浮游生物(浮游植物和浮游动物)是水生生态系统的重要组成部分,浮游生物群落结构受营养盐、光照、温度、水动力、鱼类等因素影响。过去的研究主要集中在单因素对浮游生物群落结构的影响,然而自然界中浮游生物群落结构的变化受众多环境因素的综合作用。本研究探讨扰动方式和营养盐对浮游生物群落结构的影响。本课题在太湖梅梁湾和东太湖开展野外调查,了解不同生境浮游植物和浮游动物群落结构周年变化以及与环境因素的关系,在此基础上通过野外模拟实验,研究不同季节(春季和夏季),扰动方式和营养盐对浮游生物的影响,主要研究内容和结果如下:(1)太湖(梅梁湾和东太湖)浮游生物群落结构周年(2017.07-2018.06)变化调查。调查结果显示,梅梁湾和东太湖湖区浮游植物优势种均是微囊藻,梅梁湾湖区微囊藻年均密度、生物量都显著高于东太湖,而浮游植物生物多样性则显著低于东太湖。梅梁湾和东太湖年均微囊藻密度分别为1.0×10~8 cells/L和0.18×10~8 cells/L;年均生物量分别为6.508 mg/L和1.162 mg/L;梅梁湾和东太湖浮游植物生物多样性指数分别为0.67和1.22(P<0.05)。梅梁湾湖区浮游动物年均密度(70 ind./L)和生物量(0.427 mg/L)均高于东太湖浮游动物年均密度(29 ind./L)和生物量(0.308 mg/L),但与浮游植物不同,两湖区浮游动物主要优势种存在差异。梅梁湾浮游动物优势种以个体较小的针簇多肢轮虫(12 ind./L;17.73%)和简弧象鼻溞(11 ind./L;16.66%)为主;而东太湖以小型甲壳类浮游动物简弧象鼻溞(5 ind./L;15.88%)和中华窄腹剑水蚤(3 ind./L;11.06%)为优势种。调查同时发现,梅梁湾湖区富营养化程度显著高于东太湖,梅梁湾湖区总氮(TN)平均值为2.729 mg/L,总磷(TP)为0.224 mg/L;而东太湖湖区TN平均值为2.027 mg/L,TP为0.118 mg/L。除此之外,梅梁湾(34.4 cm)湖区水体透明度(WC)显著高于东太湖(27.2 cm)。相关性分析结果显示,梅梁湾湖区TN、TP与叶绿素a(Chla)均呈显著正相关(P<0.05)。梅梁湾和东太湖浮游植物和浮游动物生长及群落结构的差异可能是营养状况,尤其是氮磷以及水体扰动两因素共同作用导致的。(2)春季野外模拟扰动方式和营养盐对浮游生物群落结构的影响。研究结果发现,持续扰动加营养盐组和间歇扰动加营养盐组Chla显著高于其他处理组,尤其是持续扰动加营养盐组,浮游植物细胞密度和生物量平均值是所有处理组中最高的,分别为3.48×10~8 cells/L和58.265 mg/L。整个实验期间,浮游植物优势种主要包括微囊藻、湖生伪鱼腥藻和四尾栅藻,其中间歇扰动加营养盐组浮游植物优势种始终是微囊藻(72.3%-97.0%)。其他处理组浮游植物群落结构在实验期间发生不同的变化,实验结束时,不扰动不加营养盐组主要优势种是微囊藻(59.76%)、湖生伪鱼腥藻(19.02%)和四尾栅藻(15.37%);间歇扰动加营养盐组优势种主要是微囊藻(73.98%)和湖生伪鱼腥藻(18.81%);不扰动加营养盐组、持续扰动不加营养盐组和持续扰动加营养盐组则以湖生伪鱼腥藻为主,其数量占比分别为94.41%,75.61%,90.52%。其中,持续扰动加营养盐组浮游植物生物多样性最高,为1.63。不扰动组桡足类和枝角类占比显著高于扰动组,但轮虫仍然是所有处理组主要优势种(61.19%-99.73%)。不同处理组浮游动物生物多样性指数相近且无显著差异(P>0.05)。该研究表明扰动加营养盐有利于浮游植物的生长,持续扰动加营养盐促进效果更好,间歇扰动加营养盐有利于微囊藻维持其优势地位,扰动有利于轮虫,不利于桡足类和枝角类。(3)夏季野外模拟扰动方式加营养盐对浮游生物群落结构的影响。与春季模拟实验结果不同,间歇扰动加营养盐组藻细胞密度平均值为1.7×10~8 cells/L,高于不扰动加营养盐和持续扰动加营养盐组;但持续扰动加营养盐组浮游植物生物量平均值显著高于其他处理组,为39.406 mg/L,其中绿藻门贡献生物量最大,占总生物量76.54%,且持续扰动加营养盐组Chla始终是所有处理组中最高的。实验开始时,浮游植物主要优势种为微囊藻(93.30%),其中不扰动加营养盐组和持续扰动加营养盐组浮游植物群落结构在实验期间均发生不同变化。实验结束时,不扰动加营养盐组微囊藻占54.72%,湖生伪鱼腥藻占32.10%;持续扰动加营养盐组微囊藻占54.85%,湖生伪鱼腥藻占38.38%;间歇扰动加营养盐组整个实验期间微囊藻始终是主要优势种(73.47%-93.77%),仅在第10天出现部分湖生伪鱼腥藻(20.19%),实验结束时微囊藻占比为81.97%,湖生伪鱼腥藻占比为15.61%。持续扰动加营养盐组(2.13)浮游植物生物多样性指数显著高于不扰动加营养盐组(1.56)和间歇扰动加营养盐组(1.37)(P<0.05)。持续扰动加营养盐有利于浮游动物数量和生物量的积累,持续扰动加营养盐组浮游动物密度和生物量平均值最高,分别为5404 ind./L和23.637 mg/L;不扰动加营养盐组最低,分别为1811 ind./L和17.687 mg/L,且存在显著差异(P<0.05)。与春季模拟实验结果类似,不扰动加营养盐组中枝角类占比高于扰动组,所有处理组中轮虫占大多数(85.02%-97.36%),但主要优势种不同,不扰动加营养盐组为梳状疣毛轮虫(877 ind./L;48.42%);持续扰动加营养盐组为花箧臂尾轮虫(1677 ind./L;31.04%);间歇扰动加营养盐组为梳状疣毛轮虫(1026 ind./L;38.23%)。其中持续扰动加营养盐组浮游动物生物多样性指数最高。该研究表明扰动加营养盐有利于浮游植物的生长,其中,持续扰动加营养盐有利于绿藻门生物量增加,间歇扰动加营养盐有利于微囊藻维持其优势地位,扰动有利于轮虫,不利于桡足类和枝角类。