城市湿地公园浮游植物结构及养化评价

城市湿地公园浮游植物结构及养化评价城市湿地公园浮游植物结构及养化评价 2019/01/02 摘要:在遵义市新建城市湿地公园设置5个采样点，于2015年8月21日、9月5日、9月20日、10月12日、10月25日和11月8日采集浮游植物样品初步鉴定出浮游植物种104种，分属7门10纲19目33科52属;优势种为微小平裂藻(Merismopediatenuissima)、水华微囊藻(Microcystisflosaquae)、狭细贾丝藻(Jaaginemaangustissimum)、阿氏浮丝藻(Planktothrixagardhii)、颗粒颤藻(Oscillatoriagranulata)、水华束丝藻(Aphanizomenonflosaquae)、分歧锥囊藻(Dinobryondivergens)、颗粒直链藻极狭变种(Melosiragranulatavarangustissima)、巴豆叶脆杆藻(Fragilariacro-tonensis)、尖针杆藻(Synedraacus)、具尾蓝隐藻(Chroomonascaudata)、卵形隐藻(Cryptomonasovata)和空球藻(Eud-orinaelegans)浮游植物丰度、生物量和ShannonWeaver指数均值分别为163106cellsL1，116mgL1和2.23新建城市湿地公园水体的富营养化评价结果为中营养水平关键词:浮游植物;群落结构;富营养化;城市湿地城市化建设进程的加快导致城市湿地面积逐渐减少、城市水质污染日趋严重、城市生态服务功能退化、城市生物多样性减少等问题突出122011年7月，遵义市新蒲新区在建设过程中规划修建了集休闲、旅游、科普、环保等功能为一体的城市湿地公园，并于2014年6月建成后对外开放然而，湿地公园建成至今，尚未对其建成后的城市生态恢复、物种多样性变化、区域生态服务功能等开展相关研究浮游植物在维持水生生态系统的稳定性和完整性中起着重要作用34，是城市湿地水域生态系统中的重要组成部分;同时对环境胁迫具有较高的敏感性易导致其群落结构随环境条件的改变而发生快速响应，因此，浮游植物群落结构也常用于水体富营养化的监测和评价等方面5本研究拟通过对新蒲湿地公园内的浮游植物群落结构及其物种多样性进行调查、评价城市湿地的水体富营养化状态等，以期为城市湿地物种多样性研究、城市生态系统的恢复和演替研究以及水体富营养化监测与评价等方面积累相关数据和资料Fig1SamplingsitesofPhytoplanktoninXinpuWetlandPark表1新蒲湿地公园浮游植物种类组成Tab1CompositionofphytoplanktoninXinpuWetlandPark门类纲目科属种蓝藻门1371016金藻门22222硅藻门2581124隐藻门11123甲藻门11335裸藻门111515绿藻门26111939合计101933521041研究方法11研究区域概况遵义市新蒲湿地公园位于东经10700351070141，北纬274052274159之间，属亚热带季风湿润气候;公园面积为167km2，其中水域面积约为033km2，平均水深约15m该区域多年平均气温、年均日照、年均无霜期及年均降雨量分别为147、11377h、303d和1035mm，全年85%降雨集中在410月612样品采集及处理在湿地公园水域内近等距离设置了水深大于1m的5个采样点，其中S1为进水端，S5为出水端(图1);在S1S3采样点的水域内分布有挺水、沉水和浮叶等不同生态类型的水生维管束植物，而S4S5采样点仅有少量的沉水的和浮叶的水生维管束分布2015年8月21日、9月5日、9月20日、10月12日、10月25日和11月8日分别对各采样点的浮游植物定性和定量样品进行采集在各采样点水下05m处用25#浮游生物网呈“”形匀速捞取定性样品，以固定液(甲醛丙三醇水=118)现场保存;相同位置采用有机玻璃采水器采集水样1L并加入15mL鲁戈氏液(15%)固定保存，在室内静置48h后采用虹吸法去上清液并定容至30mL作为定量样品7定性样品沉淀24h后，分别依次取底层沉积物和摇匀后的中间层水样制作临时封片(至少各3片)，在显微镜(OlympusCX31)下观察浮游植物形态特征并结合文献描述5，814进行定性鉴定依据文献15方法对浮游植物进行定量计数，同时计算藻类丰度和生物量13优势度指数及ShannonWeaver指数浮游植物优势种依据Mcnaughton优势度指数(Yi)判定，Yi002为群落中的优势种15;其计算公式为:Yi=fiPi，式中fi和Pi分别为i物种出现的频率(出现样点数/总采样点数)及其相对丰度(i物种平均丰度/总的平均丰度)ShannonWeaver指数(H)依据公式:H=(Ni/N)ln(Ni/N)计算，式中Ni和N分别为i物种丰度及总丰度;其评价标准为:3为贫营养，23为中营养，12为富营养，01为超/重富营养162结果21浮游植物种类组成及优势种经室内初步鉴定，共检测出浮游植物104种(含变型及变种)，分属7门10纲19目33科52属(表1)其中，绿藻门种类最多，达39种;其次为硅藻门(24种)、蓝藻门(16种)、裸藻门(15种)及其他门类(10种)浮游植物优势种共13种;其中蓝藻6种，分别为微小平裂藻(Mer-ismopediatenuissimaLemm)，水华微囊藻(Microcystisflosaquae(Wittr)Kirch)，狭细贾丝藻(Jaaginemaangustissimum(WetGSWest)AnagetKom)，阿氏浮丝藻(Planktothrixagardhii(Gorn)AnagnetKom)，颗粒颤藻(OscillatoriagranulataGrand)和水华束丝藻(Aphanizomenonflosaquae(L)alfs);金藻1种，为分歧锥囊藻(DinobryondivergensIm-hof);硅藻3种，分别为颗粒直链藻极狭变种(Melosiragranulatavaran-gustissimaOMller)，巴豆叶脆杆藻(FragilariacrotonensisKitton)和尖针杆藻(SynedraacusKtzing);隐藻门2种，分别为具尾蓝隐藻(Chro-omonascaudataGeitler)和卵形隐藻(CryptomonasovataEhr);绿藻门1种，为空球藻(EudorinaelegansEhren-berg)22浮游植物丰度及生物量浮游植物丰度和生物量均值分别为163106cellsL1和116mgL1丰度与生物量均值的时间变化范围分别为1.23106262106cellsL1(图2，左)和049198mgL1(图2，右);而空间变化范围分别为1.20106234106cellsL1(图3，左)和087150mgL1(图3，右)丰度在不同采样时间和采样地点均以蓝藻组成为主(图2，左;图3，左)，但生物量组成差异较大23多样性指数及水质评价ShannonWeaver指数(H)为223014，属中营养水平不同采样时间(图4，左)和采样点(图4，右)的变化范围分别为2.052.36和1.952.44H均值从进水端(S1)至中部(S3)呈上升趋势，而中部(S3)至出水端(S5)维持在200以上，但略呈下降趋势(图4，右)3讨论新蒲湿地公园初步检测出浮游植物104种(含变型及变种)，以绿藻和硅藻为主，其次为蓝藻和裸藻;浮游植物群落的种类组成与其他湿地1721的研究结果相同，可能表明湿地浮游植物群落种类组成具有一定的相似性新蒲湿地公园为新修建的城市湿地，其浮游植物优势种以群体为片状、团块状或丝状的多细胞蓝藻居多，如微小平裂藻(Mtenuissima)、水华微囊藻(Mflosaquae)、狭细贾丝藻(Jangustissimum)、阿氏浮丝藻(Pagardhii)、颗粒颤藻(Ogranulata)和水华束丝藻(Aflosaquae)等，可能是因为蓝藻属原核生物，对环境的适应能力强于其他真核藻类，在水生生态系统演替的初期更易形成优势类群所致另外，新蒲湿地公园浮游植物的丰度(163106cellsL1)和生物量(116mgL1)低于建成时间较长的杭州西溪17、杭州和睦18、贵州草海19、北京翠湖20、苏州太湖湿地公园21和北京汉桥22等湿地，可能是因为新蒲湿地公园建成时间短，其水生生态系统处于演替初期阶段所致浮游植物现存量(丰度、生物量)、种类指数和多样性指数均可作为水体富营养化评价的生物指标，但新蒲湿地公园水域内生长有大量的维管束植物生长、湿地水深较浅，采用ShannonWeaver指数(H)对其富营养化评价结果的准确性更高16新蒲湿地公园浮游植物群落的H值为223014，表明其水体属于中营养水平H值从新蒲湿地公园的进水端(S1)至中部(S3)呈上升趋势，水体富营养化程度由重富营养向中营养水平转变，可能是因为S1S3采样点之间的水生维管束植物通过拦截和吸附及对营养盐的吸收等作用迅速改善水质23所致理论上，随着距离的延长水生维管束植物对水质的改善效果越好，富营养水平应呈持续降低的趋势;但是由于湿地公园水域内的水生维管束植物分布不均，在中上游段(S1S3)挺水、沉水和浮叶等不同生态类型的水生维管束植物数量较多，而中下游段(S4S5)仅有少量的沉水的和浮叶的水生维管束分布，这可能是导致湿地公园的中部(S3)至出水端(S5)其H值相对较为稳定(图4，右)的原因;然而，在中下游段较少的水生维管束植物削弱了与藻类的营养竞争能力，同时缺少挺水植物与藻类的光竞争作用导致该段水域内易于漂浮的蓝藻生长得以恢复，因此其丰度有所增加(图3，左)，进而导致中游(S3)至出水端(S5)区间略呈下降趋势(图4，右)浮游植物丰度组成在不同采样时间均以蓝藻为主(图3，左)，这可能是采样时间为秋季(811月)，相对较高的温度更利于蓝藻生长所致;然而总体丰度在采样时间段内无明显的变化规律，可能是由于每次采样时环境因子，如温度、光照、入水的营养盐含量、浮游动物种类及数量等因素的差异造成的15，这尚待进一步的研究证实丰度的无规律变化也导致了基于浮游植物丰度计算的H值在采样时间段内也表现为无明显的变化规律(图4，左)另外，浮游植物生物量及其组成在不同时间和不同空间上无明显的变化特征，这主要是由于群落组成中的不同种类的个体细胞大小差异较大所致参考文献:1潮洛蒙，李小凌，俞孔坚城市湿地的生态功能J城市问题，2003(3):9122曹新向，翟秋敏，郭志永城市湿地生态系统服务功能及其保护J水土保持研究，2005，12(1):1451483潘鸿，杨扬，陶然，等水质改善的浮游植物群落演替机制模拟研究J环境科学学报，2013，33(12):330933164EYNOLDSCSTheecologyofphytoplanktonMCambridge:CambridgeUniversityPress，20065胡鸿钧，魏印心中国淡水藻类:系统、分类及生态M北京:科学出版社，20066潘鸿，蓝文朗，韩晓玉，等新建城市湿地公园浮游动物群落结构研究J广州城市职业学院学报，2018，12(1):51557章宗涉，黄祥飞淡水浮游生物研究方法M北京:科学出版社，199110广濑弘幸，山岸高旺日本淡水藻!鉴M东京:田老鹤圃，198111齐雨藻，李家英中国淡水藻志(第十卷硅藻门羽纹纲)M北京:科学出版社，200412齐雨藻中国淡水藻志(第四卷硅藻门中心纲)M北京:科学出版社，199513饶钦止中国淡水藻志(第一卷双星藻科)M北京:科学出版社，198814施之新中国淡水藻类志(第十二卷硅藻门异极藻科)M北京:科学出版社，200415潘鸿，杨扬，唐宇宏梅州市梅西水库浮游植物群落特征研究J福建师范大学学报(自然科学版)，2018，34(1):798616潘鸿，唐宇宏草型浅水湖泊富营养化评价的浮游植物指标比较J安徽农学通报，2016，22(3/4):676917贺筱蓉，李共国杭州西溪湿地首期工程区浮游植物群落结构及与水质关系J湖泊科学，2009，21(6):79580018姜丹，林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