升金湖浮游植物群落结构对围网撤除后水生植被恢复的响应

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升金湖地处长江安徽段,属于亚热带季风气候,季节变化较大,是国家级自然保护区,同时是安徽省用以保护越冬候鸟的重要湿地。自1997年开始,升金湖实施大面积渔业围网养殖活动,造成湖泊水体污染,水质恶化,水生植被消失。2018年我国长江大保护政策的落实,推动了升金湖渔业养殖围网的拆除工作,升金湖湖泊生态系统得以恢复功能,水生植被得以重新生长。本研究在2019年7月-2021年5月进行了野外采样,以围网拆除后水生植被恢复的升金湖作为研究区域,以浮游植物作为研究对象,分析水环境因子变化和浮游植物物种多样性,对比围网拆除前文献数据,用于探讨升金湖围网拆除后浮游植物群落结构变化与影响的环境因子之间的关系,研究结果为通江湖泊的生态修复和多样性保护提供了科学基础。主要研究结果如下:升金湖采样调查中共发现浮游植物8门216属276种,其中绿藻门、硅藻门和蓝藻门居多。对比围网拆除前的210种,物种结构相似,物种数有所增加。在季节分布上,夏季种类数量最多。在空间分布上,菱群丛分布区种类数量最多。升金湖浮游植物优势种具有显著的季候和区域变化,本次共鉴定出浮游植物优势种22种。细浮鞘丝藻(Planktolyngbya subtilis)和小球藻(Chlorella vulgaris)在不同季节均为优势种。整个水域均为优势种的是细浮鞘丝藻(P.subtilis)和螺旋颗粒直链藻(M.granulate Her)。相较围网拆除前优势种发生变化。升金湖浮游植物细胞密度不同采样时间上看,蓝藻门、绿藻门和硅藻门相对丰度较高。年平均细胞密度达到2.26×10~7cell/L,2019年夏季细胞密度最高,为3.11×10~7cell/L;2020年1月冬季最低,为0.96×10~7cell/L。上湖区细胞密度总体上低于中下湖区,开阔水域>菱群丛分布区>菰群丛分布区。升金湖浮游植物生物量和细胞密度变化趋势相似。年平均生物量达到8.23 mg/L,最高值为15.74 mg/L;最低值为6.52 mg/L。围网前后相比较,细胞密度和生物量均有所下降。空间变化规律表现为开阔水域>菰群丛分布区域>菱群丛分布区域。升金湖浮游植物的H`指数在2.14-3.25之间,平均为2.76;J指数在0.45-0.92之间,平均值为0.77;D指数在1.74-3.46之间,平均值为2.65。升金湖水生植被生长情况和水环境因子具有显著变化。围网拆除前升金湖存在大量渔业养殖围网时,湖面观察不到大面积水生植被。2018年湖面围网完全拆除后,水生植被恢复生长。夏季调查中,共发现了12种水生植物,主要为挺水植物菰(Zizania caduuciflora)和浮水植物野菱(Trapa incisa),伴生种包括沉水植物狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)和苦草(Vallisneria natans)等。水温在2019年夏季最高,2020年冬季最低;p H值平均为8.68;溶解氧在2020年冬季最高,2020年春季最低;电导率在155.81-237.75 us/cm之间;水深和透明度在夏季最高,冬季最低;总氮浓度在1.55-2.95mg/L之间,总磷浓度在0.02-0.49 mg/L之间,硝氮浓度在0.05-0.75 mg/L之间,氨氮浓度在0.07-0.83 mg/L之间。对比围网拆除前后,升金湖总磷浓度降低了20%,平均透明度由0.4 m提高到0.7 m,部分被水生植物覆盖的水域可达1.2 m。Pearson相关性分析及RDA结果表明,造成围网拆除后升金湖浮游植物群落变化的水质参数是水温、水深、透明度、电导率、氮磷营养盐以及不同水生植被覆盖度等。根据以上的研究结果进行分析,升金湖围网的拆除,为水生植被的恢复及浮游植物群落结构的改变创造了条件。水生植物的覆盖度大幅增加,浮游植物群落数量增加,生态系统功能得以恢复。此次研究对于浮游植物群落结构与水生植被等环境因子的探讨,为长江中下游湖泊的生态系统恢复提供了科学的数据。
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