长江口区藻类分布格局及其与环境因子相关性的研究

发布时间：2017-08-25 01:36

  本文关键词：长江口区藻类分布格局及其与环境因子相关性的研究

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【摘要】：河口是淡水与海洋生态交错区,有着独特的动植物群落,是世界上最具生产力的生态系统之一,许多动物藉此作为摄食、繁殖和迁徙中转地。藻类是河口水生生态系统的重要初级生产者,在河口生态系统中有着重要的作用,因此河口藻类的研究具有十分重要的理论意义和实践意义。长江口是世界上最大的河口之一,是上海市重要水源地,同时兼具航运、围垦、生态等多种功能；研究长江口区藻类的分布与动态对探讨长江口水生态系统物质循环、能量流动和水质监测有重要意义。本论文基于2004年到2012年期间对长江口区(包括苏州河、黄浦江、长江口主河道和崇明东滩)藻类的调查,分析了长江口区藻类种类组成和数量生物量的变动,应用多种分析软件(SPSS, R软件等)和方法(CCA, PCA等),探讨了长江口区从淡水至咸水区域藻类分布格局以及藻类与环境因子之间的相关性,提出了长江口区藻类的数学模型,为河口藻类研究和长江口生态保护和科学利用提供重要科学依据。本论文的主要研究结果如下：1.长江口区藻类组成及特征：长江口区共鉴定出藻类8门169属626种(含变种与变型),其中硅藻门(Bacillariophyta)种类最多为83属322种,其次是绿藻门(Chlorophyta)52属187种,裸藻门(Euglenophyta)6属47种,蓝藻门(Cyanophyta)13属42种,甲藻门(Pyrrophyta)6属13种,金藻门(Chrysophyta)6属9种,隐藻门(Cryptophyta) 2属4种,黄藻门(Xanthophyta)种类最少1属2种。发现并描述了硅藻门一个新种：中华马鞍藻(Campylodiscus sinensis)。结果表明长江口区属硅藻-绿藻型水体。长江口区藻类分布格局呈现出长江口主河道(吴淞口至九段沙下沙水域)上游与黄浦江交汇处藻类种类数多,苏州河中游样点种类数少的特征。苏州河藻类共计141种(含变种与变型)隶属于8门58属,以绿藻门种类最多为70种；季节变动趋势为秋冬季多、春夏季少；上下游多、中游少。黄浦江藻类共计229种(含变种与变型)隶属于8门84属,以绿藻门种类最多为99种；春秋季少、夏冬季多；上下游多、中游少。长江口主河道藻类345种(含变种与变型)隶属于8门127属,其中硅藻门种类最多,有56属160种；春秋季少、夏冬季多；中上游种类数多,下游种类少。崇明东滩主要开展了硅藻调查,硅藻门共鉴定出58属169种(含变种与变型),其中以羽纹纲的种类占优势,菱形藻属种类最多有16种；春季种类最多。2.藻类优势种分布及其变化：长江口区主要优势种包括硅藻门的中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、颗粒直链藻(Melosira granulata)及其变种、脆杆藻(Fragilaria sp.)、尖布纹藻(Gyrosigma acuminatum)、舟形藻(Navicula spp.)和尖针杆藻(Synedra acus)等；绿藻门的二角盘星藻(Pediastrum duplex)及其变种和四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda);蓝藻门的颤藻(Oscillatoria sp.)和针晶蓝纤维藻(Dactylococcopsis rhaphidioides);以及黄藻门的单一黄丝藻(Tribonema monochloron)和隐藻门的尖尾蓝隐藻(Chroomonas acuta)等。藻类优势种在各个河段有着明显差异。长江口主河道的优势种主要有：中肋骨条藻、颗粒直链藻、梅尼小环藻和尖尾蓝隐藻等；其中颗粒直链藻、梅尼小环藻和尖尾蓝隐藻仅在吴淞口至九段沙上沙的水域中成为优势种,在九段沙上沙至下沙的水域优势种为中肋骨条藻。苏州河的优势种主要有：梅尼小环藻、颗粒直链藻和二角盘星藻。黄浦江的主要优势种有：颗粒直链藻、梅尼小环藻、尖针杆藻、颤藻、尖尾蓝隐藻和四尾栅藻。崇明东滩的优势种主要有：中肋骨条藻、尖布纹藻以及菱形藻属、舟形藻属、曲壳藻属(Achnanthes)和双眉藻属(Amphora)等种类。优势种存在显著的季节变化。二角盘星藻及其变种出现在苏州河夏季；尖尾蓝隐藻在长江口主河道仅在冬春季成为优势种；黄浦江藻类优势种的季节变化不显著；中肋骨条藻在长江口主河道全年都是优势种。中肋骨条藻是长江口主河道的绝对优势种,其数量生物量在九段沙上沙至中沙水域最大向上下游分别逐渐降低,此河段的盐度为2.38-16.67%o,河水浑浊度也最大。颗粒直链藻与梅尼小环藻在苏州河与黄浦江的交汇处数量生物量最高,向上下游逐渐降低,在长江口主河道随盐度的增加其生物量逐渐降低。3.浮游藻类数量生物量分布及其变化规律：长江口主河道(吴淞口至九段沙下沙水域)以及苏州河(上海段)和黄浦江(上海段),分别沿各河段上中下游共设19个采样点,这些样点的藻类数量生物量变动很大,平均为66.77万个/升,以硅藻门数量生物量最多,为41.75万个/升,占62.53%；其次是绿藻门为19.26万个/升,占28.85%;隐藻门为2.36万个/升,占3.53%；蓝藻门为1.54万个/升,占2.31%；裸藻门为1.02万个/升,占1.53%；黄藻门、甲藻门和金藻门藻类数量生物量都很低,共占藻类数量生物量的1.26%。藻类数量生物量的大小和组成在各个河段有显著差异。藻类数量生物量在苏州河最高,平均数量生物量为177.45万个/升；长江口主河道次之,平均藻类数量为45.47万个/升；黄浦江最低,藻类数量生物量平均为22.29万个/升。空间变动趋势在各河段都是中游高、上下游低。藻类数量生物量组成上,苏州河藻类数量生物量以绿藻门为主,而黄浦江和长江口主河道各样点均以硅藻门为主。苏州河绿藻门最高为82.77万个/升,占藻类数量生物量的46.65%；其次是硅藻门74.32万个/升,占总量的41.88%。黄浦江藻类数量生物量以硅藻门为主12.49万个/升,占藻类数量生物量的54.32%;其次是绿藻门5.82万个/升,占25.31%。长江口主河道也是以硅藻门为主为41.05万个/升占87.42%,其次是绿藻门。各河段藻类数量生物量在季节变化上表现不一致。苏州河呈现出春夏季高、秋冬季低的趋势；夏季以绿藻门为主；冬季以硅藻门为主。黄浦江呈现出夏秋季高、春秋季少的趋势,硅藻门在各季节均占主要优势。长江口主河道藻类数量生物量呈现出春夏季高、秋冬季少的趋势,全年以硅藻门为主。4.环境因子对长江口区浮游藻类的影响：通过对长江口主河道、苏州河和黄浦江浮游藻类群落结构与理化因子的相关性分析,影响各门藻类空间分布的主要环境因子为盐度,其次为总磷和化学需氧量。根据长江口区各样区藻类与环境因子之间的变动关系推导出了藻类种类组成和数量生物量的多元回归方程。盐度是决定长江口区藻类群落结构的最主要环境因子,在长江口主河道盐度变动范围为0.87-17.67%o,从上游至下游逐渐升高,藻类种类数随盐度增加而降低,盐度大于3.3%o时种类数趋于稳定。藻类生物量在盐度小于6.5‰是随盐度升高而增加,在盐度大于6.5%o时随盐度增加而逐渐降低；这种生物量的变化规律主要是由中肋骨条藻的生物量变化引起的。长江口区硅藻门的数量随盐度的上升而不断增加,绿藻门和蓝藻门的数量生物量则随盐度的上升而不断下降。5.藻类多样性指数：长江口区各样点的Shannon Wiener生物多样性指数变动范围为：1.17-1.91,黄浦江上游高,长江口主河道下游低。利用Shannon Wiener多样性指数对长江口主河道、黄浦江和苏州河评价均处于α-中污状态。Margalef多样性指数变动范围为2.63-8.40,长江口主河道上游最高,苏州河中游最低。6.长江口区浮游藻类变化趋势：长江口主河道2005年到2012年的调查数据比较分析发现,藻类种类数显著降低,从297种减少至121种,降幅达59%；其中裸藻门和绿藻门种类降幅最高达81%和67%。藻类数量生物量变化不显著,但硅藻门所占比例明显升高,2005年硅藻门数量生物量为36.39万个/升占61.58%,2012年为43.35万个/升所占比例高达91.77%。中肋骨条藻优势度明显增加,从2005年51.65%上升到2012年63.58%。
【关键词】：长江口 藻类 分布格局 环境因子 中肋骨条藻
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q948.1
【目录】：

• 摘要9-13
• ABSTRACT13-18
• 1 文献综述18-34
• 1.1 河口定义18-19
• 1.2 河口研究19-21
• 1.3 河口藻类的研究21-32
• 1.3.1 国外河口藻类的研究21-27
• 1.3.2 国内河口藻类研究27-32
• 1.4 河口藻类研究存在的问题32-33
• 1.5 本论文研究目的和意义33-34
• 2 研究方法34-40
• 2.1 研究区域34-36
• 2.2 研究方法36-40
• 2.2.1 标本采集时间36-37
• 2.2.2 藻类标本采集、处理、观察与鉴定37-38
• 2.2.3 环境因子38
• 2.2.4 数据分析38-40
• 3 长江口区藻类分布格局40-110
• 3.1 藻类种类组成及其分布40-68
• 3.1.1 藻类种类组成40-47
• 3.1.2 藻类种类组成季节变化47-56
• 3.1.3 藻类种类组成空间变动56-68
• 3.2 浮游藻类数量生物量及其变动68-84
• 3.2.1 浮游藻类数量生物量68-71
• 3.2.2 浮游藻类数量生物量季节变动71-75
• 3.2.3 浮游藻类数量生物量空间变动75-84
• 3.3 藻类优势种84-90
• 3.3.1 苏州河藻类优势种84-85
• 3.3.2 黄浦江藻类优势种85
• 3.3.3 长江口主河道藻类优势种85-86
• 3.3.4 崇明东滩藻类优势种86
• 3.3.5 骨条藻属的形态学研究86-90
• 3.4 藻类多样性指数90-99
• 3.4.1 Shannon Wiener生物多样性指数90-94
• 3.4.2 Margalef多样性指数94-99
• 3.5 藻类优势种、常见种空间分布格局99-106
• 3.6 小结106-110
• 3.6.1 藻类种类组成及其变化106-107
• 3.6.2 藻类优势种及其变化107-108
• 3.6.3 浮游藻类生物量及其变动108-109
• 3.6.4 多样性指数109-110
• 4 长江口区藻类与环境因子相关性110-138
• 4.1 长江口区环境因子110-118
• 4.2 藻类与环境因子之间的关系118-134
• 4.2.1 藻类数量生物量与环境因子之间的关系118-122
• 4.2.2 藻类种类组成与环境因子之间的关系122-130
• 4.2.3 盐度与藻类之间的关系130-132
• 4.2.4 藻类多样性指数与环境因子相关性分析132
• 4.2.5 中肋骨条藻与环境因子相关性分析132-134
• 4.3 小结134-138
• 4.3.1 长江口区的环境因子134
• 4.3.2 长江口区藻类与环境因子之间的关系134-135
• 4.3.3 长江口区藻类变动数学模型135-138
• 5 讨论138-144
• 5.1 河口藻类群落特征138-141
• 5.1.1 藻类种类组成138-139
• 5.1.2 优势种139-140
• 5.1.3 藻类生物量140-141
• 5.2 骨条藻属种群及其与盐度的关系141-143
• 5.2.1 中肋骨条藻数量生物量141
• 5.2.2 盐度对中肋骨条藻的影响141-142
• 5.2.3 长江口骨条藻属的种群结构142-143
• 5.3 影响河口藻类的环境因子143-144
• 6 总结与展望144-150
• 6.1 总结144-147
• 6.1.1 长江口区藻类组成及分布格局144-145
• 6.1.2 长江口区藻类优势种分布及其变化145-146
• 6.1.3 长江口区藻类数量生物量分布及其变化规律146-147
• 6.1.4 长江口区浮游藻类与环境因子相关性147
• 6.1.5 多样性指数147
• 6.2 本研究特色与创新点147-148
• 6.3 工作展望148-150
• 参考文献150-162
• 附录一：硅藻门新种描述162-166
• 附录二：长江口区藻类名录166-184
• 后记184-186
• 作者简历及在学期间所取得的科研成果186

【参考文献】

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