赣江流域浮游硅藻功能群多样性及其水期演替的驱动特征

为了摸清我国南方丰水型河流流域重要的环境指示类群——浮游硅藻的功能多样性及其环境驱动要素,以赣江流域为例,采用国际上普遍认可的雷氏(Reynolds)、博氏(Borics)和帕氏(Padisák)分类体系进行浮游硅藻类群的系统研究. 结果表明:赣江流域共发现11个浮游硅藻功能类群(包含122种硅藻),并以MP、P、D和L_O类群物种最丰富,全年以MP、P、C和D类群占优势,不同水文期浮游硅藻优势功能类群存在明显分异,表现为丰水期以MP类群占绝对优势,枯水期以C和MP类群占共优势,平水期以则以C类群占绝对优势. 多元逐步回归分析发现,与丰水期占优势的MP、P、C和D类群密度呈显著相关的主要环境因子为纬度、ρ(Hg)、ρ(Zn)、pH和ρ(S2-),与枯水期占优势的C、MP、P和D类群密度呈显著相关的主要环境因子为ρ(Pb)、ρ(Cr6+)、纬度、ρ(BOD₅)、ρ(N)、ρ(P)和ρ(CN-),与平水期占优势的C、P和MP类群密度呈显著相关的主要环境因子为ρ(BOD₅)、ρ(Pb)、ρ(Hg)、ρ(Cd)和ρ(NH₄+-N)等.除趋势对应分析(DCA)和冗余分析结果显示,影响赣江流域浮游硅藻功能多样性的主要环境因子包括流域的经纬度、ρ(FC)(FC为粪大肠杆菌)、重金属含量〔ρ(Cu)、ρ(Pb)和ρ(Cr6+)〕、水位等(解释度达77.0%~90.4%). 研究显示,赣江流域浮游硅藻功能类群多样性及结构呈明显的季节性演替特征,南-中亚热带流域的纬度差异、气温的时空差异以及水位的水期波动、污染物年内排放节律等的共同作用会引起河流流域水体物理和化学生境的改变,这是促使浮游硅藻功能类群不同水期演替的重要原因.      

镜泊湖浮游植物群落结构组成及多样性研究

镜泊湖是中国最大的高山堰塞湖,是中国27个火山地质公园之一,分别于2014年和2015年在镜泊湖入水、中心区、出水区进行浮游植物定性样品和定量样品的采集.结果表明,镜泊湖浮游植物种类很多,组成复杂.经初步鉴定,2014年共发现浮游植物210个分类单位,分别隶属于8门,11纲,22目,44科,94属,210种.2015年共发现浮游植物222个分类单位,分别隶属于8门,11纲,23目,36科,111属,222种.对镜泊湖浮游植物多样性分析显示以标准清洁水平为主.     

镜泊湖浮游藻类功能群的演替特征及其影响因素

2013年5月、9月及10月采集了镜泊湖26个位点的浮游藻类,并对所采集的藻类进行了功能群划分.结果显示:镜泊湖的浮游藻类可以分为21个功能群,即C、D、F、G、H1、J、L_O、M、MP、N、P、S1、S2、S_N、T、W1、W2、X1、X2、X3、Y[限于篇幅,各功能群的代表性属（种）和生境特征见表 1].不同时期调查的藻类优势功能群存在明显差异,其中,D（适宜较浑浊的浅水水体）、J（适宜混合型高富营养浅水水体）、MP（适宜扰动频繁的浑浊型浅水水体）、X1（适宜混合程度较高的富营养浅水水体）在三次调查中的优势度均>0.02,成为镜泊湖的绝对优势功能群,镜泊湖藻类优势功能群不同时期的演替规律为5月的D+MP+X1+X2经9月的X1+P+MP+L_O+J转变成10月的X1+P+MP.CCA分析结果显示,镜泊湖藻类功能群分布受水环境因子影响较为明显.整体上,水温、ρ（DO）、SD、EC、ρ（COD_Mn）及ρ（NH₃-N）是影响镜泊湖藻类功能群分布格局的主要因素.      

四明湖水库浮游植物功能类群的季节演替及其影响因子

浮游植物群落变化既受到环境因子单独作用的影响,也受到各因子之间交互作用的影响.为探究浮游植物群落结构的季节演替规律,对四明湖水库浮游植物群落及水体11项非生物因子和4项生物因子进行周年采样调查,分析了水库内浮游植物功能类群组成、季节演替规律及其与生物因子和非生物因子的关系.结果显示,调查期间四明湖水库的浮游植物种类可归入22个功能类群,其优势功能类群主要隶属于绿藻门和硅藻门.非度量多维尺度分析(NMDS)显示,浮游植物群落结构呈现出明显的季节性演替;通过SIMPER分析,筛选出10个与季节变化显著相关的功能类群,其主要变化过程表现为:夏季D+Lo→秋冬季D+P+Lo→春季X2+P+MP.方差分解分析(VPA)显示,浮游植物功能类群的季节变化是由水温-浮游动物交互作用与水温单独作用共同影响的结果;典范对应分析(CCA)发现,水温(WT)、透明度(SD)和硝态氮(NO-3-N)以及浮游动物生物量是影响该水库浮游植物群落结构动态变化的主要因子.     

温带季节性分层水库浮游植物功能类群的时空演替

为探究我国北方温带季节性分层水库浮游植物群落结构的时空演替特性,于2014年7月~2015年6月对山东枣庄市水源水库周村水库进行每月2次的分层采样分析,采用Renolyds和Padisák等提出的功能类群划分方法对水库浮游植物群落进行分类,并结合水库水文、水质,分析优势功能类群时空演替规律及其主要环境影响因子.结果表明:周村水库共检出浮游植物112种,隶属于7门63属,可划分为18个功能群类.周村水库浮游植物功能类群演替具有明显的季节性分布特性:其中夏秋季热分层期主要以鞘丝藻(Lyngbya sp.)、螺旋藻属(Spirulina sp.)等丝状蓝藻为代表的S₁功能类群占优势,而冬季混合期以梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、针杆藻(Synedra sp.)等能适应低温、弱光的C+D功能类群为优势群落;浮游植物功能类群分布在垂向上并无较大差异.冗余分析(RDA)显示:热分层、降雨量和水温是影响浮游植物功能类群时空演替的主要环境因子.     

水质改善的浮游植物群落演替机制模拟研究

模拟了广州市某河流的不同水质改善阶段,并研究其对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）、斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）、短线脆杆藻（Fragilaria brevistriata）和易变裸藻（Euglena mutabilis）生长及超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响.同时,考察了由4种藻类构成的人工群落的生长特征和群落演替率,以探讨河流水质改善过程中浮游植物群落演替机制.结果表明：4种藻类对氮、磷营养盐和COD_Cr等胁迫的响应程度差异及种间相互竞争作用等是水质改善过程中导致浮游植物群落演替的影响因素;水质改善初期（1~3 d）,群落演替率与改善程度呈显著的正相关关系（p<0.05）;但较长时间（约13 d）处于相对稳定的环境条件下时,群落演替速率将趋于零,从而达到一个新的稳定状态.水质的不断改善将导致浮游植物的种类和数量呈现出蓝藻和裸藻逐渐减少,而绿藻和硅藻逐渐增多的变化趋势.     

天目湖沙河水库浮游植物群落结构的时空异质性

为揭示水库浮游植物群落结构的时空异质性,以江苏省溧阳市天目湖沙河水库为例,基于8年逐月浮游植物群落结构及相关环境因子的连续监测结果,分析了水库河流区、过渡区及湖泊区浮游植物群落结构的季节差异及影响因素.结果表明,空间上营养盐、浊度和悬浮颗粒物等关键水质指标及浮游植物叶绿素a含量均呈现河流区过渡区湖泊区的现象,透明度呈现河流区过渡区湖泊区的现象,其中河流区的各环境因子与过渡区和湖泊区的空间差异显著(ANOVA,P0.05),而过渡区与湖泊区之间仅在透明度、浊度、悬浮颗粒物等物理参数方面差异显著;同样,浮游植物生物量上也呈现河流区过渡区湖泊区的现象,其中河流区与过渡区、湖泊区之间差异显著(ANOVA,P0.05),而过渡区与湖泊区之间则无显著性差异;但在浮游植物的优势属方面,河流区、过渡区、湖泊区基本一致,仅隐藻门生物量在河流区、过渡区、湖泊区具有显著性差异(ANOVA,P0.05),呈现河流区过渡区湖泊区的特征.不同季节之间浮游植物群落结构差异较大:生物量在夏季最高,冬季最低;优势属在春季以针杆藻(Synedra)、小环藻(Cyclotella)、隐藻(Cryptomonas)和曲壳藻(Achnanthes)为主,夏季以针杆藻、隐藻、尖头藻(Raphidiopsis)、席藻(Phormidium)为主,秋季以隐藻、针杆藻、尖头藻、束丝藻(Aphanizomenon)为主,冬季以隐藻、针杆藻、曲壳藻和小环藻为主;其中针杆藻、隐藻为全年优势属.统计分析表明,水温、总磷、透明度是浮游植物时空差异的主要影响因子.研究表明,对于沙河水库这种换水周期为4个月的大(Ⅱ)型水库,虽然浮游植物总生物量在空间上有显著性差异,但群落组成上仅隐藻属的空间差异显著,多数浮游植物群落结构在空间分布差异较小,当浮游植物群落结构调查时可以适当减少观测点位,提高采样频次,以提高水库环境监测的样品代表性.     

丹江口水库浮游植物群落时空动态及其多样性指数

通过对丹江口水库2009～2010年的水质和浮游植物进行调查,分析了浮游植物群落的时空动态,利用典型对应分析法（CCA）研究了影响群落时空格局的环境因素,同时运用细胞密度及群落多样性指数等进行了水质综合评价.结果表明,浮游植物群落种类组成中硅藻门占51.08%,其次是蓝藻（18.39%）;浮游植物群落结构、密度及生物多...     

泉州市主要水库浮游植物群落特征研究

通过对泉州市主要水库的浮游植物群落结构特征的调查以及水质营养状态指标的监测,研究了浮游植物的种类和数量与水质营养状态之间的关系.结果表明:2009年11月至2010年8月泉州市4座主要水库的浮游植物群落共检出6门42属,其中绿藻门和硅藻门种属数量均较多,两者占所有浮游植物种属数量的60％以上;4座水库的浮游植物密度与营养状态指数之间均存在明显的正相关关系;惠女水库浮游植物种属数量较多、密度较高且优势种群多为富营养化水体中较常见的浮游植物,可能存在着较高的暴发“水华”的风险,其余3座水库5月份的浮游植物密度也总体偏高,其优势种群也都是富营养化水体中较常见的浮游植物,不排除发生“水华”的可能性.该研究对开展水库富营养化的防控工作具有重要的意义.     

星湖浮游植物群落特征及水质评价

2006年7月调查了肇庆星湖4个子湖浮游植物状况并对其水质状况进行了评价。结果表明：浮游植物共监测到7门79种,细胞平均密度在10^5-10^6 cells.L-1,叶绿素浓度在2-5 mg.L-1。其中中心湖、青莲湖、仙女湖以蓝藻门的平列藻、色球藻占主要优势,而波海湖则以绿藻为主要优势群落。根据多样性指数评价结果,星湖属于中营养化至富营养化之间,其中仙女湖、青莲湖、中心湖已达到富营养化水平,4个子湖泊的富营养化程度由高至低依次为：仙女湖、青莲湖、中心湖、波海湖。     

淀山湖浮游植物功能群演替特征及其与环境因子的关系

淀山湖属亚热带浅水湖泊,是上海市重要的水源地之一.为了解该湖浮游植物功能群的特征及其与环境因子的关系,于2015年1月至2016年12月逐月对浮游植物和环境因子进行调查分析.结果表明,淀山湖浮游植物可划分为26个功能群,其中15个功能群(B、C、D、F、G、H1、J、Lo、M、MP、P、W1、W2、X1和X2)为该湖的优势功能群.2015~2016年淀山湖优势浮游植物功能群呈现明显的周年演替特征,2015年为D/C→Lo/C/MP→MP/J/P/W1→P,2016年为P→W2/Lo→W2/G/M/H1→P.利用典范对应分析(CCA)探讨淀山湖浮游植物功能群与环境因子间的相互关系,结果表明水位波动(WLF)、溶解氧(DO)、水温(WT)、总磷(TP)、电导率(EC)、透明度(SD)和总氮(TN)是影响淀山湖浮游植物功能群的主要环境因子,其中氮磷营养盐和水位波动对淀山湖浮游植物功能群的影响应该引起关注.     

小兴凯湖浮游植物功能群特征及其影响因子

为分析北方寒冷地区浑浊型富营养化湖泊湿地浮游植物功能群时空变化特征及其影响因子,分别于2014年春季(5月)、夏季(7月)和秋季(9月)对小兴凯湖12个采样点进行了浮游植物采样,系统分析了浮游植物功能群的组成特征. 结果表明:小兴凯湖浮游植物共划分为21个功能群,其中重要功能群为H1、MP、D、C、Y、X2、J和W1,春季以功能群X2和D占优势,分别占49.02%和24.32%;夏季以功能群X2、C和H1占优势,分别占28.86%、16.11%和14.16%;秋季以功能群X2和C占优势,分别占46.97%和27.66%. 浮游植物功能群随季节变化表现为X2+D→X2+C+H1→X2+C的特点,反映至水体环境,春季为低温、高营养、中度浑浊水体,夏季为高温、富营养、高度浑浊、低光照水体,秋季为低温、富营养、高度浑浊、低光照水体. Pearson线性相关性分析表明,重要功能群功能群H1同ρ(TP)极显著正相关;功能群D同透明度、ρ(BOD₅)极显著正相关,同ρ(COD_Cr)显著正相关,同浊度和ρ(TIC)显著负相关;功能群X2同透明度极显著正相关,同ρ(TP)显著正相关,同浊度极显著负相关. RDA多元统计分析表明,ρ(TP)、浊度、透明度是小兴凯湖浮游植物功能群的主要影响因子,ρ(TC)、ρ(TOC)同大多数小兴凯湖浮游植物功能群正相关,但不是主要影响因子,ρ(TIC)与小兴凯湖浮游植物功能群无相关性. 小兴凯湖虽然整体营养盐水平很高,但较高的浊度抑制了浮游植物的生长.      

小关水库夏季浮游植物功能群对富营养化特征的响应

为了解贵州高原小型水库的浮游植物功能群分布、富营养化状况以及浮游植物功能群如何响应富营养化特征,于2014年7月25日至9月27日对小关水库浮游植物与水样进行每周一次的采样分析.结果表明,浮游植物可分为22个功能群,S1、D、J、B、G、MP、LO、SN、X1、Y、Xph、F、T、W1为水库常见功能群,其中S1、D、J为优势功能群.优势功能类群周动态变化为:S1→S1→S1→S1→S1→S1→S1→J/D/S1→S1→S1/D.功能群S1表现出绝对的优势地位,其丰度于第5周与第7周出现两次峰值,然而在第8周采样中丰度急速下降,其后又有所回升,但与两次峰值相比已经由108cells·L~(-1)下降至107cells·L~(-1),人工放闸导致的短期剧烈冲刷作用是主要原因.通过浮游植物功能群、藻类生物学评价以及综合营养指数三者综合评价发现,小关水库正处于中度富营养-富营养化状态.经RDA分析得出,透明度为影响浮游植物功能群分布的主要因子之一,营养盐不再成为限制因子.研究结果表明,功能群能够对富营养化特征做出良好响应:优势功能群S1、J常共生于浑浊的富营养化水体中,功能群D适应生境为浅的浑浊水体,对营养耗尽敏感,G、X1、W1、F等常见功能群也大都适于富营养化水体中生长.     

鄱阳湖阻隔湖泊浮游植物群落结构演化特征：以军山湖为例

人类改造自然的行为——建闸筑堤对湖泊生态系统有着重要影响,由于缺乏生态监测对比数据,对阻隔湖泊的浮游植物群落结构变化及其响应特征缺乏足够认识.为探明阻隔湖泊浮游植物群落结构演变趋势,选取了鄱阳湖典型阻隔湖泊——军山湖,于2007~2008年和2012~2013年对其浮游植物进行丰枯水期调查,重点分析群落结构特征.结果表明,2012~2013年共检出浮游植物6门53属,主要由绿藻(种属数占47.2%)、硅藻(22.2%)、蓝藻(14.8%)、裸藻(9.3%)等组成.丰水期优势种属为飞燕角甲藻(Ceratium hirundinella)(生物量百分比20.5%)、鱼腥藻(Anabeana spp.)(18.5%)和微囊藻(Microcystis spp.)(12.9%);枯水期优势种属为卵形隐藻(Cryptomonas ovata)(生物量百分比38.4%)、颗粒直链硅藻(Aulacoseira granulata)(15.2%)和微囊藻(10.5%).浮游植物细胞数量主要由蓝藻(85.4%~87.0%)构成;丰水期生物量主要由蓝藻(45.0%)、甲藻(21.1%)、硅藻(15.6%)和绿藻(11.5%)组成;枯水期生物量则由隐藻(38.2%)、硅藻(31.3%)和蓝藻(21.1%)组成.与2007~2008年军山湖浮游植物群落结构相比,主要变化趋势有:①丰水期,浮游植物优势种从2007~2008年的甲藻-硅藻,甲藻绝对优势型转变为2012~2013年的蓝藻-甲藻,蓝藻绝对优势型;枯水期,从2007~2008年的甲藻-硅藻,甲藻绝对优势型转变为2012~2013年的隐藻-硅藻-蓝藻,隐藻绝对优势型.②浮游植物细胞数量由2007~2008年的2.66×106cell·L-1上升至2012~2013年的6.77×107cell·L-1,生物量由2007~2008年的0.72 mg·L-1增加至2012~2013年的12.30 mg·L-1.总之,军山湖浮游植物群落结构中贫营养型的甲藻比例减少,金藻消失,富营养型的蓝藻和隐藻增加.因此,通过建闸筑堤对湖泊进行人为阻隔后,湖区水体交换时间的延长,水流流速的变缓等水文条件的改变均促进了浮游植物富营养指示种在军山湖湖区内的生长聚集.     

乌江河流-水库体系浮游植物功能群演替及其环境影响因子辨识

筑坝拦截阻断了河流连续体,改变了河流原始自然的生态系统。为了解河流筑坝对浮游植物功能群的影响,按季度对乌江流域支流猫跳河和三岔河的水库及入库河流进行调查,分析了浮游植物功能群及其相关环境因子。结果表明,河流出现频率大于20%的浮游植物功能群有6种,主要优势功能群均为B\MP;而不同水库中功能群组成各不相同,且出现频率大于20%的浮游植物功能群有11种,其中红枫湖水库以功能群S1\D为绝对优势功能群,平寨水库优势功能群为B\C,而普定水库和引子渡水库的优势功能群均为B\D\P\Lo。冗余分析(RDA)结合逐步多元回归分析显示,营养盐对河流浮游植物功能群组成影响并不显著,而库区浮游植物功能群动态变化主要受温度以及溶解无机碳(DIC)、NO_3~-、PO_4~(3-)等环境因子的影响,红枫湖水库优势功能群丰度与NO_3~-显著正相关,而三岔河流域的3座梯级水库优势功能群丰度均与DIC和PO_4~(3-)显著正相关。     

淀山湖浮游植物初级生产力及其影响因子

为了解淀山湖浮游植物初级生产力时空变化及与环境因子的相关关系,于2009年4月-2010年3月采用黑白瓶法对其进行逐月采样调查.结果表明,初级生产力(以C计)四季变化规律为夏季[0.95 g·(m3·d)-1]冬季[0.83 g·(m3·d)-1]春季[0.77 g·(m3·d)-1]秋季[0.62 g·(m3·d)-...     

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.     

高原深水湖泊程海中氮元素时空分布特征

采用GPS定位,在程海设置了3个断面9个采样站14个采样点,对氮元素及其赋存形态进行了为期1年的动态研究。结果表明:总氮(TN)浓度范围0.490~2.827 mg/L之间,平均0.773 mg/L,赋存形态及其组成为:溶解态总氮(DTN)占TN含量的64.3%;颗粒态总氮(PTN)占TN的35.7%;溶解态有机氮(DON)占TN的53.3%;溶解态无机氮(DIN)占TN的11.0%;氨态氮(NH3-N)占TN的6.9%;硝态氮(NO3--N)占TN的3.4%;亚硝态氮(NO2--N)占TN的0.8%,使湖泊具备富营养化易发条件。氮素形态转化及其年内时间分布特征与浮游植物生长、衰老、死亡、分解等生命活动的周期变化密切相关。空间分布格局受浮游生物活动、湖流风动、湖水补给和水化学特征等综合影响。文章为认识高原深水湖泊水中氮赋存形态、时空分布及其动态变化提供资料,为揭示氮素生物地球化学循环过程和蓝藻水华爆发的内在联系提供参考。