新建城市景觀湖泊浮游植物群落結(jié)構(gòu)及其與環(huán)境因子的關(guān)系

　　摘要：2019 年對(duì)南通市中央創(chuàng)新區(qū)新建湖泊紫瑯湖的浮游植物進(jìn)行了 4 個(gè)季度的調(diào)查，旨在研究典型新建城市景觀湖泊的浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征及其與環(huán)境因子關(guān)系。紫瑯湖全年共鑒定出浮游植物種類 7 門 186 種，春季種類數(shù)最多，共 6 門 113 種，其中藍(lán)藻門(Cyanophyta)占 17. 7%，綠藻門(Chlorophyta)占 19. 5%，硅藻門(Bacillariophyta)占 39. 8%;夏季種類數(shù)最少，共 7 門 43 種，其中藍(lán)藻門占 32. 6%，綠藻門占 30. 2%，硅藻門占 16. 3%;冬季和春季則硅藻種類多。從豐度來看，各季節(jié)浮游植物組成均以藍(lán)藻為主，冬、夏、秋季藍(lán)藻的豐度分別為(26. 81±6. 70)×106 ind. /L、(12. 77±1. 02)×106 ind. /L 和(31. 99±10. 23)× 106 ind. /L，顯著高于其它藻類(P<0. 05)。典范對(duì)應(yīng)分析(CCA)表明透明度、pH、總磷和濁度是與浮游植物群落相關(guān)性較強(qiáng)的 4 個(gè)環(huán)境因子，其中透明度是最主要的環(huán)境因子。冬季和春季浮游植物主要與透明度正相關(guān)，夏季主要與總磷和濁度呈正相關(guān)，秋季主要與 pH 呈正相關(guān)。紫瑯湖的浮游植物優(yōu)勢(shì)類群以藍(lán)藻門為主，其中偽魚腥藻(Pseudoanabaena sp.)為全年唯一的優(yōu)勢(shì)藻類(優(yōu)勢(shì)度指數(shù)分別為 Y 冬=0. 66，Y 春=0. 10，Y 夏=0. 16，Y 秋=0. 26)。綜合營(yíng)養(yǎng)指數(shù)表明湖泊處于輕度富營(yíng)養(yǎng)水平，浮游植物多樣性水質(zhì)評(píng)價(jià)表明夏季水體污染相對(duì)嚴(yán)重。新建城市景觀湖泊紫瑯湖營(yíng)養(yǎng)水平較高、透明度低、浮游植物群落結(jié)構(gòu)波動(dòng)大，暴發(fā)藍(lán)藻水華的可能性較高，研究結(jié)果可為新建城市景觀湖泊水質(zhì)改善和健康生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建提供科學(xué)依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：新建湖泊;浮游植物;群落結(jié)構(gòu);環(huán)境因子;生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建

　　李詩琦; 李為; 郭超; 買占; 廖傳松; 劉家壽; 葛炫辰; 尹文文; 范宇濤 生物資源 2021-12-13

　　0 引 言

　　浮游植物是水生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者，是水域食物網(wǎng)中能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞的基礎(chǔ)[1]。同時(shí)，浮游植物群落易受外界環(huán)境變化的影響，與水生態(tài)環(huán)境因子之間具有復(fù)雜的相互作用關(guān)系[2，3]，其群落結(jié)構(gòu)特征能夠反映一定時(shí)期水環(huán)境的時(shí)空變化，常用來作為水環(huán)境健康程度的一種生物評(píng)價(jià)指標(biāo)[4，5]。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷加快，一些城市的水污染、水資源短缺、城市生態(tài)服務(wù)功能衰退等問題日趨嚴(yán)重[6]，在城市中新建湖、庫(kù)水體成為此類問題的重要應(yīng)對(duì)措施[7]。然而，新建水體通常生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不完善，自我調(diào)節(jié)能力差，在營(yíng)養(yǎng)鹽的短時(shí)間波動(dòng)下容易發(fā)生水華現(xiàn)象，不僅影響湖泊景觀效果，影響水質(zhì)質(zhì)量，對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)及人類健康也會(huì)構(gòu)成嚴(yán)重威脅[8]。因此，適時(shí)監(jiān)測(cè)和分析城市新建湖泊浮游植物群落結(jié)構(gòu)及相關(guān)環(huán)境因子變化，及時(shí)評(píng)價(jià)水質(zhì)健康程度，針對(duì)性地提出水質(zhì)改善和健康生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的方案，對(duì)促進(jìn)這類新建水生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)具有重要意義。

　　南通市地處江蘇東南部，近 5 年其經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，為了構(gòu)建與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)的生態(tài)環(huán)境優(yōu)美、宜居宜業(yè)的創(chuàng)新花園城，南通市中央創(chuàng)新區(qū)于 2018 年 10 月新建城市景觀水體——紫瑯湖，作為新建的人工湖泊，由于其生態(tài)系統(tǒng)剛剛建立，對(duì)其生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和水環(huán)境特征還沒有深入了解。本研究擬通過調(diào)查分析紫瑯湖蓄水初年浮游植物群落結(jié)構(gòu)和水質(zhì)的周年動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)，探究浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征與環(huán)境因子的關(guān)系，旨在從浮游植物角度對(duì)新建水體水環(huán)境進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，為新建城市景觀湖泊水質(zhì)改善和景觀效應(yīng)提升提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料。

　　1 材料與方法 1. 1 研究區(qū)域與采樣點(diǎn)

　　紫瑯湖(N31°57'55″，E120°55'40″)位于江蘇省南通市中央創(chuàng)新區(qū)南部，占地面積約 800 畝，平均水深 2. 5 m，有效庫(kù)容 110 萬 m³。作為中央創(chuàng)新區(qū)“一湖七橫三縱”水系的核心節(jié)點(diǎn)，紫瑯湖周邊連通水系眾多，主要引水來源為南通市第一運(yùn)河——通呂運(yùn)河。本研究依據(jù)湖泊的形態(tài)特征及采樣的可行性等特 點(diǎn) ，在 紫 瑯 湖 設(shè) 置 4 個(gè) 采 樣 點(diǎn) S1(N31° 58'03"， E120° 56'01")、S2(N31° 57'49"，E120° 55'57")、S3 (N31° 57'33"，E120° 55'51")和 S4(N31° 57'26"，E120° 55'60")(圖 1)。 采 樣 時(shí) 間 為 2019 年 1 月(冬 季)、 2019 年 4 月(春季)、2019 年 7 月(夏季)和 2019 年 10 月(秋季)。

　　1. 2 樣本的采集與檢測(cè) 1. 2. 1 浮游植物的采集與鑒別

　　浮游植物樣品的采集參考《湖泊生態(tài)調(diào)查觀測(cè)與分析》[9]，分別采集定性和定量樣品。采集定性樣品 時(shí) ，采 用 25 號(hào) 浮 游 生 物 網(wǎng)(孔 64 μm)在 水 面 下 0. 5 m 處作“∞”形循回拖動(dòng)，約 3~5 min 后將網(wǎng)慢慢提起，將濃縮的水樣裝入 100 mL 聚乙烯標(biāo)本瓶中，取樣約 30~50 mL，用 1%~1. 5% 樣品體積的魯哥試液固定。定量樣品則用有機(jī)玻璃采水器在水下 0. 5 m 處采集水樣，收集至 1 L 聚乙烯樣品瓶中，加入 10 mL 魯哥氏液充分搖勻固定，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)靜止 48 h 后濃縮至 30 mL。藻類種類鑒定參考《中國(guó)淡水藻類?系統(tǒng)、分類及生態(tài)》[10]和《淡水微型生物圖譜》[11]。定量樣品用 0. 1 mL 浮游生物計(jì)數(shù)板在顯微鏡下通過視野計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)并計(jì)算密度[12]。

　　1. 2. 2 水質(zhì)理化參數(shù)的測(cè)定

　　采集每個(gè)樣點(diǎn)的浮游植物的同時(shí)，測(cè)定相應(yīng)的環(huán)境參數(shù)水質(zhì)理化指標(biāo)。現(xiàn)場(chǎng)用 SM ?5 便攜式測(cè)深儀測(cè)定水深(WD)，賽氏透明度盤測(cè)定透明度(SD)， HACH 2100Q 濁 度 儀 測(cè) 定 濁 度(TUR)，YSI Pro? Plus(Yellow Spring Inc. ，美國(guó))便攜式多參數(shù)水質(zhì)分析儀測(cè)定水溫(WT)、溶解氧(DO)和 pH。然后用 5 L 采水器取中層水樣，注入用湖水涮洗過的 1 L 塑料瓶密封保存，帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定總磷(TP)、總氮(TN)、氨氮(NH4 +-N)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)和葉綠素 a(Chl. a)。TP、TN、NH4 +-N 和 CODMn 的測(cè)定按照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法——第四版》[13]相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行，Chl. a 測(cè)定采用丙酮萃取法。比色儀器采用 WFZ UV?2000 型分光光度計(jì)。

　　1. 3 數(shù)據(jù)處理方法 1. 3. 1 多樣性指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度

　　運(yùn)用 Shannon ?Wiener 物種多樣性指數(shù)(H')和 Margalef 物種豐富度指數(shù)(D)對(duì)浮游植物生物多樣性進(jìn)行評(píng)價(jià)[14]，并計(jì)算浮游植物優(yōu)勢(shì)度(Y)，各參數(shù)計(jì)算公式如下：(1)H'=-∑(Pi lnPi )(2)D=(S-1)/lnN (3)Y=(Ni/N)f式中 Ni為群落中第 i種的個(gè)體數(shù);N 為群落中所有物種數(shù)量;Pi為群落中第 i 種個(gè)體數(shù)的比例，即 Pi =Ni/N;S 為群落中物種種類數(shù)量，fi為第 i 種在各點(diǎn)位出現(xiàn)的頻率，以 Y>0. 02 作為優(yōu)勢(shì)種[15]。

　　1. 3. 2 綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)

　　營(yíng)養(yǎng)程度評(píng)價(jià)方法采用《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》中的綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(即相關(guān)加權(quán)營(yíng)養(yǎng)狀 態(tài) 指 數(shù) TLI)方 法 ，選 取 Chl. a、TP、TN、SD、 CODMn5 個(gè)指標(biāo)，該方法以修正的卡爾森營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)為基礎(chǔ)，以葉綠素 a 的狀態(tài)指數(shù)為基準(zhǔn)，計(jì)算公式如下：(4)TLI(Σ) = ∑ j = 1 m Wj·TLI(j) (5)Wj = r 2 ij ∑j = 1 m r 2 ij 式中：TLI(∑)為綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);Wj為第 j種參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重;TLI(j)為代表第 j 種參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);rij為第 j 種參數(shù)與基準(zhǔn)參數(shù) Chl. a的相關(guān)系數(shù);m 為評(píng)價(jià)參數(shù)的個(gè)數(shù)。Chl. a單位為 mg/m3 ，SD 單位為 m，其它項(xiàng)目單位均為 mg/L。分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：TLI<30 時(shí)水體營(yíng)養(yǎng)狀況為貧營(yíng)養(yǎng)、30 ≤TLI≤50 時(shí)為中營(yíng)養(yǎng)、5070 時(shí)為重度富營(yíng)養(yǎng)。

　　1. 3. 3 浮游植物群落與環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系

　　采用 CANOCO 5. 0 分析浮游植物物種豐度和環(huán) 境 因 子 的 關(guān) 系 之 前 ，先 進(jìn) 行 除 趨 勢(shì) 對(duì) 應(yīng) 分 析(DCA)，若排序軸長(zhǎng)度(lengths of griandient)中最大值超過 4，則選擇典范對(duì)應(yīng)分析(CCA)進(jìn)行后續(xù)分析;若小于 3，則選擇冗余分析(RDA)分析[16]。DCA 分析顯示四個(gè)軸中梯度長(zhǎng)度最大值為 3. 3，在此選擇 CCA 進(jìn)一步對(duì)浮游植物豐度與環(huán)境因子之間的關(guān)系進(jìn)行分析。為保證數(shù)據(jù)的正態(tài)性，所有數(shù)據(jù)均做 log(X+1)轉(zhuǎn) 換[17]。 參 與 分 析 的 環(huán) 境 因 子 包 括 SD、WT、DO、pH、TRU、TN、TP、COD、NH4 +-H、 Chl. a，參 與 分 析 的 物 種 為 各 季 節(jié) 的 優(yōu) 勢(shì) 種(Y≥ 0. 02)的豐度[18]。數(shù)據(jù)處理分析、圖表繪制分別使用 SPSS 23. 0 和 Origin 2021。

　　2 結(jié)果與分析 2. 1 理化參數(shù)及營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)

　　紫瑯湖的 SD、WT、DO、pH 值和 NH4 +-N 隨季節(jié)變動(dòng)較大，各季節(jié)差異顯著(ANOVA，P<0. 05)， SD 由冬季到秋季呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，秋季 DO 和 pH 值最高;夏秋季節(jié)濁度顯著高于冬春季節(jié)(P<0. 05)，TN 在冬季最高，TP 在秋季最高，Chl. a 含量夏季最高，但是各季節(jié)差異不顯著(P>0. 05)，整體處于較高水平(表 1)。紫瑯湖蓄水初期各點(diǎn)位綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)變動(dòng)于 53. 67~60. 49 之間，整體處于輕度富營(yíng)養(yǎng)水平(表 2)。

　　2. 2 浮游植物種類組成

　　紫瑯湖共鑒定出浮游植物種類 7 門 186 種，其中藍(lán)藻門(Cyanophyta)占 20. 4%，綠藻門(Chlorophy? ta)占 26. 9%，硅藻門(Bacillariophyta)占 32. 8%，裸藻門(Euglenophyta)占 7. 5%，隱藻門(Cryptophyta)占 5. 4%，甲 藻 門(Pyrroptata)占 5. 4%，金 藻 門(Chrysophyta)占 1. 6%。1 月(冬季)共鑒定出浮游植物種類 5 門 66 種，其中藍(lán)藻門種類占 19. 7%，綠藻門占 28. 8%，硅藻門占 40. 9%，裸藻門占 6. 1%，隱藻門占 4. 5%;4 月(春季)鑒定出共 6 門 113 種，其中 藍(lán) 藻 門 占 17. 7%，綠 藻 門 占 19. 5%，硅 藻 門 占 39. 8%，裸藻門占 9. 7%，隱藻門占 7. 1%，甲藻門占 6. 2%;7 月(夏季)共鑒定出 7 門 43 種，其中藍(lán)藻門占 32. 6%，綠藻門占 30. 2%，硅藻門占 16. 3%，裸藻門占 7. 0%，隱藻門、甲藻門和金藻門各占 4. 7%;10 月(秋 季)共 鑒 定 出 7 門 65 種 ，其 中 藍(lán) 藻 門 占 24. 6%，綠 藻 門 占 36. 9%，硅 藻 門 占 21. 5%，裸 藻門 、甲 藻 門 和 金 藻 門 各 占 4. 6%，隱 藻 門 占 3. 1%。冬春季節(jié)硅藻種類占有較大比例，夏秋季節(jié)藍(lán)綠藻種類占有較大比例(圖 2)。

　　2. 3 浮游植物豐度和生物量

　　2019 年 4 個(gè)季節(jié)紫瑯湖浮游植物的平均豐度為(26. 61±15. 46)×106 ind. /L，秋 季 豐 度 最 高 ，為(45. 16±8. 03)×106 ind. /L，春 季 豐 度 最 低 ，為(8. 15±4. 97)×106 ind. /L，冬 季 和 夏 季 豐 度 分 別為(34. 45±7. 89)×106 ind. /L 和(18. 34±1. 69)× 106 ind. /L。各季節(jié)藍(lán)藻的豐度都明顯大于其它藻類豐度，冬季、夏季和秋季差異均達(dá)到顯著水平(P <0. 05)。 冬 季 藍(lán) 藻 豐 度 為(26. 81±6. 70)×106 ind. /L，春 季 藍(lán) 藻 豐 度 為(4. 99±4. 21)×106 ind. / L，夏季藍(lán)藻豐度為(12. 77±1. 02)×106 ind. /L，秋季藍(lán)藻豐度為(31. 99±10. 23)×106 ind. /L。秋冬季節(jié)藍(lán)藻豐度高于春夏季節(jié)，不同采樣點(diǎn)間的藍(lán)藻門豐度有較大差異。生物量的變化趨勢(shì)與豐度一致，秋季總生物量最高，為(54. 09±15. 70)mg/L，春季總生物量最低，為(8. 45±2. 40)mg/L，全年平均生物量為(27. 16±16. 68)mg/L。詳見圖 3。

　　2. 4 浮游植物優(yōu)勢(shì)種

　　冬 季 紫 瑯 湖 優(yōu) 勢(shì) 種 為 藍(lán) 藻 門 的 彎 形 尖 頭 藻(Raphidiopsis curvata)、偽 魚 腥 藻(Pseudoanabaena sp.)和硅藻門的翼狀繭形藻(Amphiprora alata);春季優(yōu)勢(shì)種為藍(lán)藻門的彎形尖頭藻、偽魚腥藻、針狀藍(lán)纖 維 藻(Dactylococcopsis acicularis)、微 小 平 裂 藻(Merismopedia tenuissima)、綠 藻 門 的 四 尾 柵 藻(Scenedesmus quadricauda)、硅 藻 門 的 翼 狀 繭 形 藻(Amphiprora alata)和 隱 藻 門 的 卵 形 隱 藻(Crypto? monas ovata);夏季優(yōu)勢(shì)種為藍(lán)藻門的偽魚腥藻、澤絲藻(Limnothrix sp.)、鞘絲藻(Lyngbya sp.)、浮絲藻(Planktothrix sp.)、小尖頭藻(Raphidiopsis sp.)、綠藻門的并聯(lián)藻(Quadrigula sp.)、硅藻門的舟形藻(Navicula sp.)、小環(huán)藻(Cyclotella sp.)和扁圓卵形藻(Cocooneis placentula);秋季優(yōu)勢(shì)種為藍(lán)藻門的偽魚腥藻、澤絲藻、鞘絲藻、浮絲藻、小尖頭藻、尖頭藻(Riphidiopsis sp.)、擬柱孢藻(Cylindrospermopsis sp.)、綠藻門的柵藻(Scenedesmus sp.)、硅藻門的舟形 藻 、小 環(huán) 藻 、隱 藻 門 的 尖 尾 藍(lán) 隱 藻(Chroomonas acuta)和金藻門的小金色藻(Chromulina sp.)。各季節(jié)優(yōu)勢(shì)種以藍(lán)藻為主，且藍(lán)藻門中偽魚腥藻為全年優(yōu)勢(shì)種(表 3)。

　　2. 5 浮游植物多樣性變化及水質(zhì)評(píng)價(jià)

　　對(duì)不同季節(jié)浮游植物多樣性結(jié)果分析(表 4)，紫瑯湖不同季節(jié)浮游植物的 Shannon ?Wiener 物種多樣性指數(shù)(H)由高到低分別為春季(3. 85)>秋季(3. 08)>夏季(2. 73)>冬季(1. 90)，評(píng)價(jià)結(jié)果表明春季無污染，秋季輕污染，夏冬季節(jié)為中污染;Mar? galef 物 種 豐 富 度 指 數(shù)(D)由 高 到 低 分 別 為 春 季(6. 61)>冬季(3. 68)>秋季(3. 36)>夏季(2. 28)，評(píng)價(jià)結(jié)果表明夏季為 β?中污型，其余各季節(jié)為無污型。春季浮游植物群落結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，水質(zhì)狀況較好，夏季浮游植物多樣性較低，水質(zhì)污染較為嚴(yán)重。

　　2. 6 浮游植物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的關(guān)系

　　CCA 分析表明，與紫瑯湖浮游植物群落結(jié)構(gòu)相關(guān) 性 較 強(qiáng) 的 環(huán) 境 因 子 分 別 為 SD(F=11. 8，P= 0. 002)、TP(F=4. 9，P=0. 004)、pH(F=4. 3，P= 0. 002)、TUR(F=2. 6，P=0. 004)，其中 SD 是最相關(guān)的環(huán)境因子。前兩軸共同解釋了 68. 2% 浮游植物物種演替和 89. 1% 浮游植物物種?環(huán)境變化關(guān)系的內(nèi)容。第一軸中物種?環(huán)境的相關(guān)系數(shù)為 0. 995，第二軸中為 0. 892，且各環(huán)境因子排序軸之間的相關(guān)系數(shù)為 0，表明了 CCA 分析結(jié)果能夠較好的反映出浮游植物群落結(jié)構(gòu)與主要環(huán)境因子之間的相關(guān)關(guān)系。

　　紫瑯湖 16 個(gè)樣點(diǎn)可以劃為 4 組，樣點(diǎn)在聚類上具有明顯的季節(jié)性。相似性分析(analysis of similar? ities，ANOSIM)表明，R=0. 901，P=0. 001，表明樣品在季節(jié)間分組差異顯著(圖 4)。主要環(huán)境指標(biāo)主要與第一軸呈現(xiàn)較強(qiáng)相關(guān)性，SD 與第一軸呈正相關(guān)，TP、pH 和 TUR 呈負(fù)相關(guān)。不同季節(jié)的樣點(diǎn)在第一軸和第二軸上具有明顯的分化，且與浮游植物群落結(jié)構(gòu)相關(guān)性較強(qiáng)的環(huán)境因子在各季節(jié)是不同的。冬季和春季樣點(diǎn)主要集中在第一、四象限，浮游植物群落與 SD 呈正相關(guān);夏季樣點(diǎn)集中在第二象限，浮游植物群落與 TP 和 TUR 呈正相關(guān)，秋季節(jié)樣點(diǎn)主要集中在第三象限，與 pH 呈明顯正相關(guān)。

　　參與分析的優(yōu)勢(shì)藻類中，藍(lán)藻門中彎形尖頭藻、針狀藍(lán)纖維藻和微小平裂藻豐度與 SD 呈明顯的正相關(guān)，與 pH、TUR 和 TP 有一定負(fù)相關(guān)，偽魚腥藻豐度與各環(huán)境指標(biāo)相關(guān)性不大，其余藍(lán)藻種類基本均與 pH、TUR 和 TP 呈正相關(guān)(浮絲藻與 TP 為負(fù)相關(guān))。綠藻門中四尾柵藻與 SD 呈明顯正相關(guān)，并聯(lián)藻主要與 TP 呈正相關(guān)，柵藻主要與 pH 呈正相關(guān)。硅藻門中翼狀繭形藻和梅尼小環(huán)藻與 SD 呈正相關(guān)，其余與 pH、TUR 和 TP 呈一定正相關(guān)。硅藻門中卵形隱藻與 SD 呈正相關(guān)，尖尾藍(lán)隱藻與 pH 呈明顯負(fù)相關(guān)。小金色藻與 pH、TUR 和 TP 呈正相關(guān)，與 SD 呈負(fù)相關(guān)(圖 5)。

　　3 討 論 3. 1 浮游植物群落結(jié)構(gòu)的特征變化

　　紫瑯湖藍(lán)藻和綠藻在水溫較高的夏秋季節(jié)種類豐富度較高，而硅藻與之相反，在水溫較低的冬春季節(jié)較種類豐富度較高。在夏秋季節(jié)，雖然綠藻的種類數(shù)遠(yuǎn)大于藍(lán)藻種類數(shù)，但是藍(lán)藻的豐度遠(yuǎn)大于綠藻，且在所有藻類中占有較大比例;在冬春季節(jié)，藍(lán)藻豐度比例下降，以綠藻和硅藻為主。藍(lán)藻由于其特殊的生理構(gòu)造，易于在高溫季節(jié)大量繁殖占據(jù)空間和營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位，而在低溫季節(jié)，隨著藍(lán)藻的衰亡，喜低溫的綠藻和硅藻種群易于擴(kuò)增，這與國(guó)內(nèi)一些典型富營(yíng)養(yǎng)化或者有富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)的湖泊、水庫(kù)藻類的群落結(jié)構(gòu)組成情況相似[19~22]。對(duì)于水質(zhì)評(píng)價(jià)較好、污染程度較小的水體，大多各季節(jié)藻類密度和生物量相對(duì)較低，以硅藻和綠藻組成為主[23~25]，水溫較高 的 地 區(qū) 在 夏 季 偶 爾 也 會(huì) 出 現(xiàn) 以 藍(lán) 藻 為 主 的 現(xiàn)象[26]。藍(lán)藻是我國(guó)受污染湖庫(kù)中水華暴發(fā)的主要貢獻(xiàn)者，在適宜的水溫、光照、水流等條件下[27]，富營(yíng)養(yǎng)化水體容易形成藍(lán)藻水華，紫瑯湖水體作為新建的水生態(tài)系統(tǒng)，浮游植物對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力的差異性會(huì)加速單一藍(lán)藻水華暴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。整體來看，紫瑯湖浮游植物群落結(jié)構(gòu)變化規(guī)律為冬春季節(jié)的硅藻和綠藻轉(zhuǎn)變?yōu)橄募镜木G藻藍(lán)藻，到夏末秋初的藍(lán)藻為主，繼而轉(zhuǎn)變?yōu)榍锒竟?jié)的藍(lán)綠藻和硅藻。浮游植物的轉(zhuǎn)變規(guī)律與 PEG(planktonecology group)模型基本一致[28]。

　　3. 2 浮游植物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的相互關(guān)系

　　由于水體生態(tài)系統(tǒng)中包含其特有的生物環(huán)境和非生物因子，受生物與非生物之間的相互作用、生物之間的上下行效應(yīng)的影響，不同環(huán)境條件下生物的群落結(jié)構(gòu)通常具有異質(zhì)性[3，29]，浮游植物種類對(duì)環(huán)境具有選擇適應(yīng)性，不同時(shí)空條件下其種類組成具有獨(dú)特特點(diǎn)，對(duì)環(huán)境變化特別是營(yíng)養(yǎng)鹽水平的改變具有指示作用[30]，可以通過浮游植物反應(yīng)水質(zhì)狀況[31]，如在富營(yíng)養(yǎng)水體或者生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單一、物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化較差的水體，往往形成藍(lán)藻水華[32]，在清潔的水體多以清潔型種類為主[33]，如硅藻適宜生活在較為溫暖、透明度高、營(yíng)養(yǎng)鹽頻繁波動(dòng)的水體[34]。

　　本研究中，紫瑯湖不同季節(jié)間的浮游植物群落結(jié)構(gòu)顯著不同，這說明紫瑯湖不同季節(jié)的浮游植物群落結(jié)構(gòu)受到水環(huán)境因子季節(jié)變化的顯著影響。長(zhǎng)江中下游湖庫(kù)四季水溫變化明顯，水溫是生物代謝活動(dòng)的驅(qū)動(dòng)因子，往往是影響浮游植物群落結(jié)構(gòu)的主要環(huán)境因子[17，20，35]。但是，決定紫瑯湖浮游植物群落結(jié)構(gòu)的主要環(huán)境指標(biāo)為 SD、TP、pH 和 TUR，水溫的影響效果較小，這可能與湖泊新建初期生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單一，水體初期理化與生物因素對(duì)水體的變動(dòng)影響較大有關(guān)。

　　紫瑯湖藍(lán)藻在各季節(jié)中都有明顯優(yōu)勢(shì)種，偽魚腥藻在各季節(jié)都是明顯優(yōu)勢(shì)種，與主要環(huán)境指標(biāo)相關(guān)性不高，表現(xiàn)出極強(qiáng)的繁殖適應(yīng)能力，這可能是環(huán)境指標(biāo)均滿足其生長(zhǎng)閾值有關(guān)，如 TP 和 TN 主要營(yíng)養(yǎng)水平均達(dá)到其生長(zhǎng)要求，偽魚腥藻已處于最佳繁殖水平。中彎形尖頭藻、針狀藍(lán)纖維藻和微小平裂藻作為冬春季節(jié)的優(yōu)勢(shì)種，其豐度與 SD 呈明顯正相關(guān)，與 pH、TUR 和 TP 有一定負(fù)相關(guān)。其余藍(lán)藻門種類，如澤絲藻與上述變化規(guī)律相反。藍(lán)藻種類多樣性變化說明新建初期水體營(yíng)養(yǎng)水平高，生態(tài)位較為充足，絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種偽魚腥藻對(duì)其它藻類種類的競(jìng)爭(zhēng)抑制作用較小，呈現(xiàn)出“共同繁殖”現(xiàn)象。李建茹等[36]對(duì)烏梁素海的研究發(fā)現(xiàn)，藍(lán)藻主要與湖泊 TP 分布有密切關(guān)系。有研究顯示 DO、Chl. a 和 TP 是影響白洋淀春季浮游植物空間分布的重要因子[22]。有研究學(xué)者總結(jié)得出 SD、TP 和捕食是影響華盛頓湖浮游植物分布的主要因子[37]，本研究得出影響浮游 植 物 變 動(dòng) 的 主 要 環(huán) 境 指 標(biāo) 為 SD、TP、TUR 和 pH，TP 作為主要營(yíng)養(yǎng)控制因子，與上述結(jié)論相同。而也有相關(guān)研究得出在 TN 和 TP 營(yíng)養(yǎng)鹽影響因子中，TN 為主要的影響因子[1，14，38，39]。也有針對(duì)浮游植物群落結(jié)構(gòu)變化的多年研究表明，TN、TP 與浮游植物群落變動(dòng)無顯著關(guān)系[40]。TP 和 TN 的影響作用差異與外界污染源干擾、水體內(nèi)物質(zhì)循環(huán)有關(guān)。紫瑯湖作為新建的城市景觀湖泊，水源較差、底質(zhì)不穩(wěn)定、湖泊岸帶周邊較多工程施工，導(dǎo)致湖泊水體的透明度、濁度波動(dòng)較大，浮游植物群落結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，這些現(xiàn)象是新建水體生態(tài)系統(tǒng)易于出現(xiàn)的問題，也是富營(yíng)養(yǎng)化水體常伴隨的現(xiàn)象[41，42]。本研究結(jié)果表明，對(duì)于此類新建的湖泊景觀湖泊，通過控制紫瑯湖內(nèi)源營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷、優(yōu)化魚類群落結(jié)構(gòu)、構(gòu)建沉水植物群落，降低浮游植物豐度和生物量，提高多樣性，是降低水華暴發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的重要基礎(chǔ)。

　　4 結(jié) 論

　　①紫瑯湖整體處于輕度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，浮游植物群落組成以藍(lán)藻、綠藻和硅藻為主，夏秋季節(jié)藍(lán)藻占主要比例，且以水華藻類偽魚腥藻等為主，存在較大水華爆發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。

　　②浮游植物的群落結(jié)構(gòu)具有季節(jié)特異性，主要的影響因子為 SD、TP、pH 和 TUR，其中 SD 為主要的物理影響因子，TP 為主要的營(yíng)養(yǎng)鹽影響因子。

　　③作為新建湖泊，紫瑯湖生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性差，建議在進(jìn)一步摸清魚類、底棲動(dòng)物、浮游動(dòng)物以及沉水植物等重要生物類群變化規(guī)律的基礎(chǔ)上優(yōu)化紫瑯湖生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。