长江安徽段通江湖泊浮游动物群落特征及其与环境因子的关系

论文摘要

长江安徽段两岸湖泊众多,均为浅水性湖泊,水生生物物种丰富,与长江保持连通状态,形成江水入湖或者湖水进江的湖泊模式。在安徽段,主要有龙感湖、黄大湖、泊湖、武昌湖、升金湖、菜子湖、破罡湖、白荡湖等湖泊,统称为通江湖泊,总面积约为1498.97km2。由于长期受到季风和长江的影响,这些湖泊形成了独特的水位波动模式:涨水期—丰水期—退水期—枯水期。长期湖泊渔业围网养殖、增加的极端气候,使得这些通江湖泊的生态系统不仅遭受来自人类活动的干扰还要受到极端气候的威胁,因此,通江湖泊的生态系统结构和功能的维持机制是生态学和环境科学等学科的热点问题。浮游动物是水体生态系统独特的生命形式之一,尤其是浮游甲壳动物和轮虫,不仅因为其孤雌生殖和两性生殖的生殖方式,还因为其在食物链中充当的连接初级生产者和高级消费者的角色。浮游动物对环境变化敏感性,在形态上具有较强的可塑性,在水体健康评价中,浮游动物群落结构特征可作为一个重要的指标。本研究以长江安徽段龙感湖、黄大湖、泊湖、武昌湖和升金湖5个典型通江湖泊的浮游动物为研究对象,阐明浮游动物群落的物种组成和功能群结构,分析通江湖泊浮游动物群落结构的季节动态和空间分布格局,识别驱动浮游动物群落变化的关键因子,进一步探讨洪水和围网养殖对浮游动物群落结构的影响,为揭示通江湖泊水生生态系统对环境因子变化的响应机制提供理论依据。主要研究结果如下:(1)在长江安徽段5个通江湖泊中,共鉴定浮游动物68种,其中轮虫40种,枝角类17种,桡足类11种。浮游动物的优势种类主要是短尾秀体溞(Diaphanosoma brachyurum)、长额象鼻溞(Bosmina longirostris)、广布中剑水蚤(Mesocyclop leuckarti)、螺形龟甲轮虫(Keratellacochlearis)、针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla)及剑水蚤幼体(Cyclopidaenauplius)。5个通江湖泊的浮游动物年平均密度为398.6 ind./L,其中枝角类占7.0%,桡足类占9.0%,而轮虫相对密度占83%。5个通江湖泊的浮游动物年平均生物量为2.58±1.74 mg/L,其中桡足类的年平均生物量最大,为1.01±0.61mg/L。在5个通江湖泊中,枝角类的年平均密度最小值为5.21±4.08 ind./L,出现在武昌湖,其最大值(54.32±57.69 ind./L)出现在龙感湖。桡足类的年平均密度最大值(59.74±31.86 ind./L)也出现在龙感湖,而最小平均密度(6.31±4.57 ind./L)则出现在升金湖。轮虫的平均密度是枝角类和桡足类的2倍以上,年平均密度最大值为772.39±385.80 ind./L,出现在龙感湖,而其最小值(34.67±27.47ind./L)出现在升金湖。轮虫的相对丰度在各季节均超过50%,夏季相对较低,为55.41%。轮虫最大密度(1139.2 ind./L)出现在秋季,在夏季达到最小值(89.36 ind./L)。枝角类和桡足类的相对丰度最大值均出现在夏季,分别为24.71%和19.87%。枝角类的平均密度在春季为最大值(57.7 ind./L),之后逐渐减小,在冬季达到最小值(0.34 ind./L)。桡足类的平均密度从春季到夏季逐渐增加,秋季到达最大值(39.85 ind./L),冬季下降到最小值(8.72ind./L)。此外,在通江湖泊中,不同季节轮虫的平均密度均显著高于枝角类和桡足类的平均密度(P<0.05)。(2)在通江湖泊中,浮游动物β多样性在春季达到最大值(25.81),而在冬季为最小值(14.98),夏季和秋季分别为19.09和19.59。显示,在四个季节中,不同的通江湖泊浮游动物差异不明显,但在冬季各个通江湖泊的浮游动物相似性较高。(3)根据浮游动物的营养层次和滤水类型等特征,长江安徽段通江湖泊把鉴定出的22科68种浮游动物共划分轮虫滤食者(RF)、轮虫捕食者(RP)、浮游型滤食者(PF)、浮游型捕食者(PP)、底栖型滤食者(BF)等5个功能群。在通江湖泊浮游动物功能群的组成中,滤食性的轮虫种类最多,捕食性的轮虫种类最少。浮游动物功能群中的种类数随着季节的变化逐渐降低,春季种类最多,冬季最少。RF功能群的种类数明显高于其他功能群的种类数,春季有,夏季和秋季变化不大,分别为,冬季最少有分别为31种、30种、29种和12种。在不同的通江湖泊中,浮游动物功能群的种类数也存在较大的差异性。浮游动物PF功能群的种类数在泊湖为最大值(12种),而在龙感湖为最小值(9种);PP功能群的种类数在龙感湖达到最大值(9种),而最小值出现在升金湖(2种);BF功能群的种类数在武昌湖和龙感湖均达到较高值,为7种;RF功能群的种类数最大值(31种)出现在龙感湖,最小值(18种)在升金湖中。(4)本研究中,在极端水位波动下,华阳河湖群的水环境因子发生了显著变化。叶绿素a、总氮和总磷显著高于常规水位波动的年份(P<0.05)。在极端水位波动的年份,共检测到浮游甲壳动物23种、轮虫39种,均高于常规水位波动年份。但常规水位年份的浮游甲壳动物和轮虫的生物量与密度均显著高于极端水位波动年份(P<0.05)。相较于常规水位波动年份,极端水位波动年份的浮游动物除受温度(WT)和水深(WD)的影响外,总磷(TP)(P<0.01)和pH(P<0.05)也显著影响通江湖泊浮游动物的群落结构。(5)在渔业养殖湖泊中,无围网养殖的武昌湖的浮游动物种类数为41种,少于龙感湖、黄大湖和泊湖等有围网养殖湖泊的53种。武昌湖浮游动物的常见和优势种类是短尾秀体溞(D.brachyurum)、台湾温剑水蚤(Thermocyclops taihokuensis)、螺形龟甲轮虫(K.cochlearis)、针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla)和剑水蚤幼体(Cyclopidae nauplius),而在围网区内外则是长额象鼻溞(Bosmina longirostris)、微型裸腹溞(Moina micrura)、裂足轮虫(Schizocerca diversicornis)、针簇多肢轮虫(P.trigla)和剑水蚤幼体(Cyclopidae nauplius)。武昌湖密度和生物量显著低于围网区内外(P<0.05)。浮游动物密度的聚类分析结果显示,武昌湖的采样点聚集于同一个分支,而泊湖围网内外的采样点则相对分散。连通性更好的龙感湖和黄大湖的围网外采样点则多数聚集到一起。此外,在不同捕食压力下,通江湖泊的浮游动物体长无显著变化(P=0.881),最大平均体长为0.73±0.18 mm,出现在围网内的采样点中。在无围网的武昌湖,大型枝角类盔形溞(Daphnia galeata)的密度显著少于围网区内外(P<0.05),围网外抱卵雌体达到1.4%,略高于围网内,围网内盔形溞幼体和未成熟雌体则高于围网外,这可能与鱼类的捕食压力密切相关。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 浮游动物
•     1.1.1 浮游动物的概述
•     1.1.2 浮游动物的在淡水生态系统的功能
•   1.2 水环境因子对浮游动物群落结构的影响
•     1.2.1 温度对浮游动物的影响
•     1.2.2 水位对浮游动物的影响
•     1.2.3 营养盐对浮游动物的影响
•     1.2.4 鱼类捕食对浮游动物的影响
•     1.2.5 水生植物对浮游动物的影响
•     1.2.6 其他因子对浮游动物的影响
•   1.3 研究目的和意义
•   1.4 研究思路与技术路线
• 第二章 研究区概况与研究方法
•   1 引言
•   2 湖泊概况
•     2.1 龙感湖
•     2.2 黄大湖
•     2.3 泊湖
•     2.4 武昌湖
•     2.5 升金湖
•   3 研究方法
•     3.1 采样点的设置与采样时间
•     3.2 水环境监测指标及方法
•     3.3 浮游动物的采集与鉴定
•       3.3.1 浮游动物的采集
•       3.3.2 浮游动物的鉴定
•     3.4 数据分析
•       3.4.1 浮游动物密度与生物量的计算
•       3.4.2 物种优势度的计算
•       3.4.3 物种多样性指数计算
•       3.4.4 统计分析
• 第三章 长江安徽段通江湖泊浮游动物的群落结构与分布格局
•   1 材料与方法
•     1.1 研究地点
•   2 研究结果
•     2.1 长江安徽段通江湖泊浮游动物种类组成
•     2.2 长江安徽段通江湖泊浮游动物优势种
•     2.3 长江安徽段通江湖泊浮游动物多样性指数
•     2.4 长江安徽段通江湖泊浮游动物密度和生物量
•     2.5 水环境因子对浮游动物群落的影响
•   3 讨论
• 第四章 长江安徽段通江湖泊浮游动物的功能群特征
•   1 结果
•     1.1 通江湖泊浮游动物功能群组成
•     1.2 通江湖泊浮游动物优势功能群的时空分布
•   2 讨论
• 第五章 极端洪水和围网养殖对浮游动物群落结构的影响
•   1 材料与方法
•     1.1 研究地点
•   2 结果
•     2.1 极端水位对通江湖泊浮游动物群落的影响
•       2.1.1 极端水位波动环境因子变化
•       2.1.2 极端水位波动对浮游动物群落结构组成影响
•       2.1.3 极端水位波动对浮游动物密度与生物量影响
•       2.1.4 极端水位波动对浮游甲壳动物优势种密度影响
•       2.1.5 极端水位下环境因子对浮游动物的影响
•     2.2 围网养殖对通江湖泊浮游动物群落的影响
•       2.2.1 通江湖泊不同采样区浮游动物群落组成
•       2.2.2 通江湖泊不同采样区浮游动物密度与生物量
•       2.2.3 通江湖泊不同采样区浮游甲壳动物的平均体长
•       2.2.4 通江湖泊不同采样区溞属生长状况
•   3 讨论
•     3.1 极端洪水对通江湖泊环境因子的影响
•     3.2 极端洪水对通江湖泊浮游动物的影响
•     3.3 围网养殖对通江湖泊浮游动物的影响
• 第六章 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 在学期间取得的科研成果

文章来源

类型: 博士论文

作者: 张坤

导师: 周忠泽,万霞

关键词: 通江湖泊,浮游动物,洪水,围网养殖,气候变化,人类干扰

来源: 安徽大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 安徽大学

分类号: Q958.8

DOI: 10.26917/d.cnki.ganhu.2019.000021

总页数: 118

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