淀山湖浮游生物群落結(jié)構(gòu)特征及與環(huán)境因子的相關(guān)性.pdf

1、淀山湖是上海唯一的天然湖泊，它所連接的黃浦江上游正是本市最大的飲用水水源?！渡虾Ｊ协h(huán)境保護(hù)條例(修正)》確定淀山湖為上海市飲水水源保護(hù)區(qū)。淀山湖同時(shí)兼?zhèn)湔{(diào)節(jié)徑流、農(nóng)田排灌、交通航運(yùn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、景觀休閑、水上運(yùn)動(dòng)等多種功能，在上海市人民生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要地位。然而，淀山湖水體富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致藍(lán)藻水華頻發(fā)，引起人們普遍關(guān)注。而長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)淀山湖浮游生物群落結(jié)構(gòu)特征以及藍(lán)藻水華暴發(fā)機(jī)制的研究十分缺乏，限制了人們對(duì)淀山湖藍(lán)藻水華暴發(fā)機(jī)制的深刻

2、認(rèn)識(shí)以及對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)防治應(yīng)該采取的及時(shí)的正確措施。 本文于2004年1月開(kāi)始，至2006年12月止，歷時(shí)3年，逐月對(duì)淀山湖的浮游植物、原生動(dòng)物、輪蟲(chóng)和浮游甲殼動(dòng)物(2004-2005年歷時(shí)2年)的群落結(jié)構(gòu)組成、時(shí)空分布等進(jìn)行了調(diào)查和分析，結(jié)合歷史資料，對(duì)各類(lèi)群浮游生物的群落演替進(jìn)行了研究；同時(shí)對(duì)淀山湖葉綠素a以及不同粒級(jí)浮游植物葉綠素a組成進(jìn)行測(cè)定分析(2004.10-2005.10)，測(cè)定了相應(yīng)的水體理化指標(biāo)如水溫、透明度、溶

3、氧、氨氮、總氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化耗氧量、硝酸鹽、亞硝酸鹽、磷酸鹽等，分析了水質(zhì)理化因子、浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)組成、氣象因素等與浮游植物生物量的關(guān)系，分析了影響淀山湖藍(lán)藻水華爆發(fā)的主要因子。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)上行效應(yīng)和下行效應(yīng)的生態(tài)學(xué)原理，對(duì)淀山湖水環(huán)境生態(tài)修復(fù)提出相關(guān)措施和建議。 主要結(jié)果如下： 1.2004-2006年淀山湖水質(zhì)理化特性均值：水深2.0m(變幅1.72-2.53m)，透明度43.6cm(23.0-

4、72.8cm)，水溫17.8℃(4.4-31.8℃)，pH 7.88±0.54，DO 8.6mg/L，CODMn 5.75mg/L，BOD5 5.30mg/L，NH3-N 2.91mg/L，TON 3.379mg/L，TP 0.226mg/L。淀山湖水體各采樣站點(diǎn)綜合TSI值均大于53，全湖處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。 淀山湖氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量季節(jié)變化表現(xiàn)為：春季>冬季>夏季>秋季，6-9月(豐水期)水質(zhì)好，枯水期相對(duì)較差；水平表現(xiàn)為：進(jìn)水

5、口St5水質(zhì)最差，網(wǎng)圍養(yǎng)殖區(qū)St3次之，湖心St4水質(zhì)狀況最好，出水口St1和湖南區(qū)St6次好。綜合歷年水質(zhì)資料，從20世紀(jì)80年代至今的20多年時(shí)間，水質(zhì)等級(jí)從Ⅱ類(lèi)下降至Ⅳ類(lèi)水。近50年以來(lái)，淀山湖pH、DO、CODMn、BOD5變化不大；水體透明度下降了25.5cm；氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽含量顯著增加，硝酸鹽含量在近半個(gè)世紀(jì)的前25年，從0.023mg/L增至0.38mg/L，增加了16倍多，后20多年增加不顯著；而磷酸鹽則在半個(gè)世紀(jì)的后20

6、多年，從0.006mg/L增至0.07mg/L，增加了10倍多。亞硝酸鹽含量從1984-1985年到2006年增加了10倍，可溶性總氮含量在此期間增加了近3倍。 2.葉綠素a 1)3年調(diào)查期間，淀山湖葉綠素a含量變幅為3.48-141.63 mg/m3，平均值29.98mg/m3；每年分別在4-5月和7-9月出現(xiàn)兩個(gè)高峰區(qū)。淀山湖不同粒徑浮游植物葉綠素a含量所占百分比分別為：小型浮游植物占37.17％、微型浮游植物占37

7、.03％、微微型浮游植物占25.15％。小型浮游植物葉綠素a含量百分比春季(47.42％)最高，微型浮游植物秋季最高(49.39％)，微微型浮游植物冬季最高(37.41％)。淀山湖<20μm的浮游植物葉綠素a百分比含量(62.18％)與其他淡水水體基本相同，但低于海水(東、黃海,水體(80.75％)。 2)葉綠素a與水溫、pH、高錳酸鹽指數(shù)、BOD5、硝酸氮、氨氮呈顯著正相關(guān)，而與磷酸鹽、總磷呈顯著負(fù)相關(guān)，比較其他文獻(xiàn)資料得出，

8、在富營(yíng)養(yǎng)程度較高的水體，葉綠素a含量與P營(yíng)養(yǎng)鹽呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。各不同粒徑浮游植物葉綠素a含量百分比與水體NH3-N含量關(guān)系密切，而與磷營(yíng)養(yǎng)鹽含量無(wú)顯著相關(guān)性。 3.浮游植物 3年期間，共檢出淀山湖浮游植物205種，綠藻44屬102種，硅藻17屬42種，藍(lán)藻11屬26種、裸藻5屬26種，隱藻2屬3種、甲藻2屬2種、金藻2屬1種、黃藻2屬2種。優(yōu)勢(shì)種為銀灰平裂藻、小席藻、銅綠微囊藻、水華微囊藻、湖泊鞘絲藻、微小色球藻、顆粒直鏈

9、藻最窄變種、嚙蝕隱藻、小球藻和四尾柵藻。浮游植物種類(lèi)組成月相似性指數(shù)冬季低、夏季高，表明了淀山湖浮游植物冬季種類(lèi)生命周期短，夏季主要為生命周期長(zhǎng)的種類(lèi)為多。 1959-2006年近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，淀山湖浮游植物中貧中營(yíng)養(yǎng)型藻類(lèi)(金藻、甲藻)比例大大下降；富營(yíng)養(yǎng)型藻類(lèi)如藍(lán)藻、隱藻和微型綠藻增加。浮游植物數(shù)量由1959年的1310、1987-88年的5.74×105個(gè)/升，上升至2004-2006年的106-7cells/L。淀山湖浮

10、游植物群落結(jié)構(gòu)從1959年的硅藻-金藻型、1987-1988年的隱藻-硅藻型，演變?yōu)?004-2006年的藍(lán)藻-綠藻型。 4.浮游動(dòng)物 淀山湖浮游原生動(dòng)物共48種屬(僅包括肉足蟲(chóng)類(lèi)10種和纖毛蟲(chóng)類(lèi)38種)。原生動(dòng)物年均密度分別3365、5298、2549ind．L-1，季節(jié)變化表現(xiàn)為春季(7685ind．/L)>冬季(3241ind．/L)>秋季(2153ind．/L)>夏季(1680ind．/L)。淀山湖原生動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種

11、群由1987-1988年的線形三足蟲(chóng)、肋狀半眉蟲(chóng)和大舟形蟲(chóng)演變?yōu)?004-2006年的淡水筒殼蟲(chóng)、恩茨筒殼蟲(chóng)、綠急游蟲(chóng)、小單環(huán)櫛毛蟲(chóng)及鐘形鐘蟲(chóng)。 鑒定淀山湖輪蟲(chóng)53種(隸屬10科23屬)，優(yōu)勢(shì)種主要由針簇多肢輪蟲(chóng)、長(zhǎng)三肢輪蟲(chóng)、曲腿龜甲輪蟲(chóng)、角突臂尾輪蟲(chóng)、萼花臂尾輪蟲(chóng)、螺形龜甲輪蟲(chóng)、椎尾水輪蟲(chóng)等組成。各年度輪蟲(chóng)優(yōu)勢(shì)種密度之和分別占總輪蟲(chóng)密度的82.2、82.7和78.8％。針簇多肢輪蟲(chóng)在優(yōu)勢(shì)種中占主導(dǎo)地位。在1959年出現(xiàn)的鬼輪屬

12、、鏡輪屬、擬聚花輪屬、棘管輪屬、椎輪屬、高蹺輪屬和簇輪屬等7屬在2004-2006年沒(méi)有出現(xiàn)。淀山湖輪蟲(chóng)生物量平均為2514ind/L和2.94mg/L，其中2004年為2805±2295ind/L和3.70±3.59 mg/L；2005年為2314±2856ind/L和2.39±3.47 mg/L；2006年為2423±1984ind/L，和2.72±3.63mg/L。淀山湖輪蟲(chóng)數(shù)量和生物量周年變動(dòng)表現(xiàn)為：每年的春末夏初和秋季出現(xiàn)高峰

13、值，夏季和冬季出現(xiàn)低值，春季(4862ind/L和5.45 mg/L)>秋季(2300和3.45)>夏季(1773和1.88)>冬季(940和0.45)；3年輪蟲(chóng)平均多樣性指數(shù)(H)為2.27(變幅為2.08-2.50)，指示淀山湖水體處β中污染程度或處較高的富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。 2004、2005年，共鑒定枝角類(lèi)35種(屬)，優(yōu)勢(shì)種主要由長(zhǎng)額象鼻涵、柯氏象鼻蚤、簡(jiǎn)弧象鼻溞、脆弱象鼻溞、短尾秀體溞、微型裸腹溞、角突網(wǎng)紋潘等組成。枝角類(lèi)優(yōu)勢(shì)種密

14、度之和分別占總枝角類(lèi)密度的91.0％和81.2％，其中長(zhǎng)額象鼻溞分別占總密度的40.0％和33.7％。橈足類(lèi)15種，優(yōu)勢(shì)種為廣布中劍水蚤、近鄰劍水蚤、球狀許水蚤、2004年還有特異蕩鏢水蚤，2005年還有湯匙華哲水蚤。兩年期間，橈足類(lèi)幼體占主要組成部分，優(yōu)勢(shì)度分別達(dá)0.509和0.659。另外球狀許水蚤優(yōu)勢(shì)度也分別達(dá)0.174和0.118。 淀山湖浮游甲殼類(lèi)年均密度和生物量為：2004年枝角類(lèi)69.67ind．/L和2.49mg

15、/L，橈足類(lèi)3.83 ind．/L和0.52 mg/L；2005年枝角類(lèi)61.32 ind．/L和2.04 mg/L；橈足類(lèi)2.59 ind．/L和0.26 mg/L。淀山湖枝角類(lèi)生長(zhǎng)期為4-9月，5月和8月達(dá)到峰值。橈足類(lèi)于5月份開(kāi)始增長(zhǎng)繁殖，比枝角類(lèi)的數(shù)量增長(zhǎng)晚一個(gè)月，有3月份和6-7月份2個(gè)數(shù)量高峰。和上世紀(jì)八十年代相比，2004—2005年淀山湖枝角類(lèi)在種類(lèi)數(shù)、密度有較大增加，優(yōu)勢(shì)種演變?yōu)閭€(gè)體小、喜好富營(yíng)養(yǎng)化環(huán)境的種類(lèi)如長(zhǎng)額象鼻

16、溞、簡(jiǎn)弧象鼻溞、角突網(wǎng)紋溞等。橈足類(lèi)種類(lèi)組成變化不大，但是球狀許水蚤替代20年前的中華窄腹劍水蚤成了主要優(yōu)勢(shì)種；橈足類(lèi)數(shù)量顯著下降。 5.淀山湖環(huán)境因子與浮游植物數(shù)量相關(guān)性 分析表明，淀山湖浮游植物數(shù)量由藍(lán)藻主導(dǎo)，其數(shù)量消長(zhǎng)與水體氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)無(wú)相關(guān)性，而與水溫、水體透明度、CODMn呈顯著正相關(guān)。淀山湖浮游植物數(shù)量與枝角類(lèi)數(shù)量呈顯著正相關(guān)，表明在現(xiàn)有狀態(tài)下，枝角類(lèi)不能控制淀山湖藍(lán)藻水華。淀山湖大規(guī)模的魚(yú)類(lèi)增殖放流使浮游植