上海地区水体中后生浮游动物群落对不同环境因子的生态响应研究

上海地区水体中后生浮游动物群落对不同环境因子的生态响应研究

论文摘要

浮游动物是湖泊生态系统中重要的次级生产者,对维持水体生态系统完整性和生物地球化学循环至关重要。不同浮游动物类群对环境敏感性不同,因此浮游动物常常被用作水环境生态监测的指示性物种。目前,人为活动干扰和全球气候变化,导致水体中环境因素也发生显著变化,对浮游动物群落产生了重要影响。本研究通过对上海市淀山湖野外调查,筛选出影响浮游动物群落结构的关键因素,并通过室外大桶模拟实验进一步探究浮游动物群落结构对该环境因子的响应,以期为上海地区浅水河湖的水环境监测、水体生态治理以及修复提供基础数据和理论支撑。主要研究结果如下:1.根据2017年淀山湖的浮游动物每月变化,并结合水质和浮游植物数据,探讨了淡水湖泊中浮游动物群落结构的动态变化以及与环境因子的关系。结果表明,淀山湖浮游动物群落结构存在明显的季节性差异(P<0.05),但仅在春、夏季节存在空间差异(P<0.05),其他季节无显著空间差异(P>0.05)。其中当温度小于13.07℃时,表现为冬季群落特征,当温度为13.07℃19.57℃时,表现为春季群落特征;当温度大于19.07℃时,叶绿素a浓度大于9.03 mg·L-1,显示为夏季群落特征,而当叶绿素a浓度小于9.03 mg·L-1时,表现为秋季群落特征。聚类分析将淀山湖浮游动物群落分成3个空间区域;春季时,当氨氮浓度大于1.11 mg·L-1,可将淀山湖上游来水区(区域Ⅱ)与其他两个区域群落特征显著地区分开;夏季时,蓝藻是驱动淀山湖浮游动物群落结构空间差异的主要因素,当蓝藻生物量大于2.58 mg·L-1,浮游动物群落将产生较大的空间差异。指示种得分(Indval)显示,不同区域间的指示种亦有显著差异,但其代表性物种均以富营养水体的指示性物种为主,也表明淀山湖整体上呈富营养化状态,但其不同区域的富营养化程度不同。2.通过室外模拟实验,探讨了后生浮游动物群落结构对水华蓝藻-卵孢金孢藻的响应。结果表明,对照组和处理组的浮游动物群落结构有显著差异(P<0.01)。冗余分析(Redundancy analysis,RDA)分析得出造成此差异的主要因素为蓝藻生物量(包括叶绿素a)、总氮(TN)、可溶性总氮(DTN)、硝酸盐氮(NO3--N)、亚硝酸盐氮(NO2--N)、总磷(TP)和活性磷酸盐(DIP)等。不同处理组的指示性物种也存在差异。指示种分析得出对照组代表性物种主要为透明温剑水蚤和右突新镖水蚤,而处理组(添加蓝藻)代表性物种为巨大五盘轮虫、凸背巨头轮虫和暗小异尾轮虫等。其次,卵孢金孢藻会显著抑制枝角类(老年低额溞和隆腺溞)生长,且随着浓度的升高,可能会推迟枝角类(老年低额溞和隆腺溞)首次产幼溞的时间。3.通过室外模拟实验探讨了后生浮游动物群落结构对水体中氨氮浓度变化的响应。结果表明,低氨氮组(≤1.8 mg·L-1)的浮游动物群落结构和高氨氮组(>1.8 mg·L-1)的浮游动物群落结构有显著差异(P<0.01)。其他协同的影响因素为可溶性总磷(DTP)、可溶性总氮(DTN)、溶解氧(DO)以及活性磷酸盐(DIP)等。此外,通过指示种分析得出低氨氮组的代表性物种主要有细长肢轮虫、钝角狭甲轮虫、索纹单趾轮虫、偏斜钩状狭甲轮虫、球状许水蚤以及台式合甲轮虫;高氨氮组的代表性物种主要为萼花臂尾轮虫、裂足臂尾轮虫、桡足幼体、壶状臂尾轮虫以及长肢多肢轮虫等。4.通过室外模拟实验探讨后生浮游动物对水体中磷浓度变化的响应。结果表明,低磷组(≤0.08mg·L-1)的浮游动物群落结构和高磷组(>0.08 mg·L-1)的浮游动物群落结构有显著差异(P<0.01)。造成差异的主要因素为可溶性总磷(DTP)、可溶性总氮(DTN)、溶解氧(DO)以及叶绿素a(Chla)。通过指示种分析也得出处理组之间的浮游动物有差异,其中低磷组的代表性物种为奇异尖额溞和隆腺溞;高磷组的代表性物种主要包括尾突臂尾轮虫、角突臂尾轮虫、裂足臂尾轮虫、曲腿龟甲轮虫以及萼花臂尾轮虫等。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 引言
  •   1.1 浮游动物
  •   1.2 浮游动物的主要作用
  •     1.2.1 浮游动物的调控作用
  •     1.2.2 浮游动物的指示作用
  •   1.3 影响浮游动物群落特征的因素
  •     1.3.1 非生物因素
  •       1.3.1.1 水温
  •       1.3.1.2 营养元素
  •       1.3.1.3 其他环境因子
  •     1.3.2 生物因子
  •       1.3.2.1 蓝藻
  •       1.3.2.2 捕食和竞争
  •   1.4 研究目的和意义、内容以及技术路线
  •     1.4.1 研究目的和意义
  •     1.4.2 研究内容
  •     1.4.3 技术路线
  • 第二章 淀山湖后生浮游动物群落及其与环境因子的关系
  •   2.1 前言
  •   2.2 材料与方法
  •     2.2.1 样点设置与采样
  •     2.2.2 数据分析
  •   2.3 结果
  •     2.3.1 淀山湖浮游动物群落结构组成
  •     2.3.2 淀山湖浮游动物时空变化
  •     2.3.3 淀山湖水环境因子
  •     2.3.4 淀山湖浮游动物群落结构与环境因子的关系
  •   2.4 指示种分析
  •   2.5 讨论
  •     2.5.1 淀山湖浮游动物空间差异
  •     2.5.2 淀山湖浮游动物季节性差异
  •   2.6 小结
  • 第三章 后生浮游动物群落对水华蓝藻-卵孢金孢藻的响应
  •   3.1 前言
  •   3.2 材料与方法
  •     3.2.1 实验材料
  •     3.2.2 实验设计
  •       3.2.2.1 浮游动物群落结构对水华蓝藻-卵孢金孢藻的响应
  •       3.2.2.2 水华蓝藻-卵孢金孢藻对枝角类生长与竞争的影响
  •     3.2.3 理化指标与浮游动物
  •     3.2.4 数据分析
  •   3.3 结果
  •     3.3.1 水环境因子的变化
  •     3.3.2 不同蓝藻浓度下浮游动物总生物量的变化
  •     3.3.3 不同蓝藻浓度下浮游动物群落结构变化
  •     3.3.4 环境因子以及浮游动物群落结构参数的相关性分析
  •     3.3.5 浮游动物群落与环境因子的关系
  •     3.3.6 不同蓝藻浓度下隆腺溞和老年低额溞种群密度变化
  •   3.4 讨论
  •     3.4.1 水华蓝藻-卵孢金孢藻对浮游动物群落结构的影响
  •     3.4.2 水华蓝藻-卵孢金孢藻对枝角类生长与竞争的影响
  •   3.5 小结
  • 第四章 后生浮游动物群落对水体中氨氮浓度变化的响应
  •   4.1 前言
  •   4.2 材料与方法
  •     4.2.1 实验设计
  •     4.2.2 理化指标与浮游动物
  •     4.2.3 数据分析
  •   4.3 结果
  •     4.3.1 水环境因子的变化
  •     4.3.2 不同氨氮浓度下浮游动物总生物量的变化
  •     4.3.3 不同氨氮浓度下浮游动物群落结构的变化
  •     4.3.4 环境因子以及浮游动物群落结构参数的相关性分析
  •     4.3.5 浮游动物群落与环境因子的关系
  •   4.4 讨论
  •   4.5 小结
  • 第五章 后生浮游动物群落对水体中磷变化的响应
  •   5.1 前言
  •   5.2 材料与方法
  •     5.2.1 实验设计
  •     5.2.2 理化指标与浮游动物
  •     5.2.3 数据分析
  •   5.3 结果
  •     5.3.1 水环境因子的变化
  •     5.3.2 不同磷浓度下浮游动物总生物量的变化
  •     5.3.3 不同磷浓度下浮游动物群落结构的变化
  •     5.3.4 浮游动物群落与环境因子的关系
  •   5.4 讨论
  •   5.5 小结
  • 第六章 结论与不足
  •   6.1 主要结论
  •   6.2 不足和展望
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 杜彩丽

    导师: 王丽卿

    关键词: 后生浮游动物,群落结构,环境因子,蓝藻,氨氮

    来源: 上海海洋大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 上海海洋大学

    分类号: Q958.8

    DOI: 10.27314/d.cnki.gsscu.2019.000531

    总页数: 87

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