鄱阳湖超微型浮游藻类时空分布特征研究

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超微型浮游藻类广泛分布于世界各大海洋和淡水中,在水生生态系统中具有非常重要的生态地位。目前关于淡水生境超微藻的研究相对较少,而国内针对湖泊超微藻的研究也才刚刚起步,迄今为止有关大型通江湖泊超微藻的报导基本属于空白。鄱阳湖与长江相连,具有独特的水文条件,水位季节变化明显,湖区流场及水文水动力条件变化都较为复杂。本研究对鄱阳湖进行季节性(2014年7月-2015年7月)的野外采样调查,揭示鄱阳湖超微型浮游藻类细胞丰度、生物量、初级生产力的季节变化和空间分布特征,确定超微藻对总浮游植物生物量和初级生产力的贡献量,明确影响鄱阳湖超微藻时空分布的主要环境因子。同时本研究将流式细胞分选技术与高通量测序相结合,阐明了鄱阳湖超微真核藻的遗传多样性,揭示了超微真核藻群落结构变化的关键影响因子。本研究有助于了解大型通江湖泊中超微藻的分布规律,填补国内对通江湖泊中超微藻研究的空白,加深我们对淡水超微型浮游藻类的认识,为研究超微藻的湖泊生态学功能提供一定的参考。主要的研究结果如下:  1.鄱阳湖超微型浮游藻类丰度较高,其中超微蓝藻和超微真核藻年平均丰度较为接近且存在明显的季节演替,超微真核藻在春季和冬季占据绝对优势,而超微蓝藻在夏季和秋季为超微藻的优势类群。超微蓝藻丰度与水温季节变化趋势完全一致,且Pearson相关分析也表明超微蓝藻丰度与温度呈显著的正相关关系(P<0.01),显示水温是影响超微蓝藻季节变化的主要环境因子;超微蓝藻丰度在水位相对稳定的鄱阳湖丰水期丰度最高,而在水体流动性最好的春、冬季最低,可见除了温度的影响外,水体交换时间对超微蓝藻的影响也不可忽视。超微真核藻丰度与水体pH值季节变化正好相反,同时相关分析也表明超微真核藻丰度与pH显著负相关(P<0.01),体现了较高的pH值对超微真核藻生长的抑制作用。而在空间上,超微真核藻丰度与表征水下光照条件的水体透明度分布特征相同,整体上都呈现出“南高北低”的现象,水体透明度与超微真核藻丰度也存在显著的正相关关系(P<0.01),可见水下光照条件可能是影响鄱阳湖超微真核藻丰度空间分布的关键因素。  2.鄱阳湖超微型浮游藻类生物量和初级生产力总体较低,但其对总浮游植物贡献率平均分别为30%和61%。超微藻生物量和初级生产力的季节变化规律相同,均在春季和夏季较高,在秋、冬季较低。在鄱阳湖丰水期,超微藻对总chla贡献率与温度显著正相关(P<0.01),显示较高的水温对超微型浮游藻类促进作用较大;而在非丰水期,超微藻对总chla及初级生产力的贡献率与温度基本呈现相反的季节变化,且温度与超微藻对总生物量和初级生产力的贡献率均存在显著的负相关关系(P<0.01)。出现这种相反的趋势可能是由于不同时期鄱阳湖超微藻优势类群不同,而不同类群的超微藻对温度的敏感度差异较大。超微藻对总生物量及初级生产力贡献率均在北部通江湖区达到最高,分别为59%和69%,可见超微型浮游藻类比大型浮游藻类对较差的水下光照环境具有更强的适应能力。  3.鄱阳湖超微真核藻主要分布在绿藻门、褐藻门、甲藻门以及隐藻门,其中绿藻门在夏、秋、冬季占据绝对优势,而褐藻门在春季优势度较大,褐藻门和绿藻门超微真核藻种类较多;而对于大型浮游藻类,硅藻在鄱阳湖大型浮游藻类群落中为绝对优势门类,反映了鄱阳湖超微真核藻与大型浮游藻类之间的群落结构组成存在较为明显差异。超微真核藻多样性、丰富度、均匀度指数以及OUT数目均随水体透明度的升高而逐步增高。RDA分析也显示透明度与金藻纲、横裂甲藻纲、隐藻纲以及硅藻门显著正相关(P<0.01),而与绿藻纲、黄群藻纲呈显著的负相关关系(P<0.01),表明超微真核藻群落组成多样性的季节变化可能是由于不同超微真核藻类群对低光环境适应能力的不同而造成的。此外,寄生真菌对鄱阳湖超微真核藻的寄生作用较为普遍,尤其是对超微真核藻优势种绿藻纲,绿藻占总超微真核藻序列数的比例与子囊菌门和担子菌门序列数呈现相反的季节变化趋势,且超微真核藻的优势类群绿藻纲与子囊菌门及担子菌门呈显著的负相关关系(P<0.01),体现寄生真菌对鄱阳湖超微真核藻的群落结构变化具有重大影响。
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