寒区城市湖泊浮游植物群落特征及风险评价 ——以南海湖为例

来源 :内蒙古科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zkl_2009
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南海湖位于蒙新湖区,处于寒区,具有独特的地理位置、气候特征与水文条件,对黄河流域包头段的湿地生态系统发挥着生态平衡作用。本文通过2019年11月至2020年10月南海湖连续取样所获得浮游植物群落结构特征、环境因子等数据的基础上,在浮游植物群落生态特征及其与环境因子关系、浮游植物多样性与稳定性关系进一步展开研究,并构建了基于浮游植物群落结构特征与环境因子的风险评价体系,更好的提出应对策略得以改善南海湖水质状况。主要结论具体如下:(1)南海湖浮游植物共检出7门84属182种,群落结构为绿藻-蓝藻-硅藻型。浮游植物的平均丰度为56.39×10~6cells/L、平均生物量为15.46mg/L,两者各季均呈现出湖心区向周围辐射状递减的趋势。优势种以近缘针杆藻、水华束丝藻、四尾栅藻、克洛脆杆藻及普通等片藻为主,存在季节性演替现象。通过冗余分析(RDA),可知WT、p H、TN及CODcr是影响优势种丰度与生物量的主要因子。(2)双因素方差分析(Two-way ANOVA)结果可知,Margalef指数以季节为主效应的变化,而Shannon-Wiener指数和Peilou指数同时受到季节和区域变化的共同影响。研究与时间序列稳定性关系时,发现随着浮游植物的Margalef指数与Shannon-Wiener指数增大,浮游植物的TSI值与其均呈现线性上升趋势,但前者的变化幅度较大,后者相对平缓,而与Pielou指数两者呈现出凹曲线关系。(3)浮游植物时间序列稳定性指数时空分布差异显著,季节特征为夏季最高,春季最低,空间特征为湖心区高于四周水体。研究与浮游植物物种多样性关系时,发现浮游植物群落、蓝藻门、硅藻门的TSI值均与其物种种数呈线性关系,而绿藻门TSI值与其物种种数呈现较弱的单峰曲线关系。这是由于绿藻门与蓝藻门的稳定性更多是由其多样性的“超产效应”所决定的,相比前者浮游植物群落的稳定性受到生物量波动的影响较大。而硅藻门稳定性与生物量及其波动无明显的相关性。WT、DO、Chl.a及CODcr则影响浮游植物总生物量,进而间接使浮游植物群落稳定性发生改变。(4)综合营养状态指数(Trophic level index,简称TLI)显示,南海湖各区域水体均处于重度营养状态,呈现夏高春低的变化趋势。依据相关分析法与评估指标的筛选原则,最终选取构建南海湖风险评价体系的指标为:透明度(SD)、溶解氧(DO)、总氮(TN)、总磷(TP)、浮游植物种类数(PHY-S)、丰度(PHY-FD)、均匀度指数(Pielou指数-J)及多样性指数(Shannon-Wiener指数-H);通过熵权法并计算获取南海湖生态系统风险综合指数,结果显示:南海湖四个区域水体整体均处于III-IV风险阶段,水体状况为中等-较差区间。本文结论对理解寒区城市湖泊浮游植物群落结构特征、多样性、稳定性等方面具有重要意义,在维持水生态系统健康与抑制湖泊富营养化发挥重要作用。
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