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滇池位于中国西南,它在昆明市乃至云南省的社会、经济发展和生态建设上具有举足轻重的地位。自上世纪八十年代后期以来,该湖富营养化趋势逐步加剧,典型表现为蓝藻水华的高暴发频率和高暴发强度,被列为国家重点治理的“三湖”之一,备受关注。
为进一步了解以滇池为代表的高原湖泊富营养化过程中浮游生物的变动规律,认识重污染湖湾生态修复前后浮游生物的响应方式,本论文从以下几个方面开展了研究:1.滇池湖泊生态系统周年浮游植物组成、数量变化以及富营养化的趋势,污染主成分分析;2.滇池污染重污染湖湾生态修复前后浮游植物与浮游动物演替规律;3.滇池重污染湖湾周边5个典型小水体周年浮游生物演替规律。具体研究内容与结果归纳如下:
1)在2006年4月~2007年5月,对滇池的浮游植物和浮游动物物种组成、丰富度及演替规律进行了研究。
根据对采样位点周年全湖理化因子参数和藻类生物学特性的调查结果,将15个采样位点位分为四个部位,从南往北依次为:PartⅠ、PartⅡ、PartⅢ和PartⅣ。水质以PartⅣ(北部湖湾)最差,PartⅠ(南部湖区)水质较好,PartⅡ(中部湖区)和PartⅢ(北部湖区)介于其中,以蓝藻为优势种群的水华在上述几个部位的分布趋势与水质划分类同。浮游植物群落以蓝藻为主,其中微囊藻水华全年均有发生。年均浮游植物细胞数为7.3×107 ind·L-1,其中93.6%是微囊藻,4.5%是绿藻。微囊藻密度在2~4月呈上升趋势,在4~11月形成水华。而绿藻和一些其他藻主要出现在春季。蓝藻门束丝藻细胞密度3~5月是最高的,形成全湖水华。
浮游动物的密度在1月是最低的,最高值出现在4月。全年浮游动物细胞个数而言,枝角类和轮虫类数目最多,占总数的86%,桡足类约占8%,其余占6%。年度最低的密度(轮虫+甲壳类),在16 ind·L-1(2006年5月南部湖区的1号点)和最高1325 ind·L-1(2006年6月北部湖区的14号点),而平均密度是大约278ind·L-1。从水平空间分布来看,北部湖区密度高于其他部分,PartⅣ仅次PartⅢ,PartⅠ、PartⅡ浮游动物较少,但是监测期内的浮游动物的最高峰值出现在南部湖区。
一共鉴定出浮游动物有原生动物14种,轮虫26种,枝角类13种,桡足类8种,其他4种。其中有轮虫3种,有枝角类3种,桡足类2种是常见种。它们分别是:轮虫类的龟甲轮虫属螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis);曲腿龟甲轮虫(Keratella quadrata),以及蒲达臂尾轮虫在轮虫中的优势种;枝角类翼弧溞(Daphnialumholtzi),圆形盘肠溞(Chydorus sphaericus),长额象鼻溞(Bosmina longirostris);桡足类的短尾近剑水蚤(Tropocyclops prasinus),小渠异足猛水蚤(Canthocamptusmicrostaphylinus)。
此外,蒲达臂尾轮虫(Brachionus budapestiensis)与刺盖异尾轮虫(Trichocercacapucina)以及巨头轮虫(Cephalodella sp.),晶囊轮虫(Asplanchna sp.),枝角类的基合翼弧溞(Bosminopsis sp.)也是常见种,但是密度比较低。
与2001~2002年度有关浮游生物研究结果比对,物种组成略有增加,金藻门和黄藻门植物重新被检出。在监测的全年中,浮游生物种群密度在不同的季节、在水平和垂直分布差异显著。不同的温度、pH、营养条件影响浮游生物种群的盛衰,影响浮游生物种群时空分布的因素很复杂的,多因子共同作用的结果。研究表明,浮游生物尤其是浮游植物的过量生长也影响了滇池水体的理化性质。
2)滇池北部福保湾生态系统重建过程中,浮游藻类与理化因子的变化趋势。
对滇池重污染湖湾福保湾生态修复前后浮游生物演替规律与水体理化因子的变化进行了为期8个月的分析。研究了示范工程前后,以及示范工程区与对照区域同步的理化因子与生物因子的动态差异。结果显示示范工程建成后透明度(SD)有提高,TN、TP有先升后下降的趋势。尤其是生态重建过程有助于提高湖滨带的生物多样性,能有助于硅藻扩增而减弱蓝藻增殖,显示生态重建工程能有利于滇池水生态状况的改善,为滇池开展生态恢复提供了证据。
3)滇池湖周池塘小水体浮游植物演替研究。
在关注滇池大湖浮游生物季节变动的同时,本研究选择紧邻滇池湖边的五个典型小型水体开展了浮游植物与浮游动物季节变动的研究,探讨高原小型水体浮游植物变动的规律。研究表明,滇池重污染湾的湖滨小水体富营养化程度严重,水华现象普遍,湖滨的小水体与大湖浮游动植物种类多样性很相似,但是在种的优势度上有不同。水体大小、郁闭度、盖度等自然地理条件对水体的水华优势种起重要作用。研究发现,投放青草养鱼的池塘轮虫较其他池塘优势度明显,丝状蓝藻水华容易出现。
将本研究结果与近年来滇池水质和浮游生物监测数据进行了比较,分析了近年来滇池水体主要富营养化指标的变化趋势,总体上看,滇池水体的富营养化程度在前几年有所加重,但近几年来恶化趋势有所减缓。该研究结果对认识滇池浮游生物的长期变动提供了一定的基础积累,为深入认识不同环境因子与浮游生物变化的关系提供了科学依据。