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木里礦區(qū)河流浮游生物組成及其環(huán)境影響因子

2024-09-20 00:00:00岳哿丞劉艷芳羅曉
安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2024年17期

摘要 [目的]了解木里礦區(qū)河流中浮游生物群落結(jié)構(gòu)特征及其關(guān)鍵環(huán)境影響因子,為礦區(qū)水資源管理與保護(hù)提供數(shù)據(jù)支撐與參考依據(jù)。[方法]對(duì)環(huán)繞木里露天礦區(qū)的典型河流多索河、莫日河進(jìn)行水體環(huán)境和浮游生物采樣分析。[結(jié)果]多索河與莫日河分別采集到浮游植物6門21種與6門19種,浮游動(dòng)物2門15種與2門9種。其中硅藻門、綠藻門、原生動(dòng)物均為2條河流中優(yōu)勢(shì)種類,2條河流的浮游生物密度和生物量在空間上均呈現(xiàn)上游多、下游少的特點(diǎn)。多索河中浮游植物和浮游動(dòng)物Shannon-Wiener指數(shù)、Margalef指數(shù)、Pielou指數(shù)分別為1.64和0.58、0.86和0.33、0.69和0.42;莫日河中浮游植物和浮游動(dòng)物Shannon-Wiener指數(shù)、Margalef指數(shù)、Pielou指數(shù)分別為1.86和0.21、0.87和0.24、0.79和0.36。冗余分析(RDA)和相關(guān)分析結(jié)果表明,水溫、pH、氮營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是影響多索河和莫日河浮游生物群落結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵環(huán)境因子。[結(jié)論]木里礦區(qū)水生態(tài)保護(hù)應(yīng)著重關(guān)注營(yíng)養(yǎng)鹽污染,加強(qiáng)治理過(guò)度放牧所導(dǎo)致的面源污染。

關(guān)鍵詞 水域生態(tài);浮游生物;群落結(jié)構(gòu);環(huán)境因子;冗余分析

中圖分類號(hào) S932.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611(2024)17-0066-06

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.17.014

Structure of Plankton Communities in Muli Mining Area and Their Environmental Impact Factors

YUE Ge-cheng, LIU Yan-fang, LUO Xiao

(School of Civil Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang, Hebei 050037)

Abstract [Objective]To understand the structural characteristics of the plankton community and its key environmental impact factors in the rivers of Muli mining area, and to provide data support and reference basis for the management and protection of water resources in the mining area. [Method]Collection and analysis of water and plankton in the rivers (Duosuo and Mori) that surround the opencast mine in the town of Muli.[Result]6 Phylum (21 species) of phytoplankton and 2 Phylum (15 species) of zooplankton were collected in the Dosuo River and 6 Phylum (19 species) of phytoplankton and 2 Phylum (9 species) of zooplankton were collected in the Mori River.In both rivers diatoms, green algae and protozoa were the dominant species, and the density and biomass of plankton were quantitatively higher upstream and lower downstream.The Shannon-Wiener, Margalef and Pielou indices for phytoplankton and zooplankton in Duosuo River are 1.64 and 0.58, 0.86 and 0.33, 0.69 and 0.42, respectively;the Shannon-Wiener, Margalef and Pielou indices for phytoplankton and zooplankton in Mori River are 1.86 and 0.21, 0.87 and 0.24, 0.79 and 0.36. Water temperature, pH, and nitrogen nutrients were identified as the main environmental factors affecting the structure of the planktonic communities in the Dosso and Mojito Rivers by redundancy analysis (RDA) and correlation analysis. [Conclusion]The ecological protection of water in the Muli mining area should focus on nutrient pollution and strengthen the control of non-point source pollution caused by overgrazing.

Key words Aquatic Ecology;Plankton;Community structure;Environmental factors;Redundancy analysis

作者簡(jiǎn)介 岳哿丞(1998—),男,天津人,碩士研究生,研究方向:水污染控制。

通信作者,副教授,博士,從事水污染控制研究。

收稿日期 2023-08-31;修回日期 2023-10-15

浮游生物是一類個(gè)體微小、能夠在水系統(tǒng)中自由漂浮的生物,主要包括浮游植物和浮游動(dòng)物兩個(gè)大類[1]。作為水生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)生產(chǎn)者的浮游植物,其群落組成與分布對(duì)水體環(huán)境的變化具有一定的響應(yīng)[2];浮游動(dòng)物作為中間營(yíng)養(yǎng)級(jí),既是浮游植物的攝食者[3],又是水體中高等生物的餌料[4],對(duì)水體中各因子的變化反應(yīng)敏感[5]。有研究表明浮游生物群落結(jié)構(gòu)的變化往往與其所處環(huán)境的變化相對(duì)應(yīng),其群落結(jié)構(gòu)與所處環(huán)境之間具有很強(qiáng)的相關(guān)性。通過(guò)綜合多種水生物指標(biāo)可以衡量浮游生物群落結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定,一定程度上可以反映流域的生態(tài)狀況和水體的營(yíng)養(yǎng)狀況[6-7],表征水體質(zhì)量與生物多樣性的有效生態(tài)學(xué)信號(hào)[8-9]。因此,研究浮游生物群落結(jié)構(gòu)與水體中各環(huán)境因子之間的相互關(guān)系,對(duì)了解水體生態(tài)結(jié)構(gòu)具有一定的指導(dǎo)意義。

木里礦區(qū)位于青海省海西蒙古藏族自治州天峻縣,青藏高原東北部,平均海拔3 800~4 200 m。氣候?yàn)榈湫偷母咴箨懶詺夂?,多年平均氣?3.5 ℃,礦區(qū)地處黃河一級(jí)支流大通河源頭濕地生態(tài)區(qū)[10],是生態(tài)安全保障的重要組成部分[11],由于常年過(guò)度開(kāi)采導(dǎo)致當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞,為恢復(fù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境,國(guó)家大力推進(jìn)礦區(qū)生態(tài)修復(fù)治理,目前當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境已明顯好轉(zhuǎn)。選取木里礦區(qū)大通河2條典型支流多索河和莫日河進(jìn)行水生態(tài)調(diào)查。由于2條河流環(huán)繞礦坑且為典型的高寒高海拔河流,水體自凈能力差,水生生物多樣性小,生態(tài)環(huán)境脆弱敏感,其水生態(tài)狀況對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的變化具有一定的響應(yīng)。通過(guò)分析環(huán)境因子指標(biāo),浮游生物密度、生物量、生物多樣性指標(biāo),對(duì)2條河流進(jìn)行深入的水生態(tài)學(xué)研究,識(shí)別影響河流水生態(tài)健康的主要因素,為木里礦區(qū)水體環(huán)境保護(hù)提供參考。

通過(guò)分析2條河流水質(zhì)、浮游生物的群落結(jié)構(gòu)特征及空間上的變化,并通過(guò)Pearson相關(guān)分析與冗余分析(RDA)探究環(huán)境因子和浮游生物之間的內(nèi)在關(guān)系,確定影響浮游生物群落結(jié)構(gòu)的主要環(huán)境因子[12],為礦區(qū)水資源管理與保護(hù)提供數(shù)據(jù)支撐與理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣點(diǎn)設(shè)置

根據(jù)《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》[13]、《全國(guó)淡水生物物種資源調(diào)查技術(shù)規(guī)定(試行)》[14]中關(guān)于地表河流浮游生物定量采樣相關(guān)樣點(diǎn)布置標(biāo)準(zhǔn)以及莫日河、多索河的地形、水文等特點(diǎn),在2條河流中各設(shè)置4個(gè)采樣點(diǎn),共設(shè)置8個(gè)采樣點(diǎn)(圖1),于2022年7、8、9月分別進(jìn)行了3次浮游生物樣品采集。

1.2 樣品采集與處理

浮游生物樣品采集分為定性樣品采集和定量樣品采集。浮游植物定性樣品用25號(hào)浮游生物網(wǎng)在距水面0.5 m處按“∞”字緩慢拖曳3~5 min[15]。采集后的樣品置于采樣瓶中加入5%甲醛進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)固定。定量樣品于河流表層采集,采集后的1 L水樣用魯格溶液進(jìn)行固定后帶回實(shí)驗(yàn)室靜置48 h,使用虹吸管緩慢吸取上層清液濃縮定容至30 mL,在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行物種鑒定與計(jì)數(shù)。浮游植物鑒定參考《中國(guó)淡水藻類:系統(tǒng)、分類及生態(tài)》[16]和《中國(guó)淡水藻志》[17]。浮游動(dòng)物定性樣品采用13號(hào)浮游生物網(wǎng)距水面0.5 m處按“∞”字緩慢拖曳3~5 min,采集后樣品置于采樣瓶中加入5%甲醛進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)固定。定量樣品于距水面0.5 m處采集,經(jīng)25浮游生物網(wǎng)過(guò)濾濃縮后加入5%甲醛溶液進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)固定,靜置24 h后吸取上清液濃縮定容至30 mL,在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行物種鑒定與計(jì)數(shù)。浮游動(dòng)物鑒定參考《中國(guó)淡水輪蟲(chóng)志》[18]、浮游動(dòng)物計(jì)數(shù)以及密度和生物量的計(jì)算方法參照《淡水浮游生物研究方法》[19]。

采集浮游生物的同時(shí),進(jìn)行部分水質(zhì)理化指標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。水溫(WT)、溶解氧(DO)、pH使用多參數(shù)水質(zhì)分析儀(Sanxin,SX751)測(cè)定。總氮(TN)、總磷(TP)、氨氮(NH3-N)、硝酸鹽氮(NO3-N)、亞硝酸鹽氮(NO2-N)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、葉綠素a(Chl-a),采集水樣帶回實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

應(yīng)用以下公式計(jì)算與評(píng)價(jià)河流浮游生物優(yōu)勢(shì)度(Y)[20]與生物多樣性指數(shù)[21](Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)(H′)、Pielou 均勻度指數(shù)(J)、Margalef 豐富度指數(shù)(d)。

Y=niNfi(1)

H′=-Si=1Pilog2Pi(2)

J=H′lnS(3)

d=(S-1)/lnN(4)

式中:ni為第i種在各采樣點(diǎn)的總個(gè)體數(shù);N 為各采樣點(diǎn)中浮游動(dòng)物的總個(gè)體數(shù);fi為第i種在各采樣點(diǎn)出現(xiàn)的頻率;

Pi為第i種的個(gè)體數(shù)與總個(gè)體數(shù)的比值,即Pi=ni/N;S為樣品中浮游生物種類數(shù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采樣地圖由Arc GIS10.5軟件繪制;浮游生物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子間的冗余關(guān)系(RDA)采用Canoco 5軟件[21-22];其他圖表使用Excel 2019、Origin pro2021繪制。

2 結(jié)果與討論

2.1 水質(zhì)理化指標(biāo)

多索河與莫日河水溫變化范圍分別為5.3~7.1 ℃與4.3~9.7 ℃,2條河流具有典型高原大陸性氣候,氣溫較低;DO濃度變化范圍分別為8.30~8.48 mg/L與8.41~8.47 mg/L,pH變化范圍分別為8.5~8.6與8.5~8.7,水體整體呈弱堿性;總氮濃度變化范圍分別為0.58~3.72 mg/L與0.87~8.49 mg/L,硝酸鹽氮濃度變化范圍分別為0.35~3.43 mg/L與0.86~8.20 mg/L,亞硝酸鹽氮濃度變化范圍分別為0.002~0.004 mg/L與0.005~0.038 mg/L;氨氮濃度變化范圍分別為0.08~0.30 mg/L與0.13~0.41 mg/L,2條河流均表現(xiàn)出沿流向方向,即D1→D4、M1→M2方向氮營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度不同程度增加且硝酸鹽氮占總氮含量的90%以上,其主要原因一方面為2條河流流經(jīng)牧區(qū)“散養(yǎng)式”放牧產(chǎn)生的糞污,通過(guò)地表徑流匯入河道導(dǎo)致高硝酸鹽濃度[23];另一方面,由于2條河流水溫低,河流中硝酸鹽氮的降解主要依賴于反硝化細(xì)菌將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓聪趸?xì)菌作為厭氧菌對(duì)水溫與氧含量有著極為嚴(yán)格的要求,低水溫導(dǎo)致反硝化細(xì)菌幾乎無(wú)法存活并且少量氧就能導(dǎo)致反硝化速率大幅度下降從而表現(xiàn)出高硝酸鹽氮濃度,這與Liu等[24]調(diào)查發(fā)現(xiàn)高原河流狀態(tài)表現(xiàn)一致??偭诐舛茸兓秶謩e為0.009~0.078 mg/L與0.010~0.063 mg/L;高錳酸鹽指數(shù)濃度變化范圍分別為2.50~3.60 mg/L與1.70~3.90 mg/L;葉綠素a濃度2條河流變化范圍均為0~0.90 μg/L。

2.2 浮游生物種類組成

2.2.1 浮游植物群落組成。

如圖2a所示,多索河共鑒定出浮游植物6門21種,隸屬于硅藻門、綠藻門、裸藻門、甲藻門、藍(lán)藻門和隱藻門。其中硅藻門在種類組成上占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),為9種,占比42.86%,其余依次為綠藻門(5種)、裸藻門(3種)、甲藻門(2種)、藍(lán)藻門(1種)、隱藻門(1種),分別占比23.81%、14.29%、9.52%、4.76%、4.76%。莫日河共鑒定出浮游植物6門19種,隸屬于硅藻門、綠藻門、裸藻門、甲藻門、藍(lán)藻門和隱藻門。其中硅藻門在種類組成上同多索河占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),為9種,占比47.36%,其余依次為綠藻門(3種)、裸藻門(2種)、甲藻門(2種)、藍(lán)藻門(2種)、隱藻門(1種),分別占比15.79%、10.53%、10.53%、10.53%、5.26%。其中2條河流共劃分出浮游植物優(yōu)勢(shì)種3門11種(表1),硅藻門、綠藻門為主要優(yōu)勢(shì)門類(Y≥0.02)。

2.2.2 浮游動(dòng)物群落組成。

如圖2a所示,多索河共檢出浮游動(dòng)物15種,分屬2門2綱。其中以原生動(dòng)物種類數(shù)最多,為11種,占總種類數(shù)的73.33%;輪蟲(chóng)為4種,占總種類數(shù)的26.67%;莫日河共檢出包括輪蟲(chóng)類和原生動(dòng)物等在內(nèi)的浮游動(dòng)物9種,其中原生動(dòng)物為7種,占比77.78%;輪蟲(chóng)為2種,占比為22.22%;而大型浮游動(dòng)物枝角類和橈足類在以上各采樣點(diǎn)中均未檢出。浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種包括輪蟲(chóng)屬與小型原生動(dòng)物(表1),其中砂殼蟲(chóng)為2條河流中主要優(yōu)勢(shì)種(Y≥0.02)。

2.3 浮游生物群落空間變化

2.3.1 浮游植物密度及生物量空間變化。

如圖2所示,多索河浮游植物密度變化范圍為6.85×104~16.45×104 個(gè)/L,平均密度為12.40×104 個(gè)/L。浮游植物密度在D3點(diǎn)出現(xiàn)最高值,為16.45×104 個(gè)/L;在D4點(diǎn)出現(xiàn)最低值,僅6.85×104 個(gè)/L。整體上,多索河浮游植物密度呈現(xiàn)為上游高、下游低的特點(diǎn);多索河各點(diǎn)位浮游植物生物量變化范圍為0.061~0.154 mg/L,均值為0.107 mg/L。各采樣點(diǎn)中,多索河浮游植物生物量在D3點(diǎn)出現(xiàn)最高值,而在D4點(diǎn)出現(xiàn)最低值,其變化趨勢(shì)與密度高度一致。

莫日河各點(diǎn)位浮游植物密度變化范圍為5.07×104~16.81×104 個(gè)/L,均值為10.46×104 個(gè)/L。各采樣點(diǎn)中,莫日河浮游植物密度最高值出現(xiàn)在M1,而至M2點(diǎn)浮游植物密度大幅下降,并出現(xiàn)最低值(5.07×104個(gè)/L),之后沿河流流向浮游植物密度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。莫日河各點(diǎn)位浮游植物生物量變化范圍為0.066~0.263 mg/L,均值為0.134 mg/L。與多索河相比,莫日河浮游植物生物量偏高,主要是莫日河浮游植物中以細(xì)胞個(gè)體相對(duì)較大的甲藻門的數(shù)量占據(jù)優(yōu)勢(shì)所致。

2.3.2 浮游動(dòng)物密度及生物量空間變化。

如圖3a所示,多索河各點(diǎn)位浮游動(dòng)物密度的變化范圍為0.50×104~10.15×104 個(gè)/L,平均值為4.59×104 個(gè)/L,浮游動(dòng)物的密度處于較低水平,主要與個(gè)體較小的原生動(dòng)物數(shù)量占據(jù)優(yōu)勢(shì)有關(guān)。多索河各點(diǎn)位浮游動(dòng)物的生物量變化范圍為0.16~44.43 mg/L,均值為19.18 mg/L。各采樣點(diǎn)中,多索河浮游動(dòng)物的密度與生物量由上游至下游表現(xiàn)為上升趨勢(shì)。

莫日河浮游動(dòng)物的密度變化范圍為0.11×104~1.16×104 個(gè)/L,平均密度為0.64×104 個(gè)/L,其中莫日河浮游動(dòng)物密度的變化趨勢(shì)與多索河一致。莫日河浮游動(dòng)物生物量變化范圍為0.30~20.80 mg/L,均值為7.58 mg/L。其中浮游動(dòng)物生物量在中上游出現(xiàn)最高值,達(dá)到20.80 mg/L,而在中下游出現(xiàn)最低值,僅為0.30 mg/L,這與個(gè)體較大的晶囊輪蟲(chóng)在中上游數(shù)量較多有關(guān)。

2.4 浮游生物多樣性空間變化

如圖4a所示,多索河中浮游植物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)均值為1.64±0.10,變化范圍為1.55~1.80;Margalef豐富度指數(shù)(d)均值為0.86±0.09,變化范圍為0.78~1.00;Pielou均勻度指數(shù)(J)均值為0.69±0.01,變化范圍為0.64~0.70;H′、D、J最大值均出現(xiàn)在上游,且沿流向變化較為均勻。浮游動(dòng)物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)均值為0.58±0.18,變化范圍為0.31~0.76;Margalef豐富度指數(shù)(d)均值為0.33±0.13,變化范圍為0.21~0.54;Pielou均勻度指數(shù)(J)均值為0.42±0.16,變化范圍為0.28~0.67;H′、d值均沿流向方向呈現(xiàn)上升趨勢(shì),表現(xiàn)為下游>中游>上游。

如圖4b所示,莫日河中浮游植物的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)均值為1.86±0.12,變化范圍為1.68~2.04;Margalef豐富度指數(shù)(d)均值為0.87±0.14,變化范圍為0.69~1.08;Pielou均勻度指數(shù)(J)均值為0.79±0.09,變化范圍為0.70~0.92;H′、J值均沿流向方向呈現(xiàn)上升趨勢(shì),表現(xiàn)為下游>中游>上游;d值則沿流向方向下降,表現(xiàn)上游>中游>下游。浮游動(dòng)物的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)均值為0.21±0.18,變化范圍為0.01~0.50;Margalef豐富度指數(shù)(d)均值為0.24±0.10,變化范圍為0.11~0.37;Pielou均勻度指數(shù)(J)均值為0.36±0.27,變化范圍為0.03~0.78;H′、d、J最大值均出現(xiàn)在上游,且沿流向方向呈現(xiàn)下降趨勢(shì),表現(xiàn)為上游>中游>下游。

2.5 浮游生物與環(huán)境因子相關(guān)性分析

2.5.1 浮游植物與環(huán)境因子相關(guān)性分析。

如圖5(Pearson相關(guān)性分析)所示,多索河中浮游植物生物量和密度與pH、亞硝酸鹽氮呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。莫日河中氨氮和亞硝酸鹽氮與浮游植物的生物量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05);高錳酸鹽指數(shù)與浮游植物的密度呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。如圖6(冗余分析)所示,環(huán)境因子在第1、2軸對(duì)多索河與莫日河中浮游生物群落密度的累計(jì)貢獻(xiàn)率分別達(dá)到67.19%和71.04%,表明環(huán)境因子只是影響浮游生物群落密度的多個(gè)因素之一。多索河中水溫、pH、氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮為影響浮游生物生長(zhǎng)發(fā)育繁殖的主要環(huán)境因子。其中水溫與蛾眉藻呈極顯著正相關(guān)(P<0.01);pH與針桿藻、舟形藻、橋彎藻、異極藻呈極顯著正相關(guān)(P<0.01);亞硝酸鹽氮與蛾眉藻、脆桿藻、河殼藻呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。莫日河中高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、亞硝酸鹽氮、水溫、葉綠素a為影響浮游生物生長(zhǎng)發(fā)育繁殖的主要環(huán)境因子,氨氮、亞硝酸鹽氮、高錳酸鹽指數(shù)與舟形藻、河殼藻、綠球藻呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01);水溫與舟形藻、河殼藻、綠球藻呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。

2條河流中硅藻門為浮游植物中最大優(yōu)勢(shì)種且為環(huán)境因子的積極響應(yīng)門類,其主要原因?yàn)?條河流處于高寒、高海拔地區(qū),水溫常年較低,水溫通過(guò)影響浮游植物光合作用、呼吸作用的酶活性與營(yíng)養(yǎng)鹽的吸收速率,影響浮游植物的發(fā)育與增殖[25],而硅藻門相比于藍(lán)藻門、綠藻門具有較強(qiáng)的低溫適應(yīng)能力[26]。此外該次調(diào)查河流中氮營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要以硝酸鹽氮的形式存在,Goldman[27-28]研究表明,硅藻適合生存在硝酸鹽氮濃度較高的水環(huán)境中。其次Vis[29]指出硅藻細(xì)胞外覆硅質(zhì)細(xì)胞壁的主要成分為二氧化硅,高海拔地區(qū)湖泊河流硅酸鹽含量往往較高[30],硅酸鹽是硅藻硅質(zhì)化過(guò)程的重要物質(zhì)來(lái)源[31],所以導(dǎo)致硅藻門具有高寒高海拔地區(qū)更強(qiáng)的生

存能力,在上述各環(huán)境因子作用下硅藻門成為2條河流中的最

大優(yōu)勢(shì)種。此外浮游植物群落結(jié)構(gòu)的變化和物種多樣性指

標(biāo)能有效地反應(yīng)水生態(tài)環(huán)境的改變[32]。當(dāng)浮游植物以硅藻為優(yōu)勢(shì)種逐漸演替為藍(lán)藻為優(yōu)勢(shì)種時(shí),往往代表著水體受到污染[33]。莫日河中硝酸鹽氮濃度相對(duì)于多索河較高,其藍(lán)藻比例亦相對(duì)于多索河較高。2條河流除硝酸鹽氮濃度外其他環(huán)境因子差異不大,推測(cè)雖然水溫為浮游植物密度與生物量的主要影響因素,但是硝酸鹽氮濃度對(duì)浮游植物密度與生物量也會(huì)產(chǎn)生一定的影響,這與Larios-Muiz[34]研究中所討論的硝酸鹽氮濃度能夠影響浮游植物群體結(jié)構(gòu)特征的結(jié)果表現(xiàn)一致。

2.5.2 浮游動(dòng)物與環(huán)境因子相關(guān)性分析。

如圖5(Pearson相關(guān)性分析)所示,多索河中浮游動(dòng)物生物量和密度與水溫呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),與氨氮呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。莫日河中氮營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與浮游動(dòng)物的密度呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。并且生物量和密度與一般湖泊、水庫(kù)相比較少,小型浮游動(dòng)物占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),這與我國(guó)西北地區(qū)浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)相似。如圖6(冗余分析)所示,多索河中水溫與蛾眉藻呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),與砂殼蟲(chóng)、水輪蟲(chóng)、晶囊輪蟲(chóng)呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01);氨氮與砂殼蟲(chóng)、水輪蟲(chóng)、晶囊輪蟲(chóng)呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。莫日河中氨氮、亞硝酸鹽氮、高錳酸鹽指數(shù)與砂殼蟲(chóng)呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),葉綠素a與水輪蟲(chóng)、晶囊輪蟲(chóng)呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。

調(diào)查結(jié)果表明,原生動(dòng)物和輪蟲(chóng)與其他大型浮游動(dòng)物相比,低溫適應(yīng)能力較強(qiáng),其主要原因?yàn)檩^低的水溫一方面使大型浮游動(dòng)物降低自身的攝食速率[35],另一方面低溫導(dǎo)致浮游植物密度與生物量較低[36],進(jìn)而導(dǎo)致大型浮游動(dòng)物缺乏食物補(bǔ)給。具體表現(xiàn)為無(wú)法適應(yīng)高寒高海拔的水體環(huán)境[37]。而小型浮游動(dòng)物,如砂殼蟲(chóng)、輪蟲(chóng)等,由于低水平的攝食量與攝食速率,導(dǎo)致其具有更強(qiáng)的低水溫生存能力,故上述小型浮游動(dòng)物在2條河流中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。此外2條河流流速較快,河流流速能夠影響浮游植物的繁殖、遷徙、分布,使水體產(chǎn)生紊動(dòng)效應(yīng)從而降低浮游動(dòng)物的捕食成功率,間接影響浮游動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)[38]。

此外,2條河流中浮游動(dòng)物生物量與密度均受以氨氮為代表的氮營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)影響,其主要原因?yàn)橐环矫嫘⌒透∮蝿?dòng)物對(duì)氨氮等氮素可以直接吸收與利用,另一方面為小型浮游動(dòng)物對(duì)磷素的響應(yīng)速率與氮素相比較慢[39-40]。調(diào)查表明,砂殼蟲(chóng)具有較強(qiáng)的低水溫與氮素適應(yīng)能力,并且2條河流中砂殼蟲(chóng)均與硅藻門呈負(fù)相關(guān)(P<0.05),推測(cè)其原因?yàn)樯皻はx(chóng)對(duì)硅藻門類具有攝食作用[41]。相關(guān)分析結(jié)果表明,作為浮游植物生物量代表的葉綠素a與浮游動(dòng)物生物量呈正相關(guān)(P<0.05),亦可證明砂殼蟲(chóng)對(duì)硅藻門具有攝食作用。

3 結(jié)論

(1)調(diào)查期間多索河與莫日河分別鑒定出浮游植物6門21種與6門19種,均以硅藻門、綠藻門為主,其中硅藻門的蛾眉藻、脆桿藻、橋彎藻、綠藻門的小球藻均為2條河流中的優(yōu)勢(shì)種。

(2)調(diào)查期間多索河與莫日河分別鑒定出浮游動(dòng)物2門15種與2門9種。多索河中砂殼蟲(chóng)、晶囊輪蟲(chóng)為主要優(yōu)勢(shì)種,莫日河中砂殼蟲(chóng)、水輪蟲(chóng)、晶囊輪蟲(chóng)為主要優(yōu)勢(shì)種。

(3)多索河與莫日河中浮游植物呈現(xiàn)上游多、下游少;浮游動(dòng)物呈現(xiàn)下游多、上游少的特點(diǎn)。營(yíng)養(yǎng)鹽空間分布差異為主要影響因素。

(4)RDA分析與相關(guān)分析結(jié)果表明,水溫、pH、氮營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是影響多索河與莫日河中浮游生物群落結(jié)構(gòu)的主要環(huán)境因子,水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)應(yīng)著重加強(qiáng)過(guò)度放牧導(dǎo)致的營(yíng)養(yǎng)鹽面源污染。

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