滇池浮游植物群落特征及與環(huán)境因子的典范對(duì)應(yīng)分析

王 華,楊樹(shù)平,房晟忠,余富朝,馮文波,劉麗萍(.昆明市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,云南 昆明 6508；.昆明理工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,云南 昆明 650500)

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滇池浮游植物群落特征及與環(huán)境因子的典范對(duì)應(yīng)分析

王 華1*,楊樹(shù)平1,房晟忠1,余富朝2,馮文波1,劉麗萍1(1.昆明市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,云南 昆明 650228；2.昆明理工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,云南 昆明 650500)

摘要：2013年3、5、7和11月對(duì)滇池浮游植物群落進(jìn)行監(jiān)測(cè),共檢出浮游植物6門(mén)31屬,主要由綠藻門(mén)、藍(lán)藻門(mén)、硅藻門(mén)組成.浮游植物平均豐度值7482×104cells/L,3月綠藻門(mén)占優(yōu)勢(shì),優(yōu)勢(shì)種為柵藻;5、7、11月均以藍(lán)藻門(mén)占優(yōu)勢(shì),優(yōu)勢(shì)種均為微囊藻.對(duì)31屬浮游植物與10個(gè)環(huán)境因子的關(guān)系進(jìn)行典范對(duì)應(yīng)分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA),結(jié)果表明:電導(dǎo)率、DO、TN、TP、CODMn是影響滇池浮游植物分布的主要環(huán)境因子.藍(lán)藻能適應(yīng)較高氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽,還受到電導(dǎo)率、CODMn、DO、pH值影響;綠藻能適應(yīng)高的水溫、pH值和CODMn,同時(shí)受到氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、DO、電導(dǎo)率的影響;硅藻能適應(yīng)高的pH值、CODMn,還受到氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、水溫、DO、電導(dǎo)率的影響.

關(guān)鍵詞：滇池；浮游植物；群落結(jié)構(gòu)；環(huán)境因子；典范對(duì)應(yīng)分析

* 責(zé)任作者, 工程師, wyhtonghai@sina.com

浮游植物是水域生態(tài)系統(tǒng)中主要的初級(jí)生產(chǎn)力,對(duì)系統(tǒng)內(nèi)能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞起著至關(guān)重要的作用[1-2],其生物量和群落結(jié)構(gòu)能很好反應(yīng)湖泊現(xiàn)狀[3-5],浮游植物種類(lèi)組成和演替規(guī)律受到相關(guān)物理、化學(xué)和生物、氣候等環(huán)境因子的影響,不同類(lèi)型的水體,起主導(dǎo)作用的環(huán)境因子在不同時(shí)期的作用不同[6-8].目前,浮游植物群落結(jié)構(gòu)、多樣性、生態(tài)分布及其與環(huán)境影響因子的關(guān)系是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)[9-12],滇池中浮游植物與環(huán)境因子的關(guān)系研究甚少[13].

典范對(duì)應(yīng)分析(Canonical Correspondence Analysis, CCA)能在由環(huán)境因子特征變量構(gòu)成的空間上,對(duì)環(huán)境變量和浮游植物等排序作圖,在同一排序圖上反映群落、生物種類(lèi)與環(huán)境三者或兩者間的關(guān)系,是分析生物群落與環(huán)境因子間復(fù)雜關(guān)系的有效工具[14].在由主軸1和主軸2構(gòu)成的平面圖中,箭頭表征環(huán)境因子在平面上的相對(duì)位置,所處象限表征環(huán)境因子與排序軸的相關(guān)性正負(fù),向量長(zhǎng)短代表其與主軸的作用.近年來(lái),利用CCA分析浮游生物群落與環(huán)境因子的關(guān)系得到廣泛的應(yīng)用[15-18].本文在采樣調(diào)查的基礎(chǔ)上,運(yùn)用CCA來(lái)探討滇池浮游植物分布與環(huán)境因子之間的關(guān)系,揭示了滇池浮游植物的群落結(jié)構(gòu)、生態(tài)規(guī)律及影響群落分布的主要環(huán)境變量,為滇池浮游植物群落演替規(guī)律的研究、富營(yíng)養(yǎng)化的科學(xué)治理提供理論基礎(chǔ)和參考,并為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ).

圖1　滇池浮游植物采樣點(diǎn)Fig.1 Sampling sites of phytoplankton in Dianchi Lake

1 材料與方法

1.1 區(qū)域概況

滇池是我國(guó)西南地區(qū)最大的高原淡水湖泊,為典型的富營(yíng)養(yǎng)化湖泊,屬長(zhǎng)江流域金沙江水系.湖體略呈弓形,弓背向東,為南北向分布,地理坐標(biāo)為102o37′～ 102o48′E,24o40′～25o02′N(xiāo),南北長(zhǎng)約41km,東西最寬處13.3km,海拔1887.5m,平均水深5.12m,水面面積306km2,庫(kù)容為12.9×108m3.隨著滇池流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,人口數(shù)量急劇增長(zhǎng),滇池污染物產(chǎn)生量迅速增加,滇池的污染日益加劇.

1.2 采樣點(diǎn)位設(shè)置

依據(jù)地表水湖泊監(jiān)測(cè)布設(shè)原則[19],選取滇池10個(gè)點(diǎn)位:斷橋(1)、草海中心(2)、灰灣中(3)、羅家營(yíng)(4)、觀音山東(5)、觀音山中(6)、觀音山西(7)、白魚(yú)口(8)、海口西(9)、滇池南(10)進(jìn)行監(jiān)測(cè).滇池在3～11月為藍(lán)藻爆發(fā)時(shí)間,為了突出反應(yīng)浮游植物群落特征及環(huán)境因子相關(guān)性,在2013 年3月、5月、7月、11月各采樣監(jiān)測(cè)1次,通過(guò)GPS定位,4次采樣位置保持一致.

1.3 浮游植物采集和鑒定

在水體表層0.5m處采集1L水樣,并加入固定劑魯哥試劑,靜置24h以上濃縮至30mL.計(jì)數(shù)時(shí)取0.1mL放入浮游植物計(jì)數(shù)框內(nèi)進(jìn)行鏡檢,對(duì)浮游植物進(jìn)行分類(lèi)鑒別[20-21],并計(jì)算浮游植物細(xì)胞個(gè)數(shù)[22-23].

1.4 環(huán)境因子測(cè)定

環(huán)境因子采樣與浮游植物同步進(jìn)行,樣品采集后冷凍保存,水溫(WT)現(xiàn)場(chǎng)用水溫計(jì)測(cè)定,pH值采用玻璃電極法測(cè)定,溶解氧(DO)采用碘量法測(cè)定,高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)采用酸性高錳酸鉀法測(cè)定,總磷(TP)采用鉬銻抗分光光度法測(cè)定,氨氮(NH4+-N)采用納氏試劑分光光度法測(cè)定,總氮(TN)采用堿性過(guò)硫酸鉀氧化-紫外分光光度法測(cè)定,葉綠素a(Chla)采用分光光度法測(cè)定[24].

1.5 數(shù)據(jù)分析方法

采用SPSS17.0對(duì)環(huán)境因子進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析,采用Canoco 4.5分析軟件和Canodraw 4.5作圖軟件對(duì)浮游植物群落與環(huán)境因子進(jìn)行典范對(duì)應(yīng)分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 滇池浮游植物群落特征

2.1.1 浮游植物群落結(jié)構(gòu) 通過(guò)調(diào)查鑒定,滇池湖泊共檢出浮游植物6門(mén)31屬(其中3月5門(mén)27屬,5月5門(mén)20屬,7月5門(mén)18屬, 11月5門(mén)17屬).浮游植物主要為綠藻門(mén)、藍(lán)藻門(mén)、硅藻門(mén)的藻類(lèi).綠藻門(mén)有17屬,占全部屬種的54.8％;藍(lán)藻門(mén)有7屬,占全部屬種的22.6％;硅藻門(mén)有4屬,占全部屬種的12.9％;黃藻門(mén)、隱藻門(mén)、甲藻門(mén)各有1屬.浮游植物名錄見(jiàn)表1.

表1　滇池浮游植物調(diào)查名錄Table 1 Investigation list of phytoplankton in lake of Dianchi

圖2　滇池浮游植物的平均豐度組成Fig.2 Composition of the average phytoplankton abundance in Dianchi Lake

2.1.2 浮游植物生物量 滇池浮游植物豐度為687×104～62300×104cells/L,藻類(lèi)豐度年平均7482×104cells/L.表2可知,3月藻類(lèi)豐度平均值最小為1164×104cells/L,11月藻類(lèi)豐度平均值最大為14054×104cells/L.由圖2可知,3月綠藻門(mén)豐度值最高,占54.2％,其次為藍(lán)藻門(mén)占27.6％,黃藻門(mén)占9.1％,硅藻門(mén)占4.4％,優(yōu)勢(shì)種為柵藻.5、7、11月藍(lán)藻門(mén)豐度值均最高,分別占67.9％、84.5％、86.6％,優(yōu)勢(shì)種均為微囊藻.

表2　浮游植物豐度值(×104cells/L)Table 2 Values of the phytoplankton abundance in Dianchi Lake (×104cells/L)

2.2 環(huán)境因子及其相關(guān)性分析

滇池環(huán)境因子監(jiān)測(cè)值為采樣點(diǎn)位平均值,見(jiàn)表3,由表3可知:滇池水體偏堿性,水溫相差較小為15.0～22.9℃,DO、CODMn、透明度、電導(dǎo)率總體變化不大;3月pH值、水溫、DO、Chl a較其他月最低,分別為8.40、15.0℃、5.01mg/L、0.0326mg/L;5月Chl a最高為0.0914mg/L;7月水溫、pH值、NH4+-N、TP較其他月最高,分別為22.9℃、9.28、0.625mg/L、0.217mg/L.

表4　滇池10個(gè)環(huán)境因子與Chl a相關(guān)系數(shù)Table 4 Correlation coefficients between the environmental factors and Chla in Dianchi Lake

富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中Chl a的現(xiàn)存量在一定程度上反映浮游植物的生長(zhǎng)狀況[25].將滇池水體10個(gè)環(huán)境因子進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析,Chl a與環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表4,由表4可知,相同環(huán)境因子在不同時(shí)段與Chl a相關(guān)性存在差異,其中3月與水溫、DO、透明度、電導(dǎo)率呈顯著正相關(guān);5月與水溫、DO、CODMn呈顯著正相關(guān),與TP、電導(dǎo)率呈顯著負(fù)相關(guān);7月與水溫、pH值、DO呈顯著正相關(guān),與氨氮、TN、TP、電導(dǎo)率呈顯著負(fù)相關(guān);11月與DO、氨氮、TP、TN、電導(dǎo)率均為顯著性正相關(guān).

2.3 浮游植物群落與環(huán)境因子的CCA

2.3.1 3月浮游植物群落與環(huán)境因子的CCA 表5為環(huán)境因子與CCA排序軸的相關(guān)系數(shù),由表5和圖3可知Chl a與第一排序軸為較顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.4544,與第二排序軸相關(guān)性較低,相關(guān)系數(shù)為0.1858,主要因?yàn)镃hl a能在一定程度上反應(yīng)浮游植物的生長(zhǎng)狀況[25].透明度和電導(dǎo)率與第一排序軸呈最大顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.8012、0.8172,與第二排序軸也有較顯著相關(guān)性,其相關(guān)系數(shù)分別為0.5631、0.3619;其次DO與第一、第二排序軸呈較顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.4142,0.3822;CODMn與第一排序軸呈較顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.4476;TP、TN與第二排序軸為正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.3442、0.3202.從第一、第二排序軸的相關(guān)性分析可知,3月滇池電導(dǎo)率和透明度對(duì)浮游植物分布有較大影響, DO、CODMn、TP、TN對(duì)其也有一定影響.

圖3為3月環(huán)境因子與浮游植物物種的排序圖(物種序號(hào)見(jiàn)表1),圖3可知,藍(lán)藻門(mén)、綠藻門(mén)、硅藻門(mén)均在CAA第1、第2排序軸上得到了較好的分化.藍(lán)藻門(mén)主要集中在第1、第2象限,綠藻門(mén)主要集中在第2象限,第1象限與水溫、電導(dǎo)率、透明度、DO、TP表現(xiàn)出正相關(guān),與pH值、CODMn呈負(fù)相關(guān),第2象限與NH4+-N、TN呈正相關(guān),說(shuō)明3月藍(lán)藻能適應(yīng)較高的氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽,還受到電導(dǎo)率、透明度、DO、CODMn影響;綠藻主要受到氮營(yíng)養(yǎng)鹽影響,能適應(yīng)較高的氮營(yíng)養(yǎng)鹽.硅藻門(mén)主要集中在第3象限,第3象限與pH值、CODMn呈正相關(guān),與水溫、電導(dǎo)率、透明度、DO、TP表現(xiàn)出負(fù)相關(guān),說(shuō)明水溫、電導(dǎo)率、透明度、DO、TP對(duì)硅藻均有影響,同時(shí)能較好適應(yīng)高pH值、CODMn.大部分物種位于兩排序軸中心位置,表明大部分物種對(duì)3月環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng).

表5　3月和5月環(huán)境因子與CCA排序軸的相關(guān)關(guān)系Table 5 Correlation coefficients between environmental factors and CCA ordination axes in March and May

圖3　3月浮游植物物種與環(huán)境因子的CCA排序Fig.3 CCA ordination biplot between phytoplankton species and environmental factors in March

2.3.2 5月浮游植物群落與環(huán)境因子的CCA由表5和圖4可知,5月Chl a與第一排序軸為較顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.6875,與第二排序軸相關(guān)性極低,相關(guān)系數(shù)為-0.1023,原因同3月.水溫與第一排序軸呈最大顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.9476,與第二排序軸相關(guān)性較小,相關(guān)系數(shù)為-0.1020;其次CODMn、DO與第一排序軸呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.7850、0.7790,與第二排序軸相關(guān)性較小,相關(guān)系數(shù)分別為0.1043、-0.1885;電導(dǎo)率、TP與第一排序軸為極顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為-0.8669、-0.7567,與第二排序軸無(wú)相關(guān)性;NH4+-N、TN、透明度與第一排序軸為顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為-0.5335、-0.5249、-0.5383,與第二排序軸無(wú)相關(guān)性.從第一、第二排序軸的相關(guān)性分析可以看出,5月滇池水溫、DO、CODMn、電導(dǎo)率、TP對(duì)浮游植物分布有較大影響,TN、NH4+-N、透明度對(duì)其也有一定影響.

圖4　5月浮游植物物種與環(huán)境因子的CCA排序Fig.4 CCA ordination biplot between phytoplankton species and environmental factors in May

圖4為5月環(huán)境因子與浮游植物物種的排序圖(物種序號(hào)見(jiàn)表1),圖4可知,藍(lán)藻門(mén)、綠藻門(mén)、硅藻門(mén)均在CAA第1、第2排序軸上得到了較好的分化.藍(lán)藻門(mén)主要集中在第1、第3象限,綠藻門(mén)主要集中在第1、第4象限,硅藻門(mén)主要集中在第1、第2象限.第1象限與pH值、CODMn呈正相關(guān),與TP呈負(fù)相關(guān);第2象限與電導(dǎo)率、NH4+-N、TN、透明度呈正相關(guān),與水溫、DO表現(xiàn)為負(fù)相關(guān);第3象限與TP表現(xiàn)出正相關(guān),與pH值、CODMn為負(fù)相關(guān);第4象限與NH4+-N、TN、透明度、電導(dǎo)率呈負(fù)相關(guān),與水溫、DO為正相關(guān).說(shuō)明5月藍(lán)藻主要受到CODMn、TP和pH值濃度影響;綠藻主要受到氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、電導(dǎo)率影響,能適應(yīng)較高的水溫、DO、pH值和CODMn;硅藻門(mén)能適應(yīng)較高氮營(yíng)養(yǎng)鹽、電導(dǎo)率、pH值和CODMn濃度,水溫、DO、TP對(duì)其物種也有影響.

表6　7月和11月環(huán)境因子與CCA排序軸的相關(guān)關(guān)系Table 6 Correlation coefficients between environmental factors and CCA ordination axes in July and November

圖5　7月浮游植物物種與環(huán)境因子的CCA排序Fig.5 CCA ordination biplot between phytoplankton species and environmental factors in July

2.3.3 7月浮游植物群落與環(huán)境因子的CCA 7月環(huán)境因子與CCA排序軸的相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表6,由表6和圖5可知Chl a與第一排序軸為極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.8229,與第二排序軸也呈較顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.4586,原因同3月.pH值、DO、水溫與第一排序軸呈最大顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.8622、0.8401、0.7460,與第二排序軸也有較顯著正相關(guān)性,其相關(guān)系數(shù)分別為0.3712、0.5260、0.6061;其次CODMn與第一、二排序軸均呈較顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.3056、0.5285;NH4+-N、TP、TN、電導(dǎo)率與第一排序軸為最大的顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為-0.8636、-0.8820、-0.8671、-0.8654,與第二排序軸也有一定負(fù)相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)分別為-0.2647、-0.2616、-0.2811、-0.3473.從第一、第二排序軸的相關(guān)性分析可知,7月滇池水溫、pH值、DO、NH4+-N、TP、TN、電導(dǎo)率對(duì)浮游植物分布有較大影響,CODMn對(duì)其也存在一定影響.

圖5為7月環(huán)境因子與浮游植物物種的排序圖(物種序號(hào)見(jiàn)表1),圖5可知,藍(lán)藻門(mén)、綠藻門(mén)、硅藻門(mén)均在CAA第1、第2排序軸上得到了較好的分化.藍(lán)藻門(mén)、綠藻門(mén)主要集中在第1、第4象限,硅藻門(mén)主要集中在第1象限.第1象限與水溫、DO、pH值、CODMn呈正相關(guān),與NH4+-N、TP、TN、電導(dǎo)率為負(fù)相關(guān),第3象限與NH4+-N、TP、TN、電導(dǎo)率為正相關(guān),與CODMn、水溫、DO、pH值呈負(fù)相關(guān),第4象限與透明度為正相關(guān).說(shuō)明7月藍(lán)藻、綠藻、硅藻都能適應(yīng)較高的水溫、DO、pH值和CODMn,同時(shí)受到氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、電導(dǎo)率影響.

圖6　11月浮游植物物種與環(huán)境因子的CCA排序Fig.6 CCA ordination biplot between phytoplankton species and environmental factors in November

2.3.4 11月浮游植物群落與環(huán)境因子的CCA 11月環(huán)境因子與CCA排序軸的相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表6,由表6和圖6可知Chl a與第一排序軸相關(guān)性極小,相關(guān)系數(shù)為-0.1891,Chl a與第二排序軸呈較顯著正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)為0.5394,原因同3月.電導(dǎo)率、NH4+-N、DO與第二排序軸呈最大顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.7712、0.7370、0.7244,與第一排序軸無(wú)相關(guān)性;其次TN、TP與第二排序軸呈較顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.6053、0.5454,與一第排序軸呈負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為-0.3250、-0.3044;pH值、CODMn與第二排序軸為負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為-0.5445、-0.3859,與第一排序軸呈弱正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)分別為0.4584、0.2247.從第一、第二排序軸的相關(guān)性分析可知,11月pH值、電導(dǎo)率、NH4+-N、DO、TP、TN對(duì)滇池浮游植物分布均有較大影響,CODMn對(duì)其分布也存在一定影響.

圖6為11月環(huán)境因子與浮游植物物種的排序圖(物種序號(hào)見(jiàn)表1),圖6可知,藍(lán)藻門(mén)主要集中在第1象限,綠藻門(mén)、硅藻門(mén)主要集中在第4象限.第1象限與DO表現(xiàn)出正相關(guān),第4象限與水溫、pH值、CODMn為正相關(guān),與NH4+-N、TP、TN、電導(dǎo)率、透明度表現(xiàn)出負(fù)相關(guān).說(shuō)明11月藍(lán)藻能適應(yīng)較高的DO;綠藻、硅藻都能適應(yīng)較高的水溫、pH值、CODMn,同時(shí)氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、電導(dǎo)率、透明度對(duì)其物種均有一定影響.

2.4 影響滇池浮游植物的主要環(huán)境因子分析

滇池浮游植物主要由綠藻門(mén)、藍(lán)藻門(mén)、硅藻門(mén)的藻類(lèi)組成,種屬數(shù)為綠藻門(mén)>藍(lán)藻門(mén)>硅藻門(mén),種類(lèi)組成相對(duì)穩(wěn)定.滇池湖泊浮游植物豐度分布在不同月份存在一定差異:3月綠藻>藍(lán)藻>黃藻>硅藻,5月藍(lán)藻>綠藻>黃藻>硅藻,7月藍(lán)藻>綠藻>硅藻>黃藻,11月藍(lán)藻>綠藻>硅藻.這種差異性說(shuō)明滇池湖泊環(huán)境因子在時(shí)間和空間上對(duì)浮游植物群落的影響都存在一定變化.滇池處于高海拔低緯度地帶、屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,受西南季風(fēng)、暖濕氣流影響,熱帶大氣氣團(tuán)交替控制[26],全年湖體溫差變化較小,浮游植物種群相對(duì)穩(wěn)定.

浮游植物群落與環(huán)境因子相互作用,不同時(shí)期和不同濃度的環(huán)境因子對(duì)浮游植物的生長(zhǎng)繁殖具有促進(jìn)或抑制作用[27],浮游植物的生長(zhǎng)狀況亦可反映環(huán)境的優(yōu)劣.3月Chl a與水溫、DO、透明度、電導(dǎo)率呈顯著正相關(guān),此時(shí)水溫、DO最低,浮游植物生長(zhǎng)、繁殖較慢,細(xì)胞豐度最低,葉綠素含量也最低.5月Chl a與水溫、DO、CODMn呈正相關(guān),與TP、電導(dǎo)率為負(fù)相關(guān),此時(shí)溫度、DO、CODMn升高,而TP、電導(dǎo)率下降,促進(jìn)了浮游植物生長(zhǎng)繁殖,藻生物的體積與數(shù)量顯著增長(zhǎng),鏡檢觀察5月藻體顆粒和體積較大,每個(gè)藻體中Chl a含量較高,Chl a較其它月為最高.7月Chl a與水溫、pH值、DO顯著正相關(guān),而與電導(dǎo)率、DO及營(yíng)養(yǎng)鹽(NH4+-N、TN、TP)呈顯著負(fù)相關(guān),此時(shí)水溫最高雖可促進(jìn)藻體生長(zhǎng),但是電導(dǎo)率、DO及氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)藻體的生長(zhǎng)繁殖卻為抑制作用,藻體大小和數(shù)量無(wú)顯著增長(zhǎng),一些藻體因生命周期而死亡,使Chl a濃度偏低.11月Chl a與水溫?zé)o顯著相關(guān)性,與電導(dǎo)率、DO及營(yíng)養(yǎng)鹽NH4+-N、TN、TP呈顯著正相關(guān),此時(shí)電導(dǎo)率、DO及氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)浮游植物生長(zhǎng)繁殖具有促進(jìn)作用,促使藻體大量繁殖,較其他月份生物細(xì)胞豐度達(dá)到最大,鏡檢觀察11月藻體顆粒較細(xì)、體積較小,每個(gè)藻體含Chl a均較少,因此藻生物量較高而Chl a卻較低.

浮游植物的群落結(jié)構(gòu)及其動(dòng)態(tài)演替規(guī)律是多個(gè)環(huán)境因子在不同時(shí)間和空間序列上作用的結(jié)果[3],不同湖泊具有不同的影響因子,相同湖泊不同時(shí)間有不同影響因子.Rosamarina湖泊中浮游植物主要受到NO2--N、NO3--N、混合水深及可溶性硅的影響,Arancio湖泊中水溫、電導(dǎo)率、湖泊容量對(duì)浮游植物影響最大[28];Barton湖影響浮游植物群落的主要環(huán)境因子為氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、硅、浮游動(dòng)物[29];Lomond湖泊中水溫、DO、透明度和CODMn對(duì)浮游植物有重要影響[30].滇池浮游植物的CCA排序表明,電導(dǎo)率、DO、TN、TP、CODMn對(duì)浮游植物的分布都存在重大影響,其中3月還受到透明度影響,5月還受到NH4+-N、水溫、透明度影響,7月還受到水溫、pH值、NH4+-N影響,11月還受到NH4+-N、pH值影響.

滇池浮游植物在不同時(shí)間段,綠藻門(mén)、藍(lán)藻門(mén)、硅藻門(mén)豐度變化的影響因子不同.3月大部分藻體對(duì)環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力,藍(lán)藻主要受到氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、電導(dǎo)率、透明度、DO、CODMn影響,綠藻主要受到氮營(yíng)養(yǎng)鹽影響,硅藻主要受到電導(dǎo)率、透明度、DO、CODMn的影響,此時(shí)TN值最大,對(duì)綠藻門(mén)生長(zhǎng)有利,綠藻門(mén)豐度值最高.5月藍(lán)藻主要受到CODMn、TP、pH值影響,綠藻受到水溫、DO、電導(dǎo)率、CODMn和氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽影響,硅藻受到氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、水溫、DO、電導(dǎo)率、CODMn的影響,此時(shí)Chl a與CODMn正相關(guān),與TP負(fù)相關(guān),CODMn最高而TP最低,更好的促進(jìn)了藍(lán)藻的生長(zhǎng)繁殖,從而使藍(lán)藻門(mén)豐度值最高.7月藍(lán)藻、硅藻、綠藻主要受到水溫、pH值、DO、CODMn、氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、電導(dǎo)率影響,藍(lán)藻門(mén)的生長(zhǎng)繁殖占優(yōu)勢(shì).11月藍(lán)藻主要受DO影響,綠藻、硅藻主要受到pH值、水溫、CODMn、氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、電導(dǎo)率的影響,此時(shí)DO值最大與Chl a正相關(guān),促進(jìn)了藍(lán)藻的生長(zhǎng)繁殖,因而藍(lán)藻門(mén)豐度值最大.

3 結(jié)論

3.1 滇池湖泊共檢出浮游植物6門(mén)31屬,主要由綠藻門(mén)、藍(lán)藻門(mén)、硅藻門(mén)組成,從種屬分析,綠藻>藍(lán)藻>硅藻.浮游植物豐度11月>7月>5月>3月,其平均豐度值分別為14054×104cells/L、7608× 104cells/L、7303×104cells/L、1164×104cells/L;3月綠藻門(mén)占總豐度54.2％,藍(lán)藻門(mén)、硅藻門(mén)次之,優(yōu)勢(shì)種為柵藻,5、7、11月份均以藍(lán)藻門(mén)為優(yōu)勢(shì),分別占總豐度67.9％、84.5％、86.6％,優(yōu)勢(shì)種均為微囊藻.

3.2 影響滇池浮游植物分布的主要環(huán)境因子為電導(dǎo)率、DO、TN、TP、CODMn,其次3月透明度也為主要環(huán)境影響因子,5月NH4+-N、水溫、透明度也為主要環(huán)境影響因子,7月水溫、pH值、NH4+-N也為主要環(huán)境影響因子,11月pH值、NH4+-N也為主要環(huán)境影響因子.滇池藍(lán)藻能適應(yīng)較高的氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽,同時(shí)受到電導(dǎo)率、CODMn、DO、pH值影響;綠藻能適應(yīng)高的水溫、CODMn和pH值,同時(shí)受到氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、DO、電導(dǎo)率的影響;硅藻能適應(yīng)高的pH值、CODMn,還受到氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、水溫、DO、電導(dǎo)率的影響.

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Canonical correspondence analysis of relationship between characteristics of phytoplankton community and environmental factors in Dianchi Lake.

WANG Hua1*, YANG Shu-ping1, FANG Sheng-zhong1, YU Fu-chao2, FENG Wen-bo1, LIU Li-ping1(1.Kunming Municipal Environmental Monitoring Center, Kunming 650228, China；2.Faculty of Life Science and Technology, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, China). China Environmental Science, 2016,36(2)：544～552

Abstract：Phytoplankton community of Dianchi Lake were investigated in March, May, July and November, 2013. Totally 6 phyla, 31genera of phytoplankton were identified which were mainly composed of Chlorophyta, Cyanophyta and Bacillariophyta. The average phytoplankton abundance was 7482×104cells/L. The Chlorophyta was the primary species, and which the Scenedesmus was dominating species in March. However, the Cyanophya dominated by the Microcystis was the primary species in May, July and November. The results of canonical correspondence analysis for the relationship between 31genera of phytoplankton and 10 environmental factors showed that the conductivity, dissolved oxygen (DO), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), and permanganate indexes (CODMn) were found to be main environmental factors effecting the distribution characteristics of phytoplankton community. Furthermore, the Cyanophyta was found to tolerate the higher concentration of nitrogen and phosphorus nutrients, and it could also be affected by the conductivity, permanganate indexes, dissolved oxygen and pH. The Chlorophyta could not only accommodate to the higher pH, water temperature and permanganate indexes, but also be affected by concentration of nitrogen and phosphorus nutrients, dissolved oxygen and conductivity. The Bacillariophyta could adapt to higher pH and permanganate indexes, and also be affected by concentration of nitrogen and phosphorus nutrients, water temperature, dissolved oxygen and conductivity.

Key words：Dianchi Lake；phytoplankton；community structure；environmental factors；canonical correspondence analysis

作者簡(jiǎn)介：王 華(1985-),女,傣族,云南通海人,工程師,碩士,主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)及分析.

基金項(xiàng)目：國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2010ZX07102-006)

收稿日期：2015-07-15

中圖分類(lèi)號(hào)：X132

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-6923(2016)02-0544-09