FG、MFG和MBFG浮游植物功能群的比较:以贵州三座水库为例

浮游植物分类是揭示浮游植物群落演替规律和开展水生态调查工作的基础.为了比较FG、MFG和MBFG功能群分类方法之间的差异,运用功能群分类和冗余分析(RDA)等方法,于2017年4月(平水期)和2017年8月(丰水期)对浮游植物群落结构和水环境理化指标进行采样分析,结果表明:①MFG功能群与FG功能群具有重叠部分,而MBFG功能群与FG和MFG相比差异较大.②FG功能群考虑了浮游植物的生理、生态学等特征,能更好地解释与环境的相关性,并且更准确反映环境因子与浮游植物生态位之间的关系.同时可以根据浮游植物优势功能群预测水库环境因子及富营养化状态,但是FG功能群需要具备系统的浮游植物鉴定知识,工作量大. MFG功能群分类方法简单易懂,能够较好的解释浮游植物与环境因子的关系,但功能群与环境因子联系较弱. MBFG功能群分类方法最为简单、高效,但是MBFG功能群对环境的解释度不够,分类依据过于简单,分组太少.③3个分类方法各有优缺点,根据研究目的不同以及实际需要选择合适的分类方法.     

基于种群、功能群对比分析洞庭湖浮游植物群落驱动因素及水质评价

浮游植物是水生态系统中最重要的组成部分,因其对水环境变化敏感而常被用于指示水环境状态,但其对环境的响应受分类方法的影响.为了解洞庭湖浮游植物种群(门、属)和功能群(FG)两种分类法对环境的驱动响应特征和适用性,于2019年3～12月分水期对该湖共进行了4次采样,比较分析了浮游植物种群和功能群的分布特征及其与环境因子的响应关系,并对比了TLI指数、 Shannon-Wiener指数、Q指数等评价方法在洞庭湖的适用性.结果表明,洞庭湖共检出浮游植物6门61属,可划分为23个功能群和9个优势功能群,功能群演替趋势为P/MP/D(3月)■月)■月)■(12月).层次分割结果表明,洞庭湖浮游植物的种群分布与变化受环境因子的驱动大于空间驱动;影响浮游植物种群和功能群的主要环境因子为水温(WT)、高锰酸盐指数、溶解氧(DO)、电导率(Cond)、水位(WL)和总磷(TP),环境因子对两者的独立解释性排序相差不大.RDA分析表明,浮游植物功能群对环境因子的响应要优于浮游植物种群.综合对比分析发现,利用Q指数进行水质评价在洞庭湖水体有较好的适用性.     

三峡水库蓄水对支流浮游植物功能群的影响及与资源利用效率的关系

为探究三峡库区腹地重要支流浮游植物功能群组成与资源利用效率的关系,于2020年8月和11月对香溪河、大宁河、梅溪河、彭溪河和黄金河这5条支流进行浮游植物采集,夏季共计检出浮游植物119种,隶属7门62属,冬季共检出浮游植物118种,隶属7门58属.依照Padisak理论,将所有浮游植物划分为25个功能群,冬季和夏季均出现6种重要功能群,其中夏季以L0、 H1、 D、 Y、 MP和P为主,而冬季则主要以L0、 H1、 A、 M、 MP和Y为主.根据浮游植物功能群多样性分析结果可知,冬季α多样性低于夏季,且下游河段浮游植物功能群多样性更高,群落结构更复杂.浮游植物功能群及其驱动因子RDA分析表明,ν、 pH、高锰酸盐指数、 WT和RUE_TN是显著影响浮游植物功能群的环境因子(P<0.05).VPA结果显示,夏季环境变量对功能群组成变化的解释度较高(45.23%),而冬季则相反,资源利用效率具有更高的解释度(42.33%).进一步对重要功能群与资源利用效率进行线性拟合发现,夏季功能群L0、 H1、 D和Y与RUE_TN和RUE_TP     

基于浮游植物的赤水河枯水期水生态状况评价

作者于枯水期对赤水河干流浮游植物进行了调查,从种类、种群和群落3个水平,探讨了赤水河水生态状况,结果表明:(1)指示种有32种,主要是寡污带指示种和β-中污带指示种;(2)优势种有26种(其中指示种6种),主要是硅藻,其他为隐藻、甲藻、蓝藻和绿藻。优势种之间的优势度相差不大,无绝对优势种;(3)群落结构优良。浮游植物种类较丰富,共有7门42属122种;现存量较低,丰度和生物量平均值分别为8.64×104cells/L、0.126 mg/L;多样性指数H'、J和硅藻商较高,平均值分别为4.38、0.91和0.066。分析认为,浮游植物种类、种群和群落对外界干扰的响应不一样,该次枯水期浮游植物受到的影响仅限于种类和种群水平,群落结构尚未受到影响。与赤水河其他时期相比,赤水河枯水期水生态状况良好,比汉江中下游枯水期、三峡水库长江干流枯水期和安徽太平湖水库的水生态状况要好。     

淡水生态系统与生物学监测

淡水生态系统的种群分布、物种的多样性和水体的环境状况密切相关.水体受到污染,相应的群落结构就会发生演替,指示生物和优势种群可能变更,本文对淡水生态系统和生物监测进行介绍.     

淮河干流及主要支流夏季浮游植物群落生物多样性评价

浮游植物是水生态系统的重要组成部分,其群落变化与水体环境条件密切相关,是反映河流健康的主要生物指标.为揭示淮河流域浮游植物群落特征及其与水质的相互关系,于2015年夏季对淮河流域典型水体—淮河干流、沙颍河、涡河和淠河进行系统的水质及浮游植物调查,探明浮游植物群落及其空间分布特征,并结合水体理化指标和生物指数进行水质评价.结果表明,淮河干流及主要支流27个点位中共获得浮游植物8门71属153种,主要隶属于绿藻门(Chlorophyta)、硅藻门(Bacillariophyta)、蓝藻门(Cyanophyta).浮游植物密度为0.019×10~5~131.824×10~5ind·L~(-1),不同河段浮游植物分布表现出较为显著的空间差异性,平均密度大小呈现沙颖河淮河干流涡河淠河的特点.非参数多维尺度分析(Non-metric Multidimensional Scaling,NMDS)表明,淮河干流、淠河和涡河的浮游植物群落组成和结构的相似性较高,而与沙颍河的浮游植物群落存在一定的差异.Shannon多样性指数H'介于0.78~3.21之间,Margalef丰富度指数D介于1.03~4.79之间,Pielou均匀度指数J介于0.12~0.73之间.水质生物评价结果显示,淮河流域大部分水体处于中等污染状况,部分点位处于重污染状况,其结果与水质综合污染指数评价结果具有较好的一致性.研究结果可为淮河水污染防治和水生态修复提供基础依据.     

城市污水处理厂活性污泥中氨氧化菌群落结构研究

为了解析污水处理厂中氨氧化菌(AOB)的群落结构,以及处理工艺、规模等参数对AOB群落结构的影响,采用针对AOB功能基因氨单加氧酶(amoA)的末端限制性片段长度多态性技术(T-RFLP)、克隆测序等方法,研究了北京市6个污水处理厂的9个污水处理系统中AOB的群落结构.T-RFLP指纹图谱表明不同污水处理系统中AOB的群落结构有所不同,主要的末端限制性片段(T-RF)为354、491和291 bp.T-RFLP指纹图谱及聚类分析表明,污水处理工艺对系统中AOB的群落结构影响较小,而处理规模对AOB的群落结构有一定的影响.对功能基因amoA的系统发育分析表明,污水处理系统中优势AOB均为Nitrosomonasspp.,而非Nitrosospiraspp..这可能是Nitrosomonasspp.的最大比增长速率(μmax)较高,使其更容易成为活性污泥系统中的优势AOB.     

贵州高原三板溪水库浮游植物功能群时空分布特征

为探究贵州高原三板溪水库的浮游植物功能群时空分布特征,于2012—2013年枯水期(11月)、平水期(4月)、丰水期(7月)对三板溪水库浮游植物与水样进行分层采样分析.研究结果表明,水库浮游植物可分为21个功能群,其优势功能群具有明显的水期分布特征:枯水期P+X1+D+J→平水期P+B+C+G→丰水期M+H1+S1+J,垂直分布中平水期和丰水期优势功能群在10 m左右发生变化,枯水期在70 m处变化;各时期水体热分层及营养物质分布差异是产生该特征的主要原因;浮游植物功能群时空分布特征受环境变化影响,水温、p H和N/P变化是浮游植物功能群结构变化的最主要因素;浮游植物功能群生长策略变化规律为:枯水期CR/C/S策略藻种→平水期R/CR/CS策略藻种→丰水期S/CS/CR/R策略藻种;通过浮游植物功能群与生境之间的相互关系可以得出:三板溪水库水体处于富营养状态.     

生态调控后贵州花溪水库浮游植物群落结构的变化特征及影响因素

为了解生态调控后花溪水库浮游植物功能群变化特征与环境因子的关系,基于浮游植物功能群、NMDS（非度量多维尺度分析）、RDA（冗余分析）、Pearson相关性分析方法,于2017年3月-2018年3月逐月对浮游植物群落结构与水环境指标进行采样分析.结果表明:①生态调控前,花溪水库共鉴定浮游植物4门18种,共归类出10个功能群,且功能群H1占绝对优势,其代表藻种为水华束丝藻（Aphanizomenon flosaquae）;生态调控后,共鉴定浮游植物6门66种,共归类出20个功能群,主要优势功能群为B/Lo,其代表藻种为小环藻（Cyclotella sp.）和多甲藻（Peridinium sp.）.②生态调控后,花溪水库优势功能群结构发生了变化,其变化特征为B/Lo（春季）→D/B/Lo/X2/N/P（夏季）→D/B/Lo/N（秋季）→D/MP/B/Lo/W1/W2（冬季）.功能群B的生物量在春季达到峰值（3 056.3 μg/L）,与其对低营养环境有良好的耐受性有关;功能群Lo的生物量在秋季达到峰值（2 900.9 μg/L）,与组成功能群Lo的甲藻特性有关.③RDA结果表明,生态调控前影响浮游植物生长的环境因子为SD（透明度）、ρ（DIN）（DIN为无机氮）;生态调控后影响浮游植物生长的环境因子为WT（水温）、ρ（DO）、ρ（DIN）.研究显示,生态调控后花溪水库功能群结构发生了明显变化,影响功能群变化的主要环境因子为WT和ρ（DO）.      

渭河流域河流着生藻类的群落结构与生物完整性研究

以渭河流域为研究范例,调查了全流域范围河流内45个样点的着生藻类群落和水环境理化特征,并在此基础上应用着生藻类生物完整性评价指数(P-IBI),对渭河流域水生态系统进行健康评价.同时讨论了水环境理化因子与着生藻类群落结构的相互关系,并对比分析了渭河流域不同区域水生态系统健康水平差异的原因.结果表明,渭河流域着生藻类群落结构具有明显的空间异质性,典范对应分析结果显示,驱动着生藻类群落结构形成的水环境因子为电导率和流量.P-IBI结果表明,渭河干流的上游及渭河干流的右岸支流健康状况较好,而渭河干流中下游区域及左岸支流的健康状况较差.泾河全流域及洛河下游地区健康状况较差,而洛河中上游区域永生态系统着生藻类生物完整性较高.