不同空间尺度下沙颍河北部流域浮游动物集合群落形成机制的研究
发布时间：2021-08-09 17:20
河流具有淡水供给、生物多样性维持、气候调节、文化孕育等多种生态服务功能,可以说河流生态系统与人类发展休戚与共。然而频繁的人为活动干扰、过多的污染排放使河流生态系统严重退化,河流生物多样性下降趋势至今未被完全遏制,各种措施被相继提出用以保护河流中多种多样的生物。相比于限制在局域水平传统群落研究思路,集合群落为生物多样性的研究提供了新视角。环境过滤和扩散被认为是影响生物集合群落形成的两个重要过程,而河流特有的网状结构及单向流动性使其有别于陆地等其他生态系统集合群落的研究。沙颍河是淮河北岸最大支流,是我国重要的农业产区和战略能源储备基地,受到剧烈人为干扰影响,流域内多条河流生物多样性降低、生态系统服务功能退化。本研究以沙颍河北部流域为研究区域,以个体微小、繁殖力强、环境敏感的浮游动物为模式生物,研究影响浮游动物集合群落形成的主导过程。同时鉴于环境和扩散过程对河流生态系统的生物群落组成及分布具有空间尺度依赖性,本研究分别从流域尺度、河流尺度研究了集合群落的形成机制,以期能够更全面地为沙颍河流域生物多样性保护和河流生态系统恢复提供理论支持。本研究主要结论如下:1)平水期、丰水期、枯水期共检出浮游...
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
-1河流集合群落研究发展过程[35,36]
南京大学硕士学位论文7embracingnetworkperspectivestartedtobetterintegratedispersalalongthecharacteristichierarchicrivernetworkstructure,withitsinherentdistributionofcatchmentsizes.尽管空间过程会对生物多样性和群落动态产生影响已经得到共识，但是实验研究还没有完全将理论观点应用到所有的生境类型中。大量有关集合群落动态的研究集中在二维景观结构下的生境，包括森林生态系统、草原生态系统、湖泊生态系统等，研究对象包括了昆虫、小型哺乳动物、鱼类、底栖生物等，在这些研究中一般都是用栅格网络模拟实际景观结构，节点代表一个局域群落，扩散过程可以发生在相邻的任意节点上，扩散的方向是随机的，指示不同生物扩散的距离也不同，总之在这样的系统中生物具有多种扩散路径。然而，这样的方法并不适用于所有生态系统，尤其是具有分支结构的河流生态系统，河流生态系统不仅具有等级结构，还具有景观结构和水流方向，这些决定了扩散的距离和方向。河流生境可以由（图1.2-2B）几何图案来代表，由一个节点按照特定方向延伸出分支结构，由此形成一个具有等级结构的网络系统。河流生态系统具有两个基本特征，一是分支结构和节点都可以作为生境，二是空间连通性和等级结构使方向性扩散在河流系统较为常见，这也是河流生态系统区别于陆地、湖泊等生态系统的所在[35]。图1.2-2河流与其他生态系统景观结构的差异[35]（A:对于陆地生态系统用栅格结构描述连接度，对于某一局域群落，扩散可发生在相邻8个节点的任意一个，理论上扩散方向随机；B：对提取河网进行处理得到树枝状结构用以描述河流的连接度，地形、水流等因素会扩散产生影响，从而形成不同生物多样
南京大学硕士学位论文9力较强的鱼类和被动扩散的微生物相比，发生扩散限制的尺度要更大；扩散能力更强的生物（高度扩散）发生幅度可能要更大，由此也可看出生物的扩散能力对集合群落的形成具有一定影响。然而，也有研究结果表明在较小尺度下（单一河流）环境作用依然对集合群落起主导作用，这与Heino等人观点不同，即小尺度也具有较长环境梯度并且可以不被扩散过程掩盖[39]。图1.2-3不同尺度下环境和空间过程对河流生态系统集合群落结构作用大小示意图[38]Figure1.2-3Aschematicviewofrelativeeffectsofpureenvironmentalandpurespatialonmetacommunityinstreamsystems河流的季节变化河流生态系统处于动态变化中，河流的水量、水位等会随季节变迁发生变化。河流水源补给是影响河流水量的关键因素，雨水补给、积雪冰雪融水补给、湖泊沼泽补给、地下水补给是主要水源补给方式，其中雨水补给最为重要，而降雨量与河流所在地区的气候类型密切相关。比如大陆性季风气候区的降水季节间差异大，冬季少雨，夏季多雨，处于该气候区的河流可被划分为明显的丰水期和枯水期；热带雨林气候全年高温多雨，因此处于该区域的河流无明显季节变化。同时，河流自上游至下游绵延数十乃至数千公里，地势高低起伏，在气候和地形地貌的共同影响下，河流季节变化有时更为明显。在河流自然地理特征影响下，一些河
【参考文献】：
期刊论文
[1]海陵湾浮游动物群落结构及其与主要环境因子的关系[J]. 龚玉艳,肖雅元,徐姗楠,刘永,杨玉滔,黄梓荣,李纯厚. 南方水产科学. 2019(06)
[2]渭河流域浮游动物群落结构及其水质评价[J]. 王硕,杨涛,李小平,陈佳. 水生生物学报. 2019(06)
[3]北京市妫水河浮游动物群落结构与水质评价[J]. 林海,王源,李冰. 生态学报. 2019(20)
[4]淮河干流及主要支流夏季浮游植物群落生物多样性评价[J]. 邱阳凌,林育青,刘俊杰,唐磊,关铁生,陈求稳,陈凯,王丽. 环境科学学报. 2018(04)
[5]沙颍河流域浮游动物群落结构空间变化特征与水质评价[J]. 刘盼盼,王龙,王培,王琦,张霞,周巧红,吴振斌. 水生生物学报. 2018(02)
[6]沙颍河阜阳段轮虫群落结构及其周年变化[J]. 王魏根,李永民,陈杰. 新余学院学报. 2018(01)
[7]沙颍河流域(河南段)清洁河流评价指标体系构建研究[J]. 王莉,徐聪,于鲁冀. 生态经济. 2017(09)
[8]淮河中上游轮虫群落结构分析及水质评价[J]. 左其亭,陈豪,张永勇,窦明,刘静. 环境工程学报. 2017(01)
[9]淮河流域河南段退化河流生态系统修复模式[J]. 徐艳红,于鲁冀,吕晓燕,范鹏宇. 环境工程学报. 2017(01)
[10]沙颍河流域沉积物重金属污染特征及生态风险评价[J]. 钟明,万云,万安,胡金,安树青,冷欣. 生态学杂志. 2016(07)
博士论文
[1]淮河流域浮游动物分布格局及群落形成机制[D]. 赵坤.华东师范大学 2018
[2]浮游动物摄食的非线性动力学模型研究[D]. 郑艳琳.中国海洋大学 2014
[3]受污染水体修复过程中浮游动物的种群变动及其生态学意义[D]. 刘爱芬.中国科学院研究生院（水生生物研究所） 2007
硕士论文
[1]北方季节性河流生态修复功能下的景观构建研究[D]. 孟捷.西安建筑科技大学 2017
[2]美国宾夕法尼亚州东北部天堂河流域气温/溪流水温关系模型及溪流水温变化[D]. 靳贺.河南大学 2016
[3]板桥水库水生生物群落结构研究[D]. 孙伟胜.河南师范大学 2015
[4]梁子湖浮游动物群落结构及其与环境因子的关系研究[D]. 朱新鹏.华中农业大学 2014
[5]空间因子和不同尺度环境变量对溪流大型底栖无脊椎动物集合群落组成的相对影响[D]. 徐盛.南京农业大学 2014
[6]河道治理措施对优化河流水文特征的探讨[D]. 金矿.西南大学 2012
[7]城市季节性河流景观恢复性规划设计方法研究[D]. 裴莹.东北林业大学 2009
本文编号：3332481
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
-1河流集合群落研究发展过程[35,36]
南京大学硕士学位论文7embracingnetworkperspectivestartedtobetterintegratedispersalalongthecharacteristichierarchicrivernetworkstructure,withitsinherentdistributionofcatchmentsizes.尽管空间过程会对生物多样性和群落动态产生影响已经得到共识，但是实验研究还没有完全将理论观点应用到所有的生境类型中。大量有关集合群落动态的研究集中在二维景观结构下的生境，包括森林生态系统、草原生态系统、湖泊生态系统等，研究对象包括了昆虫、小型哺乳动物、鱼类、底栖生物等，在这些研究中一般都是用栅格网络模拟实际景观结构，节点代表一个局域群落，扩散过程可以发生在相邻的任意节点上，扩散的方向是随机的，指示不同生物扩散的距离也不同，总之在这样的系统中生物具有多种扩散路径。然而，这样的方法并不适用于所有生态系统，尤其是具有分支结构的河流生态系统，河流生态系统不仅具有等级结构，还具有景观结构和水流方向，这些决定了扩散的距离和方向。河流生境可以由（图1.2-2B）几何图案来代表，由一个节点按照特定方向延伸出分支结构，由此形成一个具有等级结构的网络系统。河流生态系统具有两个基本特征，一是分支结构和节点都可以作为生境，二是空间连通性和等级结构使方向性扩散在河流系统较为常见，这也是河流生态系统区别于陆地、湖泊等生态系统的所在[35]。图1.2-2河流与其他生态系统景观结构的差异[35]（A:对于陆地生态系统用栅格结构描述连接度，对于某一局域群落，扩散可发生在相邻8个节点的任意一个，理论上扩散方向随机；B：对提取河网进行处理得到树枝状结构用以描述河流的连接度，地形、水流等因素会扩散产生影响，从而形成不同生物多样
南京大学硕士学位论文9力较强的鱼类和被动扩散的微生物相比，发生扩散限制的尺度要更大；扩散能力更强的生物（高度扩散）发生幅度可能要更大，由此也可看出生物的扩散能力对集合群落的形成具有一定影响。然而，也有研究结果表明在较小尺度下（单一河流）环境作用依然对集合群落起主导作用，这与Heino等人观点不同，即小尺度也具有较长环境梯度并且可以不被扩散过程掩盖[39]。图1.2-3不同尺度下环境和空间过程对河流生态系统集合群落结构作用大小示意图[38]Figure1.2-3Aschematicviewofrelativeeffectsofpureenvironmentalandpurespatialonmetacommunityinstreamsystems河流的季节变化河流生态系统处于动态变化中，河流的水量、水位等会随季节变迁发生变化。河流水源补给是影响河流水量的关键因素，雨水补给、积雪冰雪融水补给、湖泊沼泽补给、地下水补给是主要水源补给方式，其中雨水补给最为重要，而降雨量与河流所在地区的气候类型密切相关。比如大陆性季风气候区的降水季节间差异大，冬季少雨，夏季多雨，处于该气候区的河流可被划分为明显的丰水期和枯水期；热带雨林气候全年高温多雨，因此处于该区域的河流无明显季节变化。同时，河流自上游至下游绵延数十乃至数千公里，地势高低起伏，在气候和地形地貌的共同影响下，河流季节变化有时更为明显。在河流自然地理特征影响下，一些河
【参考文献】：
期刊论文
[1]海陵湾浮游动物群落结构及其与主要环境因子的关系[J]. 龚玉艳,肖雅元,徐姗楠,刘永,杨玉滔,黄梓荣,李纯厚. 南方水产科学. 2019(06)
[2]渭河流域浮游动物群落结构及其水质评价[J]. 王硕,杨涛,李小平,陈佳. 水生生物学报. 2019(06)
[3]北京市妫水河浮游动物群落结构与水质评价[J]. 林海,王源,李冰. 生态学报. 2019(20)
[4]淮河干流及主要支流夏季浮游植物群落生物多样性评价[J]. 邱阳凌,林育青,刘俊杰,唐磊,关铁生,陈求稳,陈凯,王丽. 环境科学学报. 2018(04)
[5]沙颍河流域浮游动物群落结构空间变化特征与水质评价[J]. 刘盼盼,王龙,王培,王琦,张霞,周巧红,吴振斌. 水生生物学报. 2018(02)
[6]沙颍河阜阳段轮虫群落结构及其周年变化[J]. 王魏根,李永民,陈杰. 新余学院学报. 2018(01)
[7]沙颍河流域(河南段)清洁河流评价指标体系构建研究[J]. 王莉,徐聪,于鲁冀. 生态经济. 2017(09)
[8]淮河中上游轮虫群落结构分析及水质评价[J]. 左其亭,陈豪,张永勇,窦明,刘静. 环境工程学报. 2017(01)
[9]淮河流域河南段退化河流生态系统修复模式[J]. 徐艳红,于鲁冀,吕晓燕,范鹏宇. 环境工程学报. 2017(01)
[10]沙颍河流域沉积物重金属污染特征及生态风险评价[J]. 钟明,万云,万安,胡金,安树青,冷欣. 生态学杂志. 2016(07)
博士论文
[1]淮河流域浮游动物分布格局及群落形成机制[D]. 赵坤.华东师范大学 2018
[2]浮游动物摄食的非线性动力学模型研究[D]. 郑艳琳.中国海洋大学 2014
[3]受污染水体修复过程中浮游动物的种群变动及其生态学意义[D]. 刘爱芬.中国科学院研究生院（水生生物研究所） 2007
硕士论文
[1]北方季节性河流生态修复功能下的景观构建研究[D]. 孟捷.西安建筑科技大学 2017
[2]美国宾夕法尼亚州东北部天堂河流域气温/溪流水温关系模型及溪流水温变化[D]. 靳贺.河南大学 2016
[3]板桥水库水生生物群落结构研究[D]. 孙伟胜.河南师范大学 2015
[4]梁子湖浮游动物群落结构及其与环境因子的关系研究[D]. 朱新鹏.华中农业大学 2014
[5]空间因子和不同尺度环境变量对溪流大型底栖无脊椎动物集合群落组成的相对影响[D]. 徐盛.南京农业大学 2014
[6]河道治理措施对优化河流水文特征的探讨[D]. 金矿.西南大学 2012
[7]城市季节性河流景观恢复性规划设计方法研究[D]. 裴莹.东北林业大学 2009
本文编号：3332481
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