（微生物学专业论文）洱海周丛藻类生态学研究.pdf

硕士学位论吏 m a s t e r st h e s i s l l i i ii ii ii ii11 1 i ii iiiii y 18 9 8 19 5 华中师范大学学位论文原创性声明和使周授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作 所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 作者签名： 叼陂 a 翔m t 1 年玉其小 学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解华中师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研 究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华中师范大学。学校有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅； 学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手 段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。 非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 名协艮：罾雾乡 日期：沁c 阡y 月引e le l 期：f f 年j 月弓7 日 本人已经认真阅读“c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人的 学位论文提交“c a l i s 高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章程”中的 规定享受相关权益。回意途塞握变卮溢蜃! 旦圭生i 旦二生；旦三生筮查! 作者始笏缎 日期：a 。c 睁多月弓日 导师签名： 日期：如c f 日 箩帕 昼参f 圣年 硕士学位论炙 m a s t e r st h e s i s 摘要 周丛藻类是水体中附着在基质上的藻类，是湖泊、河流中的重要初级生产者， 对湖泊生态系统的调节起着至关重要的作用。本文调查了洱海流域代表性湖泊周丛 藻类群落状况，并分析了各种环境因子对周丛藻类的生物量( c h l a 、干重、无灰 分干重) 和生物多样性的影响。 通过对洱海及其上游湖泊西湖和茈碧湖的调查发现，洱海周丛藻类的现存量高 于西湖和茈碧湖，洱海c h l a 的含量显著高于西湖和茈碧湖( 尺0 0 5 ) 。洱海的优势 种是绿藻门的暗丝藻、刚毛藻以及附生其上的普通等片藻等。西湖优势种是舟形藻 属和暗丝藻。茈碧湖的优势种是舟形藻、桥弯藻和脆杆藻属。洱海c h lb 整体高于 西湖和茈碧湖水平，洱海e h l 9 的c h lb c h la 显著高于茈碧湖( p ( 0 0 5 ) ，表明洱 海绿藻所占比例比西湖和茈碧湖大。而c h lc c h la 则是西湖最高，茈碧湖次之， 表明硅藻相对含量为西湖 茈碧湖 洱海。定量细胞计数结果也显示洱海周丛藻类含 有较多的团集刚毛藻，而西湖和茈碧湖则含有较多的小环藻、舟形藻和桥弯藻，与 各湖泊叶绿素的测定结果一致。c c a 的结果显示周丛藻类与t p 呈显著正相关 ( r = 0 8 7 8 9 ，p ( 0 0 1 ) ，表明t p 是影响洱海流域周丛藻类分布的主要环境因子。 通过探讨风浪、深度、基质类型、基质粗糙度和水质对人工基质上周丛藻类生物 量和多样性的影响，发现风浪对周丛藻类影响较大。风浪降低周丛藻类的多样性 ( 尺0 0 5 ) ，同时降低周丛藻类的生物量( p e r h a il a k e t h es a m ea n s w e ri s o b t a i n e di na l g a lc e l lc o u n tr e s u l t ，w h i c hd i s p l a yc l a d o p h o r ag l o m e r a t aw a sm o r ei ne r h a i l a k e ，o nt h eo t h e rh a n d ，m o r ec y c l o t e l l as p p , n a v i c u l as p p ，c y m b e l l as p pw e r ef o u n di n x i h ul a k ea n dc i b i h ul a k e c c aa n a l y s e sw e r ec o n d u c t e dt oe v a l u a t et h er e l a t i o n s h i p b e t w e e nt h ea b u n d a n c eo fp e r i p h y t o na n dt h ee n v i r o n m e n tf a c t o r s ，w h i c hs h o w e dt h a tt p c o n c e n t r a t i o ni nw a t e rw e r et h em a i nf a c t o r sa f f e c t i n gt h es p e c i e sd i s t r i b u t i o ni ne r h a i d r a i n a g ea r e a t h ee f f e c t so f w a v e s ，d e p t h s ，t y p e so fs u b s t r a t a , r o u g h n e s sa n dw a t e rq u a l i t yi m p a c t e d o nt h eb i o m a s sa n db i o d i v e r s i t yo f p e f i p h y t o na t t a c h e do na r t i f i c i a ls u b s 仃a t ar e v e a lt h a t t h ew a v e sh a db i g g e ri n f l u e n c e t h er e d u c t i o no f b i o d i v e r s i t yd u et o w a v e si s s i g n i f i c a n t l y ( p 0 0 5 ) ，a n dl o w e rt h eb i o m a s s ( p 0 0 5 ) ，s i m u l t a n e i t y t h er e a s o nm a yb e t h a to n l ys o m ek i n d so fp e r i p h y t o nw h i c h h a dp o w e r f u lc a p a c i t yo f a t t a c h m e n tc a l lg r o w o nt h es u b s t r a t a , t h e r e b yt h eb i o d i v e r s i t yo fa l g a er e d u c e d t y p e so fs u b s t r a t ah a sl i t t l e e f f e c t so nt h eb i o m a s so fp e r i p h y t o n ，b u tr o u g h n e s sc a ne l e v a t et h eb i o d i v e r s i t y ( 尸 0 0 1 ) i i t h eb i g g e s tb i o m a s st u r nu po nt h ed e p t h so f0m a n d0 5 m ，m o r e o v e r , t h eb i o d i v e r s i t yi s p r e c e d e d1 5 md e p t h ，s i g n i f i c a n t l y ( p 砂砾，大小适中的基质上主要着生蓝藻 和可以移动的硅藻，而稍大的基质上生长面着生的硅藻和丝状藻类【4 2 1 。 以上说明不同湖泊不同基质对周丛藻类的影响不同，对于洱海不同基质对周丛 藻类的影响还未可知。 2 4 2 基质大小 m a r kr l u t t e n t o n 利用2 5 c m x 2 5 c m ，5 c m x 5 c m ，7 5 c m x 7 5 c m 的瓷砖作基质， 发现基质大小对周丛藻类的生物量有影响，面积最小的挂片藻类生物量最大，面积 最大的挂片藻类生物量最小。靠近基质边缘的藻类密度大，并呈现出向挂片中心逐 渐减少的趋势【2 7 】。基质的多小和藻细胞的大小无关m 】。 2 5 粗糙度对周丛藻类的影响 基质粗糙度大的基质，表面积比光面基质略大，且空间异质性增加，所以粗糙 的基质上周丛藻类的生物量会高于光面。s u n i l ar a i 比较了稻草垫、竹杆为周丛藻 类基质对鲤鱼养殖的影响，增加基质可提高周丛藻类生物量从而有效地提高鲤鱼的 产量，稻草垫、竹杆的粗糙度对周丛藻类的生长有影响【4 3 1 。 2 6 周丛藻类和湖泊营养状态的关系 江章宗涉调查了图们江的周丛藻类，认为微小异极藻耐受悬浮物污染，隐头舟 形藻耐受中度污染，而冬生等片藻、箱型桥弯藻、泉生菱形状等则为清水种】。利 用周丛藻类处理污水也取得了不错的效果，周丛藻类能够降低水体的氮磷，总悬浮 物等，处理后群落结构由单细胞的硅藻和绿藻群落演替为蓝藻和绿藻t 4 5 - 4 6 1 。 3 本研究的目的和意义 周丛藻类作为水生态系统的初级生产者，在水生态系统中起着重要作用，但相 关研究与浮游植物和水生植被相比仍比较薄弱。前期研究表明周丛藻类在富营养程 度中等的水体湖滨带中对水体初级生产力贡献较大，为深入了解我国湖滨带周丛藻 6 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 类生态学规律，本文选择中等富营养化湖泊洱海为对象，通过调查洱海及其上游湖 泊西湖和茈碧湖的周丛藻类，了解洱海流域周丛藻类的群落结构组成、现存量、优 势种等，分析比较流域内不同水体的周丛藻类群落结构特点，了解其空间分布的主 要影响因子。 此外通过现场模拟挂片实验，研究风浪、深度、基质类型、基质粗糙度和水质 对洱海周丛藻类的生物量和多样性的影响，阐明周丛藻类生物量( c h la - d w 、a f d w ) 的季节变化以及上述因素对周丛藻类多样性的影响。通过本研究结果进一步了解湖 滨带周丛藻类群落的主要影响因素。 7 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 第二章材料和实验方法 1 人工基质设置方法 人工基质材料选用大理石( 3 c mx8 c m ) 、玻片( 3 c mx1 0 c m ，夹板宽2 c m ) 的 薄板，然后选择下面的方式( 图1 ) 并联制成挂板。每隔o 5 m 放置一块挂板。相同 的挂板做8 个平行。 每隔1 0 天采样一次，每次采集不同地点不同深度的挂板。采样方法同上，装 有冰袋的保温箱带回实验室统计数据。 下面几张图片是玻璃挂片的实物模型： 雾 ； ；静 图1 人工玻璃基质 f i g1 t h ea r t i f i c i a ls u b s t r a t ao fg l a s s 2 各项水化指标测定和样品处理方法 2 1 水质指标方法【4 7 】 t n 碱性过硫酸钾氧化一紫外分光光度法 t p 、s r p 钼锑抗分光光度法 高锰酸盐指数酸性法 n 吖- n纳氏试剂光度法 n 0 3 。n 酚二磺酸光度法 c h l a 水体浮游植物c h la 和周丛藻类c h la 的测定【4 8 】 8 硕士学位论炙 m a s t e r st h e s i s 2 2 周丛藻类采集方法 天然基质上的周丛藻类主要采集湖岸边石块上附着的藻类，收集水面下2 0c m 的天然基质( 石块) ，用小刀或者硬毛牙刷将一定面积的石性基质表面上的周丛藻 类样品轻轻刮下，装入5 0 m l 采样管中，用蒸馏水冲洗3 次，置于装有冰袋的保温 箱带回实验室分析。同时现场测定水温( w t ) 、p h 、溶氧( d o ) 及透明度( s d ) ， 并取水样1l ，带回实验室按照国标方法w 7 】测定水化指标( t n 、t p 、c o d m b 、n 0 3 - n 、 n h 4 + - n 、s i 诤) 以及浮游藻类c h la 含量。 将采集的周丛藻类定容到5 0 m l 后，摇匀后：取2 0 m l 一份用于测定周丛藻类的 干重( d r yw e i g h t ，d w ) 和无灰干重( a s h - f r e ed r yw e i g h t , a f d w ) 【4 8 1 ，取5 1 0 m l 过滤 后用9 0 的丙酮溶液提取叶测定绿素( c h la 、c h lb 、c h lc ) 4 9 1 ；其余部分保存于 5 的福尔马林溶液中，用于周丛藻类的种类鉴定和定量分析。硅藻的酸处理参照中 国淡水藻类系统、分类及生态 5 0 l ，在光学显微镜下，用视野法对周丛藻的临 时装片进行计数，每片计数不少于4 0 0 个。藻类的鉴定参照中国淡水藻类 系统、分类及生态、中国西藏硅藻【5 l 】和淡水生物图谱【5 2 1 等。 2 3 计算公式和方法【5 3 1 以种类数目数目、全部种的个体总数及每个种的个体数目为基础的多样性指数 综合反映了群落中种的丰富程度和均匀程度，是应用较普遍的一类多样性指数。这 里n i 是种i 的个体数，n 为总个体数，p i - n i n ，s 为物种种类数目，i = l ，2 ，3 n 。 2 3 1s i m p o n 指数 d ：争堡坠! ! 智n f n 1 ) 2 3 2m a r g a l e f 指数 d = = s - 1 2 3 3p i e l o u 均匀度指数( j s i ) “2 可1 - e pi 2 3 4s h a n n o n - w i e n e r 指数 9 硕士学位论炙 m a s t e r st h e s i s s h = 一yp i i n p i j _ 一 i = l 2 3 5 相似性指数的计算【剐： 利用m i c h a e lj s u l l i v a n 使用的s t a n d e r 公式来比较物种之间的相似性大小。 s = s yp 面p k j ，一 滓l s 是a ，b 两个群落的相似度，p a i 和p b i 分别是第i 个物种在群落a 、b 中的百 分比数，s 是两个群落所有物种总数。 2 3 6 富营养化指数【4 8 】： 用触指数反映周丛藻类的富营养化状态，通常m 值在5 0 2 0 0 之间，大的 a i 值表明异养生物比例增加，指示较差的水质状况。 t a f d w ( m g m z ) f 1 j 一：一 c h la ( m g m z ) 3 3 7d c a 、c c a 利用除趋势分析( d e t r e n d e dc o r r e s p o n d e n c ea n a l y s i s ，d c a ) 和典范对应分析 ( c a n o n i c a l c o r r e s p o n d e n c ea n a l y s i s ，c c a ) 对洱海藻类和各个环境因子之间的关系 进行分析。这个分析过程在c a n o c o4 5 中完成。 l o 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 第三章洱海、西湖、茈碧湖野外调查结果 洱海属澜沧江水系，主要依靠大气降水、森林滞留水等作为水源补给【5 5 】，是大理 市的主要饮用水源地，又是苍山洱海国家级自然保护区和风景名胜区的核心，提供 工农业生产用水调节气候环境等多种功能，是整个流域乃至大理州经济社会可持续 发展的重要基础，堪称大理人民的母亲湖，其上游有西湖和茈碧湖。洱海目前水质 处于中富营养化状态，治理洱海迫在眉睫。周丛藻类是湖泊重要的初级生产力，对 净化水体有重要作用1 4 6 1 ，还能为鱼虾提供饵料。洱海流域有关周丛藻类的相关报道 还较少，所以洱海周丛藻类的研究任重而道远，需要我们开展洱海流域周丛藻类的 现状调查，这有助于我们掌握洱海流域周丛藻类群落结构和组成的第一手资料，为 洱海周丛藻类生态学研究提供必要的参考。 1 实验样点介绍 洱海位于大理白族自治州，跨越大理、洱源两县，是云南省第二大湖泊，位于 东经10 0 o o5 一100o17 北纬25 o 36 一25 o 587 ，是沿湖人民生活、 灌溉、工业用水的主要水源，是滇西著名风景区【5 6 】。洱海西临苍山，山麓为大理平 原，属断层湖。入湖河流东有挖色、向阳、南村等小溪，南有波罗江，西有苍山1 8 溪，北有罗时江、弥苴河，湖西南方向的西洱河为洱海的唯一出口【5 5 1 。洱海因其南北 长，东西窄，整体轮廓狭长形似人耳而得名。当水位海拔1 9 7 4 m 时( 海防高程) ， 湖面积约为2 5 0 k m 2 ，南北长约4 0 k m ，最大湖面宽约度为9 k m ，平均湖面宽度约为 6 3 k m ，平均湖深为1 0 5m ，最深处为2 0 7m ，湖容量约为2 8 8 1 0 8 立方米【5 5 5 刀。 目前洱海正在由贫中营养状态向富营养化过渡，主要污染物有总悬浮物、耗氧 物质、氮、磷、挥发性酸、硫化物等，现在需要迫切保护。洱海流域以面源污染为 主，2 0 0 0 年面源污染物入湖量远高于城镇生活污水造成的点源污染物入湖量，其总 污染负荷大致为：化学需氧量4 6 3 5 8 t ，总氮1 6 2 2 2 t ，总磷1 4 5 2 t 5 8 j 。此外洱海分 别在1 9 9 6 年和2 0 0 3 年暴发了全湖大面积的“水华现象，透明度下降较大，由以 前的3 - 5 m 下降到0 4 m - 一1 5 m t ”j 。 西湖，洱海的源头之一，位于大理洱源县，距大理白族自治州州府5 0 多公里， 面积约为4 6 6 k m z ，最大水深8 3 m ，一般水深2 3 m ，库容1 8 1 0 7 i n 3 。清咸丰邓 川州志载：“其东有堤，为往来大道，湖在道西，故名为西湖。整个西湖由六村 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 七岛自然构成，西接山麓，东、北连田畴，南部是浅湖出口区，南北稍长约3 公里， 东西宽为2 公里半，湖岸全长1 3 公里。已经列为云南省级旅游度假区，其白族风 情，田园风光吸引了众多游客，同时带来了环境问题，水质有恶化的趋势【删。 茈碧湖是洱海上游的湖泊之一，位于洱海的发源地洱源县，大理州北部，坐落 于县城东北4 k m 的罴谷山下，因湖中盛产辰时开放未时收的茈碧花而得名。其中 心部位地处东经9 9 。5 6 与北纬2 6 。0 97 的交叉点，湖泊面积为7 8 6 k m 2 。茈碧湖 动植物资源都十分丰富，典型代表为睡莲科的茈碧花和大理特有种海菜，国家i 级 保护野生中华秋沙鸭、大天鹅等亦南迁此处过掣6 1 】。 茈碧湖湖泊面积减少了1 2 k i n ，由原来的2 0 k i n 2 减少到现在的不足8 k m 2 ，除自 然条件的本身的变化外，更重要的影响来自于人类的生产活动，如围湖造田，滥砍 滥伐导致的植被面积减少等【6 2 l 。可见保护茈碧湖的任务日益迫切和艰巨。 通过前期工作，围湖调查了洱海4 个位点以及洱海上游的茈碧湖和西湖作为对 照，位点图如下： 洱海西湖 图2 ：洱海、西湖、茈碧湖采样位点图 f i g2t h es a m p l es i t e so f e r h a i ，x i h u ，c i b i h ul a k e 1 2 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 将上面8 个位点的具体采样点坐标罗列如下： 位点 西湖( x il a k e ) 茈碧湖( c i b il a k e ) x h 4x h 6c b h 2 c b h 8 表1g 采样位点表 t a b l e1t h es a m p l es i t e so f t h ee r h a i ，x i h u ，c i b i h ul a k e 2 野外采样结果 2 1 洱海流域水体理化指标 3 个湖泊不同样点的理化指标的平均值显示，冬季洱海总磷( t p ) 、高锰酸盐指 数( c o d m n ) 、水体中叶绿素含量均高于其上游的西湖和茈碧湖( 表2 ) 。这表明湖 水从茈碧湖和西湖流入洱海沿途接受了面源污染，使水体污染水平升高。 2 2 洱海流域周丛藻类种类调查 在洱海流域的3 个湖泊中共采集到周丛藻类5 门3 6 属6 8 种，主要是硅藻、绿 藻、蓝藻，甲藻门和黄藻门的种类和数目均较少( 附表1 ) 。洱海共发现5 1 种藻类， 硅藻2 7 种，占洱海藻类种数的5 2 9 4 ，绿藻1 7 种，蓝藻6 种，甲藻1 种，分别占 洱海藻类种数的3 3 3 3 、1 1 7 6 ，1 9 6 。西湖发现4 0 种藻类，蓝藻7 种，硅藻 2 7 种，绿藻6 种，分别占西湖藻类种类数的1 7 5 0 、6 7 5 0 、1 5 0 0 。茈碧湖共 发现4 0 种，蓝藻4 种，硅藻2 7 种，绿藻8 种，黄藻1 种，分别占茈碧湖藻类种类 数的1 0 0 0 、6 7 5 0 、2 0 0 0 、2 5 0 。主要门类组成比例见图3 。洱海相对多度 大于1 0 的优势种是绿藻门的暗丝藻、刚毛藻以及附生其上的普通等片藻等。西湖 相对多度大于1 0 优势种是舟形藻、暗丝藻和鱼腥藻。茈碧湖则是舟形藻、桥弯藻 和脆杆藻。 表23 个湖泊的理化参数 t a b l e2p h y s i c a la n dc h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c so ft h et h r e el a k ( m e a no rm e a r d ：s e ) ( e h l 8 为小普陀，e h l 9 为才村，e h 3 0 为文笔，e h 3 1 为白族小庙，x h 4 为清水塘，x h 6 为 甘家村，c b h 2 为茈碧湖南端，c b h 8 为茈碧湖北端，下同) 1 4 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 图3 不同样点周丛藻类组成 f i g 3t h e e o m p o n e n t i n o fp e r i p h y t o ni nd i f f e r e n t s a m p l i n gs i t e s 2 3 周丛藻类的现存量 不同湖泊不同样点的周丛藻类现存量( c l l la 、d w 、a f d w ) 有所不同( 图4 ) 。 其中c h l a 含量洱海较高，e h 3 1 样点最高，达7 8 7 1 肛g c m 。2 ，茈碧湖和西湖的c l l la 相近。洱海周丛藻类c h l a 平均值为5 2 6 1l x g c m 2 ，西湖和茈碧湖c h l a 含量水平相当， 均值分别为1 5 8 6l a g c m - 2 、1 7 5 2p g c m 。2 。洱海c h l a 的现存量与西湖和茈碧湖有显 著性差( p o 0 5 ) 。干重和无灰分干重也以洱海的现存量最高，最大值出现在e h 3 0 ， 其d w 和a f d w 分别为1 1 2 7m g c m 。2 、2 5 3m g c m 之。洱海、西湖、茈碧湖d w 的 均值分别为9 7 4m g c m 五、4 5 5m g c m 之、5 6 2m g c m 之，洱海、西湖、茈碧湖a f d w 的均值分别为2 2 5m g c m 屯、1 3 7 r a g c m - 2 、1 5 8 m g c m _ 2 。 硕士学位论丈 m a s t e r st h e s i s 鼍 邑 鞠 图4 不同样点周丛藻类现存量d w ( m g c m 2 ) 、a f d w ( m g c m 2 ) 和c h la ( g g c m 2 ) f i g4 b i o m a s so fd w ( m g c m 2 ) 、a f d w ( m g c m 2 ) a n dc h la ( i _ t g c m 2 ) i nd i f f e r e n ts a m p l i n gs i t e s 2 4 周丛藻类绿藻和硅藻含量及相对比率 由于没有丝状红藻、金藻等杂色藻类，绿藻和硅藻分别是这3 个湖泊周丛藻类 群落c h lb 和c h lc 的主要贡献者，所以可以粗略地用c h lb c h la 和c h lc c h la 值分 别代表底栖藻类群落中绿藻和硅藻的相对比率【6 3 j 。在3 个湖泊中，洱海e h l 9 位点 的c h lb 含量最高，达到3 0 8 3 9 9 c m 2 ( 图5 ) ，与西湖、茈碧湖均呈现极显著差异 ( 尸 洱海。定量细胞计数结果也显示洱海周丛藻类含有较多的团集刚毛藻，而 西湖和茈碧湖则含有较多的小环藻、舟形藻和桥弯藻，与各湖泊叶绿素的测定结果 一致。 1 6 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 采样点 图5不同样点周丛藻类e h lb ( i - t g e m 2 ) 、c l l lc ( i t g c m 2 ) 、e h lb a 和c 1 1 lc a 比率 f i g5 e h lb ( i t e d c m 2 ) 、c h lc ( i _ t g c m ：) 、c h lb aa n dc h le ar a t i oi nd i f f e r e n ts a m p l i n gs i t e s 2 5 湖泊周丛藻类群落相似性分析 群落相似性指数用来表征两个群落之间的相似程度。湖泊内部比较结果显示， 洱海小普陀( e h l 8 ) 和白族小庙( e h 3 1 ) 两个样点周丛藻类群落的相似性最大，群落相 似性指数达到了0 7 2 3 ，说明此处周丛藻类群落结构最为相似。西湖、洱海湖泊内 部各点群落相似性指数分别为0 5 2 8 、0 4 7 3 。湖泊之间样点比较，西湖清水塘( x h 4 ) 与茈碧湖北端( c b h 8 ) 的相似性高，其相似性指数为o 5 2 3 。湖泊之间，洱海与茈碧 湖相似程度最低， 表33 个湖泊各样点之间及3 湖泊之间周丛藻群落的相似性 t a b l e3 s i m i l a r i t yi n d e xo fp e r i p h y t o nc o m m u n i t yb e t w e e ns a m p l i n gs i t e sa n dt h r e el a k e s 1 7 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 2 6 湖泊周丛藻类群落多样性比较 洱海文笔样点( e h 3 0 ) 和茈碧湖c b h 8 的生物群落多样性最高，其物种丰富度 高、s h a n n o n w i e n e r 指数、m a r g a l e f 指数、p i e l o u 指数均较高( 表4 ) 。这说明位子 洱海流域上游的茈碧湖和洱海文笔周丛藻类群落结构最稳定。这两个样点均为陡岸 带，外源污染少。洱海流域的a i 值都较小，表明水质情况较好。但s h a n n o n w i e n e r 指数和m a r g a l e f 指数反映3 个水体为中污型，p i e l o u 指数则反映水体为清洁型，不 同指数结果的差异表明其处于不太稳定的过渡状态 表4 各样点周丛藻类生物多样性比较 t a b l e4 c o m p a r i s o no fb i o d i v e r s i t yi n d e xo fp e r i p h y t o na td i f f e r e n ts a m p l i n gs i t e s 2 7 各样点的c c a 排序 剔除多度小于1 的稀有物种后，将剩余物种与各环境因子进行c c a 排序第一 排序轴与n h 4 + - n 成负相关俾一0 9 3 7 6 , p 0 0 1 ) ，与t p 成正相关俾= 0 8 7 8 9 , p 0 0 1 ) ， ( 图6 ) 。根据物种与环境因子的排序特征，我们可以将周丛藻类分为3 组。第一组 包括颤藻、缠结异极藻、鱼腥藻和舟形藻，与t n 、n 0 3 n 成极显著的正相关。第 二组包括小环藻、脆杆藻、异极藻、桥弯藻等，与n h 4 + - n 、d o 、s d 显著正相关， 与t p 负相关。第二组主要是硅藻，在冬季寒冷水体中组成比例较高【“刷】。第三组 包括扁圆卵形藻、普通等片藻、刚毛藻、丝藻等，主要是丝状绿藻以及附生其上的 硅藻组成，与t p 、p h 、k m n 0 4 正相关。 1 8 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 图66 8 种中多度大于l 的种类的c c a 排序 f i g6 t h ec c ao r d i n a t i o nd i a g r a mo f6 8s p e c i e sw h i c ha b u n d a n c e sa r em o r et h a n1 a n d e n v i r o n m e n t a lf a c t o r s 注：箭头表示环境因子，箭头连线的长短表示样方与环境因子的相关性，箭头连线的斜率表示环境 因子与排序轴的相关性，箭头所处的象限表示环境因子与排序轴之间的相关性的正负。 对8 个采样点进行c c a 分析，可分成3 组( 图7 ) 。第一组为西湖位点( x h 4 、 ) ( h 6 ) ，西湖底质中含有较多的含氮有机物，水体的t n 和n 0 3 - n 很高，二者的相 关性很高( r = o 9 5 2 6 ) 。第二组为茈碧湖位点( c b h 2 、c b h 8 、e h 3 0 ) ，第三组为洱 海的e h l 8 、e h 3 1 两个位点，说明不同湖泊由于生境存在区别而有一定的差异， 但由于湖泊内部理化因子差异相对较小而导致各湖泊内部相似性较大。这与前面的 相似性指数相符合。 1 9 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 寸 o l 瓜 撕0 4 t a l l m 丛 一bh2j e h 赞汐 渺 1 0 1 0 图78 个采样点与环境因子之间的c c a 分析 f i g7 t h ec c ao r d i n a t i o nd i a g r a mo f8s a m p l i n gs i t e sa n de n v i r o n m e n t a lf a c t o r s 注：箭头表示环境因子，箭头连线的长短表示样方与环境因子的相关性，箭头连线的斜率表示环境 因子与排序轴的相关性，箭头所处的象限表示环境因子与排序轴之间的相关性的正负。 3 讨论 三个湖泊周丛藻类生物量 周丛藻类可以作为鱼类的饵料，高生物量的周丛藻类有利于鱼类的生长。洱海 流域周丛藻类的相关报道较少，裴国凤2 0 0 5 年5 月调查过洱海小普陀的周丛藻类 现存量，c h l a 含量为5 p g c m 2 左右【6 3 j ，此次调查小普陀样点c h l a 含量为4 1 3 2 1 上g c m 2 ， 可能与具体的采样位点和水质状况有关。随着洱海水体氮磷的增加，周丛藻类的生 物量大大增加。 洱海、西湖和茈碧湖周丛藻类现存量以洱海最高。洱海e h l 9 位点c h la 和干重 趋势不一致，可能是因为洱海藻类以丝状绿藻为主，藻类生物量大。同时由于该位 点周丛藻类着生于较为光滑的石块上，沉淀在周丛藻类群落里有机碎屑和无脊椎动 物较少。a i 指数反映了周丛藻类群落结构中异氧生物和自养生物的比例，洱海相对 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 较小，西湖和茈碧湖的触值稍高，这可能与采样点基质、水流有关f 1 4 1 。西湖和茈 碧湖样点风浪较小，基质上沉积了较多的有机碎屑，导致无灰份干重( a f d w ) 较 大，而基质上藻类生物量较小，c h la 较小，从而得出的a i 值较大。而e h l 9 位点 的基质为光滑的石块，且e h l 9 和e h 3 1 两个样点藻类群落为丝状绿藻，藻丝最长 处可达1 0 c m ，从而扩展了基质的空间，增加了附着面积 6 6 - 6 7 ，为附植周丛藻类提 供了多层次的生存空间，叶绿素含量较高，从而使m 值偏小。 3 2 湖泊周丛藻类多样性的影响因素 洱海优势种为团集刚毛藻、普通等片藻、暗丝藻，西湖和茈碧湖都为硅藻，说明 湖泊之间周丛藻类群落结构种类存在差异洱海的硅藻种类主要是普通等片藻、颗粒 直链藻、梅尼小环藻和扁圆卵形藻等，而西湖主要是舟形藻，茈碧湖则主要是舟形藻 属、桥弯藻属、脆杆藻属梅尼小环藻喜好营养物丰富的水体，指示富营养化状态【6 3 1 ， 弯棒杆藻则生活在总磷浓度低的水体中，指示贫营养状态。尖针杆藻对污染较为敏 感，指示清洁水体 6 9 1 。调查发现洱海的梅尼小环藻含量均高于西湖和茈碧湖，而指 示清洁水体的弯棒杆藻、尖针杆藻则是西湖和茈碧湖多于洱海，表明西湖和茈碧湖 的水质要优于洱海。 茈碧湖生物多样性高于洱海，可能是因为水体流经城乡农田后，水质受到了一 定程度的污染，洱海周丛藻类多样性下降。周丛藻类的生长与诸多因素密切相关， 如物理扰动、富营养化水平、光强、总悬浮物、水温、水位变化等【7 0 1 。对洱海流域 周丛藻类物种和环境因子进行c c a 排序，发现n h 4 + - n 与第一排序轴显著负相关 俾一0 9 3 7 6 ，p 夏季 春季，秋季香浓指数为2 4 7 ， 冬季为2 3 9 冬季硅藻种类数和数目都较多，生物多样性较高( 图9 ) 。而夏季由于 蓝藻含量很高，相对于秋冬季生物多样性偏低。而春季可能是鱼类处于繁殖期，其 牧食强度较大，人工基质上的硅藻数目很低，种类数和个体数目都最低。同样， m a r g a l e f 指数也有相同的趋势，秋季为3 4 0 ，冬季则为2 8 4 ，夏季略低于冬季，为 2 7 6 ，春季最低，仅为1 0 9 。p i e l o u 均匀的指数显示冬季的均匀度最高，其次是秋 季，再次是夏季，春季由于转板藻和水绵占据了绝对优势，其均匀度j s i 较小。 2 4 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 图9 洱海人工基质上周丛藻类多样性季节变化 f i g9t h eb i o d i v e r s i t yo fe r h a ip e r i p h y t o ni nf o u rs e a s o n s 3 季节间相似性比较： 比较四个季度的相似性，夏季和秋季相似性最高，其s i m i 指数达到了0 4 0 6 5 。 其次是秋冬季和夏冬季。春季与其他3 季的相似性都很低，说明春季周丛藻类群 落结构变化很大。可能与鱼类的产卵捕食、风浪、温度等有关( 表5 ) 。 春季夏季秋季 冬季 表5 洱海人工基质上周丛藻类季节相似性比较 t a b l e5t h es i m i l a r i t i e so fe r h a il a k eo na r t i f i c i a ls u b s t r a t ai nf o u rs e a s o n s 2 5 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 4 各种环境因子对人工基质上周丛藻类的影响 4 1 风浪对周丛藻类的影响 4 1 1 风浪对c h l a 的影响 春夏冬3 个季节中，春季风浪对c h l a 无明显影响，夏季表现为风浪去周丛藻类 生物量较高，而冬季则表现为无浪区生物量高。这可能与3 个季节风浪大小有关， 夏季风浪较小，有利于物质的交换，而冬季风浪较大，对藻类附着可能有影响( 图 1 0 ) 。 对建群时间的影响，夏季建群时