太原汾河蓄水区2014年丰水期叶绿素的时空变化及环境因子相关性分析

应用主成分分析(PCA)和典范对应分析(CCA)方法,对太原汾河蓄水区的环境因子和浮游植物之间的关系进行分析和探讨。结果表明,太原汾河蓄水区水体叶绿素含量具有一定的时空差异性,变化范围为5.83—181.00 mg/m~3,各采样点7月的叶绿素含量整体较高,S8河段(南中环桥-祥云桥)具有最大值181.00 mg/m~3,而S1河段(柴村桥下)平均含量仅10.60 mg/m~3。叶绿素含量与高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、总磷、氮磷比及pH相关性显著。PCA分析表明浮游植物生物量、有机物质、氮磷营养盐、水文气象状况以及水体光合作用强度都是影响汾河蓄水区水环境的因素,其中叶绿素、高锰酸盐指数、化学需氧量、总磷的影响更为显著。CCA结果表明蓝藻门、绿藻门、硅藻门植物的空间分布差异小,但相对多度值存在一定的差异,各样点之间以及环境因子的相关性存在不同程度的差异。     

太原汾河蓄水区浮游植物细胞密度及其与营养元素的关系

水体营养元素是影响水体生态系统的重要因素,决定着水体中不同的浮游生物群落结构,也是评价水质和水体营养状态的重要指标。对太原汾河蓄水区9个样点浮游植物和各项水环境及营养元素进行了调查与分析,调查期间发现(1)该流域蓝藻和绿藻为主要优势类群,即构成了以蓝-绿藻门为主要的浮游群落。平水期与丰水期优势种均以蓝藻门的微小色球藻(Chroococcus minutus)、微小平裂藻(Merismopedia tenuissima)、小颤藻(Oscillatoria tenuis)、铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为主,其丰度分别占平水期和丰水期藻细胞总数的42.95%和59.24%。叶绿素a含量随地理位置变化明显,中下游显著高于上游。(2)太原汾河蓄水区水质均达到富营养状态。由于太原汾河蓄水区沿途的生活垃圾、污水的不合理排放,导致汾河中总氮、总磷等指标偏高,最终导致整个水体处于轻度富营养状态或中度富营养状态。(3)叶绿素a含量与水温、总氮、总磷呈显著正相关,与有机物含量呈极显著正相关,总磷的影响最为明显,说明磷可能是该地区浮游植物生长的限制因子。     

公园水体浮游植物与环境因子的关系

于2006年10月—2007年9月,对上海市10个公园景观水体水质环境因子及浮游植物群落结构进行逐月监测,应用主成分分析(PCA)和典范对应分析(CCA)探讨了浮游植物数量与水质环境因子之间的关系,评价了城市水环境状况,以期为公园水体的水质管理提供科学依据。结果表明:共鉴定公园水体浮游植物8门167种,浮游植物丰度范围为2.16×106～7.87×106cells·L-1,主要以蓝藻、硅藻、绿藻为主,优势种由皮状席藻(Phormidium corium)、窝形席藻(Ph.fovedarum)、微小平裂藻(Merismopedia tenuissima)、尖针杆藻(Synedraacus)、银灰平裂藻(M.glauca)、啮蚀隐藻(Cryptomonas erosa)等组成;公园景观水体水温变幅为7.9～29℃,水深0.79～1.05m,透明度0.5～0.70m,总氮0.896～3.9mg·L-1,铵氮0.224～1.979mg·L-1,硝酸盐0.126～0.346mg·L-1,亚硝酸盐0.015～0.140mg·L-1,总磷0.063～0.372mg·L-1,活性磷0.007～0.194mg·L-1,化学需氧量为5.418～10.685mg·L-1。PCA分析表明,水温、透明度、氮磷营养因子以及化学需氧量是影响浮游植物密度变化的主要因素。CCA分析表明,总氮、总磷、透明度和水温是影响浮游植物群落结构季节变化的主要驱动因子。     

无机氮磷添加对太湖来源浮游植物和附着生物生物量的影响术

为了探讨富营养对太湖来源水体浮游植物的影响,对来源于太湖梅梁湾的水体进行氮磷营养盐添加实验.实验共3个处理(T0、T1和T2),T0不进行营养盐添加,处理T1和T2添加无机氮磷,T1中总氮、总磷净增加分别为10和0.5 mg·L-1,T2添加的量为T1的2倍.结果表明:T0的浮游植物叶绿素a含量明显低于添加营养盐的2个处理,而添加营养盐的2个处理之间没有显著差异,说明氮磷营养盐的添加在一定程度上能够促进浮游植物的生长,但并非营养盐添加越高浮游植物生物量就越高;添加处理与对照中附着生物叶绿素a含量的比较结果与浮游植物生物量的相同;T2中浮游植物的生长可能受到除氮磷之外的因素的限制;T1和T2中均没有出现期望的蓝藻水华,表明蓝藻水华的形成不只是与充足的氮磷供应有关.     

在不同蓄水位下三峡库区春季水华特征及趋势分析

基于2004—2015年三峡库区支流春季水华的监测数据,开展了三峡库区不同蓄水位下春季水华特征及趋势分析。结果表明:总共有26条支流发生春季水华,香溪河为水华发生概率最高的支流。水华藻类优势种主要是硅藻和甲藻,甲藻水华出现的概率随着蓄水位的增加而增加,但是在持续几年175 m蓄水之后,甲藻水华出现的频率下降,硅藻水华出现的频率增加。在175 m蓄水之前,水华发生期藻类密度、叶绿素a含量及水体营养盐水平相对较低,此后都有了较高的提升,但是在持续几年175 m蓄水之后,藻类密度、叶绿素a浓度以及营养盐浓度都有下降趋势。对藻密度及叶绿素a含量与主要环境因子进行主成分分析(Principal components analysis)发现,藻密度和叶绿素a与总磷、总氮、高锰酸盐指数聚类一簇,藻密度、叶绿素a浓度与总磷、溶解氧、高锰酸盐指数显著正相关。在蓄水之后,三峡库区支流营养水平有所增加,随着蓄水位的增加,三峡库区支流断面的平均流速降低,在合适的温度下,三峡库区支流水华易发生。     

不同植被防护措施对三峡库区土质道路边坡侵蚀的影响

为了探明沙湖浮游动物密度、生物量、分布与水环境因子之间的关系,运用多元逐步回归分析、通径分析和典范对应分析方法对2009年4月、7月、10月、2010年1月测定的沙湖浮游动物密度、生物量数据与水环境因子进行多元分析。结果表明:沙湖浮游动物密度与叶绿素a含量、总氮、总磷之间呈显著线性相关,影响沙湖浮游动物密度的主要水环境因子依次为叶绿素a含量、总氮、总磷;浮游动物生物量与叶绿素a含量、总氮、透明度、化学需氧量(CODMn)之间呈显著线性相关,影响浮游动物生物量的主要水环境因子依次为叶绿素a含量、总氮、透明度、化学需氧量;叶绿素a含量和总氮对浮游动物的直接影响作用最强,其他水环境因子主要通过影响叶绿素a含量间接影响浮游动物密度及生物量。浮游动物与水环境因子的CCA排序结果将分别适应不同水环境的16种浮游动物分为3组,叶绿素a含量、化学需氧量、水温和总磷是影响沙湖浮游动物群落特征及时空分布的主要水环境因子。     

2006年夏季南黄海浮游植物叶绿素a分布特征及其环境调控机制

根据2006年夏季南黄海生态调查资料,分析了浮游植物现存量(叶绿素a)的空间分布特征及其主要环境调控机制.结果表明:南黄海浮游植物叶绿素a浓度范围为0.07～12.17 mg/m3,平均值为1.42 mg/m3;浮游植物叶绿素a平面分布呈近岸混合区高于外海层化区的特征,总体上随水体盐度和营养盐梯度的变化而变化,其中浅海陆架锋区对浮游植物有明显的聚集作用,垂直结构中层化区叶绿素次表层最大值现象明显,且最大值的深度和量值具有明显的区域差异;叶绿素a浓度与主要环境因子的相关性分析表明,在较大空间尺度上营养盐是浮游植物的主要调控因子,温度、光照和浮游动物摄食等也在一定空间和程度上对浮游植物的生长产生影响.     

香溪河库湾水体异养细菌及无机磷细菌分布特征

2003 年三峡水库蓄水后, 香溪河入库区段形成典型的水库型库湾, 磷污染严重, 导致水华频发。异养细菌是水体物质循环的重要参与者, 其中无机磷细菌释放结合态磷加重了水体富营养化。为了研究异养细菌和无机磷细菌对水体富营养化的影响, 在库湾设置7 个采样点, 2015 年 4 月、6 月、9 月和12 月分别采集水样, 测定样品总氮(TN)、总磷(TP)、磷酸盐(PO₄-P)及表层(水面下方0.5 m)水体叶绿素a(Chl.a)浓度, 实验室培养异养细菌及无机磷细菌。利用SPSS 17.0 对水体可培养异养细菌和无机磷细菌的时空变化进行单因素方差分析, 并用SPSS 软件分析细菌含量与总氮浓度、总磷浓度、磷酸盐浓度和叶绿素 a 浓度的相关性。结果显示: 异养细菌和无机磷细菌含量与叶绿素 a 浓度无显著相关性; 无机磷细菌与氮磷相关性均高于异养细菌, 说明香溪河库湾无机磷细菌与水体氮磷关联性大于异养细菌。     

三峡库区甘井河水域牧场浮游植物群落结构及水质评价

为了解三峡库区的忠县甘井河段水域牧场生态渔业对水环境的影响, 于2013 年3、6、9 及12 月按季度对该河段4 个站点进行了浮游植物群落结构及水体理化因子的监测, 并采用生物多样性指数法和综合营养状态指数法对水体营养状况进行了评价。结果表明, 该河段浮游植物有7 门93 个属种, 其中绿藻门的物种数最多, 有37 种, 占浮游植物群落总数的39.79%, 其次为硅藻门和蓝藻门, 物种数分别为26 种和13 种,分别占浮游植物群落总数的27.96%和13.98%;浮游植物的年均丰度为757.67104 ind./L, 变化范围(3.065743.99)104 ind./L, 年均生物量为4.40 mg/L, 变化范围0.0317.67 mg/L;水体的年平均透明度为1.18 m, 叶绿素a、总磷、总氮含量分别为8.54 g/L、0.13 mg/L、1.95 mg/L;浮游植物香农多样性指数(H')、均匀度指数(J)年均值分别为2.90 和0.88, 全年综合营养状态指数值为37.5971.86, 由此推断, 甘井河水质属于中污染轻污染状态、中营养型富营养型。在鱼类生长旺季的6 月, 甘井河段养殖区内的水质优于非养殖区, 这可能与养殖区内放养滤食性鱼类有关, 证实了水域牧场没有带来水环境的污染, 反而能提高生物多样性, 在一定程度上改善了水体。       

乌梁素海全季不同形态氮磷及浮游植物分布特征

为监测乌梁素海全季不同形态氮磷及浮游植物分布特征, 研究了乌梁素海2016年4—11月和2017年1月的不同形态氮磷和藻类的浓度变化。实验结果表明: 总氮浓度秋季最高, 总磷浓度冬季最高, 应加强对河套灌区农事行为的管理以减少氮磷等营养盐排入; 对乌梁素海12个监测点浮游植物镜检知共监测到浮游植物6门69属, 全年以硅藻、绿藻种群占优势; 乌梁素海各采样点浮游植物丰度在6.88×107—96.66×107 cell•L -1间变化, 浮游植物各种群丰度表现为春冬季低, 夏秋季高; 空间采样点丰度值由大到小顺序为南部明水区和出水口、N13（芦苇区）、进水口附近点位和Q10（旅游区）。掌握全季不同形态氮磷及浮游植物分布特征对各季度有针对性地治理湖泊水体意义重大, 为乌梁素海以及寒区富营养化湖泊的进一步修复提供理论支持与参考。     

南方某水库轮虫群落特征及其对环境因子的响应

于2006年8月至2007年8月,对广东省某水库4个站点轮虫群落的周年变化进行了调查分析,同时测定了浑浊度、叶绿素、总氮、总磷等理化因子。调查期间,共记录轮虫41种,以臂尾轮属和异尾轮属种类居多,全年以广布多肢轮虫(Polyarthravulgaris)和尖尾疣毛轮虫(Synchaetastylata)为主要优势种;轮虫丰度范围为6-1966ind./L,以库心和大坝处的轮虫丰度较高,高峰期出现在夏秋季。相关分析显示叶绿素浓度对轮虫群落有重要影响。典范对应分析(CCA)表明,采样站点具有明显的空间异质性。CCA分析还表明浑浊度和透明度是影响轮虫空间分布的重要因子,水温和叶绿素浓度是影响轮虫群落结构季节变化的主要因子。CCA排序可将轮虫分为3个类群,优势种广布多肢轮虫位于CCA坐标轴的原点附近,表明其所受环境因子影响较小。根据相关加权营养状态指数(TLI),该水库处于中营养型。     

珠江口大型底栖动物的群落结构及影响因子研究

2008年8月至2009年5月, 调查了珠江口水域大型底栖动物季节分布以及与环境的关系, 结果表明:共鉴定出大型底栖动物34种, 多毛类和软体动物是该水域大型底栖动物的主要类群;大型底栖动物的密度和生物量以春季最高, 分别为759ind/m2和5.03g/m2,秋季则最低,分别为274ind/m2和2.34/g/m2.食底泥者是珠江口大型底栖动物最主要的功能摄食类群。研究区大型底栖动物的物种多样性指数(H′)、物种均匀度指数(J′)和物种丰富度指数(D)差异均不显著。典型对应分析表明:夏季锌、铜、铅、磷酸盐和透明度等5个因子与珠江口大型底栖动物群落相关性显著;秋季为铵氮;冬季和春季则分别为透明度和温度。       

滴水湖现生介形类与水环境因子间的典范对应关系

滴水湖作为人工新建湖泊,其生态系统形成过程中的跟踪数据对重建其他湖泊生态系统具有重要的参考意义。2013年7月和2014年8月对滴水湖现生介形类分布状况及水环境因子分别进行了调查,结果发现,滴水湖湖水盐度范围介于1.4‰—2.0‰之间,属于微咸水湖。12个采样点共鉴定出现生介形类13种,包括非海相类克氏丽星介Cypria kraepelini(G.W.Müller)和无偶斗星介Cypridopsis vidua(O.F.Müller),海相类中华洁面介Albileberis sinensis Hou、向岛薄丽星介Dolerocypria mukaishimensis Okubo、腹结细花介Leptocythere ventriclivosa Chen、东台新单角介Neomonoceratina dongtaiensis Yang et Chen、长新中华花介Neosinocythere elongata(Hu)、闪光似异口介Paradoxostoma nitida Ho、典型中华美花介Sinocytheridea impressa(Brady)、长中华海花介Sinopontocythere elongata(Gou)、古屋刺花介Spinileberis furuyaensis Ishizaki et Kato、美丽刺面介Spinileberis pulchra Chen和丰满陈氏介Tanella opima Chen。应用典范对应分析(CCA)方法对滴水湖12个样点的8种介形类和9个环境因子进行了相关性研究,结果显示:介形类和环境因子间具有明显的相关性;9个环境因子中叶绿素、总磷和电导率对介形类的分布影响最大,总氮和湖水水温对介形类也有一定影响;从物种分布状况看,相对于低分布频度物种,高分布频度(Y>0.01)物种对环境的耐受性更大,其中Cypria kraepelini和Neomonoceratina dongtaiensis对环境因子的敏感性明显高于其它物种。结合历史资料分析发现,不仅自然环境因子(如电导率、水温等),而且人为干扰因素(如总磷、总氮)都对介形类分布的改变起到重要影响。     

汾河入黄口夏季微生物群落结构分析

【背景】河流交汇区日益成为流域生态治理的焦点和热点之一。【目的】探明汾河入黄口微生物群落结构及其主要环境影响因子。【方法】应用16S rRNA基因Illumina MiSeq高通量测序技术,分析了汾河入黄口夏季微生物群落结构,并利用典范对应分析(Canonical correspondence analysis,CCA)了解影响微生物群落的主要环境因子。【结果】多样性指数分析表明该区域微生物群落多样性较高。微生物多样性分析发现优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria);在属分类水平上,相对丰度最高的菌属为芽孢杆菌属(Bacillus),其次为乳球菌属(Lactococcus)和hgcI_clade。Spearman相关性分析及典范对应分析表明环境因子对水体微生物群落结构具有显著影响。【结论】汾河与黄河微生物群落组成具有一定的差异,不同环境因子对不同微生物的影响程度不同,p H和溶解氧(Dissolved oxygen,DO)是汾河入黄口微生物群落结构的主要影响因子。     

中国典型湖泊富营养化现状与区域性差异分析

为全面科学地综合评估全国富营养化现状, 以全国五大湖区22个典型湖泊为研究对象, 科学评估了其富营养化状态, 分析了全国湖泊富营养化状态的区域性差异, 并探讨了富营养化状态与总磷的定量关系。结果表明, 2010—2011年, 59.1%的调研湖泊处于不同程度的富营养化状态, 其中云贵湖区的富营养化程度最为严重, 蒙新湖区的富营养化呈两极分化状态, 东北山地-平原湖区与东部湖区的湖泊基本均处于中营养-轻度富营养之间, 青藏高原湖区的富营养化程度最低。通过分析日照数、无霜期、气温、水深、海拔、降雨与湖泊营养状态的关系, 揭示了湖泊所处的地理位置是影响湖泊富营养化的基本因素, 具有区域性的分布规律。综合分析结果表明, 全国范围内湖泊中叶绿素a与总磷浓度存在显著相关性, 其中东部平原湖区、东北平原-山地湖区、青藏高原湖区和云贵高原湖区的叶绿素a与总磷浓度符合三次曲线方程, 蒙新湖区的叶绿素a与总磷浓度符合S型曲线方程; 东部平原湖区、东北平原-山地湖区、青藏高原湖区叶绿素浓度随着总磷浓度的增加, 首先出现1个极小值点, 然后出现1个极大值点, 其中3个湖区极小值点对应的总磷浓度分别为: 0.054、0.089和0.072 mg/L, 可为我国对应湖区的湖泊富营养化控制指标提供借鉴。     

长江口夏季浮游植物群落与环境因子的典范对应分析

于2004年8月28日至9月6日在长江口水域进行了水文、化学和生物的综合嵌套式外业调查,应用CANOCO4.0软件对获得的浮游植物物种数据和环境因子数据进行了典范对应分析(CCA),并作出了物种、样点分布与环境因子关系的二维排序图。结果表明,长江水入海所带来的泥沙及其形成的营养盐梯度差异是影响这一区域物种分布格局最重要的因素。根据环境因子与排序轴的相关系数,影响这一海区浮游植物分布的主要环境因子依次为透明度、硝酸盐和硅酸盐。主要浮游植物优势种中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和细长翼鼻状藻(Proboscia alata f. gracillima)的分布和硝酸盐以及盐度、浊度密切相关,中肋骨条藻适合在低盐度高浊度高硝酸盐浓度的河口水域生存,而细长翼鼻状藻则分布于高盐度高透明度低硝酸盐浓度的开阔海。排序揭示了浮游植物物种对于生态环境的需求以及它们在不同资源维上的生态分化现象。     

GRADIENT ANALYSIS OF DIATOM ASSEMBLAGES IN WESTERN KENTUCKY WETLANDS1

Diatom and water chemistry data from 35 wetland sites in western Kentucky were used to assess diatoms as indicators of ecological conditions in wetlands. The wetlands were affected by different degrees of acid mine drainage and agriculture. Canonical correspondence analysis indicated that the distribution of diatoms was highly correlated with conductivity and total phosphorus (TP), two variables commonly associated with acidic mine drainage and agriculture, respectively. Diatom-based inference models were developed for use as quantitative indicators of two important environmental variables in wetlands: conductivity and TP. Diatom-inferred conductivity and TP values were highly correlated with measured values. Cross-validation with jackknifing procedures suggested that high apparent r² between inferred and measured conductivity was overly optimistic and should be treated with caution. Jackknifing-derived TP inference models performed poorly in predicting TP toward the ends of low and high TP concentrations. In general, the conductivity inference models based on plankton had better predictability than those based on epiphyton. Epiphyton-based inference models can predict TP better than plankton. Therefore, diatoms in planktonic and epiphytic assemblages could provide complementary information on ecological conditions. Our data suggest that diatoms can reflect major regional environmental gradients and therefore can be used as indicators of the ecological conditions in wetlands. Quantitative inference models with known predictive power can aid the development of realistic and ecologically sound biotic indices for this region.     

RELATIONSHIPS BETWEEN LITTORAL DIATOMS AND THEIR CHEMICAL ENVIRONMENT IN NORTHEASTERN GERMAN LAKES AND RIVERS1

We explored statistical relationships between the composition of littoral diatom assemblages and 21 chemical and physical environmental variables in 69 lakes and 15 river sites in the lowland of northeastern Germany. Canonical correspondence analysis with single treatment and with forward selection of environmental variables was used to detect 11 important ecological variables (dissolved inorganic carbon [DIC], Na ⁺ , total phosphorus [TP], dissolved organic carbon [DOC], total nitrogen [TN], pH, oxygen saturation, dissolved iron, SO₄^{2 ?} , NH₄ ⁺ , soluble reactive silicium) and maximum water depth or Ca^{2 +} or soluble reactive phosphorus that most independently explain major proportions of the total diatom variance among the habitats. Monte Carlo permutation tests showed that each contributed a significant additional proportion (P < 0.05) of the variance in species composition. Together, these 11 most important environmental variables explained 34% of the total variance in species composition among the sites and captured 73% of the explained variance from the full 21 parameters model. Weighted‐averaging regression and calibration of 304 indicator taxa with tolerance down‐weighting and classic deshrinking was used to develop transfer functions between littoral diatoms and DIC, pH, TP, TN, and Cl ^? . The DOC:TP ratio was introduced and a weighted‐averaging model was developed to infer allochthonous DOC effects in freshwater ecosystems. This diatom‐DOC/TP model was significant (P < 0.001) and explained 7.6% of the total diatom variance among the sites, surpassing the inferential power of the diatom‐TP‐transfer function (7.3% explained variance). The root‐mean‐square errors of prediction of the models were estimated by jack‐knifing and were comparable with published data sets from surface sediment diatom samples. The data set of littoral diatoms and environmental variables allows use of the diatom‐environmental transfer functions in biomonitoring and paleolimnological approaches across a broad array of natural water resources (such as floodplains, flushed lakes, estuaries, shallow lakes) in the central European lowland ecoregion.