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Community structure and seasonal dynamics of phytoplankton in small lakes of Huaibei excavating coal subsidence region

淮北采煤塌陷区小型湖泊浮游植物群落结构和季节动态


深入了解煤矿塌陷湖泊生态系统的结构与功能,有助于开展淮北煤矿塌陷水域的生态保护和资源的可持续利用。该文从2005年3月至2007年2月,研究了淮北采煤塌陷区两个小型湖泊(南湖和乾隆湖)浮游植物的群落结构和季节动态。结果表明:乾隆湖中总氮和总磷的浓度均高于南湖。蓝藻和绿藻均为南湖和乾隆湖的优势类群,其总和分别约占两湖泊年平均总浮游植物生物量的69.8%和63.3%,且南湖浮游植物生物量明显低于乾隆湖。另外,南湖夏季出现了以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为主的蓝藻水华,而富营养湖泊中常见的微囊藻属(Microcystis)和水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)等蓝藻种类在乾隆湖中没有被观察到。除营养盐、温度外,鱼类和硬度水质可能是影响淮北采煤塌陷区小型湖泊浮游植物群落演替和生物量季节变化的重要原因。

In order to develop ecological conservation and sustainable utilization of hydrobiological resources in lakes of Huaibei coal subsidence,we need to investigate their structures and functions of ecosystem.We studied the structure and dynamics of phytoplankton assemblages in two small lakes of Huaibei excavating coal subsidence region from March 2005 to February 2007. The result showed that total nitrogen and phosphorous concentrations in Qianlong Lake were higher than in Nanhu Lake. Cyanophytes and Chlorophytes were two dominant groups in Qianlong Lake and Nanhu Lake,occupying 69.8% and 63.3% of annual average total phytoplankton biomass in the lakes respectively,and phytoplankton biomass was obviously lower in Nanhu Lake than in Qianlong Lake.Moreover,cyanobacterial blooms which mainly consisted of Microcystis aeruginosa appeared in summer in Nanhu Lake,while Microcystis sp.and Aphanizomenon flos-aquae which usually occurred in eutrophic lakes were not observed in Qianlong Lake.Apart from nutrition and water temperature,fish filtering and water hardness might be important factors influencing the community succession and seasonal dynamics of phytoplankton in small lakes of Huaibei excavating coal subsidence region.


全 文 :第29卷第6期
2010年12月
生态科学
EcologicalS ience
29(6):499—506
DCC.2010
邓道贵,孟小丽,雷娟,张赛,杨威,金显艾淮北采煤塌陷区小型湖泊浮游植物群落结构和季节动态阴.生态科学,2010,29旧:499-506.
DENGDao—gui,MENGXiao-li,LEIJuan,ZHANGSai,YANGWei,JINXian-wen.Communitystructureands asonaldynamicsof
phytoplanktoninsmallakesofHuaibeiexcavatingcoalsubsidenceregion[J].EcologicalScience,2010,29(6):499—506.
淮北采煤
动态
塌陷区小型湖泊浮游植物群落结构和季节
邓道贵,孟小丽,雷娟,张赛,杨威,金显文
淮北师范大学生命科学学院,资源植物生物学安徽省重点实验室,淮北235000
【摘要】深入了解煤矿塌陷湖泊生态系统的结构与功能,有助于开展淮北煤矿塌陷水域的生态保护和资源的可持续利用。
该文从2005年3月至2007年2月,研究了淮北采煤塌陷区两个小型湖泊(南湖和乾隆湖)浮游植物的群落结构和季节
动态。结果表明:乾隆湖中总氮和总磷的浓度均高于南湖。蓝藻和绿藻均为南湖和乾隆湖的优势类群,其总和分别约占
两湖泊年平均总浮游植物生物量的69.8%和63.3%,且南湖浮游植物生物量明显低于乾隆湖。另外,南湖夏季出现了以铜
绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)为主的蓝藻水华,而富营养湖泊中常见的微囊藻属(Microcystis)和水华束丝藻
(Aphanizomenon刀∞.aquae)等蓝藻种类在乾隆湖中没有被观察到。除营养盐、温度外,鱼类和硬度水质可能是影响淮北采
煤塌陷区小型湖泊浮游植物群落演替和生物量季节变化的重要原因。
关键词:采煤塌陷区,浮游植物,生物多样性,蓝藻,群落演替
doi:10.39690.issn.1008-8873.2010.06.001中图分类号:Q178文献标识码:A 文章编号:1008·8873(2010)06-499-08
Communitystructureandseasonaldynamicsofphytoplanktoninsmallakesof
Huaibeiexcavatingcoalsubsidenceregion
DENGDao-gui,MENGXiao—li,LEIJuan,ZHANGSai,YANGWei,JINXian—wen
SchoolofLifeScience,HuaibeiNormalUniversity,AnhuiKeyLaboratoryofResourceandPlantBiology,Huaibei235000,
China
Abstract:InordertodevelopecologicalconservafionandsustainableutilizationofhydrobiologicalresourcesinlakesofHuaibci
coalsubsidence,weneedtoinvestigatetheirstructuresandfunctionsofecosystem.Westudi dthestructureandynamicsof
phytoplanktonssemblagesintwosmallakesofHuaibeiexcavatingcoalsubsidencer gionfromMarch2005toFebruary2007.
TheresultshowedthattotalnitrogenandphosphorousconcentrationsinQ anlongLakewerehigherthaninNanhuLake.
CyanophytesandChlorophyteswerewodominantgroupsinQianlongLakeandNanhuLake.occupying69.8%and63.3%of
annualaveragetotalphytoplanktonbiomassinthelakesrespectively,andph toplanktonbiomassWaobviouslylowerinNanhu
LakethaninQianlongLake.Moreover,cyanobacterialblo mswhichmainlyconsistedofMicrocystisaeruginosaappearedin
sumnlerinNanhuLake,whileM crocystissp.andAphanizomenonflos—aquaewhichu u llyoccurredin utrophiclakeswerenot
observedinQianlongLake.Apartfromnutritionandwatertemperature,fishfilteringa dwaterhardnessmightbeimportant
factorsinfluencingthecommunitysuccessionandseasonaldynamicsofphytoplanktoninsmallakesofHuaibeiexcavatingcoal
subsidencer gion.
Keywords:excavatingcoalsubsidencer gion;phytoplankton;biodiversity;cyanobaeteria;communitysuc ession
收稿日期:2010-05.21收稿,2010-09-28接受
基金项目:国家自然科学基金项目(30840025)、安徽省教育厅自然科学研究项目(2006JK228B,KJ20108183)、淮北市科技计划项目
(0635)资助
作者简介:邓道贵(1969一),男,教授,博士,主要从事湖泊浮游生物生态学研究。E-marl:dengdg@263.net
万方数据
l引言(Introduction)
浮游植物是水体生态系统的初级生产者,在水体
生态系统的物质循环和能量转化过程中起着十分重
要的作用。浮游植物的群落结构和现存量主要与湖泊
中的温度、营养盐及浮游动物的牧食密切相关ll’2J。
安徽省淮北煤矿始建于1958年,是我国著名的
能源基地。20世纪60年代初出现塌陷,至1998年
底,全市因煤矿塌陷形成湿地面积约80km2,其中,
永久性人工湖泊30km2I引。塌陷区的水源复杂,既是
地表径流和浅层地下水的汇集地,又是居民生活用水
和矿井水的纳污水体【4’5】。随着煤矿塌陷区的不断扩
展和矿区生态环境的持续恶化,一些塌陷湖泊出现了
富营养化或严重污染,这已成为煤炭资源型城市可持
续发展的重要制约因素。
目前国内对采煤塌陷水体浮游生物的群落结构及
环境评价研究仅有少量的报道,且集中在淮南矿斟孓8】。
王振红等(2005)发现,采煤塌陷水体浮游植物的群
落演替不同于一般的水库和湖’洎【6l。在Guyandotte
河,Weaks(1982)通过比较发现,煤矿长期开采产
生的废水和生活污水对浮游植物的物种多样性产生
明显影响【9】。因此,广泛开展煤矿塌陷湖泊浮游植物
的群落结构特征研究,对阐明这一特定水体中生态系
统的结构与功能具有重要的科学价值。本文选择南湖
和乾隆湖等两个不同营养水平的塌陷湖泊作为对象,
研究淮北煤矿塌陷湖泊浮游植物的群落结构和生物
量的季节动态,以期为淮北煤矿塌陷湖泊的生态保护
和水生生物资源的可持续利用提供参考。
2材料与方法(Materialsandmethods)
2.1研究地点
南湖(33054.06,N,116048.6lrE)和乾隆湖
(33054.42"N,116046.58,E)均为淮北采煤塌陷而成
的小型封闭型湖泊,水生植被较少,属温带半湿润季
风气候区。前者为国家城市湿地公园,水域面积约为
2.1km2,是淮北市城市供水的重要水源地,同时具
有渔业养殖、旅游开发的功能,处于中一富营养水平。
后者水域面积约0.7耐,现主要功能是渔业养殖,
处于富营养水平。两个湖泊的主要养殖鱼类是鲢鱼、
鳙鱼、鲤鱼等。
自2005年3月至2007年2月,每月从南湖和乾
隆湖湖心采集样品。采样期间仅在冬季湖岸边出现积
冰,南湖在8月出现稀薄的蓝藻(主要是铜绿微囊藻
Microcystisaerginosa)水华,而乾隆湖未见蓝藻水华
发生。
2.2理化指标的测定
水温和透明度在采样时直接用温度计、Secchi
透明度盘测得。用碱性过硫酸钾消解紫外分光光压萄去测定
总氮(TN),用钼酸铵分光光度法测定总磷(TP)【101。
2.3浮游动物的样品采集与处理
用5L改良的Patalsa’有机玻璃采水器采集浮游动
物。在湖心每隔lm采集混合水样,采集水样20-30L,
并通过64grn的浮游生物网过滤收集浮游动物,收集
的标本用4%的福尔马林固定。浮游动物生物量的估
算参照章宗涉和黄祥飞(1991)的研究方法【111。轮虫
用浮游植物的样品进行计数。
2.4浮游植物的样品采集与处理
用2.5L改良的Patalas’有机玻璃采水器从表层
至底层每隔1m采集混合水样。用Lugol试液固定的
1L浮游植物水样带回实验室,沉淀48h后,小心吸
取上清液,浓缩至30mL。计数前充分摇匀,再取
0.1mL于0.1mL计数框内计数,计数在10x40的光
学显微镜下进行。浮游植物生物量的估算参照章宗涉
和黄祥飞(1991)的研究方法⋯J。浮游植物的鉴定主
要参照《中国淡水藻类一系统、分类及生态》【121。
2.5PCA分析
运用S1.ATISTICA6.0统计软件对南湖、乾隆湖
的浮游植物与各理化指标和浮游动物之间的关系进
行主成分分析(principalomponentanalysis,PCA),
所有数据用ln(x+1)形式作标准化。其他相关性数据
统计采用MicrosoftExcel处理软件分析。
3结果(Results)
3.1南湖和乾隆湖的理化指标
采样期间,南湖和乾隆湖的最大水温均出现在8
月(分别约为31℃和32℃),而最小水温均出现在1
月(分别约为3.1℃和3.9℃)。南湖透明度春夏季节
相对较高,秋冬季相对较低,最大值(1.8m)出现
在1月,而乾隆湖一般较低(<1.0m)。南湖的水深
常年较乾隆湖高,南湖的变动范围和平均值分别为
4.3“.0m和5.5m,乾隆湖分别为2.3~3.0m和2.7m
(图1)。
万方数据
6期 邓道贵,等.淮北采煤塌陷区小型湖泊浮游植物群落结构和季节动态 501
乾隆湖湖水中总氮和总磷常年较南湖高,且两湖
季节性变动差异较大(图1)。南湖和乾隆湖的总氮
平均值分别是O.56mg·L。1和0.98mg·L_1,总磷平
均值分别是0.06mg·L’1和0.15n唱·L~。
冒1.8
l 1.2

占0.6


绸0
1.8
—1.2

管0.6
Z

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采样月份smP陆gmnths
图1南湖和乾隆湖理化指标的季节变动
Fig.1Seasonalv riationsofphysicalandchemical
parametersinLakeNanhuandQianlong
3.2浮游甲壳动物和轮虫
南湖浮游甲壳动物优势种为象鼻潘(Bosmina
sp.)、汤匙华哲水蚤(SinocalanusdorriiBrehm)和透
明淹(DaphniahyalinaLeydig)。浮游甲壳动物密度
和生物量的最大值(60.6ind.·L.1和1.25mg·L.‘)
均出现在2005年10月。乾隆湖浮游甲壳动物优势种
为短尾秀体涵(DiaphanosomabraehyurumLi6ven)、
象鼻潘(Bosminasp.)和广布中剑水蚤(Mesocyclops
leuckartiClaus)。浮游甲壳动物密度和生物量的最大
值(31.7ind.·L.1和0.27mg·L-1)均出现在2006
年10月。南湖和乾隆湖浮游甲壳动物密度与浮游植
物生物量间呈显著的正相关性(南湖:r=0.63,n=24,
P<0.05;乾隆湖:r=0.67,n=24,P轮虫的密度在夏季和初秋季节处于较高的水
平,而在其他季节明显减少。南湖轮虫的优势种有广
布多肢轮虫(PolyarthravulgarisCarlin)、暗小异尾轮
虫(TrichocercapusillaH rring)、小链巨头轮虫
(Cepha,Ddellacate lina0.EMiiller);南湖轮虫密度的
最大值(1185ind.·L1)出现在2005年的9月。乾
隆湖轮虫的优势种有暗小异尾轮虫但pusil肠)、多肢
轮虫(Polyarthrasp.)、小链巨头轮虫(Ccatellina)、
裂痕龟纹轮虫(Anuraeopsis加s口Gosse);乾隆湖轮虫
密度的最大值(6915ind.·L.1)出现在2005年的8
月。乾隆湖的轮虫密度明显高于南湖。轮虫密度与浮
游植物生物量呈显著的正相关性(南湖:r=0.49,
n=23,P3.3浮游植物的群落结构及生物量的季节动态
南湖浮游植物7门45属70种,其中绿藻22属
41种、蓝藻lO属14种、硅藻7属8种;乾隆湖浮
游植物7门41属70种,其中绿藻17属40种、蓝藻
9属11种、硅藻8属10种。在南湖,小新月藻
(Closteriumven sKiatz.)为第一优势种,其年平均
生物量为0.36mg·L_1;小球藻(Chlorellavulgaris
Bey.)、美丽胶网藻(Dictyosphaeriumpulch llum
Wood)、空球藻(EudorinaelegansEhr.)和铜绿微
囊藻(MicrocystisaeruginosaKiitz.)等为次优势种。
在乾隆湖,小球藻(Cvulgaris)、四角十字藻
(CrucigeniaquadrataMorr.)、小席藻(Phormidium
细2甜PGom.)和卵形隐藻(CryptomonasovataEhr.)
为第一优势种,其年平均生物量均在0.30mg·L-1
以上,四足十字藻(CtetrapediaW.etG.S.West)、
优美平裂藻(MerismopediaelegansA.Br.)和梅尼小
环藻(Cyclotellam neghinianaKi 亿.)等为次优势种。
南湖浮游植物生物量每年在夏季(7月或8月)
和秋季(10月)出现两个峰值,其他季节生物量较
低。最大生物量(5.04mg·L.1)出现在2006年的7
月(图2)。在浮游植物年平均生物量百分比中,绿
藻占51.7%,蓝藻为18.1%,硅藻占13.7%。
乾隆湖浮游植物生物量在夏秋季较高、冬季和春
季较低。2005年7月和8月浮游植物生物量达到峰
值,以绿藻占绝对优势;2006年7月和9月出现两
个峰值,以绿藻、隐藻、蓝藻占优势。总生物量最大
万方数据
值(17.99mg·L-1)出现在8月(图2)。在浮游植
物年平均生物量百分比中,绿藻占43.5%,蓝藻
19.8%,隐藻17.4%和硅藻11.5%。





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2005 2006 2007
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2005 2006 2007
采样月份Samplingmonths
蓝藻Cyanophyte,绿藻Chlorophyte,硅藻Baeillariophyte,
隐藻Cryptophyte,裸藻Euglenophyte,甲藻Pyrrophyte,
金藻Chrysophyte
图2南湖和乾隆湖浮游植物生物量的季节动态
Fig.2SeasonaldynamicsofphytoplanktonbiomassinLake
NanhuandLakeQianiong
3.4南湖和乾隆湖浮游植物优势种生物量的季节变化
3.4.1南湖浮游植物优势种生物量的季节变化
梅尼小环藻在春末夏初形成较高的种群密度,在
2005年6月和2006年5月出现两个高峰值,分别是
0.91mg·L.1和2.15mg·L1(图3)。
小新月藻在夏秋季节具有较高的密度,其生物量
的最大值(3.40mg·L-1)出现在2005年10月。美
丽胶网藻是夏季优势种,其生物量最大值(1.46
mg·L‘1)出现在2006年7月。小球藻属种类在冬季
开始大量生长,在春夏季达到较高的密度,其生物量







^



3 5 7 9 ll I 3 5 7 9 ll l
2005 2006 2007
采样月份Samplingmonths
小新月藻cvenlls,梅尼小环藻Cmeneghiniana,隐藻属
Cryptomonas,裸甲藻属Cryranodinium,美丽胶网藻D-
pulchellum,铜绿微囊藻Maeruginosa,颤藻属Oscillatoria
图3南湖浮游植物优势种类的季节动态
Fig.3SeasonaldynamicsofdominantspeciesbJomassof
phytoplanktoninLakeNanhu
8
9
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4
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藻类生物量Bi。暑嚣∞^IIl∞.L._v
万方数据
6期 邓道贵,等.淮北采煤塌陷区小型湖泊浮游植物群落结构和季节动态 503
最大值(O.53mg·L1)出现在2006年3月(图3)。
群体铜绿微囊藻在夏季形成较高的密度,其生物
量最大值(1.21mg·L1)出现在2005年8月。在秋
季则被丝状颤藻(Oscillatoriasp.)和小席藻替代,
颤藻的生物量最大值(1.24rag·L1)出现在2006年
9月(图3)。
裸甲藻(Gymnodiniumsp.)是南湖夏秋季节的
优势种类,冬春季节没有观察到。其生物量最大值


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2005 I 2006 lOOj
采样月份Samplingmo ths




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(1.24mg·L-1)出现在2006年6月。隐藻属种类生物
量最大值(O.52mg·L1)出现在2005年lO月(图3)。
3.4.2乾隆湖浮游植物优势种生物量的季节动态
梅尼小环藻在夏秋季节形成较高的种群密度,
2005年10月和2006年7月出现两个高峰值,分别
是1.31mg·L1和0.97mg·L‘(图4)。
除冬季外,小球藻属种类在其他季节均形成较高
的密度,其生物量最大值(1.06rag·L1)出现在2006
3.9
2.6
1.3
0
O.9
0.6
0.3
0
1.2
O.8
O.4
0
O.9
O.6
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2005 l 2006 200l
采样月份Samplingmonths
(梅尼小环藻Cmeneghiniana,小球藻属Chlorella,十字藻属Crucigenia,胶网藻属Dictyosphaerium,小席藻Ptenue,弯形
尖头藻RaphidiopsiscurvataFritsh,膝曲裸藻EuglenageniculataOuj.,隐藻属Cryptomonas,栅藻属Scenedesmus,圆筒锥囊藻
Dinobryonc lindricumImh.,极大螺旋藻SpirulinamaximaSctch.EtGardn.,优美平裂藻Melegans)
图4乾隆湖浮游植物优势种的季节动态
Fig.4SeasonaldynamicsofdominantspeciesbiomassofphytoplanktoninLakeQianlong
2
8
4
O
5
O
5
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1
O
O
4
0
6
8
O
9
6
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l
l
O
0
0
0
万方数据
年9月。栅藻属(Scenedesmussp.)种类生物量呈现
与小球藻属相似的季节动态,其生物量最大值(0.74
mg·L1)出现在2005年9月。十字藻属在2005年
夏季形成较高的密度,其生物量最大值(11.96
mg·L1)出现在7月。胶网藻属在夏秋季节也存在
较高的密度,其生物量最大值(0.74mg·L.1)出现
在2005年8月(图4)。
小席藻、弯形尖头藻(Raphidiopsiscurvata
Fritsh)和极大螺旋藻(SpirulinamaximaSetch.Et
Gardn.)等是乾隆湖夏秋季节的优势蓝藻,其生物量
最大值均出现在2005年8月,分别是2.05mg·L1、
1.36mg·L1和0.77mg·L一。优美平裂藻也是乾隆
湖夏秋季节的优势类群,其最大值(1.14mg·L1)
出现在2006年7月(图4)。
隐藻属种类在夏秋季节形成较高的生物量,其最
大值(3.55mg·L。)出现在2005年8月。圆筒锥囊
0
LakeQianloag

蔷:Cry‰T、N./峰‘ · Rd Cob、Oca虫/勿
一 Cm
Pc
0
Factor1:47.54%
藻(DinobryoncylindricumImh.)是乾隆湖秋冬季的
优势种,其最大值(0.97mg·L-1)出现在2006年3
月。膝曲裸藻(Euglenag iculataDto.)在夏秋季节
形成较高的生物量,其最大值为0.63mg·L一,出现
2005年8月和2006年9月(图4)。
3.5南湖和乾隆湖浮游植物与理化因子的PCA分析
在南湖,PCA分析显示(图5):栅藻、衣藻和
尖尾蓝隐藻等与水温密切相关;颤藻、铜绿微囊藻和
衣藻等与轮虫密度具有相关性;栅藻、隐藻、新月藻、
小席藻等种类与枝角类生物量相关。而浮游植物优势
种均与总氮、总磷、桡足类生物量等无相关性。
在乾隆湖,PCA分析显示(图5):针杆藻属、
栅藻属、小球藻、四角藻属、极大螺旋藻、小席藻等
与温度密切相关;小球藻、四角藻属等与总磷相关;
尖尾蓝隐藻、胶网藻、极大螺旋藻、尖头藻属、小


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LakeNanhu
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Factorl:2957%
图5南湖和乾隆湖浮游植物生物量与浮游动物、理化指标关系(An:纤维藻属,Ca:尖尾蓝隐藻,Ch:衣藻属,Ch新月藻
属,Cm:梅尼小环藻,Cru:十字藻属,Cry:隐藻属,Cv:小球藻,Dc:圆筒锥囊藻,Di:网纹藻属,Eu:裸藻属,Gy:裸
甲藻属,Ma:铜绿微囊藻,Me:优美平裂藻,Oa:两栖颤藻,Oo:卵囊藻属,Os:颤藻属,Pe:盘星藻属,Pt:小席藻,Ra:尖
头藻属,Sc:栅藻属,Sm:极大螺旋藻,Sy:针杆藻属,Te:四角藻属,CIb:枝角类生物量,Cob:桡足类生物量,Rd:轮虫
密度,SD:透明度,T:温度,TN:总氮,TP:总磷)
Fig.5Therelationshipbetweenphytoplanktonbiomassdzooplanktonandphysi-chemicalparametersinLakeNanhuand
Qianlong(An:Ank妇Wodesmus,Ca:ChroomonasacutUterm.,Ch:Chlamydomonas,ChC如stedum,Cm:Cmeneghiniana,
Cru:Crucigenia,Cry:Cryptomonas,Cv:Cvulgaris,Dc:Acylindricum,Di:Dictyosphaerium,Eu:Euglena,Gy:Gymnodinium,
Ma:朋:aeruginosa,Me:膨elegans,Oa:OscillatoriaamphibiaAg.,00:Oocystis。Os:Oscillatoria,Pe:Pediastrum,It:只tenue,
Ra:Raphidiopsis,Sc:Scenedesmus,Sm:&maxima,Sy:Synedra,Te:Tetra#dron,Clb:Cladocerablomass,Cob:Copep d
biomass,Rd:Rotiferiadensity,SD:Secchidisk,T:Temperature,TN:Totalnitrogen,TP:Totalaphosphorous)
万方数据
6期 邓道贵,等.淮北采煤塌陷区小型湖泊浮游植物群落结构和季节动态 505
席藻、两栖颤藻、裸藻属等与枝角类生物量密切相关;
极大螺旋藻、小席藻等与轮虫密度相关。而浮游植物
优势种均与总氮、桡足类生物量等无相关性。
4讨论(Discussion)
南湖和乾隆湖属温带半湿润季风性气候,浮游植
物生物量表现为冬春季相对较低、夏秋季相对较高的
趋势,浮游植物生物量与温度呈现显著的正相关性
(南湖:r=O.847,n=24,Pn=24,P种类生物量的季节变化与典型温带湖泊PEG的模式
基本一致‘1,131。
根据OECD(1982)和Wetzel(1983)对湖泊营
养水平的评价标准【14—51,南湖处于中富营养水平,
而乾隆湖已处于富营养化状态,且浮游植物的生物量
与两湖泊的营养盐水平相一致。在一些温带湖泊中,
营养因素对总浮游植物生物量和蓝藻、绿藻及裸藻生
物量都有较大的影响,TP和浮游植物生物量呈正相
关性【161。Elliott等(2006)在一个温带湖泊中观察到,
在低营养水平下水温的变化对浮游植物的影响效果
将大大降低,而在高的水温和营养盐共同作用下,蓝
藻能够最大限度地发挥潜能,并在浮游植物群落结构
中占优势【17】。本研究中,南湖和乾隆湖相距不超过3
km,水温基本一致,但由于乾隆湖的营养水平(TP
和TN)明显高于南湖,乾隆湖浮游植物的总年平均
生物量和最大生物量以及年平均蓝藻生物量均明显
高于南湖。王振红等(2005)通过分析淮南矿区生态
环境对塌陷塘水体的影响及不同时序采煤塌陷塘浮
游生物的种类变化发现,采煤塌陷初期硅藻一裸藻占
优势,到中期随着营养水平的增加,绿藻一蓝藻成为
水体主要藻类,经过长期的高营养化水平后,硅藻一
裸藻再次成为水体的优势藻类。并认为塌陷塘的浮游
植物演替不同于一般的水库和湖、泊16I。与淮南煤矿塌
陷(近100年)相比,淮北采煤塌陷湖泊(包括南湖
和乾隆湖)形成的时间较短(不超过50年),并在
人为因素的干扰下,水体呈现从中富营养向富营养发
展,浮游植物以绿藻、蓝藻为主要类群,绿藻和蓝藻
的总年平均生物量在南湖和乾隆湖中分别占69.8%
和63.3%。本研究结果与淮南采煤塌陷塘浮游植物的
演替规律相一致∞J。
另有一些研究也显示,浮游植物的物种多样性和
优势种的变化表现出对湖泊富营养化和人为干扰的
积极响应。随着富营养化程度的不断加剧,巢湖的蓝
藻水华经历了从六十年代的小范围发生到近年来的
大规模暴发,且小型藻类的密度和生物量呈明显上升
的趋势。巢湖蓝藻(群体微囊藻和丝状鱼腥藻为优势
种)和绿藻的生物量分别占浮游植物年平均生物量的
45.4%和27.1%t21。而在武汉东湖,尽管富营养化处
于较高的水平,但随着鲢鳙鱼类的摄食压力增大,八十
年代频繁发生的微囊藻水华在九十年代却消失了【l引。在
南湖,作为水源地保护,尽管营养水平相对较低,但
由于鱼类的摄食压力较小。在夏季发生了稀薄的蓝藻
(以铜绿微囊藻为优势种)水华;而在乾隆湖,其营
养水平明显高于南湖,小型藻类(如十字藻属、栅藻
属、小球藻属)年平均生物量明显占优势,丝状蓝藻
(小席藻)也含有较大的生物量,但没有发生蓝藻水
华,这可能与以鲢鳙鱼为主的渔业养殖有关。另外,
在乾隆湖,富营养湖泊中常见的微囊藻属种类和水华
束丝藻均没有被发现。这可能与煤矿塌陷水体的生态
环境具有明显的特殊性有关,即碱性大、水质矿化度
高、微量元素丰富、受人为的干扰强烈【3一’19]。已有
报道,淮南采煤塌陷区的碱性水体对浮游生物的群落
结构和物种多样性产生了一定的影响【6J。
浮游甲壳动物(如枝角类)通常以小型藻类为食,
从而影响湖泊浮游植物的群落结构及其现存量的变
化【2】。在南湖,一些小型枝角类(如象鼻潘、短尾秀
体湮)在夏秋季节明显占优势,而较大型的种类(如
透明潘)在冬春季节具有一定的种群密度。与之相对
应的是,春末夏初时,大型藻类(以蓝藻和绿藻为主,
其中蓝藻以群体微囊藻、丝状颤藻和小席藻占绝对优
势;绿藻以群体胶网藻为优势种)快速生长,其生物
量在7月或8月达到最大值,并形成稀薄的表面水华。
在乾隆湖,枝角类密度全年都处于较低的水平,且以
小型种类(如短尾秀体潘、象鼻潘)为主。与之相关
对应的是,大型藻类(如小席藻、颤藻和胶网藻等)
和小型藻类(如十字藻、隐藻属、栅藻、小球藻等)
在夏秋季节均能得到较好的发展,使其生物量达到较
高的水平。此外,每年¨月高的轮虫密度也将对乾
隆湖浮游植物群落结构及其生物量产生一定的影响。
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淮北采煤塌陷区小型湖泊浮游植物群落结构和季节动态
作者: 邓道贵, 孟小丽, 雷娟, 张赛, 杨威, 金显文, DENG Dao-gui, MENG Xiao-li,
LEI Juan, ZHANG Sai, YANG Wei, JIN Xian-wen
作者单位: 淮北师范大学生命科学学院,资源植物生物学安徽省重点实验室,淮北,235000
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGICAL SCIENCE
年,卷(期): 2010,29(6)

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