)浮游植物豐度最高,其高值區(qū)主要分布有硅藻門的尖針桿藻(S. acus),藍(lán)藻門的微小平裂藻(M. tenuissima)、銀灰平裂藻(M. glauca)、銅綠微囊藻(M.aeruginosa)等;冰封期 1月浮游植物豐度以湖區(qū)北部較高,而硅藻基本遍布全湖,硅藻豐度占1月總體浮游植物豐度的63.02%,高值區(qū)主要分布有雙頭輻節(jié)藻(S.anceps)、尖針桿藻(S.acus)、蓖形短縫藻(E.factinalis)、放射舟形藻(N.radiosa)等;4月湖區(qū)北部以及南部浮游植物豐度有兩個(gè)密集區(qū),其高值區(qū)主要分布有藍(lán)藻門的微小平裂藻(M.tenuissima),綠藻門的雙對柵藻(S.bijuga)、四尾柵藻(S.quadricauda)等;5月湖區(qū)北部以及南部浮游植物豐度也有兩個(gè)較為密集的區(qū)域,高值區(qū)主要分布有藍(lán)藻門的居氏腔球藻(C.kuetzingianum)、微小平裂藻(M.tenuissima),綠藻門的雙對柵藻(S.bijuga)、四尾柵藻(S.quadricauda),硅藻門的尖針桿藻(S.acus)、梅尼小環(huán)藻(C.meneghiniana)。
多樣性指數(shù)為浮游植物群落特征的重要參數(shù),反映浮游植物群落結(jié)構(gòu)的變化。從各月多樣性指數(shù)均值來看(表 2),烏梁素海浮游植物 Shannon-Wiener多樣性指數(shù)H以4月最高(3.59),1月最低(2.89);Margalef豐富度指數(shù)D以10月最高(4.66),1月最低(3.20);Pielou均勻度指數(shù)J在冰封期 1月較高(0.85),10月、5月較低(均為0.78)。
表2 烏梁素海浮游植物多樣性指數(shù)Table 2 Phytoplankton diversity index of Wuliangsuhai
為探明影響烏梁素海凍融前后浮游植物群落結(jié)構(gòu)的環(huán)境因子,需先對物種數(shù)據(jù)進(jìn)行非約束性分析——去趨勢對應(yīng)分析(DCA),若最大排序軸的長度大于 4,選擇單峰模式模型;若小于 3,則選擇線性模式;若介于 3-4之間,則單峰模型和線性模型均可(Temponeras et al.,2000)。通過對烏梁素海浮游植物細(xì)胞豐度與環(huán)境因子的多元關(guān)系進(jìn)行去趨勢對應(yīng)分析,得到藻類細(xì)胞的最大梯度值為0.862<3,因此選擇線性模型冗余分析(RDA)。在進(jìn)行冗余分析(Borcard et al.,1992)時(shí),選取環(huán)境指標(biāo)水深(WD)、溫度(t)、透明度(SD)、電導(dǎo)率(EC)、pH、溶解氧(DO)、氧化還原電位(ORP)、鹽度(SAT)、總?cè)芙庑怨腆w(TDS)、總氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、硝態(tài)氮(NO3--N)、亞硝態(tài)氮(NO2--N)、總磷(TP)、化學(xué)需氧量(COD)、懸浮物(SS)與葉綠素a(Chl-a)與浮游植物月均豐度進(jìn)行分析,每個(gè)環(huán)境因子的重要性和顯著性采用Monte-Carlo假設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn)(李紅等,2014;Wang et al.,2014),以P<0.05篩選出對環(huán)境影響顯著的因子(李艷利等,2015),分別為t(0.061)、SD(0.002)、EC(0.034)、pH(0.044)、DO(0.028)、TDS(0.026)、TN(0.044)、NH4+-N(0.001)、TP(0.001),然后對經(jīng)過篩選的42種浮游植物(表3)及9個(gè)環(huán)境因子進(jìn)行RDA分析。
表3 烏梁素海浮游植物種類代碼Table 3 Species code of phytoplankton in Wuliangsuhai
RDA分析結(jié)果表明(表4),所選的9個(gè)環(huán)境因子共解釋66.4%的物種變化,第1和第2排序軸分別貢獻(xiàn)了39.6%和26.7%。在浮游植物物種與環(huán)境因子的排序圖中(圖6),箭頭連線的長度表示環(huán)境因子與浮游植物群落分布相關(guān)程度的大小,連線越長,相關(guān)性越大,連線越短,相關(guān)性越?。◤埥鹜?,2011)。圖中箭頭長度從大到小依次為NH4+-N、TP、T、TDS、DO和SD,也相應(yīng)代表了對浮游植物群落影響的重要程度。環(huán)境因子與前兩個(gè)排序軸的相關(guān)系數(shù)見表 5,與軸 1呈顯著正相關(guān)的有NH4+-N和pH,呈顯著負(fù)相關(guān)的為 TP,NH4+-N、TP和pH箭頭明顯長于其他環(huán)境因子,主導(dǎo)著軸1方向物種的變化;與軸2呈顯著正相關(guān)的有DO和SD,呈顯著負(fù)相關(guān)的有t和TDS,其中SD和DO箭頭明顯長于其他環(huán)境因子,主導(dǎo)著軸2方向物種的變化。
表4 浮游植物與環(huán)境因子的RDA分析結(jié)果Table 4 RDA analysis results of phytoplankton and environmental factors
圖6 浮游植物物種與環(huán)境因子的RDA分析Fig. 6 RDA analysis of phytoplankton species and environmental factors
浮游植物種群結(jié)構(gòu)結(jié)冰前藍(lán)藻占優(yōu)勢,隨著冰封期的到來,藍(lán)藻占比漸少,硅藻占比漸多,融冰后藍(lán)藻占比漸多,硅藻占比漸少。烏梁素海冰封期1月水體和冰體內(nèi)浮游植物種類組成以硅藻門占絕大多數(shù),而非冰封期浮游植種類組成多為藍(lán)藻門、綠藻門占優(yōu)勢,表明非冰封期和冰封期水體浮游植物群落結(jié)構(gòu)不同。硅藻生態(tài)位較寬,硅藻能夠在低溫條件下通過減少細(xì)胞中水分和增加細(xì)胞中糖類、脂肪等物質(zhì)增強(qiáng)抵抗力,使其在低溫條件下相比其他門類浮游植物更具有競爭力(李興等,2017)。烏梁素海結(jié)冰前、融冰后南部明水區(qū)浮游植物大量聚集,因?yàn)檫@片區(qū)域的水域廣闊、流速和緩、水動(dòng)力不足以及營養(yǎng)鹽濃度較高,這些條件均促使浮游植物大量聚集繁衍;而冰封期1月浮游植物豐度在湖區(qū)北部入湖口附近較高,由于冰封期1月入湖水量很少,沒有農(nóng)田退水的補(bǔ)給且水體結(jié)冰,且因冰蓋的阻隔作用,水體流動(dòng)性較小,生活污水與工業(yè)廢水不易在全湖擴(kuò)散。
表5 環(huán)境因子與RDA主排序軸的相關(guān)系數(shù)Table 5 Correlation coefficients between environmental factors and RDA main sorting axes
利用指示種評價(jià)水質(zhì)情況可知,優(yōu)勢種中優(yōu)勢度較大的微小平裂藻(M.tenuissima)適合于富營養(yǎng)型(α-ms)型水體,而梅尼小環(huán)藻(C.meneghiniana)以及尖針桿藻(S.acus)適合于富營養(yǎng)型(β-α-ms)型水體(沈韞芬等,1995),從這些優(yōu)勢種指示情況可知烏梁素海凍融前后月份水體處于富營養(yǎng)化水平。根據(jù)朱旭軍等(2013)研究,Margalef豐富度指數(shù)D>5,水質(zhì)清潔;D>4,寡污型;D>3,β中污型;D<3,α中污-重污型。烏梁素海凍融前后不同樣點(diǎn)的Margalef 豐富度指數(shù)表明,除冰封期1月處于β中污型外(D>3),結(jié)冰前、融冰后各月皆指示為寡污型(D>4),豐富度指數(shù)表明烏梁素海凍融前后月份水體污染狀況總體較輕。以Pielou均勻度指數(shù)J>0.3為標(biāo)準(zhǔn)(郭沛涌等,1997),則烏梁素海凍融前后浮游植物分布整體較均勻穩(wěn)定。浮游植物多樣性反映了群落穩(wěn)定性,優(yōu)勢種種類和數(shù)量與多樣性變化密切相關(guān),若浮游植物群落優(yōu)勢種較多且各優(yōu)勢種優(yōu)勢度不高,那么浮游植物種群多樣性就高,則這個(gè)浮游植物群落較復(fù)雜、穩(wěn)定(況琪軍等,2005)。本研究中,結(jié)冰前10月、11月與融冰后4月、5月優(yōu)勢種種類很多,但無優(yōu)勢性特別突出的種類,因此當(dāng)季的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)H值、Margalef豐富度指數(shù)D值以及Pielou均勻度指數(shù)J值都較高。而冰封期1月雖各門優(yōu)勢種最多,但冬季1月溫度比較低,喜溫?zé)岘h(huán)境的藍(lán)藻和綠藻種類較少,硅藻門類優(yōu)勢種優(yōu)勢度顯著,故 1月份的 Shannon-Wiener多樣性指數(shù) H值、Margalef豐富度指數(shù)D值均值變小。由上述分析可知,烏梁素海凍融前后月份水體污染狀況較輕,浮游植物群落結(jié)構(gòu)總體較均勻穩(wěn)定,但冰封期1月水體浮游植物硅藻門占比很大,群落結(jié)構(gòu)相對簡單。
浮游植物群落格局受多種環(huán)境因子的影響,如溫度、營養(yǎng)鹽、鹽度、水動(dòng)力條件以及浮游動(dòng)物攝食等。通常地理位置不同,水體的生物以及非生物過程差別較大,從而導(dǎo)致浮游植物群落結(jié)構(gòu)因子不同。侯偉等(2011)研究表明,蒼村和赤石逕水庫浮游植物群落主要受水深和透明度影響;沈會濤等(2008)研究得出影響白洋淀浮游植物群落的主要因素為pH值和總磷;李德亮等(2012)研究得出水深、水溫、透明度、總磷、氧化還原電位以及電導(dǎo)率為影響大通湖浮游植物群落格局的主要因子。根據(jù) RDA分析結(jié)果,影響烏梁素海凍融前后浮游植物群落結(jié)構(gòu)變化的主要因子為:NH4+-N、TP、t、TDS、DO和SD。氮、磷是浮游植物生長繁殖的重要營養(yǎng)鹽,也是常見的限制性營養(yǎng)元素,藻類優(yōu)先同化吸收利用還原態(tài)氨(銨態(tài)氮),這與RDA分析結(jié)果一致。Parinet et al.(2004)認(rèn)為,當(dāng)N/P值大于7.2時(shí),磷為限制性因素,本研究中,烏梁素海凍融前后月份 TN/TP 分別為 59.9、26.9、20.5、42.3、15.8,表明磷為烏梁素海該段時(shí)間內(nèi)藻類增長的限制性因素。水溫為影響浮游植物群落分布的關(guān)鍵因子(熊蓮等,2016),硅、綠、藍(lán)藻多聚集于第三象限,與水溫呈正相關(guān),浮游植物的生長需要在一定光照和溫度下進(jìn)行,不同種類浮游植物適宜生長的溫度不同,RDA分析中,硅藻門在4個(gè)象限均有分布,說明其對烏梁素海凍融前后環(huán)境條件有較好適應(yīng)性。透明度會直接影響浮游植物和其他水生生物的生存,總?cè)芙庑怨腆w(TDS)減小,透明度增加,浮游植物豐度和生物量逐漸減小。水體中浮游植物與DO濃度密切相關(guān),浮游植物進(jìn)行光合作用釋放氧氣,使水域溶解氧濃度升高,浮游植物死亡降解也需要消耗溶解氧。
(1)調(diào)查期間,在烏梁素海觀察到的浮游植物共計(jì)6門69屬120種,種類組成以硅藻為主;浮游植物種群結(jié)構(gòu)結(jié)冰前以藍(lán)藻占優(yōu)勢;隨著冰封期的到來,藍(lán)藻占比漸少,硅藻占比漸多;融冰后藍(lán)藻占比漸多,硅藻占比漸少。烏梁素海冰封期前后月份南部明水區(qū)浮游植物聚集,冰封期1月浮游植物豐度在湖區(qū)北部入湖口附近點(diǎn)位較高。
(2)根據(jù)優(yōu)勢種指示情況可知,烏梁素海凍融前后水體處于富營養(yǎng)化狀態(tài);豐富度指數(shù)反映水體總體污染狀況較輕,均勻度指數(shù)反映浮游植物分布整體較均勻;冰封期1月水體浮游植物硅藻門占比很大,群落結(jié)構(gòu)相對簡單。
(3)RDA 排序揭示氨氮(NH4+-N)、總磷(TP)、溫度(t)、總?cè)芙庑怨腆w(TDS)、溶解氧(DO)和透明度(SD)為影響烏梁素海水體凍融前后浮游植物物種分布格局的主要環(huán)境因子。