青岛沿海周丛生纤毛虫群落时空特征及其与环境关系的研究

发布时间：2017-07-20 05:20

  本文关键词：青岛沿海周丛生纤毛虫群落时空特征及其与环境关系的研究

  更多相关文章： 周丛生纤毛虫群落 生物膜 时空分布 海洋水质生物监测 分类学多样性

【摘要】：周丛生纤毛虫具有高度的形态多样性及功能多样性,是生物膜中的主要消费者,其在生物膜的总生物量中占有很大比例,具有广泛的食物范围,因此它们可能是微型生物膜中物质和能量流动的最重要枢纽,亦在很多水生生态系统中起着将物质和能量由水体中的浮游类群向底栖／周丛生类群传递的媒介作用。同时周丛生纤毛虫具有局域稳定性及快速反应环境变化的能力为被广泛作为环境指示生物。通过利用人工基质-玻璃片富集生物膜的方法对沿海水域开展周丛生纤毛虫群落研究,建立及完善统一标准的采样、统计及分析方法,并在此基础上通过对中国青岛沿海海区环境胁迫不同的四个采样点开展周丛生纤毛虫群落及其群集动态的周年调查,从群落结构的分类构成、时空分布变动以及其变动与环境间的关系着手,全面系统的探讨,为揭示沿海周丛生纤毛虫群落组成及变动、与水体环境间的关系、评估水体质量状态、功能类群作用及利用生物膜作为模型系统研究重大生态问题提供重要的第一手资料。沿海周丛生纤毛虫群落群集特征及利用载玻片法的采样方法研究：1)1m和3m两水层处纤毛虫物种数量及个体丰度群集模式呈现相似的动态,并分别符合MacArthur-Wilson群集模型和Logistic增长模型。纤毛虫群落在群集10天后物种组成开始达到平衡。相比3m水层,1m处群落的物种多样性,均匀度及群集速率(G)和最大丰度值(Amax)明显要高,而群集达到平衡时物种数量90%所需时间(T90%)要短。2)采样量对微型周丛生群落的多样性分析有显著性影响。随着采集水层的加深及群落群集时间的缩短,需要更大的采样量。3)为使群落间的非相似性小于10%,采样需求量随着群落群集时间的缩短而增大。采样量引起的对四个分类学多样性指数的变异系数仅对不成熟群落在群集初期有较明显的影响。相比分析群落模式,衡量分类学多样性参数需要更少的采样量,并且不成熟的群落相对成熟群落对采样面积量更敏感4)虽然不同计数时段内(24h内及24-48h)统计对两水层中微型周丛生群落的群落结构没有造成明显变化,但却对分析群落特征有明显的影响。延迟的计数(24-28h内)与24h内计数相比可能会导致群落相似度下降5-25%,同时在群集早期阶段的群落中的多样性指数(物种丰富度,均匀度,及多样性)有所降低。群落群集少于21天或更长时间时,延迟计数对分析物种丰富度及丰度导致的变异系数要大于10%。5)延迟计数时间(24-48h)可能会导致物种丰富度,个体丰度及群集速率偏低,在几乎整个群集阶段,样品间的变异系数大于10%,群落间的相似性下降11-38%。然而,物种多样性指数及群落的分类学多样性对延迟计数的干扰相对不敏感,整个群集过程中,其变异系数分别小于10%及5%。6)以是否包含对群落达到特定累计贡献率的物种为依据,发现纤毛虫群落最佳采样量随着群集时间的缩短而减小。获得相当的群落大小,3m水层的样品相比1m水层的样品需要更多的采样量。研究结果显示,对于研究沿海周丛生纤毛虫群落的群集动态,lm水层10张玻璃片可以是一个理想的采样策略。青岛沿海周丛生纤毛虫群落的时空变动及其与环境间的关系：7)青岛沿海四个采样点表层水的10个环境因子在全年中的时空变动显示：溶解氧在冬季较高,化学耗氧量在秋季较高；营养盐(氨态氮、硝态氮、亚硝态氮和可溶性活性磷)在人为干扰较重的采样点A湖岛较高,较清洁站点C中苑和D奥帆较低。8)物种数量在冬季最低,其他季相当,其分类、生态类型和营养功能类型的相对组成在全年中相对稳定；相邻月份间的物种周转率相对稳定,在0.3左右；丰度在秋季特别是9月份最高,冬季最低,其相对组成在周年中变化较大：生物量的变动趋势与丰度相似；多样性指数在冬季最低,其他月份相当；全年的成熟周丛生纤毛虫群落按相似性分为三个组：A组,12和1月份的群落；B组,4、5、6和7月份的群落及C组,8、9、10和11月份的群落。9)周年的成熟群落调查中共发现了144种纤毛虫,分别隶属于78个属,43个科,19个目,八个纲。其中31个种出现在全年四个季节,其中11,11,13及2种分别只出现在春季,夏季,秋季及冬季。物种数量及丰度分别在春季和秋季达到高峰值,并都在冬季处于最低值。不同季节间纤毛虫群落结构存在显著性差异,并与环境变化显著性相关,特别是,温度,pH,溶解氧(DO)及营养盐。36个主要种(每个季节中对群落贡献率前15的种)中,9个种(如,Pseudovorticella paracratera, Trochilia minuta,和Zoothamniumsp.)与pH, DO或营养盐显著相关。物种丰富度,均匀度,及多样性指数与温度,pH,DO,或可溶性活性磷呈显著性相关。研究结果显示周丛生纤毛虫群落结构应对环境变化呈现显著性的季节性变动,并可能作为评估沿海水域环境质量的有效生物指示者。10)时空分布结果显示：(1)四个采样点的纤毛虫群落间存在显著性的差异：(2)纤毛虫群落的空间分布模式与环境变动,特别是化学耗氧量(COD)和营养盐,呈显著性相关：(3)五个优势种(Hartmannula angustipilosa, Metaurostylopsis sp.1, Discocephalus ehrenbergi, Stephanopogon minuta 和 Pseudovorticella paracratera)与营养盐或COD呈显著性相关：(4)物种丰富度与N03-N呈显著性相关。11)通过多元分析方法从144个种的原始数据集中分离出由33个种组成的指示物种库。这个物种库的空间分布与营养盐及COD的变化显著相关。分类学多样性与营养盐显著性相关。成对的指数：平均分类学差异指数及分类学差异变异指数与预期的分类模式呈现清晰的偏离。结果表明基于小部分的指示纤毛虫物种库的分类学多样性来评定水质状况是可行的。12)四个采样点问周丛生纤毛虫早期群落与成熟群落都存在显著性的差异,并与环境因子的变动,特别是营养盐或COD显著性相关。早期群落和成熟群落中分别有7种和8种纤毛虫与营养盐或COD显著性相关。物种丰富度指数与营养盐强烈相关,特别是在成熟群落中。这个研究发现,利用群集早期的周丛生纤毛虫群落来评估沿海水质状况是可行的。
【关键词】：周丛生纤毛虫群落 生物膜 时空分布 海洋水质生物监测 分类学多样性
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q958
【目录】：

• 摘要6-9
• Abstract9-15
• 前言15-19
• 研究结果19-21
• 第一章 沿海周丛生毛虫群落群集特征及利用载玻片法的采样方法研究21-85
• 内容介绍21-23
• 材料与方法23-27
• 1 沿海周丛生纤毛虫群落群集特征研究27-40
• 2 采样量对分析周丛生纤毛虫群落的影响40-54
• 3 计数时间对分析周丛生纤毛虫群落的影响54-71
• 4 通过采样效度判定微型周丛生生物群落的最佳采样方案71-85
• 第二章 沿海周丛生纤毛虫成熟群落的时空变动及其与环境间的关系85-141
• 内容介绍85-87
• 材料与方法87-91
• 1 青岛沿海近岸水域表层水环境因子的时空变动91-101
• 2 成熟周丛生纤毛虫群落的周年连续性演替101-113
• 3 周丛生纤毛虫群落的季节分布模式及其与环境间的关系113-125
• 4 周丛生纤毛虫群落空间分布模式及其在环境监测中的应用125-133
• 5 利用周丛生纤毛虫小部分指示物种库的分类学多样性评估水质初探133-141
• 第三章 利用不同群集阶段周丛生纤毛虫群落进行环境监测的研究初探141-162
• 内容介绍141-143
• 不同群集阶段周丛生纤毛虫群落在环境监测应用中的初探143-162
• 结论162-165
• 参考文献165-172
• 致谢172-173
• 附录173-175
• 个人信息173
• 教育背景173
• 博士在读期间荣誉和奖励173-174
• 2012-2015年已发表的文章目录174-175

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本文编号：566461