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松花江流域典型跨界断面冰封期的水质特征与浮游生物群落组成

松花江流域典型跨界断面冰封期的水质特征与浮游生物群落组成

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作者：马心琪哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

松花江流域内跨省河流众多,冰封期最长,但是有关松花江流域省界缓冲区中跨界断面冰封期的水质特征与浮游生物群落分布的研究还十分罕见。本课题以松花江流域涉及黑龙江省的省界缓冲区为研究对象,分析了研究水域冰封期内的水质理化特征... 详细信息

松花江流域内跨省河流众多,冰封期最长,但是有关松花江流域省界缓冲区中跨界断面冰封期的水质特征与浮游生物群落分布的研究还十分罕见。本课题以松花江流域涉及黑龙江省的省界缓冲区为研究对象,分析了研究水域冰封期内的水质理化特征和浮游细菌、浮游动植物的群落结构,探究了浮游生物优势种对水质理化特征的指示作用,为松花江流域省界缓冲区在水环境特征研究方面提供了理论支撑。本论文采集了2017～2019年松花江流域黑蒙省界缓冲区与黑吉省界缓冲区内共41个省界监测断面冰封期（1～3月）的24项常规水质理化指标的监测值。首先,利用单因子指数法评价了不同时期各断面的水质类型,发现2017年冰封期的水质最优,而且黑蒙省界缓冲区冰封期的水质质量要优于黑吉省界缓冲区。其次,利用主成分分析法筛选出了影响研究水域冰封期水质的主要理化指标,分别是NH3-N、TP、BOD5、CODMn和COD。再结合监测数据的变化规律,总结了造成研究区域水质污染的4类原因,分别是断面所在水系受到污染、由于工农业生产造成部分水域长期性的水质污染、存在突发性有机污染而造成短时间内小流域的水质污染、季节更替河水融化带来的水质污染。最后,对7个典型断面进行了单项指标分析,并将断面按照污染类型进行分类。2019年12月,采集了7个典型断面的浮游细菌与浮游动植物样品,并分别进行了高通量测序。结果显示:冰封期内黑蒙省界缓冲区中浮游细菌与浮游动植物的物种丰度与多样性均明显高于黑吉省界缓冲区。两类省界缓冲区内浮游生物的物种差异较大,其中黑吉省界缓冲区中Pseudomonas（假单胞菌属）和浮游藻类的含量明显高于黑蒙省界缓冲区。使用多种统计学方法对断面间浮游生物的群落结构进行差异分析,得到的断面分组情况与基于水质理化特征的断面聚类结果基本一致,说明浮游生物群落结构相似的断面其水质的理化特征也相似。为了探究浮游生物与水环境因子间的相关性,本研究采用5项水质指标分别与浮游细菌和浮游动植物的优势物种进行了冗余分析。结果显示,对研究水域冰封期内浮游生物群落影响较大的水质指标有TP、BOD5和p H值;能够反映研究水域冰封期水质理化特征的浮游生物有Pseudomonas（假单胞菌属）、Acinetobacter（不动杆菌属）、Candidatus Pelagibacter（念珠杆菌属）、Geothrix（地发菌属）、Hydrurus（水树藻属）、Chrysophyceae（金藻纲）、Cryptophyta（隐藻门）、Katablepharidaceae（尖眼藻科）、Stephanodiscus（冠盘藻属）、Hemiophrys（半眉虫）和Vampyrellida。

关键词：黑龙江省跨界断面冰封期水质特征浮游生物高通量测序

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