李 紅 馬燕武 祁 峰 謝春剛 陳 朋
(新疆維吾爾自治區(qū)水產(chǎn)科學(xué)研究所, 烏魯木齊 830000)
博斯騰湖浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征及其影響因子分析
李 紅 馬燕武 祁 峰 謝春剛 陳 朋
(新疆維吾爾自治區(qū)水產(chǎn)科學(xué)研究所, 烏魯木齊 830000)
2011年對(duì)博斯騰湖大湖區(qū)17個(gè)采樣站位的浮游植物及水體主要理化因子進(jìn)行了4次系統(tǒng)調(diào)查。結(jié)果表明, 在17個(gè)站位共鑒定出浮游植物127種(屬), 其中優(yōu)勢(shì)種(屬)9種。浮游植物群落全年均以硅藻為主導(dǎo),冬、春季節(jié), 浮游植物組成呈硅藻-甲藻型, 優(yōu)勢(shì)類群主要為貧-中營(yíng)養(yǎng)型浮游藻類, 到夏、秋季節(jié)逐漸形成硅藻-綠藻型, 以富營(yíng)養(yǎng)型的浮游藻類為優(yōu)勢(shì)類群。浮游植物總平均生物量為(2.51±2.95) mg/L, 生物量季節(jié)變動(dòng)顯著, 峰值出現(xiàn)在夏季, 冬季最低。基于Canoco的多變量分析表明: 環(huán)境變量共解釋了浮游植物群落總變異的54.5%, 水溫是影響浮游植物分布最重要的環(huán)境因子, 其次為枝角類豐度。水中氮含量是影響浮游植物豐度的主要因子, 同時(shí)浮游植物對(duì)水體有機(jī)物含量也有較大的影響。
博斯騰湖; 浮游植物; 群落結(jié)構(gòu); 影響因子
博斯騰湖(N41°49′—42.08, E86°42′—87°25′)地處中亞干旱區(qū), 位于新疆焉耆盆地東南部最低處,是中國(guó)干旱區(qū)最大的淡水湖, 也是唯一的吞吐湖,平均水面面積約992.2 km2, 地理位置獨(dú)特[1], 其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)非常明顯, 對(duì)巴音郭楞蒙古族自治州乃至整個(gè)新疆南部地區(qū)的生態(tài)都有不可替代的作用[2]。干旱區(qū)湖泊的浮游藻類生態(tài)學(xué)研究一直是水生態(tài)學(xué)的研究重點(diǎn)[3], 而博斯騰湖作為理想的干旱區(qū)湖泊研究對(duì)象, 其浮游植物群落動(dòng)態(tài)也一直是被水環(huán)境科學(xué)、漁業(yè)資源等方面的研究所關(guān)注。20世紀(jì) 70年代至 21世紀(jì)初對(duì)博斯騰湖浮游植物有過 5次調(diào)查[4,5], 重點(diǎn)對(duì)浮游植物種、量及變化等情況進(jìn)行了報(bào)道, 但關(guān)于浮游植物與環(huán)境因子相關(guān)關(guān)系的研究還未見報(bào)道。本文通過對(duì)博斯騰湖浮游植物和水體主要理化因子的調(diào)查研究, 闡述了博斯騰湖浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征及其演替變動(dòng)情況, 并通過冗余分析(RDA)對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行直接梯度排序, 分析了博斯騰湖浮游植物物種對(duì)環(huán)境變量的響應(yīng), 以期探索內(nèi)陸干旱區(qū)湖泊浮游植物動(dòng)態(tài)變動(dòng)機(jī)制, 并為博斯騰湖水環(huán)境評(píng)價(jià)與保護(hù)、漁業(yè)資源合理利用和可持續(xù)發(fā)展提供背景數(shù)據(jù)。
1.1 研究湖泊概況及樣點(diǎn)布設(shè)
分別于2011年1月、5月、8月和10月對(duì)博斯騰湖大湖區(qū)進(jìn)行4次調(diào)查采樣, 湖區(qū)共布設(shè)17個(gè)采樣站位(圖 1)。視水深情況, B05、B07-B12、B14站位(水深變幅 1.5—3.6 m)取水體中層水樣; B01-B03、B13(水深變幅4.5—8.6 m)取水體上層(距水面0.5 m)和下層(距湖底0.5 m)混合水樣; 其余各采樣站位(水深變幅7.1—12.5 m)分別在水體表層、中層和底層分層采樣。
1.2 理化因子樣品的采集和測(cè)定
現(xiàn)場(chǎng)采集浮游植物樣品的同時(shí)測(cè)定部分水體理化參數(shù)并采集測(cè)定其他理化參數(shù)的水樣。透明度用塞氏盤測(cè)定, pH、水溫、銨態(tài)氮、電導(dǎo)率、氯離子及溶氧用Hydrolab DS5數(shù)字化水質(zhì)分析儀測(cè)定, 總有機(jī)碳用CE440型元素分析儀測(cè)定, BOD用OxiTop IS 12型分析儀測(cè)定, 其他參數(shù)的測(cè)定按照《水和廢水檢測(cè)分析方法(第四版)》進(jìn)行測(cè)定[6]。
圖1 博湖各采樣站位分布Fig. 1 The distribution of each sampling station in Bosten Lake
1.3 浮游植物樣品采集與觀察
定性、定量標(biāo)本按照章宗涉、黃祥飛《淡水浮游生物研究方法》[7]中所描述的方法進(jìn)行采集、計(jì)數(shù)和現(xiàn)存量的計(jì)算, 浮游植物種類鑒定主要參照胡鴻鈞等文獻(xiàn)[8]。除按上述方法進(jìn)行定量外, 還結(jié)合該水體的特點(diǎn), 對(duì)綠裸藻、光甲藻、角甲藻、多甲藻和個(gè)體較大的硅藻等用低倍鏡(10×20)數(shù)全片(0.1 mL)的辦法計(jì)數(shù), 避免了視野計(jì)數(shù)帶來的誤差。
1.4 數(shù)據(jù)分析
貢獻(xiàn)率(F)計(jì)算公式:其中F為貢獻(xiàn)率(%), n為浮游植物中某一類群的生物量, N為浮游植物群落總生物量。
浮游植物生物量均值比較采用單因素方差分析和Duncan多重比較, 應(yīng)用PAWS Statistics 18.0軟件進(jìn)行。種類分布與環(huán)境變量之間關(guān)系分析通過canoco 4.5 軟件進(jìn)行, 理化因子矩陣進(jìn)行l(wèi)g(x+1)轉(zhuǎn)化和標(biāo)準(zhǔn)化處理后再用于分析。
2.1 博斯騰湖理化因子特征
17個(gè)站位四次采樣的水體理化參數(shù)見表 1, 水溫季節(jié)變化明顯, 春季高于秋季; 水體溶解氧含量充沛, 監(jiān)測(cè)到的最低值為5.60 mg/L, 平均值達(dá)到國(guó)家Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[10]; 透明度變化較大, 一般呈現(xiàn)近岸低、中心區(qū)高的特點(diǎn); 礦化度含量很高, 已屬微咸水; 電導(dǎo)率平均為207.05 ms/m, 有升高趨勢(shì); 營(yíng)養(yǎng)鹽含量較低, 總氮年平均值為0.99 mg/L, 總磷年平均值僅有0.01 mg/L, 許多站位甚至檢測(cè)不到總磷含量; 有機(jī)物含量較高, 介于Ⅲ類與Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
表1 博斯騰湖理化因子特征Tab. 1 Characteristics of environmental factors in Bosten Lake
表2 博斯騰湖浮游植物種類組成Tab. 2 Phytoplankton species composition in Bosten Lake
硅藻門Bacillariophyta空星藻Coelastrum sp.直鏈藻Melosira sp.十字藻Crucigenia sp.角刺藻Chaetoceros sp. 微芒藻Micractinium sp.小環(huán)藻Cyclotella sp. 疏刺多芒藻Golenkinia paucispina具星小環(huán)藻C. stelligera 被刺藻Franceia sp.纖細(xì)等片藻Diatoma tenue 單角盤星藻Pediastrum simplex普通等片藻D. vulgare 二角盤星藻P. duplex平板藻Tabellaria sp.四角盤星藻P. tetras脆桿藻Fragilaria sp. 短棘盤星藻P. borganum鈍脆桿藻F. capucina 四尾柵藻Scenedesmus quadricauda尖針桿藻Synedra acus 雙對(duì)柵藻S. bijuga肘狀針桿藻S. tenera 彎曲柵藻S. arcuatus尺骨針桿藻 S. ulan 四刺頂棘藻Chodatella quadriseta頭狀針桿藻S. capitata 十字頂棘藻C. wratislaviensis美麗星桿藻Asterionella formosa 纖毛頂棘藻C. cillita窗紋藻Epithemia sp. 卵囊藻Oocystis sp.弧形蛾眉藻Ceratoneis arcus 單生卵囊藻O. solitaria布紋藻Gyrosigma sp. 湖生卵囊藻O. lacustris尖布紋藻G. acuminatum 轉(zhuǎn)板藻Mougeotia sp.輻節(jié)藻Stauroneis sp. 新月藻Closterium sp.雙頭輻節(jié)藻S. anceps 纖細(xì)新月藻C. giacile曲殼藻Achnanthes sp. 鞘藻Oedogoniu sp.卵圓雙眉藻Amphora ovalis 鼓藻Cosmarium sp.舟形藻Navicula sp.
續(xù)表2
2.2 浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征
種類組成及優(yōu)勢(shì)種類 17站位共鑒出浮游植物127種(屬), 其中硅藻門最多45種(屬), 占總種(屬)數(shù)的35.4%。綠藻門次之41種(屬), 占總種(屬)數(shù)的32.3%。其余依次為藍(lán)藻門25種(屬), 甲藻門5種(屬), 金藻門4種(屬), 裸藻門4種(屬), 隱藻門3種, 分別占總種(屬)數(shù)的19.7%、3.1%、3.1%和2.4%。4次采樣調(diào)查形成過優(yōu)勢(shì)類群(Y>0.02)的種類均為淡水習(xí)見種類(表3), 共9種(屬), 分別為尖針桿藻、小環(huán)藻、舟形藻、鼓藻、小球藻、四角藻、席藻、多甲藻、錐囊藻, 其中尖針桿藻全年分布, 在群落中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)(8月和10月Y>0.7), 飛燕角甲藻和圓筒錐囊藻亦是全年分布的種類, 每次調(diào)查均可觀測(cè)到,調(diào)查中在 B7采樣點(diǎn)尚發(fā)現(xiàn)一種在淡水中少有出現(xiàn)的角毛藻。
浮游植物群落組成及生物量的變動(dòng) 2011年 1月份, 博斯騰湖各站位浮游植物平均生物量為(0.231±0.18) mg/L, 其中硅藻占總生物量的 51.8%,其次為甲藻占總生物量的 33.6%, 其余各類群對(duì)總生物量的貢獻(xiàn)率均不到5%。5月各站位浮游植物平均生物量為(0.681±0.41) mg/L, 硅藻對(duì)生物量的貢獻(xiàn)率升高至63.6%, 甲藻有所降低, 約為23.4%, 綠藻的貢獻(xiàn)率增至8.2%。8月各站位浮游植物平均生物量為(6.695±5.44) mg/L, 硅藻對(duì)生物量的貢獻(xiàn)率達(dá)81.5%, 綠藻所占比例為11.4%, 甲藻僅占5.6%。與8月份比較, 10月份浮游植物各類群對(duì)生物量的貢獻(xiàn)率變化不大, 但平均生物量降至(2.414± 1.82) mg/L。經(jīng)方差分析(Duncan多重比較), 8月和10月浮游植物生物量與其他各月生物量差異均顯著或極顯著(P<0.05, P<0.01),1月和5月之間差異不顯著。表明: 博斯騰湖浮游植物1到5月份生長(zhǎng)較慢, 8月(夏季)生長(zhǎng)旺盛, 之后逐漸減少。
表3 博斯騰湖浮游植物優(yōu)勢(shì)種(屬)及優(yōu)勢(shì)度Tab. 3 The dominant phytoplankton species and their dominance in Bosten Lake
圖2 2011年浮游植物不同類群對(duì)浮游植物生物量的貢獻(xiàn)率(%)及生物量(mg/L)變動(dòng)Fig. 2 Relative biomass (%) of phytoplankton classes (upper panel) and mean biomass (mg/L) (lower panel) in Bosten Lake in 2011
2.3 種類分布與環(huán)境因子RDA分析
DCA分析顯示最大梯度長(zhǎng)度為 2.469, 意味著浮游植物與環(huán)境因子之間的關(guān)系呈線性, 依此將20個(gè)環(huán)境變量(表 1)與浮游植物優(yōu)勢(shì)種類(表 3)進(jìn)行RDA 分析。經(jīng)向前選擇和蒙特卡洛(Monte Carlo) P<0.05檢驗(yàn)。共保留6個(gè)環(huán)境變量, 分別為水溫(Wt, P=0.002)、橈足類(COP, P=0.002)、總氮(TN, P=0.06)、硝酸鹽(NO3, P=0.012)、枝角類(CLA, P=0.004)和CODMn(P=0.02), 前4個(gè)軸共解釋浮游植物群落結(jié)構(gòu)總變異的54.5%。在RDA排序圖中Wt與物種軸1呈最大相關(guān)性, 相關(guān)系數(shù)為–0.9171, 其次為 CLA,相關(guān)系數(shù)為–0.5902。
圖3中兩物種射線之間夾角的余弦值在數(shù)值上等于兩者的相關(guān)系數(shù), 物種射線和變量射線之間夾角的余弦值代表了二者之間的相關(guān)性。B1、C4和D1這些冬季優(yōu)勢(shì)類群分布在第四和第三象限, 與其他優(yōu)勢(shì)種及變量呈明顯的負(fù)相關(guān); 夏、秋季節(jié)浮游植物優(yōu)勢(shì)種類差異不大, 與環(huán)境變量之間呈很好的正相關(guān); 春季優(yōu)勢(shì)種類較多, 有的是冬季的優(yōu)勢(shì)種類(C4和D1), 到夏季失去優(yōu)勢(shì)地位, 有的繼續(xù)繁衍為夏、秋季優(yōu)勢(shì)種類(B3、B5和C5), 且大多集中在第二軸附近, 與變量之間相關(guān)性較弱。
圖3 浮游植物種類分布與環(huán)境因子之間的關(guān)系Fig. 3 Species associations of phytoplankton with environmental factors
3.1 博斯騰湖浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征及變動(dòng)
博斯騰湖為典型的干旱區(qū)湖泊, 與其他干旱、高寒地區(qū)湖泊類似, 極易形成以硅藻為優(yōu)勢(shì)類群的群落特征[11—14], 湖區(qū)浮游植物群落全年均以硅藻為主導(dǎo)。冬春季節(jié)浮游植物組成呈硅藻-甲藻型, 優(yōu)勢(shì)種類主要為貧-中營(yíng)養(yǎng)型湖泊常見的優(yōu)勢(shì)浮游藻類, 如小環(huán)藻、多甲藻、錐囊藻等; 到夏秋逐漸形成硅藻-綠藻型, 浮游植物以富營(yíng)養(yǎng)的針桿藻、綠藻、藍(lán)藻等為優(yōu)勢(shì)類群, 有些站位還檢測(cè)到裸藻的發(fā)生。
1989—2001年的調(diào)查表明博斯騰湖浮游植物組成呈典型的硅藻-藍(lán)藻-綠藻型。本次調(diào)查與歷史數(shù)據(jù)相比較, 博斯騰湖浮游植物以硅藻為主導(dǎo)的優(yōu)勢(shì)地位沒有改變, 硅藻優(yōu)勢(shì)種類變化也不大, 如同為針桿藻、小環(huán)藻、舟形藻等淡水普生種類, 但優(yōu)勢(shì)種類的主導(dǎo)地位更加突出, 如尖針桿藻在8月和10月其優(yōu)勢(shì)度達(dá)到了 0.7以上, 硅藻對(duì)生物量的貢獻(xiàn)率由2001年的51.8%升至67.7%。其他類群的組成也發(fā)生了較為明顯的變化, 表現(xiàn)在:
(1)藍(lán)藻對(duì)生物量的貢獻(xiàn)率有比較大的減少, 由17.2%降至1.4%, 其優(yōu)勢(shì)種類也發(fā)生了變化。1989—2001年藍(lán)藻的優(yōu)勢(shì)種類, 如微囊藻、魚腥藻、顫藻及平裂藻, 雖然在本次調(diào)查中也可發(fā)現(xiàn), 但均未形成過優(yōu)勢(shì)種群, 可形成優(yōu)勢(shì)種群的是席藻(出現(xiàn)在10月)。此外, 鑒出的藍(lán)藻種(屬)數(shù)也有所降低, 由34種(屬)減少到25種(屬)。(2)大型浮游藻類減少。如1989—2001年飛燕角甲藻是全湖的優(yōu)勢(shì)種類, 幾乎每個(gè)站位都占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位, 本次調(diào)查每次采樣均可發(fā)現(xiàn)其分布, 但未形成優(yōu)勢(shì)種群, 只有多甲藻在藻類競(jìng)爭(zhēng)中曾占一席之地。另一方面, 小型浮游藻類明顯增多, 如小環(huán)藻、小型綠球藻類、四角藻、蹄形藻、頂極藻等, 在一定時(shí)期內(nèi)甚至可形成優(yōu)勢(shì)種群。(3)另外一個(gè)變化特點(diǎn)是金藻出現(xiàn)率增加, 每次采樣均可觀測(cè)到, 主要在 5月繁盛并形成優(yōu)勢(shì)類群。(4)咸水種的出現(xiàn)。此次調(diào)查中在 B7采樣點(diǎn)中發(fā)現(xiàn)了角毛藻, 這是一種通常只在咸水中常見的種類, 淡水中僅偶有出現(xiàn), 但聯(lián)系本次調(diào)查的浮游動(dòng)物, 其中10余個(gè)樣本中都有一定數(shù)量的咸水習(xí)見種——褶皺臂尾輪蟲(Brachionusplicatilis)的出現(xiàn), 說明角毛藻的出現(xiàn)并非偶然。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)湖區(qū)水體礦化度均值達(dá)1741.15 mg/L, 已屬微咸水??梢? 隨著博斯騰湖水咸化的加劇, 對(duì)其水生生物資源產(chǎn)生了一定深遠(yuǎn)影響, 也在一定程度上反映了干旱地區(qū)水質(zhì)和水生生物群落狀況。
本次調(diào)查浮游植物生物量季節(jié)變動(dòng)較大, 8月峰值約是1月平均生物量的289倍, 冬春季生長(zhǎng)緩慢,夏季生長(zhǎng)迅速, 秋季以后逐漸衰退, 這與其他一些溫帶干旱區(qū)湖泊浮游植物變動(dòng)情況類似[12,15—17]。在進(jìn)入夏季以后, 由于水溫回升, 天然水源補(bǔ)給增多以及養(yǎng)殖生產(chǎn)、生活、旅游和工業(yè)污水等排放的加劇, 湖區(qū)營(yíng)養(yǎng)鹽、有機(jī)物含量增加, 如本次監(jiān)測(cè)結(jié)果表明: 各站位8月和1月均值相比, CODMn增長(zhǎng)了141.2%、總氮增長(zhǎng)了117.8%、氨氮增長(zhǎng)了 257.1%,因此夏季浮游植物進(jìn)入快速生長(zhǎng)期。博斯騰湖封冰期有 4個(gè)月, 夏秋季節(jié)積累的營(yíng)養(yǎng)鹽消耗后, 加之水溫條件的限制, 所以冬、春季浮游植物生長(zhǎng)非常緩慢。與歷史同期數(shù)據(jù)相比, 浮游植物平均生物量約是1989—2001年調(diào)查數(shù)據(jù)的1.2倍, 變幅較小。與地理位置近似的烏倫古湖[13,15]、艾比湖[11]浮游植物平均生物量近似; 低于濕潤(rùn)區(qū)和云貴高原富營(yíng)養(yǎng)化湖泊, 如武漢太湖[18]、上海淀山湖[19]、巢湖[20]以及云南長(zhǎng)橋海、大屯海、滇池等湖泊[21]; 高于新疆賽里木湖[22]以及云南的草海、陽(yáng)宗海、扶仙湖等湖泊[21]。
3.2 環(huán)境因子與浮游植物群落關(guān)系
湖泊理化因子的顯著季節(jié)變動(dòng)對(duì)浮游植物群落演替起著重要的調(diào)控作用, 以致對(duì)浮游植物群落性質(zhì)和量的改變[23,24]。RDA分析初步反映了博斯騰湖浮游植物群落與主要環(huán)境因子之間的相關(guān)關(guān)系。
在所測(cè)的環(huán)境因子中, 水溫是影響博斯騰湖浮游植物群落演替最重要的環(huán)境因子, 不同浮游植物類群有著不同的最適溫度。博斯騰湖硅藻為全年的優(yōu)勢(shì)種群, 其現(xiàn)存量呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變動(dòng)。監(jiān)測(cè)期間博斯騰湖平均水溫為16.14 , ℃ 檢測(cè)到最高水溫不過 26.5 , ℃ 適合多喜低溫的硅藻生長(zhǎng)繁殖。藍(lán)藻主要出現(xiàn)在秋季, 金藻在春季繁盛, 綠藻在各季節(jié)均可形成優(yōu)勢(shì)類群, 甲藻主要在低水溫期占據(jù)一定優(yōu)勢(shì)。其他學(xué)者的研究也同樣表明: 金藻、硅藻適宜在較低的水溫下生長(zhǎng), 故多出現(xiàn)早春、晚秋和冬季;綠藻在中等或較高的水溫下占優(yōu)勢(shì), 而藍(lán)藻更適宜生長(zhǎng)在溫暖的水體中, 故多出現(xiàn)于夏秋季[25—26], 甲藻經(jīng)常在我國(guó)北方越冬水體中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位[27,28]。
通過限制浮游植物生長(zhǎng)率和影響其種類組成, 營(yíng)養(yǎng)鹽的變動(dòng)能夠影響浮游植物群落的繁盛[29]。TN︰TP經(jīng)常被用于衡量可能的限制性營(yíng)養(yǎng)鹽, 通過對(duì)一些湖泊的研究, Guildford等認(rèn)為如果TN︰TP > 50, 表現(xiàn)磷限制; TN︰TP < 20 則是氮限制; 介于20—50之間氮、磷均不會(huì)成為限制因子[30]。博斯騰湖TN︰TP約為99, 表現(xiàn)為磷限制。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)也表明總磷含量最高不過 0.06 mg/L, 很多站位經(jīng)常檢測(cè)不到。RDA分析表明浮游植物種類與硝酸態(tài)氮和總氮有很好的相關(guān)性, 說明氮含量的變化很大程度上影響浮游植物豐度, 而磷含量的基礎(chǔ)值很低, 變化也不大, 所以與浮游植物豐度的相關(guān)性很低。
RDA分析也顯示了17個(gè)站點(diǎn)浮游植物豐度與CODMn有很好的相關(guān)性, 表明浮游植物對(duì)博斯騰湖水體有機(jī)物含量有較大的影響。其他學(xué)者也發(fā)現(xiàn)在COD含量較高時(shí), 浮游植物的密度相對(duì)較高, 與浮游植物種群的變化表現(xiàn)出明顯的相關(guān)性[31,32]。
枝角類豐度是除水溫之外最顯著的環(huán)境變量,可見其群落變動(dòng)可較顯著地影響博斯騰湖浮游植物群落動(dòng)態(tài)。在 RDA分析圖中僅從枝角類與浮游植物群落的關(guān)系看, 枝角類與夏、秋季的浮游植物類群呈正相關(guān), 與冬季的優(yōu)勢(shì)種類呈負(fù)相關(guān)。這可能由于二者的動(dòng)態(tài)變化均主要受水溫的調(diào)控(水溫與枝角類豐度的相關(guān)系數(shù)r=0.5433, 與浮游植物群落 r= –0.9171)。而輪蟲由于在物種豐度和攝食壓力上較弱, 在本研究中其對(duì)博斯騰湖浮游植物的影響較小。RDA分析尚表明橈足類豐度與浮游植物豐度有一定的相關(guān)性。博斯騰湖橈足類的優(yōu)勢(shì)種類為臺(tái)灣溫劍水蚤(Thermocyclops taihokuensis)和特異中劍水蚤(Mesocyclops dissimilis), 關(guān)于其生物學(xué)的研究還很少, 分析可能通過營(yíng)養(yǎng)級(jí)聯(lián)效應(yīng)影響浮游植物群落動(dòng)態(tài)。
由于博斯騰湖生態(tài)環(huán)境的復(fù)雜性, 除主要的環(huán)境因子外, 水文條件及浮游植物食性魚類等的下行效應(yīng)也在很大程度上影響著浮游植物的群落結(jié)構(gòu),這些都有待進(jìn)行深入研究。
致謝:
大連海洋大學(xué)李永函老師和中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所馮偉松老師在浮游植物鑒定和文章撰寫過程中進(jìn)行重要的指導(dǎo), 謹(jǐn)致謝忱。
[1] Wang S M, Dou H S. Lake of China [M].Beijing: Science Press. 1998, 345 [王蘇民, 竇鴻身.中國(guó)湖泊志.北京: 科學(xué)出版社. 1998, 345]
[2] Ran X J, Shen L, Li X H.Analysis of ecological environment effects in Bosten Lake [J].Journal of Water Resources and Water Engineering, 2010, 21(1): 105—108 [冉新軍, 沈利, 李新虎. 博斯騰湖生態(tài)環(huán)境效應(yīng)分析.水資源與水工程學(xué)報(bào), 2010, 21(1): 105—108]
[3] Rothhaupt K O.Plankton population dynamics: food web interactions and abiotic constraints [J].Freshwater Biology, 2000, 45: 105—109
[4] Comprehensive Expedition of Resource Exploitation in Xinjiang, Chinese Academy of Sciences.Hydrobiology and Fishery in Xinjiang [M].Beijing: Science Press. 1989, 18—42 [中國(guó)科學(xué)院新疆資源開發(fā)綜合考察隊(duì).新疆水生生物與漁業(yè).北京: 科學(xué)出版社. 1989, 18—42]
[5] Guo Y, Zhang R M, Cai L G, et al.Fish Resources and Fishery [M].Urumqi: Xinjiang Science and Technology Press. 2005, 2—72 [郭焱, 張人銘, 蔡林剛, 等.博斯騰湖魚類資源及漁業(yè).烏魯木齊: 新疆科學(xué)技術(shù)出版社.2005, 2—72]
[6] Editorial Committee of Water and Waste Water Testing Methods, State Environmental Protection Administration. Testing Methods of Water and Waste Water (the 4th Edition) [M]. Beijing: China Environmental Science Press. 2002, 38—47 [國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局水和廢水檢測(cè)分析方法編委會(huì).水和廢水檢測(cè)分析方法(第四版).北京: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社. 2002, 38—47]
[7] Zhang Z S, Huang X F.Research Methods of Freshwater Plankton [M].Beijing: Science Press. 1991, 88—186 [章宗涉, 黃祥飛.淡水浮游生物研究方法.北京: 科學(xué)出版社. 1991, 88—186]
[8] Hu H J, Wei Y X.The Freshwater Algae of China—Systematic, Taxonomy and Ecology [M].Beijing: Science Press. 2006, 79—285 [胡鴻鈞, 魏印心.中國(guó)淡水藻類—系統(tǒng)、分類及生態(tài).北京: 科學(xué)出版社.2006, 79—285]
[9] Asknes L, Wassman P.Modeling the significance of zooplankton grazing for export production [J].Limnology Oceanography, 1933, 38: 978—985
[10] GB3838-2002, Environmental Quality Standards for Surface Water [S] [GB3838-2002, 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)]
[11] Dong Z W.Dynamic of plant community in rehabilitating wetland—A case study in Jinghe River Estuary [D].Urumqi: Xinjiang Normal University. 2011 [董正武.退化濕地恢復(fù)過程中浮游植物群落的變化——以艾比湖精河入湖口為例.烏魯木齊: 新疆師范大學(xué). 2011]
[12] ?etin A K, ?en B.Seasonal distribution of phytoplankton in Orduzu Dam Lake (Malatya, Turkey) [J].Turkish Journal of Botany, 2004, 28: 279—285
[13] Li Z, Jiang Z F, Ma B, et al. Cluster analysis and multidimensional scaling analysis in spring and autumn of phytoplankton community structure of Ulunger Lake, Xinjiang [J].Journal of Fishery Sciences of China, 2008, 15(6): 984—961 [李 喆 , 姜作發(fā), 馬波, 等.新疆烏倫古湖春、秋季浮游植物群落結(jié)構(gòu)的聚類和多維分析.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué), 2008, 15(6): 984—991]
[14] Serra T, Colomen J, Baserba C, et a1.Quantified distribution of diatoms during the stratified period of Boadella reservoir [J]. Hydrobiologia, 2002, 589: 235—244
[15] Liu Y, Shen J Z, LI H, et al.Phytoplankton community structure in Lake Ulungur in Xinjiang Uygur Autonomous Region [J].Journal of Lake Sciences, 2009, 21(6): 855—864 [劉宇, 沈建忠, 李鴻, 等.新疆烏倫古湖浮游植物群落結(jié)構(gòu).湖泊科學(xué), 2009, 21(6): 855—864]
[16] Dong Z W.?Dynamic of plant community in rehabilitating wetland—A case study in Jinghe River Estuary [D].Xinjiang Normal University, Urumqi. 2011 [董正武.退化濕地恢復(fù)過程中浮游植物群落的變化——以艾比湖精河入湖口為例.新疆師范大學(xué), 烏魯木齊. 2011]
[17] Liu W Y, Gao R H, Zhang Q L, et al.The diversity of ?phytoplankton in salina-alkaline wetland on the Erdos ?Plateau [J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2009, 5(6): 143—148 [劉文盈, 高潤(rùn)宏, 張秋良,等.鄂爾多斯高原鹽沼濕地浮游植物的多樣性與評(píng)價(jià). 干旱區(qū)資源與環(huán)境, 2009, 5(6): 143—148]
[18] Qian K M, Chen Y W, Song X L. Long-term development of phytoplankton dominant species related to eutrophication in Lake Taihu [J].Ecological Science, 2008, 27(2): 65—70 [錢奎梅, 陳宇煒, 宋曉蘭. 太湖浮游植物優(yōu)勢(shì)種長(zhǎng)期演化與富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程的關(guān)系. 生態(tài)科學(xué), 2008, 27(2): 65—70]
[19] Wang L Q, Shi R, Ji G H, et al.Phytoplankton community structure and its succession in Dianshan Lake [J]. Biodiversity Sciences, 2011, 19(1): 48—56 [王麗卿, 施榮,季高華, 等.淀山湖浮游植物群落特征及其演替規(guī)律.生物多樣性, 2011, 19(1): 48—56]
[20] Meng R X, Liu Z Q. Evaluation of water pollution and eutrophication in the Chaohu Lake by means of phytoplankton [J]. Acta Hydrobiologica Sinica, 1988, 12(1): 13–26 [蒙仁憲, 劉貞秋.以浮游植物評(píng)價(jià)巢湖水質(zhì)污染及富營(yíng)養(yǎng)化.水生生物學(xué)學(xué)報(bào), 1988, 12(1): 13—26]
[21] Zhang M, Yu Y, Qian S Q, et al.Phytoplankton community structure and biodiversity in summer Yunnan-Guizhou Plateau lakes [J].Journal of Lake Sciences, 2010, 22(6): 829—836 [張民, 于洋, 錢善勤, 等.云貴高原湖泊夏季浮游植物組成及多樣性.湖泊科學(xué), 2010, 22(6): 829—836]
[22] Yang W R, Guo Y, Cai L G, et al.Research of fishery situation and feed creature of Sailimu lake [J].Chinese Journal of Fisheries, 2000, 13(1): 1—10 [楊文榮, 郭焱, 蔡林剛, 等.賽里木湖餌料生物及漁業(yè)現(xiàn)狀的研究.水產(chǎn)學(xué)雜志, 2000, 13(1): 1—10]
[23] Kalin M, Cao Y, Smith M, et al.Development of the phytoplankton community in a pit-lake in relation to water quality changes [J].Water Research, 2011, 35(13): 3215—3225
[24] Fathi A A, Abdelzaher H, Flower R J, et al.Phytoplankton communities of North African wetland lakes: the Cassarina Project [J].Aquatic Ecology, 2001, 35: 303—318
[25] Dokulil M T, Teubner K.Cyanobacterial dominance in lakes [J].Hydrobiologia, 2000, 438: 1—12
[26] Shen Y F, Zhang Z S, Gong X J.Modern Biomonitoring Techniques Using Freshwater Microbiota [M].Beijing: China Architecture and Building Press. 1990, 67—228 [沈韞芬, 章宗涉, 龔循矩.微型生物監(jiān)測(cè)新技術(shù).北京: 中國(guó)建筑工業(yè)出版社. 1990, 67—228]
[27] Li Y H, Qiu R B, Guo J E, et al.Studies on the under-ice plankton of the overwintering fishponds [J]. Acta Hydrobiologica Sinica, 1985, 9(2): 117—128 [李永函, 邱日彬, 郭繼娥, 等.越冬池冰下浮游生物的研究.水生生物集刊, 1985, 9(2): 117—128]
[28] Qi F, Liu X, Zhao Y H, et al.Study on plankton in overwintering seawater ponds [J].Fisheries Science, 2013, 32(1): 7—14 [祁峰, 劉胥, 趙艷紅, 等.海水越冬池冰下浮游生物群落結(jié)構(gòu)特征的研究.水產(chǎn)科學(xué), 2013, 32(1): 7—14]
[29] Haande S, Rohrlack T, Semyalo R P, et al.Phytoplankton dynamics and cyanobacterial dominance in Murchison Bay of Lake Victoria (Uganda) in relation to environmental conditions [J].Limnologia, 2011, 41(1): 20—29
[30] Guildford S J, Hecky R E.Total nitrogen, total phosphorous, and nutrient limitation in lakes and oceans: is there a common relationship [J]? Limnology Oceanography, 2000, 45: 1213—1223
[31] Lü J, Wu H, Chen M.Effects of nitrogen and phosphorus on phytoplankton composition and biomass in 15 subtropical, urban shallow lakes in Wuhan, China [J].Limnologia, 2011, 41(1): 48—56
[32] Chen J F, Qi Y Z, Xu N, et al.Annual dynamics of phytoplankton community and abundance at aotou cove, Daya Bay: 1997—1998 [J].Acta Hydrobiologica Sinica, 2006, 30(3): 311—317 [陳菊芳, 齊雨藻, 徐寧, 等.大亞灣澳頭水域浮游植物群落結(jié)構(gòu)及周年數(shù)量動(dòng)態(tài).水生生物學(xué)報(bào), 2006, 30(3): 311—317]
PHYTOPLANKTON IN BOSTEN LAKE: COMMUNITY CHARACTERISTICS AND DRIVING FACTORS
LI Hong, MA Yan-Wu, QI Feng, XIE Chun-Gang and CHEN Peng
(Xinjiang Fishery Research Institute, Urumqi 830000, China)
In order to study the community characteristics and their driving factors in the great region of Bosten Lake, four investigations on phytoplankton and physiochemical factors were carried out in 2011. We identified 127 species, 9 species out of which once formed dominant populations. Diatom was predominant in the phytoplankton community all over the year. In winter and spring the phytoplankton community mainly consisted of diatom and dinoflagellate, floating algae being predominant in dys-mesotrophic lakes. However in summer and fall the major composition of phytoplankton were diatom and green alga, eutrophic type being the dominant in the population. The total mean biomass of phytoplankton was (2.51±2.95) mg/L. The peak of the mean biomass was reached in summer and the lowest in winter. Canoco multivariate analysis indicated that 54.5% of the total variance in the phytoplankton community could be explained with environment variables. The water temperature and the abundance of Cladocera were found to be the most and the second most important factors affecting the distribution of phytoplankton. The phytoplankton abundances were largely affected by the variations of nitrogen contents. Moreover, phytoplankton had profound effects on the concentrations of organism in Bosten Lake.
Bosten Lake; Phytoplankton; Community structure; Driving factors
Q145+.2
A
1000-3207(2014)05-0921-08
10.7541/2014.137
2013-07-09;
2014-02-23
水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目(2009ZX07106-004)資助
李紅(1963—), 女, 山東人; 高級(jí)工程師; 主要從事浮游生物研究工作。E-mail: lihong6092@163.com
馬燕武, 男, 研究員; E-mail: myw0012@126.com