城市河网浮游植物多样性格局——以哈尔滨为例

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wodexuehao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
城市河网生态系统是城市物质循环的重要载体,其水体质量直接影响城市的生态文明建设,而浮游植物作为优良高教的环境指示物种,其群落结构特征与物种多样性可以用来对城市河网进行水质评估与监测。哈尔滨城市河网位于黑龙江省哈尔滨市内,河网结构由松花江哈尔滨段作为干流,何家沟、马家沟、阿什河作为支流,河网呈三叉戟状,季节分明,丰水期降雨量充沛,枯水期时间较长。哈尔滨城市河网的水体质量关于到哈尔滨城市生物多样性保护、生产生活污水处理排放以及河流景观设施等重要方面,因此对哈尔滨城市河网的浮游植物群落结构与多样性研究具有重要的生态学意义。
  本研究于2019年6-11月对哈尔滨城市河网的四条主要河流(松花江、何家沟、马家沟、阿什河)共设置22个采样点并进行了浮游植物标本的采集与处理,测定了包括水温(WT)、溶解氧(DO)、酸碱度(pH)、电导率(SpCond.)、浊度(Tur.)、总氯(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(CODMn)和五日生化需氧量(BOD5)等9项理化指标。通过研究浮游植物群落的种类组成、优势种分布以及细胞密度,分析浮游植物群落结构在哈尔滨城市河网的时空变化。利用α多样性指数以及β多样性指数,综合分析浮游植物群落在时空上的异同,讨论哈尔滨城市河网的空间异质性。通过主成分分析(PCA)与典范对应分析(CCA),探讨哈尔滨城市河网浮游植物群落与环境因子之间的相关性,为我国城市河网水生态保护和多样性持续发展提供基础资料。主要研究结果如下:
  1.对哈尔滨城市河网水环境理化指标的调查结果显示,各项理化指标在时空上具有明显差异。水温的平均值为17.63℃;酸碱度的平均值为7.65,表明水体呈弱碱性;电导率的平均值为373.76μS/cm;溶解氧的平均值为6.24mg/L;浊度的平均值为66.49NTU;总氮含量的平均值为1.28mg/L;总磷含量的平均值为0.56mg/L;高锰酸盐指数的平均值为7.67mg/L;五日生化需氧量的平均值为1.52mg/L。综合营养状态指数(TSIM)评价结果显示哈尔滨城市河网处于中营养-中度富营养状态之间,且松花江的水质优于三条支流水体。
  2.对城市河网22个样点浮游植物进行调查,结果显示2019年6-11月哈尔滨城市河网共鉴定浮游植物218十分类单位,隶属于8门12纲27目45科97属。绿藻门种类最多为94种,占比42%;硅藻门次之为72种,占比32%;篮藻门28种,占比12%;其它门类浮游植物种类较少,共计26种,占比11%。哈尔滨城市河网浮游植物平均丰度为200.32×106ind./L,在空间分布上,松花江的平均丰度高于三条支流。研究共鉴定浮游植物优势种53种,以硅藻门和绿藻门植物为主,优势种主要包括梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、颗粒直链藻极狭变种(Melosira granulata var.angustissima)、谷皮菱形藻(Nitzschia palea)、狭形纤维藻(Ankistrodesmus angustus)、湖泊假鱼腥藻(Pseudanabaena limnetica)和卵形隐藻(Cryptomonas ovata)。单因素交叉相似性分析(ANOSIM)结果显示,优势物种的分布有着明显的时空差异,SIMPER分析显示引起松花江与三条支流之间差异的主要贡献物种为湖泊假鱼腥藻(Pseudanabaena limnetica)、梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、颗粒直链藻极狭变种(Melosira granulata var.angustissima)、谷皮菱形藻(Nitzschia palea)和细小隐球藻(Aphanocopsa elachista)。
  3.运用α多样性卧及β多样性指数对哈尔滨城市河网进行浮游植物多样性评价。研究期间Margalef多样性指数(H)变化范围为:0.27-4.38;Shannon-Weaver多样性指数(H)变化范围为:0.32-4.16;Pielou均匀度指数(J)变化范围为:0.11-0.99;Sunpsons生态优势度指数(D)变化范围为:0.07-0.90;多样性阈值Dv变化范围为:1.00-9.11。Margalef多样性指数评价哈尔滨城市河网结果为α-中污染状态;Shannon-Weaver多样性指数评价结果为清洁至重污染状态;Pielou均匀度指数评价结果为轻污染或中污染状态:Sunpson’s生态优势度指数评价结果为6-8月种类分散均匀,群落稳定性高,9-11月种类较为单一,群落稳定性下降;多样性阈值评价结果为水体整体状况为Ⅰ级,浮游植物种类非常丰富。β多样性指数结果表明四条河段之间的群落结构均有差异,松花江与三条支流之间差异性较大,并且差异的成因与物种在空间上的周转替换有关。
  4.基于主成分分析(PCA)及典范对应分析(CCA)结果,影响哈尔滨城市河网浮游植物群落演替和时空分布的主要环境因子为:水温(F=1.764,P=0.006)、酸碱度(F=2.300,P=0.004)、总磷(F=2.104,P=0.002)、溶解氧(F=1.818,P=0.002)。
其他文献
在全球变暖的背景下,极端天气气候事件的强度、频率、空间范围和持续时间的变化越来越显著,由此引发了连续不断的洪涝、干旱、地震等自然灾害,严重威胁着人类的生命财产安全,因此受到了国际科学界的广泛关注。由于不同区域的极端气候对全球气候变暖的响应不同,一般将响应最剧烈的区域称为极端气候变化的热点。热点的识别及其时空演变特征是国际气候变化领域研究的重点。极端气候要素包括极端降水、极端温度和极端风。系统研究极
登陆热带气旋强降水形成机理的研究已经取得了较多进展,但距离实际需求仍存在很大差距,进一步深入研究热带气旋登陆期间降水过程具有重要的理论和现实意义。本论文以“威马逊”(1409)为典型个例,利用FLEXPART(the Flexible Particle Model)模式及相关的水汽源区贡献定量分析方法,以及高分辨率数值模拟,研究了“威马逊”登陆期间强降水的水汽来源及源区定量贡献,强降水的宏、微观物
过去千年是衔接气象观测数据与地质记录的重要时段。对过去千年气候进行模拟有助于区分自然和人为强迫的气候效应,认识当今气候的变化规律,并为预测未来气候提供参考。大量研究表明,在当代暖期之前,过去千年中存在中世纪气候异常期和小冰期两个典型时段。针对过去千年中国气候,以往研究的重点在于气候变量随时间的演变规律,鲜有研究关注这两个典型时段的气候特征。此外,在研究过去千年气候变化成因时,对火山爆发和太阳活动等
学位
近几十年来,冬季巴伦支-喀拉海出现了显著的气候变化,表现为地面温度(SAT)的升高以及海冰的减少。与此同时,巴伦支-喀拉海海冰变化与欧亚大陆的气候变化之间呈现显著的统计关系。巴伦支-喀拉海海冰减少时,对流层低层对应着局地暖异常和欧亚大陆中部地区冷异常,形成暖北极-冷欧亚(WACE)温度模态。目前,广受争议的是北极变暖与引起中纬度气候变化的大气环流变化之间的因果关系。一方面,北极的快速变暖可能会引起
学位
陆地地表风速普遍减小的现象近年来受到广泛关注,它会影响地-气热通量、水汽通量、大气污染以及风能资源储量。为了全面研究这个现象,本文通过观测数据分析及模式模拟得出了北半球陆地地表风速长期变化的时空特征,分析了造成风速变化的两个主要原因——大气运动驱动力和大气运动阻力变化,并研究了受风速变化影响风能资源的长期变化,得到如下主要结论:  1.北半球陆地地表风速长期变化的时空特征。陆地地表风速减弱是一个普
学位
三氯生(TCS,5-氯-2-2,4-二氯苯氧基苯酚)是一种生活中常见的、具有抗菌作用的化学物质,尽管废水处理去除了大部分的TCS,但仍然会有少部分残留的TCS进入水体,从而对水生生物造成一定的毒性影响。本研究以模式动物斑马鱼(Danio rerio)为研究对象,检测20℃、25℃和30℃条件下TCS对斑马鱼急性毒性、生长发育和氧化应激损伤,并通过HE染色方法,从组织学角度分析TCS对斑马鱼肝脏的破
学位
原生动物个体微小,结构特化多样性高,在微食物网中占据十分重要的中央枢纽位置,进化历史久远地位特殊,在许多研究领域中具有很强的潜在价值。各学者不断引用分子手段研究其分类及进化,目前新待解决问题是分析现存有限分子信息与纤毛虫真实分类间差别,同时填补研究的空白。寡膜纲纤毛虫研究历史悠久并分布广泛,其中盾纤亚纲、咽膜亚纲和膜口亚纲是三个纤毛虫主要研究类群,目前所涉及的淡水种研究数据仍有待补充。过去三年在国
学位
重金属通过光合作用、呼吸作用、有机物质运输等方式对植物生理生化过程产生破坏性作用,从而影响植物生长发育。番茄是一种重要的蔬菜作物,因此研究其响应重金属胁迫的机制及挖掘抗重金属胁迫相关基因十分重要。WRKY转录因子是植物中最大的转录调控因子家族之一,调控植物许多生物过程信号网络的组成部分,参与植物的生长发育,生物和非生物胁迫等过程。尽管WRKY转录因子在非生物胁迫方面的研究很广泛,但是目前关于番茄S
学位
蕨类植物是植物界系统演化中独特的自然类群。水龙骨目(Polypodiales)是石松和蕨类植物中最大的目,此目科数众多且分类较为复杂。蕨类植物的配子体发育特征在系统分类方面具有较高的参考价值。本文以中国产水龙骨目30科70属116种蕨类植物研究对象,在整理实验室多年积累的99种未发表的配子体资料的基础上,利用水培养法、土壤培养法及培养基培养法对17种蕨类孢子进行培养,获得配子体并选取典型特征拍照,
学位
有机磷农药是一类含磷的有机化合物,具有高效抑制虫害和生物可降解性,是目前世界上应用最广泛的有机化学物质之一。然而,随着有机磷农药使用量的不断增加以及不合理地施用和处理,造成水体的严重污染,对水生生物及人类健康构成潜在威胁。硅藻是淡水中重要的初级生产者,对环境变化敏感,在水生生态系统污染指示方面发挥着重要作用。有机磷农药的广泛施用给水环境带来了污染,危害水生生物及人类健康,为探究有机磷农药对水生植物