白洋淀浮游植物的群落生态学研究

摘要

本文对2005年4月至2006年10月白洋淀淀区内8个采样点浮游植物群落组成、数量、多样性进行了分析，采用聚类分析（Cluster Analysis）、多维标度分析（MDS）、主成分分析（PCA）等多元统计方法，分析了白洋淀浮游植物群落的时空格局，探讨了浮游植物群落结构与环境因子之间的关系，旨在为白洋淀湖泊湿地的规划与管理提供基础资料。主要研究结果如下：
　　 1、调查期间共发现浮游植物8门180种，其中绿藻门（Chlorophyta）最多，为95种（属），占藻类总数的52.8％；其次是蓝藻门（Cyanophyta）33种，占藻类总数的18.3％；然后依次是硅藻门（Bacillariophyta）22种（属），占藻类总数的12.2％；裸藻门（Euglenophyta）16种，占藻类总数的8.9％；甲藻门（Pyrrophyta）6种，占藻类总数的3.3％；黄藻门（Xanthophyta）4种，占藻类总数的2.2％；隐藻门（Cryptophyta）3种，占藻类总数的1.7％；金藻门（Chrysophyta）1种，占藻类总数的0.6％。浮游植物群落组成以隐藻、绿藻和蓝藻为主，隐藻以卵形隐藻（Cryptomonas ovata）、马氏隐藻（Cryptomonas marssonii）占较大优势；绿藻以小球藻（Chlorella vulgaris）、球衣藻（Chlamydomonas Sp.）占优势；蓝藻以中华尖头藻（Raphidiopsis sinensia）和细小平裂藻（Merismopedia tenuissima）占优势。2005年浮游植物细胞平均密度为412.97×104 ind./L；2006年浮游植物细胞平均密度为507.82×104 ind./L。
　　 浮游植物多样性指数与细胞密度和种类数相关分析表明，Shannon-Wiener指数与细胞密度成负相关（p<0.01）；Margalef指数与浮游植物种数成正相关（p<0.01），与细胞密度相关不显著。
　　 2、本次研究测定2006年叶绿素a的年平均含量为31.93 mg/m3，监测结果表明叶绿素a含量与浮游植物密度存在明显的正相关（R=0.380，p<0.05），随浮游植物密度的增大而增大。温度对叶绿素a含量影响很大，总体上看，随着温度的升高，叶绿素a含量增加。
　　 3、浮游植物的空间变化上，根据浮游植物种类组成及其数量对8个采样点进行聚类分析和MDS分析，表明南刘庄与其它各采样点的群落组成差异较大。生物一环境分析显示，春季水体的总氮含量对浮游植物的丰度有较明显影响，到夏季后，磷成为浮游植物的限制因子，使浮游植物数量有所下降。在秋季，高锰酸钾指数、化学需氧量是反映水体有机污染程度的综合性指标，这些指标的偏高也影响了浮游植物的种类和数量。在浮游植物的时间变化上，对8个采样点采样时间内浮游植物群落进行聚类及MDS分析，结果表明各采样点不同年份相同季节的群落组成较为相近；不同季节间群落组成相差较大。浮游植物种类组成呈现季节性变化。
　　 4、应用理化因子的营养状态指数（TSIM）对白洋淀的营养状态进行评价，表明白洋淀年周期的营养程度处于富营养化水平。对理化因子的主成分分析表明，白洋淀水体中，氮、磷有机物质含量对各采样点影响较大，并且相关显著。
　　 富营养化是白洋淀面临的主要问题，本项研究对白洋淀浮游植物进行了较为全面的生态调查，并分析了白洋淀水体的营养状态及对水质起主要作用的环境因子，对于白洋淀水体污染的治理具有一定的理论意义，对白洋淀浮游植物的生态学研究也有一定贡献。根据本项研究的调查结果，对白洋淀的环境保护和合理利用提出以下建议：1控制淀外污染源；2控制淀内污染源；3定期对淀区进行挖泥清淤；4搞好白洋淀湖泊资源开发与环境管理。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1概述

1.1.1白洋淀概况

1.1.2浮游植物的生态学功能

1.2国内外浮游植物研究现状

1.2.1浮游植物评价水体营养水平常用的方法

1.2.3浮游植物群落结构的多元统计分析

1.2.4浮游植物群落与环境因子的关系

1.2.5浮游植物群落对水体的指示作用

1.3研究目的和意义

1.4研究技术路线

第2章研究方法

2.1采样点设置

2.2实验方法

2.2.1水样的采集与处理

2.2.2浮游植物的种类鉴定和数量测定

2.2.3 时绿素a(Chla)的测定

2.3数据处理方法

2.3.1原始矩阵

2.3.2浮游植物聚类和排序分析

2.3.3环境因子主成分分析

2.3.4生物-环境分析

第3章白洋淀理化因子分析

3.1物理、化学指标分析

3.1.1 pH

3.1.2溶解氧

3.1.3化学需氧量

3.1.4生化需氧量

3.1.5总磷

3.1.6总氮

3.1.7营养状态指数

3.2环境因子的主成分分析(PCA)

3.2.1 2005年环境因子主成分分析

3.2.2 2006年环境因子的主成分分析

3.3讨论

第4章白洋淀浮游植物群落的时空变化研究

4.1浮游植物的群落组成

4.2浮游植物细胞密度分析

4.3 2006年浮游植物与叶绿素a含量分析

4.4浮游植物多样性指数的特征

4.4.1浮游植物多样性指数的空间异质性

4.4.2各采样点多样性指数的时间变化

4.5讨论

第5章白洋淀浮游植物群落组成与环境因子关系研究

5.1数据来源

5.2结果与分析

5.2.1 2005年浮游植物群落结构变化及其与环境因子的关系

5.2.2 2006年浮游植物群落结构变化及其与环境因子的关系

5.3小结

第6章白洋淀浮游植物群落结构的季节演替研究

6.1数据来源

6.2结果分析

6.3讨论

第7章结论

参考文献

致 谢