安徽太平湖浮游植物群落结构时空分布及水质评价

摘要

太平湖是安徽省目前最大的人工湖，2014年被国家列入生态环境保护专项15个重点支持湖泊之一，太平湖环境保护工作已升至国家战略。关于太平湖浮游植物的调查不多，对其的调查多为基础性调查，未对环境因子与浮游植物群落结构的关系进行分析。鉴于此，本研究于2012年11月至2014年10月，对太平湖设置5个采样点，共进行10次调查，包括浮游植物种类数、丰度、生物量、优势种、多样性指数及部分水质指标，并对环境因子与浮游植物群落结构的关系进行分析，包括相关分析、回归分析、聚类分析，通过生态学指标和水质指标对水质进行评价。主要结果如下:
　　1、此次调查共鉴定浮游植物109属150种（含变种），绿藻门46属80种，硅藻门28属29种，蓝藻门20属23种，裸藻门5属5种，甲藻门和金藻门各4属5种，隐藻门2属3种，黄藻门未在镜检中出现，团藻共出现三次。种类数秋高冬少，从H1到H5采样点种类数缓慢减少，从上层至下层种类数下降。
　　丰度年均值为212.81×104cells/L，在58.11～641.60×104cells/L间变化;生物量年均值为1.04mg/L，在0.44～1.89mg/L间变化;丰度夏高春低，生物量秋高冬低，丰度和生物量从H1到H5采样点依次减少，从上层至下层逐渐下降。2013年夏季太平湖出现藻类爆发，导致2013年9月丰度骤升。
　　优势种累计出现4门17种，蓝、硅藻门各6种，绿藻门3种，隐藻门2种。O-寡污带指示藻1种，P-多污带指示藻4种，其余12种藻类为β-中污带指示藻。优势种集中为硅藻和蓝藻，2014年啮齿隐藻和尖尾蓝隐藻未成为优势种。优势种春、夏、秋季多而冬季少，水平变化幅度不大。
　　指数H'均值为2.27，在1.10～3.54间变化，在上、中、下层无明显变化，指数d均值为2.27，在1.50～2.97间变化，从上层到下层缓慢下降，指数H'、d均秋高冬低，在H1采样点最高，在H5采样点最低;指数J均值为0.59，在0.34～0.79间变化，在冬季有一定程度下降，空间变化不明显。
　　2、浮游植物叶绿素a年均值为5.90mg/m3，在3.03～14.28mg/m3间变化。在2013年9月和2014年10月，浮游植物叶绿素a含量出现两个双峰，夏高春、冬低，从上层到中层缓慢上升，从中层下下层缓慢下降，呈倒“V”字型。
　　3、太平湖水深在9.1～53.0m间变化，透明度在1.5～6.2m间变化，水温在7.5～28.3℃间变化，溶解氧在3.95～11.31mg/L间变化。
　　4、相关分析表明，种类数与透明度呈显著负相关，与水温呈极显著正相关;优势种种数与溶解氧呈显著负相关;丰度和生物量与水温、叶绿素a呈极显著正相关，与透明度、溶解氧呈极显著负相关。
　　回归分析表明，丰度、生物量与水温呈极显著正相关，与透明度呈极显著负相关，水质指标的变化会直接影响到浮游植物的变动，并伴随太平湖水库生态系统的相关复杂变化和生态学过程。
　　聚类分析表明，夏、秋季浮游植物群落结构相似;H1、H2、H3采样点浮游植物群落结构相似，H4、H5采样点浮游植物群落结构相似;水深相近的层次浮游植物物群落相似度高。
　　5、与2013年相比，2014年团藻的出现和隐藻数量的下降反映太平湖水质有上升趋势。生态学指标指示水质污染级别为轻-中污染，营养级别为贫-中营养;水质指标指示水质为Ⅰ类水质，营养级别为中营养。各标准评价结果较一致，太平湖水质为轻-中污染，营养级别为贫-中营养。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 浮游植物与环境因子概述

1．2．1 浮游植物

1．2．2 非生物因子

1．2．3 生物因子

1．2．4 浮游植物对水质的指示性

1．3 太平湖浮游植物研究进展

1．4 研究目的与意义

第2章 材料与方法

2．1 样点布设及采样时间

2．2 调查内容

2．3 样品采集和处理

2．3．1 浮游植物

2．3．2 叶绿素

2．3．3 水质指标

2．4 数据处理

2．4．1 浮游植物丰度

2．4．2 Mcnaughton优势度指数

2．4．3 Shannon-Weaver多样性指数

2．4．4 Margalef丰富度指数

2．4．5 Pielou均匀度指数

2．4．6 叶绿素a

2．4．7 相关分析

2．4．8 回归分析

2．4．9 聚类分析

第3章 太平湖浮游植物群落结构时空变化

3．1 太平湖浮游植物种类组成

3．1．1 太平湖浮游植物种类组成基本概况

3．1．2 太平湖浮游植物种类组成时间变化

3．1．3 太平湖浮游植物种类组成空间变化

3．2 太平湖浮游植物丰度和生物量

3．2．1 太平湖浮游植物丰度和生物量基本概况

3．2．2 太平湖浮游植物丰度和生物量时间变化

3．2．3 太平湖浮游植物丰度和生物量空间变化

3．3 太平湖浮游植物优势种

3．3．1 太平湖浮游植物优势种基本概况

3．3．2 太平湖浮游植物优势种时间变化

3．3．3 太平湖浮游植物优势种空间变化

3．4 太平湖浮游植物多样性分析

3．4．1 太平湖浮游植物多样性指数基本概况

3．4．2 太平湖浮游植物多样性指数时间变化

3．4．3 太平湖浮游植物多样性指数空间变化

3．5 小结

第4章 太平湖浮游植物叶绿素a含量的时空变化

4．1 太平湖浮游植物叶绿素a含量时间变化

4．2 太平湖浮游植物叶绿素a含量空间变化

4．2．1 太平湖浮游植物叶绿素a含量水平变化

4．2．2 太平湖浮游植物叶绿素a含量垂直变化

4．3 讨论

4．3．1 太平湖浮游植物叶绿素a含量时间变化

4．3．2 太平湖浮游植物叶绿素a含量水平变化

4．3．3 太平湖浮游植物叶绿素a含量垂直变化

4．4 小结

第5章 太平湖浮游植物群落与环境因子的关系

5．1 太平湖水质指标

5．2 相关分析

5．2．1 太平湖浮游植物种类数与水质指标相关性分析

5．2．2 太平湖浮游植物优势种种类数与水质指标相关性分析

5．2．3 太平湖浮游植物丰度和生物量与水质指标相关性分析

5．2．4 太平湖浮游植物多样性与水质指标相关性分析

5．3 回归分析

5．3．1 水温与丰度的关系

5．3．2 水温与生物量的关系

5．3．3 透明度与丰度的关系

5．3．4 透明度与生物量的关系

5．4 聚类分析

5．4．1 太平湖浮游植物群落时间聚类分析

5．4．2 太平湖浮游植物群落空间聚类分析

5．5 讨论

5．5．1 太平湖浮游植物相关分析

5．5．2 太平湖浮游植物回归分析

5．5．3 太平湖浮游植物聚类分析

5．6 小结

第6章 太平湖浮游植物群落变化及水质评价

6．1 太平湖浮游植物群落变化

6．2 太平湖水质评价

6．2．1 水质评价标准

6．2．2 水质生态学评价结果

6．2．3 水质指标评价结果

6．2．4 总结

6．3 小结

第7章 结论与建议

7．1 结论

7．2 建议

参考文献

附录

攻读硕士期间取得的成果

致谢

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