2 結(jié)果與分析
2.1 扎龍濕地藻類群落結(jié)構(gòu)特征
共鑒定出藻類 8門311種。其中綠藻門161種、硅藻門53種、藍藻門38種、裸藻門36種,四者占總種數(shù)的91.77%。其它門類相對較少,黃藻門8種,金藻門6種,甲藻門11種,隱藻門4種,四者僅占總種數(shù)的8.23%。不同季節(jié)物種豐富度存在一定差異,其中夏季最高達255個分類單元、春季224個分類單元、秋季227個分類單元,見圖2。

圖2 藻類植物物種組成和密度季節(jié)分布Fig.2 The composition of species and seasonal distribution of algae density
全年藻類平均密度為2.27×105個/L,各門藻類種類密度季節(jié)性變化明顯。如圖2所示,春季,藻類各門密度的變化范圍為(0.008—10.853)×104個/L,其中金藻門密度占比最大(39.48%),其次是綠藻門和隱藻門(33.51%和13.30%)。夏季,藻類各門密度的變化范圍為(0.022—15.085)×104個/L,其中綠藻門密度占比最大(50.74%),其次是硅藻門和隱藻門(18.98% 和12.29%)。秋季,藻類各門密度的變化范圍為(0.044—9.767)×104個/L,其中綠藻門密度占比最大(52.38%),其次是硅藻門和隱藻門(19.19%和14.69%)。各門藻類密度的變化趨勢為:綠藻、硅藻、藍藻以及甲藻密度均呈現(xiàn)夏高秋低的分布特征;金藻門僅在春季具有較高密度,夏秋季節(jié)密度極低;裸藻密度從春季開始,逐季下降;黃藻全年密度維持在較低水平。
2.2 藻類優(yōu)勢種生態(tài)位
2.2.1豐度和優(yōu)勢度
根據(jù)優(yōu)勢度計算結(jié)果(Y≥0.02),扎龍濕地藻類優(yōu)勢種5門18種,結(jié)果如表1所示。

表1 優(yōu)勢種的密度(D,×104個/L)、優(yōu)勢度(Y)和生態(tài)位寬度(B)Table 1 Density (D,×104cells/L),dominance(Y)and niched width(B)of dominant algal species
全年優(yōu)勢種種類數(shù)較多,優(yōu)勢度在不同季節(jié)差異較大:春季優(yōu)勢種有8種,以金藻門和綠藻門的優(yōu)勢種為主,優(yōu)勢種群顯著;夏季和秋季以綠藻門和隱藻門的優(yōu)勢種為主,無絕對優(yōu)勢種。綠藻門的狹形纖維藻和隱藻門的嚙蝕隱藻為全年優(yōu)勢種,而部分種屬僅在某一季節(jié)為優(yōu)勢種屬,如金藻門的密集錐囊藻、長錐形錐囊藻在春季為絕對優(yōu)勢種,豐度值最高。
2.2.2優(yōu)勢種的生態(tài)位寬度
根據(jù)生態(tài)位寬度的大小將優(yōu)勢種大致分為廣生態(tài)位(Bi>0.700)、中生態(tài)位(0.500≤Bi≤0.700)和窄生態(tài)位(Bi<0.500)三大類群。扎龍濕地藻類優(yōu)勢種生態(tài)位寬度值如表1所示,春季優(yōu)勢種的生態(tài)位寬度值變化為0.197—0.971,其中屬于廣生態(tài)位的有狹形纖維藻、長錐形錐囊藻和密集錐囊藻,屬于中生態(tài)位的有卷曲纖維藻、嚙蝕隱藻和群聚錐囊藻,屬于窄生態(tài)位的有鐮形纖維藻和旋轉(zhuǎn)囊裸藻。夏季優(yōu)勢種的生態(tài)位寬度值變化為0.301—0.504,均為窄生態(tài)位種。秋季優(yōu)勢種的生態(tài)位寬度值變化為0.155—0.754,其中屬于廣生態(tài)位為嚙蝕隱藻,屬于中生態(tài)位的有四尾柵藻、尖尾藍隱藻,其它屬于窄生態(tài)位。
根據(jù)不同季節(jié)生態(tài)位寬度將扎龍濕地藻類優(yōu)勢種分為3類:第一類,在某一季節(jié)高生態(tài)位寬度和優(yōu)勢度。只在某一個季節(jié)成為絕對優(yōu)勢種并具有較高的生態(tài)位寬度值,這一類優(yōu)勢種可利用某些季節(jié)特定的生態(tài)因子(如溫度)迅速成為優(yōu)勢種,在當(dāng)季具有強的競爭力,如金藻門的3個種:長錐形錐囊藻、密集錐囊藻和群聚錐囊藻,春季除小型封閉水體區(qū)域外,其它采樣區(qū)域均為廣生態(tài)位優(yōu)勢種;第二類,在多個季節(jié)均具有較高的生態(tài)位寬度值,此類物種受季節(jié)因素限制小,環(huán)境適應(yīng)能力較強,具有較廣的生態(tài)位幅度,但競爭和利用資源的能力一般,能在多個季節(jié)成為優(yōu)勢種,優(yōu)勢度值介于0.02—0.1之間,如狹形纖維藻、嚙蝕隱藻、尖尾藍隱藻和旋轉(zhuǎn)囊裸藻,各采樣區(qū)域均有分布;第三類,在某一季節(jié)成為優(yōu)勢種,但生態(tài)位寬度和優(yōu)勢度值低于前兩類。此類物種只在某一季節(jié)成為優(yōu)勢種,對生態(tài)因子的依賴性強,競爭能力相對前兩類較弱,水體生境的變化易對其產(chǎn)生影響,如綠藻門的珍珠角星鼓藻,只在夏季湖泊型水體區(qū)域成為優(yōu)勢種。
2.2.3優(yōu)勢種生態(tài)位重疊
生態(tài)位重疊是指兩個或兩個以上生態(tài)位相似的物種生活于同一空間時分享或競爭共同資源的現(xiàn)象。春季優(yōu)勢種空間生態(tài)位重疊指數(shù)的變化范圍為0.084—0.893(表2),其中狹形纖維藻和密集錐囊藻生態(tài)位重疊值最大,旋轉(zhuǎn)囊裸藻和群聚錐囊藻生態(tài)位重疊值最小。夏季優(yōu)勢種空間生態(tài)位重疊指數(shù)的變化范圍為0.089—0.939(表3),其中小形月牙藻和尖尾藍隱藻生態(tài)位重疊值最大,尖尾藍隱藻和肘狀針桿藻生態(tài)位重疊值最小。秋季優(yōu)勢種生態(tài)位重疊指數(shù)變化范圍為0.004—0.902(表4),其中尖尾藍隱藻和嚙蝕隱藻生態(tài)位重疊值最大,湖生卵囊藻和彎棒桿藻生態(tài)位重疊值最小。

表2 春季藻類優(yōu)勢種生態(tài)位重疊指數(shù)(Oik)Table 2 Niched overlaps(Oik)of dominant algal species in spring

表3 夏季藻類優(yōu)勢種生態(tài)位重疊指數(shù)(Oik)Table 3 Niched overlaps (Oik)of dominant algal species in summer

表4 秋季藻類優(yōu)勢種生態(tài)位重疊指數(shù)(Oik)Table 4 Niched overlaps (Oik)of dominant algal species in autumn
優(yōu)勢種的生態(tài)位重疊指數(shù)大于0.600的組數(shù),春季為12組(42.85%)、夏季為6組(28.57%)、秋季為10組(27.78%),季節(jié)間生態(tài)位重疊差異較大,總體上春季高于夏秋兩季。
2.3 優(yōu)勢種總體關(guān)聯(lián)性分析


表5 扎龍濕地藻類優(yōu)勢種總體關(guān)聯(lián)性Table 5 General interspecific associations of dominant algal species
2.4 優(yōu)勢種種間聯(lián)結(jié)性
種間聯(lián)結(jié)指不同種類在時間或空間分布上的相互關(guān)聯(lián)性。單一的檢驗方法可能會導(dǎo)致結(jié)果存在誤差,因此以卡方檢驗為基礎(chǔ),結(jié)合聯(lián)結(jié)系數(shù)、Jaccard指數(shù)進一步檢驗卡方結(jié)果聯(lián)結(jié)性不顯著的種對,以達到更客觀判斷種對間聯(lián)結(jié)關(guān)系。扎龍濕地藻類優(yōu)勢種種間聯(lián)結(jié)性檢驗結(jié)果χ2檢驗結(jié)果如表6所示。在171個種對中,4個種對表現(xiàn)出極顯著正聯(lián)結(jié)關(guān)系(χ2>6.635),分別是在春季成為優(yōu)勢種的3個種對,密集錐囊藻與群聚錐囊藻(18.12)、密集錐囊藻與長錐形錐囊藻(18.67)、長錐形錐囊藻與群聚錐囊藻(15.07),該3個種對在除小型封閉水體區(qū)域外的其它采樣區(qū)域均有分布。此外,在秋季成為優(yōu)勢種的1個種對,彎棒桿藻與針形纖維藻(8.70),該種對主要出現(xiàn)在湖泊型水體區(qū)域,其它種對聯(lián)結(jié)關(guān)系不顯著(χ2<3.841),Jaccard指數(shù)的結(jié)果也印證了這一結(jié)論。

表6 藻類優(yōu)勢種的χ2統(tǒng)計量檢驗Table 6 χ2 correlation test of the dominant algal species
從圖3可以看出171種對中有15組種對間聯(lián)結(jié)程度較高(Ac≥0.67),表現(xiàn)出強的正聯(lián)結(jié)性,占總數(shù)的8.77%;0.33≤Ac<0.67的有17對,表現(xiàn)出正聯(lián)結(jié)程度一般,占總數(shù)的9.94%;-0.33≤Ac<0.33的有106對,種對間趨于獨立,占總數(shù)的61.99%;-0.67≤Ac<-0.33的有17對,表現(xiàn)出負聯(lián)結(jié)程度一般,占總數(shù)的9.94%;Ac<-0.67的有16對,表現(xiàn)出強的負聯(lián)結(jié)性占總數(shù)的9.36%。從Jaccard(JD)結(jié)果可以看出JD≥ 0.75的種對有8對,表現(xiàn)出非常緊密的聯(lián)結(jié)性,占比4.68%;JD<0.19的種對有13個。表現(xiàn)出無聯(lián)結(jié)性,占比7.60%。

圖3 藻類優(yōu)勢種種間聯(lián)結(jié)系數(shù)(AC)和Jaccard指數(shù)(JD)半矩陣Fig.3 Semi-matrix of association coefficient (AC) and (JD) or dominant algal species
3 討論
3.1 優(yōu)勢度和生態(tài)位寬度
扎龍濕地春季優(yōu)勢種中,廣生態(tài)位種為綠藻門的狹形纖維藻、金藻門的長錐形錐囊藻和密集錐囊藻。狹形纖維藻為普生性種類,廣泛存在各類水體中,因而對水體指示性不強,而廣生態(tài)位種金藻種類根據(jù)MFG功能群劃分解1a/2a(有鞭毛混合營養(yǎng)型金藻門種類大個體/小個體)功能群,一般情況下有利于它們生長繁殖的環(huán)境條件主要是溫度較低,透明度較大,溶解有機質(zhì)含量低的水體,并且對溫度變化感應(yīng)靈敏[29]。表明春季水體環(huán)境為貧營養(yǎng)的小型淺水水體。夏季與春季優(yōu)勢種差異較大,長錐形錐囊藻和密集錐囊藻夏季不在是優(yōu)勢種,綠藻門、硅藻門小個體優(yōu)勢種增多,且生態(tài)位均為窄生態(tài)位種。楊文煥等[30]研究表明,窄生態(tài)位種出現(xiàn)在特定的時空條件,是敏感型指示種。夏季優(yōu)勢種根據(jù)MFG功能群劃分為8b/9d(無鞭毛自養(yǎng)型其他藻類單細胞大個體/小個體)功能群,表明此時水體環(huán)境處于貧營養(yǎng)混合淺水狀態(tài),該狀態(tài)為更多藻類提供了發(fā)展空間。秋季嚙蝕隱藻成為唯一的廣生態(tài)位種,優(yōu)勢種根據(jù)MFG功能群劃分為2d(有鞭毛混合營養(yǎng)隱藻門小個體)功能群,指示水體秋季狀態(tài)為中營養(yǎng)的淺水靜水水體。監(jiān)測周期內(nèi),扎龍濕地水體環(huán)境由春季“貧營養(yǎng)的小型淺水水體”向夏季“貧營養(yǎng)混合淺水體”和秋季“中營養(yǎng)的靜水淺水水體”進行季節(jié)性轉(zhuǎn)變,這與于洪賢等[31]的結(jié)果一致。
3.2 生態(tài)位重疊值
春季扎龍濕地優(yōu)勢種重疊值高的種對在3個季節(jié)中最多為12對,除與旋轉(zhuǎn)囊裸藻配對的種對外,其它種對間生態(tài)位重疊值較高,尤其是出現(xiàn)狹形纖維藻的種對,表明各優(yōu)勢種在空間資源分布上的同域性強,對資源的競爭也最激烈。原因可能是春季隨著氣溫回升和光照時間、強度的增加,適合貧營養(yǎng)混合淺水的單細胞種類,爭奪資源的趨勢加劇,導(dǎo)致競爭激烈。夏季優(yōu)勢種重疊值與春季相差較大,具有高重疊值的狹形纖維藻、尖尾藍隱藻種對均為3對、小型月牙藻和珍珠角星鼓藻1對,表明夏季物種對資源的利用共性小,競爭態(tài)勢相對均衡,種群間趨于穩(wěn)定發(fā)展。原因可能是經(jīng)歷了春季激烈競爭后,一些種類逐漸衰退(如金藻門種類),季節(jié)因素影響下,各類資源較為充足,水體環(huán)境向混合營養(yǎng)型轉(zhuǎn)變,各優(yōu)勢種占據(jù)各自的空間發(fā)展,減小了種間競爭。秋季重疊值高的種對比例進一步降低,其中狹形纖維藻已無高重疊值種對,種對間重疊值最高的為嚙蝕隱藻和尖尾藍隱藻種對??赡苁芮锛緶囟认陆怠⒐庹諘r長和強度降低等因素影響,部分種類逐漸進入衰退狀態(tài),競爭能力下降,大量有機質(zhì)中營養(yǎng)元素的釋放,水體開始向有機質(zhì)豐富的中營養(yǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變,為嚙蝕隱藻和尖尾藍隱藻快速發(fā)展創(chuàng)造了機會。同時從全年優(yōu)勢種狹形纖維藻與嚙蝕隱藻生態(tài)位重疊值變化規(guī)律看,兩者呈現(xiàn)相反的變化趨勢。狹形纖維藻與其它優(yōu)勢種呈現(xiàn)春季向秋季逐漸降低的趨勢,嚙蝕隱藻反之,這可能與水體溫度和有機質(zhì)變化趨勢有關(guān),嚙蝕隱藻在溫度較低的有機質(zhì)豐富的水體中競爭力更強[32]。優(yōu)勢種生態(tài)位重疊值受季節(jié)因素影響較大,各季節(jié)間存在較大差異。春季優(yōu)勢種間資源的競爭最為突出,以金藻門種類為主,夏季達到相對穩(wěn)定狀態(tài),綠藻門等優(yōu)勢種占據(jù)主導(dǎo),秋季隱藻門競爭開始加劇。
3.3 優(yōu)勢種種間聯(lián)結(jié)性
卡方檢驗結(jié)果表明,種間聯(lián)結(jié)性最為顯著的是金藻門的3個種對,表現(xiàn)為只在春季成為優(yōu)勢種,且廣泛分布于除小型封閉水體區(qū)域外的其它采樣區(qū)域,這與金藻門耐低溫、對溫度變化敏感以及水質(zhì)要求清潔密切相關(guān)。此外,彎棒桿藻與針形纖維藻種對種間聯(lián)結(jié)性也極為顯著,表現(xiàn)為春、夏兩季廣泛分布于各采樣區(qū)域,但生物量低,秋季在湖泊型水體區(qū)域成為優(yōu)勢種,湖泊區(qū)域作為濕地的營養(yǎng)物質(zhì)的匯集區(qū),秋季較為肥沃的水體為其發(fā)展提供了條件。總體而言,171個種對中僅4對呈顯著相關(guān),其它167個種對種間聯(lián)結(jié)性不顯著,種對種之間趨近于相對獨立,這一結(jié)果可能與濕地水域?qū)掗?水流平緩,易形成局部小環(huán)境,導(dǎo)致整體關(guān)聯(lián)度下降有關(guān)。但卡方檢驗只能對種間聯(lián)結(jié)性做定性判斷,無法區(qū)分其大小,且在檢驗中聯(lián)結(jié)性表現(xiàn)不顯著的種對也可能存在關(guān)聯(lián)。聯(lián)結(jié)系數(shù)Ac顯示處于顯著正聯(lián)結(jié)(32對)和顯著負聯(lián)結(jié)(33對)對數(shù)接近,一般來說,負關(guān)聯(lián)比較多的群落處于演替初期,隨著演替的進行物種間逐漸趨于正關(guān)聯(lián),而正負關(guān)聯(lián)比越高,群落結(jié)構(gòu)越趨于穩(wěn)定[33]。顯然扎龍濕地水環(huán)境中藻類群落尚未達到穩(wěn)定階段,與包頭南海湖的發(fā)展?fàn)顩r相類似,這可能與較長的凍融期對藻類的影響有關(guān)[34]。
4 結(jié)論
1)本研究共檢出藻類8門311種,表明扎龍濕地水域藻類物種豐富度較高,尤其在夏季。藻類群落中綠藻門種類占據(jù)優(yōu)勢,全年共鑒定藻類優(yōu)勢種18種,以綠藻門種類為主,全年優(yōu)勢種為狹形纖維藻和嚙蝕隱藻。其優(yōu)勢種類隨季節(jié)變化明顯,春季金藻門種類優(yōu)勢度明顯、夏季綠藻門優(yōu)勢種為主,秋季隱藻門優(yōu)勢度進一步體現(xiàn)。
2)優(yōu)勢種的季節(jié)性變化反映了扎龍濕地水體環(huán)境的變化趨勢:由春季“貧營養(yǎng)的小型淺水水體”向夏季“貧營養(yǎng)混合淺水體”和秋季“中營養(yǎng)的靜水淺水水體”變化,因此利用生態(tài)位寬度較大的優(yōu)勢種來指示扎龍濕地水體有可靠的生態(tài)學(xué)意義。
3)生態(tài)位重疊值大小可以較好反映優(yōu)勢種間不同季節(jié)的競爭關(guān)系情況,春季優(yōu)勢種間資源的競爭最為突出,以金藻門種類為主,夏季達到相對穩(wěn)定狀態(tài),綠藻門等優(yōu)勢種占據(jù)主導(dǎo),秋季隱藻門競爭開始加劇。
4)種間聯(lián)結(jié)性分析結(jié)果表明,扎龍濕地水體中藻類種間總體聯(lián)結(jié)上呈正關(guān)聯(lián)關(guān)系,但是藻類群落中絕大多數(shù)優(yōu)勢種間聯(lián)結(jié)性不顯著,種間聯(lián)結(jié)較為松散,種與種之間相對獨立。
扎龍濕地藻類群落結(jié)構(gòu)生態(tài)位測度均存在明顯的季節(jié)波動,并且較好反映出水環(huán)境季節(jié)變化特征,運用生態(tài)位測度來反映扎龍濕地水體水環(huán)境的變化,具有參加價值和生態(tài)學(xué)意義。