西北地区延河流域浮游植物群落特征及生物完整性评价

作     者：卢悦 

作者单位：西安理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：潘保柱;郭辉

授予年度：2023年

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

主      题：延河流域 浮游植物群落结构 功能群 环境因子 生物完整性评价 

摘      要：延河为黄河的重要支流之一,其对黄河中游生物多样性维持和生态保护具有重要作用。浮游植物作为水生生物资源的重要组成部分,对水环境变化反应迅速,在维持水生态系统的稳定性和完整性方面发挥着重要作用。因此,本研究以浮游植物为指示生物,于2021年春季(4—5月)和秋季(9—10月)对延河流域开展了系统的水生态调查。在延河干流、5条一级支流和蓄水水体(水库和淤地坝水体)共布设33个采样断面进行样品采集,探讨了浮游植物群落分布特征及其影响因素,基于浮游植物特征指数评估该流域的水环境综合质量,进而建立浮游植物生物完整性指数评价延河流域水生态健康状况。研究成果对延河流域水资源合理利用和水生态保护提供基础数据和科学依据。本研究的主要结果如下:(1)春秋两次调查共检出浮游植物7门91属253种,其中,春季(168种)以硅藻、绿藻占优,秋季(179种)以硅藻、蓝藻占优。春秋两季浮游植物密度和生物量均值分别为316.07×104 cells/L、6.41 mg/L 和 69.56×104 cells/L、1.59 mg/L。在时间尺度上,春季浮游植物丰度高于秋季;在空间尺度上,干流中游和下游河段浮游植物丰度均高于上游河段,筑坝拦截形成的蓄水水体浮游植物现存量维持在较高水平,且在秋季显著高于干支流水体。春季浮游植物多样性大于秋季,干支流水体浮游植物多样性大于蓄水水体。冗余分析结果显示:流速、溶解氧、亚硝酸盐氮和水深是影响春季浮游植物群落结构的关键因素;硝酸盐氮、水深和溶解氧是影响秋季浮游植物群落结构的关键因素。(2)延河流域浮游植物共划分为26个功能群,春季常见优势功能群为C、D、LO、MP、TB、W1,秋季常见优势功能群为C、D、LO、MP,功能群D和MP在延河流域春秋两季均占据主要优势。Qr指数能将浮游植物与其栖息地生境相结合,从而有效反映水环境质量,基于Qr指数和Shannon多样性指数的水质生物评价结果表明春季延河流域水质优于秋季,流域水质处于轻污染—中污染状态。对比两种指数的评价结果发现,Qr指数的评价结果较Shannon多样性指数的评价结果更接近水体的实际情况。冗余分析结果显示:春季浮游植物功能群分布受到流速和亚硝酸盐氮的影响,溶解氧和水深影响秋季浮游植物功能群时空分布。(3)基于浮游植物物种总数、硅藻相对丰度、硅藻属指数、硅藻商、优势功能群百分比、Shannon多样性指数和浮游植物总生物量共7个核心参数构建P-IBI。基于P-IBI评价体系的结果显示:春季和秋季均以“亚健康及以上状态的断面占优,占比分别为94%和93.4%。干支流水体的生态健康状态优于蓄水水体,支流水体优于干流水体,干流水体的生态健康状态呈现从上游至下游逐渐下降的趋势。