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《东北林业大学》 2016年
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三江平原典型湿地浮游生物群落特征及其与环境因子的关系

安睿  
【摘要】:浮游生物是水生态系统中最主要的初级生产者和次级生产者,在食物链中起着至关重要的作用。为了体现水生态系统的功能,研究能量流、食物网等科学问题,浮游生物功能群作为一种新的技术和方法被广泛应用于解决这些科学问题,因此需要对浮游生物功能群的组成和生态特征进行研究。本论文基于2014年春季(5月)、夏季(7月)、秋季(9月)分别对三江平原的两处典型湿地进行采样调查,在三环泡湿地选取15个采样点(分别用1#-15#代替),在小兴凯湖湿地选取12个采样点(分别用1#-12#代替),通过浮游生物及水化学指标的测定,研究了北方寒区典型湿地浮游生物功能群的组成及生物量的时空分布情况,分析了浮游生物功能群同环境因子的关系。根据国际统一标准,将三环泡湿地浮游植物划分为20个功能群,小兴凯湖湿地浮游植物划分为21个功能群。在国内外专家划分浮游动物功能群的基础上,将三环泡湿地和小兴凯湖湿地浮游动物均划分为7个功能群。通过研究发现,两个典型湿地的浮游生物功能群季节变化明显。三环泡湿地浮游植物功能群春、夏、秋三个季节呈现X2+W1→X2+MP→Y+X2+C变化特征。春季主要以功能群X2和W1占优势,尤其是生物量最高的采样点功能群X2所占比例超过50%,夏季主要以功能群X2、MP和H1占优势,5#和7#以功能群MP占优势,2#和4#以功能群X2占优势,生物量最高的6#以功能群X2和H1占优势。秋季主要以功能群X2、Y和C占优势,1#和2#以功能群C占优势,6#和7#以功能群Y占优势,生物量最高的8#以功能群X2和Y占优势。小兴凯湖湿地浮游植物功能群春、夏、秋三个季节呈现X2+D→X2+C+H1→X2+C变化特征。春季主要以功能群X2和D占优势,尤其是8#、10#、10#和12#功能群X2所占比例高达63%-75%,3#功能群D所占比例高达65%,对于生物量最高的7#采样点,主要以功能群X2和功能群D占优势。夏季以功能群X2、C和Hl占优势,5#、6#、8#和11#功能群X2所占比例均较高,2#、9#和10#功能群C所占比例较高,生物量最高的6#主要以功能群X2和H1占优势,秋季主要以功能群X2和C占优势,1#、2#和9#功能群C所占比例60%,其余采样点主要以功能群X2占优势。功能群W1、J、Y和MP偶尔在个别采样点占优势。功能群X2是北方寒区湿地最为重要、最有代表性的功能群,反映两个湿地水体为中营养型到高度营养型的浅水水体,滤食性浮游动物偏少。三环泡湿地浮游动物功能群春、夏、秋三个季节呈现RF→RC+PF+RF+LCC→RC+RF的变化特征。春季以功能群RF占优势,尤其是4#-6#、9#、14#功能群RF所占比例均超过90%,对于生物量最高的9#采样点,功能群RF占绝对优势。夏季以功能群RC、PF、RF和LCC占优势,1#、3#、4#以功能群RF占优势,2#以功能群SCF占优势,6#、9#采样点以功能群LCC占优势,生物量最高的7#采样点以功能群RC占优势。秋季三环泡湿地浮游动物生物量均较低,以功能群RC和RF占优势,生物量最高的8#以功能群RC占优势。小兴凯湖湿地浮游动物功能群春、夏、秋三个季节MCC→MCF→MCF+MCC季节变化特征;春季小兴凯湖各采样点浮游动物生物量均较低,各采样点主要以功能群MCC占优势,尤其是1#、3#、5#、9#、12#采样点功能群MCC所占比例均超过70%,对于生物量最高的1#采样点,功能群MCC占绝对优势。夏季小兴凯湖各采样点浮游动物生物量较高,除11#以及浮游动物较少的采样点4#、8#和12#采样点,均以功能群MCF占优势。秋季小兴凯湖各采样点浮游动物生物量较低,生物量最高的7#仍然以功能群MCF占优势。两个湿地水体优势浮游动物功能群差异显著。影响浮游生物功能群的因素主要包括营养盐、水温和水动力学条件等,但影响三环泡湿地和小兴凯湖湿地浮游生物的水环境因子明显不同。营养盐中总氮(TN)是影响三环泡湿地浮游植物功能群的主要环境因子,而总磷(TP)是影响小兴凯湖湿地浮游植物功能群的主要环境因子。虽然透明度和浊度都是影响两个湿地浮游植物功能群的主要环境因子,但由于三环泡湿地浊度主要是由于浮游植物生长旺盛引起的,而小兴凯湖湿地浊度主要是由上游径流泥沙引起的,小兴凯湖浊度明显高于三环泡湿地,透明度低于三环泡湿地。在三环泡湿地,浊度同大多数浮游植物功能群正相关,透明度同大多数功能群负相关,而在小兴凯湖则恰恰相反。水温是影响三环泡湿地浮游植物功能群的主要环境因子,而对于小兴凯湖浮游植物功能群的影响较小。三环泡湿地总无机碳(IC)含量明显高于小兴凯湖,而总无机碳(IC)对于两个湿地水体浮游植物功能群的影响也不同。IC是影响三环泡浮游植物功能群的主要环境因子,同功能群Y和C明显正相关,同功能群MP和X2呈负相关,但在小兴凯湖未发现其与浮游植物功能群具有明显相关性。两个湿地水体总有机碳(TOC)差异不明显,TOC对两个湿地保护区浮游植物功能群影响均不显著。总氮是影响三环泡湿地浮游动物功能群的主要环境因子,总磷是影响小兴凯湖浮游动物功能群的主要环境因子。总氮、总磷对三环泡湿地和小兴凯湖湿地浮游植物功能群和浮游动物功能群的影响相一致,说明总氮、总磷主要是通过对浮游植物生长的影响,由于浮游植物的上行效应间接影响浮游动物功能群。透明度和浊度对两个湿地保护区浮游动物功能群的影响较为一致,除功能群PF外,浊度同浮游动物其它功能群正相关,透明度同浮游动物其它功能群负相关。IC对三环泡湿地浮游动物功能群影响显著,对小兴凯湖浮游动物功能群无明显影响,TOC对2个湿地水体浮游动物功能群均无明显影响。综合浮游植物生物量、浮游植物优势功能群和浮游植物功能群Q指数评价结果来看,三环泡湿地各季节各采样点处于中污-轻污状态,整体处于轻污状态,小兴凯湖湿地各季节各采样点水质除夏季6#重污外,其余处于中污-轻污状态,春季和夏季水质整体处于中污状态,秋季处于轻污状态。本文从生物量出发,阐明了三江平原典型湿地浮游生物功能群的组成和时空分布,揭示了各功能群与环境因子的关系,首次采用国外先进的浮游植物功能群污染评价指数—Q指数,对三江平原典型湿地污染状况进行了评价,为湿地水环境保护、湿地保护区综合治理提供了基础资料。
【学位授予单位】:东北林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:Q178

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