丝状蓝藻在北方水库型水源地的种群结构和环境驱动因子

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全球正面临的一个重大环境问题是由水体富营养化引发的湖库蓝藻水华爆发的频率和强度逐渐升高,湖库爆发蓝藻水华会破坏原有的生态平衡,造成严重的水安全问题,使居民用水存在潜在健康风险。通常微囊藻属、假鱼腥藻属、尖头藻属和束丝藻属被认为是引起湖库蓝藻水华的主要蓝藻种群。在我国,湖库中多爆发微囊藻属等球形蓝藻的蓝藻水华,然而近年来,国内外许多国家和地区爆发了以拉氏尖头藻和湖泊假鱼腥藻等有害丝状蓝藻为优势种的水华。因此,除了持续关注湖库球形蓝藻水华,同样需要关注丝状蓝藻在夏秋季节水华高发期成为优势藻,甚至出现丝状蓝藻水华这一现象。目前对于水库型水源地中浮游丝状蓝藻种群研究较少,且基本集中在热带亚热带地区。因此,监测北方水库型水源地水质状况,评价水体营养化状态,分析浮游蓝藻种群结构时空变化规律及其环境因子响应机制,可以对北方水库型水源地中丝状蓝藻的研究进行补充参考,为水库日常丝状蓝藻管理和防控水库丝状蓝藻水华提供支持。
  本研究自2019年4月起至2020年12月,以山东境内高密市城北水库为研究对象,系统监测了水库水质及浮游藻类群落结构,使用营养化状态指数法对水库的营养化状态进行评估,明确了水库中浮游藻类种群构成、藻密度时空变化规律;利用多样性指数和均匀度指数评估了水库浮游藻类种群构成的丰富程度和均匀稳定程度;通过聚类分析和非度量多维尺度分析(NMDS),分析了水库中浮游蓝藻种群构成的空间差异性和时间差异性;通过冗余分析(RDA)、Pearson相关性分析和物种响应曲线,确定了影响水库中典型丝状蓝藻种群结构的主要环境驱动因子。得出的主要结论如下:(1)城北水库全年处于富营养化状态,部分月份可达到超富营养化状态,2019年到2020年受降雨及调水的影响,氮类营养盐变化较大,总氮有明显的上升。水库中共检出浮游藻类8门97属231种,浮游蓝藻21属37种,浮游藻类构成较为丰富,密度和占比随时间推移变化范围较大。
  (2)水库中检出的蓝藻大部分是丝状蓝藻,占检出蓝藻的85%以上,其中主要优势蓝藻属为假鱼腥藻属。水库中蓝藻种群的分布没有明显的空间差异,在四个检测点检出的蓝藻种群结构基本一致。水库中蓝藻种群结构具有比较明显的时间差异,从2019年到2020年,蓝藻种群结构有一个转变,优势蓝藻属从尖头藻属和假鱼腥藻属转变为假鱼腥藻属和细鞘丝藻属。同时因为温度的影响,在夏秋季节和冬春季节之间蓝藻种群结构也有较大的差异。
  (3)通过分析得出氮类营养盐和温度是影响典型丝状蓝藻种群结构的主要环境因子。假鱼腥藻属为水库浮游蓝藻优势属,与总氮、氮磷比、硝氮、电导率、浊度和pH值呈极显著正相关关系(p<0.01),与高猛酸盐指数呈极显著负相关关系(p<0.01)。
  
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