2006年7月至2007年12月对大清河3个样点的浮游藻类组成及密度、浮游叶绿素a浓度等指标进行逐月监测.共观察到浮游藻类65个分类单元,计53个属.所有样点的平均藻类密度是1.23×108 ind·L-1,最高密度为1.39×109 ind·L-1,最低密度为3.21×105 ind·L-1.铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为绝对优势种,监测期间其平均相对丰度为92.23%.随着离湖距离的增加,浮游藻类总密度、铜绿微囊藻的百分含量明显降低,而香农-威纳(Shannon-Wiener)、辛普森(Simpson 1/Dominance)多样性指数和均匀度(Evenness)则呈现升高趋势.同时,样点2、3的铜绿微囊藻百分含量与滇池的极为相似,而样点1则距离滇池较远,其铜绿微囊藻的百分含量及生物多样性指数方面均不同于样点2、3,说明滇池水的倒灌已显著影响到样点2、3的藻类组成.通过比较各样点间的群落相似性指数发现:样点1、3间的相似性指数显著低于样点1、2和样点2、3间的相似性指数.样点2、3间的相似性指数除2007年4、5及7月外,均超过60%.通过对样点1、2和3的浮游藻类群落在工程运行前后进行"非度量多维标度"(NMS)分析,发现示范工程运行后的1年内还未对大清河监测河段水生生物群落的恢复有显著作用.
From June 2006 to December 2007,monthly samplings of 3 sites were carried out for measuring chlorophyll a concentration,composition and density of phytoplankton.Phytoplankton sampling yielded 65 taxonomic units(mostly to genus levels) in 53 genera.Microcystis aeruginosa was predominant with 92.23% of the total taxa.The average algal density for all the sites was 1.23×108 ind·L-1 and the maximum was 1.39×109 ind·L-1,while the minimum was 3.21×105 ind·L-1.With the increased distance between Dianchi Lake and the sampling sites(from site 3 to 1),total density of phytoplankton and Microcystis aeruginosa decreased dramatically,while the Shannon-Wiener,Simpson(1/Dominance) diversity and evenness went up significantly.Besides,Microcystis aeruginosa of site 2 and 3 was similar with that of Dianchi Lake,while site 1 was different from site 2 and 3 due to its long distance away from Dianchi Lake,indicating significant impacts of Dianchi Lake water on taxonomic composition of site 2 and 3.From the percentage similarity index of community(PSc) among 3 sites,we found that PSc index between site 1 and 3 was significantly lower than that of site 1&2 and site 2&3.Except for April,May and July 2007,the PSc index between site 2 and 3 was higher than 60%.After the project operation,Microcystis aeruginosa of site 1 and 2 showed decreasing trend.Nevertheless,Microcystis aeruginosa of site 3 increased.At the same time,species richness of the 3 sites increased dramatically after the project.Changes in algal community structure(i.e.,the species present and their relative abundances) following project operation were evaluated by non-metric multi-dimensional scaling(NMS) ordinations.The results showed that overall algal assemblage structure of the 3 sites remained similar throughout the study period(MRPP,p>0.05),indicating no significant impacts on phytoplankton community 1-year after project operation.
全 文 :第27卷第4期
2008年8月
生态科学
EcologicalS ience
27(4):212·216
Aug.2008
滇池入湖河流大清河河口段浮游藻类格局研究
吴乃成,徐耀阳,唐 涛’,蒋万祥,黄 亮,黎道丰,蔡庆华
中国科学院水生生物研究所;淡水生态与生物技术国家重点实验室,武汉430072
【摘要】 2006年7月至2007年12月对大清河3个样点的浮游藻类组成及密度、浮游叶绿素a浓度等指标进行逐月监测。共观察
到浮游藻类65个分类单元,计53个属。所有样点的平均藻类密度是1.23x108ind·L~,最高密度为1.39x109ind-L一,最低密度为
3.2l×105ind·L~。铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)为绝对优势种,监测期间其平均相对丰度为92.23%。随着离湖距离的增加,
浮游藻类总密度、铜绿微囊藻的百分含量明显降低,而香农.威纳(Shannon.Wiener)、辛普森(Simpson1/Dom nance)多样性
指数和均匀度(Evenness)则呈现升高趋势。同时,样点2、3的铜绿微囊藻百分含量与滇池的极为相似,而样点l贝U距离滇池较
远,其铜绿微囊藻的百分含量及生物多样性指数方面均不同于样点2、3,说明滇池水的倒灌已显著影响到样点2、3的藻类组成。
通过比较各样点间的群落相似性指数发现:样点1、3问的相似性指数显著低于样点1、2和样点2、3间的相似性指数。样点2、3
问的相似性指数除2007年4、5及7月外,均超过60%。通过对样点1、2和3的浮游藻类群落在工程运行前后进行“非度量多维标度”
(Ⅻ讧S)分析,发现示范工程运行后的1年内还未对大清河监测河段水生生物群落的恢复有显著作用。
关键词:浮游植物;大清河:群落结构;时空动态
中图分类号:Q178.51+2文献标识码:A 文章编号:1008-8873(2008)04-212—05
Spatio—temporalpatternofphytoplanktoni es uariale chofDaqingheriV 卜
inflowriverofDianchiLake
WUNai.cheng,XUYao-yang,TANGTao‘,HANGWan.xiang,HUANGLiang,LIDao-feng,CAIQing-hua
InstituteofHyckobiology,ChineseAcademyofSci nces;StateKeyLaboratoryofFreshwaterEcologyandBiotechnology,Wuhan430072,C i a
Abstract:FromJune2006toDecember2007,monthlysamplingsof3siteswerecarriedoutformeasuringchlorophyllaconcentration,
compositionande sityofphytoplankton.Phytoplanktonsamplingyielded65taxonomicun ts(mostlytogenuslevels)in53genera.
Microcystisaeruginosawapredominantwith92.23%ofthetotaltaxa.n圮averagealg ldensityforallthesiteswas1.23x105ind·L“
andthemaximumwas1.39x10’ind·L~.whilethemillimunlwas3.21×103ind·L~.WiththeincreaseddistancebetweenDianchiLake
andthesamplingsites(fromsite3to1),totaldensityofphytoplanktondMicrocystisaeruginosadecreaseddramatically,whilethe
Shannon-Wiener,Simpson(1/Dominance)diversityandevernlessw tupsign ficantl .Besides,Microcystisa rugin saofsite2and3
Wasimilarwitht atofDianchiLake,whiles teWasdif岱erentfromsite2and3duetoitslongdistanceawayfromDianchiLake。
indicatingsignificantmpactsofDianchiLakewaterOntaxonomiccompositionofsite2and3.Fromthepercentagesimilarityindexof
community(PSc)among3sites,wefoundthatPSeindexbetweensiteland3Wasignificantlylowerhanthatofsitel&2andsite2&3
ExceptforApril,MayandJuly2007,thePScindexbetweensite2and3washigherthan60%.A_Oertheprojectoperation,Microcystis
aeruginosaofsite1 and2showedd creasingtrend.Nevertheless,Microcystisaeruginosaofsite3increased.Atthesametime,species
richnessofthe3sitesincreaseddramaticallyaftertheproject.Changesin lgalcommunitystructure(i.,.,ethspeciespresenta dheir
relativeabundances)followingpr jectoperationwefeevaluatedbynon-metricmulti-dimensionalseali gfNMS)ordinations.Theresults
showedthatoverallalgalssemblagestructureofthe3sitesremainedsimilarth oughoutthestudyperiod(MRPP,p>o.05),indicatingno
significantmpactsonphytoplanktoncommu ity1-yearaRerp ojectoperation.
Keywords:Phytoplankton;DaqingheRiver;Communitystruc ure;Temporalands atiav riation
收稿日期:2008-07-04收稿,2008-08.10接受
基金项目:国家高技术研究发展计划(863)项目(2005从60101003);国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412300);中国科学院知识创
新工程重要方向项目(KZCX2-YW-427,KSCX2.SW-111)资助
作者简介:吴乃成(1980--)。男,山东泰安人,硕士,主要从事淡水生态学研究,已发表论文10余篇。E-mail:wunaichen92003@yahoo.P,OnLCn
‘通讯作者,E-mail:tangtao@ihb.∽.∞
万方数据
4期 吴乃成,等:滇池入湖河流大清河河IZl段浮游藻类格局研究 213
I引言(Introduction)
滇池是云贵高原面积最大的淡水湖泊,位于昆明
市的西南端,海拔1885m,平均水深4.4mIlJ。自20
世纪80年代以来,入湖污染物不断增加,富营养化
日趋严重,导致湖内蓝藻大量繁殖I引,1992年蓝藻水
华首次大面积暴发,从此,滇池蓝藻水华问题日益严
重。近年来,滇池湖水水质已降至劣五判31,严重影
响城市供水和湖泊生态环境。
大清河是流入滇池的主要支流之一,也是入湖污染
负荷的重要通道【4】。大量污水的汇入,使大清河河床淤
积严重,加之河道端面偏窄及滇池水的顶托,汛期排污
不畅,直接影响下游特别是滇池水体质量。河口段由于
受上游来水与滇池水顶托的共同影响,在丰水期水体发
黑发臭,而其它大部分时间里则因滇池水的倒灌而呈墨
绿色。为净化滇池入湖河道水质,2005年12月科技部
启动了“863”课题“滇池入湖河流水环境治理技术与工
程示范”,其中第三子课题为‘锕道水质净化强化技术研
究与工程示范”。此子题选择大清河河口段约2Ion为研
究对象,应用水污染系统控制方法,在定量分析大清河
目前水污染现状及各类截污、污水处理工程的实际运行
效果的基础上,从观测、研究、识别河流水文、水质、
水生生物变化规律与入湖污染负荷特征入手,建立了河
道原位水质强化净化与河水旁路水质强化净化并行的
入湖河流污染负荷控制削减总体技术路线;通过多学科
单项技术研究和多种工艺组合研究,研究集成低成本高
效削减入湖河流污染负荷的成套技术。本研究即为第三
子课题的部分内容。
浮游藻类是水体中较敏感的指示生物,能较好地反
映其生态条件和营养状态【6.71。为了解在如此特殊的水
文情势下大清河近滇池段的浮游藻类组成情况,同时评
估示范工程对河道生态系统修复的作用。结合示范工程
的进度,我们监测了其藻类组成情况。本研究旨在探讨
滇池水倒灌是否对河道藻类组成的影响及程度及示范
工程是促进了河道藻类群落结构的演变的情况。
2 材料与方法(MaterialsandMethods)
2.1研究区域概况
大清河水系发源于昆明北郊松花坝水库,由上游
的金汁河、中下游的明通河与枧槽河、下游的大清河
组成,明通河下段与枧槽河在张家庙交汇后称为大清
河,水系全长29.4km,流域面积48.8km2。该河流上
游受人为活动频繁的影响,约lO余姘的旱地与山坡
植被覆盖度较低;中游的明通河经过昆明主城区东部,
汇集城区约51.7万人生活污水排入,使河流受城市污
染源控制;在中、下游主城区外城乡结合部交叉分布
着密集的居民点和农田,流域受污染情况更为复杂。
2.2采样方法
于2006年7月.2007年12月间在大清河近河口
段约2hIl的范围内设置了3个样点:样点l位于在
金家村截污泵站下大桥附近,离河口最远,且位于示
范工程上游的样点;样点2在福保文化城往新河村去
的大桥附近,是离示范工程最近的下游样点;样点3
最接近大清河口。采样频率为每月一次。
考虑到监测河段常年平均水深为2.1~2.4111左
右,且流速较缓、经常受滇池水倒灌、顶托的影响,
因此每个样点分别采集表层(O.5m)和底层(距河
底约O.5m)水样。首先在各层取200mL水样用于
浮游藻类叶绿素a(Chl口)的抽滤和测定。同时各取
lL水样,现场用鲁哥氏液固定;带回实验室经48h
沉淀后浓缩至30mL,加4%的福尔马林溶液保存,
用于藻类鉴定。藻类的分类鉴定参照文献[7-10]鉴定到
最低分类单元(多数到属)。
2.3数据分析
方差分析浮游藻类总密度及叶绿素口含量(Chl
口)在表底层间差异性,若无差异,则把表底层间作
为重复处理;若有差异,则分别讨论工程运行对表底
层浮游藻类群落的影响。非度量多维标度(Non.metric
MultidimensionalScali grdination。NMS)分析各样
点浮游藻类群落在工程运行前后的相似性。同时,
MRPP(Multi.ResponsePermutationProcedures)分析
用来指示各组群落间的组成差异。
本次研究用SPSS11.5进行方差分析及配对t检验,
“非度量多维标度”及MRPP分析应用PC-ORD4.0。
3 结果与分析(ResultsandAnalysis)
3.1浮游藻类群落组成
单因素方差分析表明:浮游藻类总密度及叶绿素日
含量(Chla)在表底层间差异不显著(p均>0.05),
下面的数据处理把表底层间作为重复处理。3个样点共
观察到浮游藻类65个分类单元(多数到属),分属硅
藻、甲藻、金藻、绿藻、蓝藻、裸藻和隐藻七门,计
53个属。所有样点的平均藻类密度是1.23x108ind·L-1,
万方数据
最高密度为1.39x109ind·L以(2007年8月份,样点3
表层水样),最低密度为3.21×103ind·Ld(2007年1
月份,样点1表层水样)。铜绿微囊藻(Microcystis
aeruginosa)绝对优势种,监测期间其平均相对丰度
为92.23%,是滇池“水华”的主要种类。从样点3至
l,呈现降低趋势(表1),即随着离湖距离的增加,
其优势度明显降低(方差分析表明3样点间差异极显
著,表1)。同样,浮游藻类总密度也表现出类似的
降低趋势, 而 Shannon.Wiener、Simpson
(1/Dominance)多样性指数和均匀度(Evenness)
则呈现升高趋势,分别由平均O.35、1.33和0.18上
升至1.04、2.55和0.44。
表1各样点主要藻类参数的变化情况及3组样点间的差异性
TablelVarietyofmainalgalmetricsandifferencesi
垡i!!堡堡坐!i!塑
参数Metrics
样点Site 平均值P值
l 2 3 Meanvalue
香农.威纳指数
Shannon-Wiener
均匀度Evenness
辛普森指数
Simpson
密度Densityfxl07
ind·L‘1)
铜绿微囊藻百分含
量%Microcystis41.8994.75 98.13 92.23 0.002
丝!型竺竺堡
李原等(2005)【3】发现形成滇池水华的主要是微
囊藻属(Microcystis)的铜绿微囊藻(^以aerginosa)及束
丝藻属(Aphanizomenon)的水华束丝藻似.#osaquae)。
微囊藻属数量介于3.45x106ind·Lo~1.08x109ind·L~,
年平均为1.25x108ind·L~,占绝对优势。张梅等
(2006)川的研究也表明滇池中数量最多的是蓝藻门
的微囊藻属,为10.01xlO7ind·L一,占浮游植物总细胞
数的84.27%,其次是蓝藻门的水华束丝藻,为6.00x
106ind-L~,占浮游植物总细胞数的5.05%。样点2、3
的铜绿微囊藻的百分含量与滇池的极为相似,而样点
l则距离滇池较远,其铜绿微囊藻的百分含量及生物
多样性指数方面均不同于样点2、3。由此说明滇池水
的倒灌已显著影响到样点2、3的藻类组成。
3.2浮游藻类群落相似性指数
样点1与2(1&2)、样点l与3(1&3)间的群
落相似性指数(平均值分别为:58.47和44.17)显著
低于样点2、3(2&3)间的(77.94)(图1)。配对
t检验表明:l&2与l&3问相似性指数差异显著(t=
2.64.d仁17,p=O.017),l&2与2&3间相似性指数差
异不显著(t=.1.83,d仁17,p--O.086),r&3与2&3间
相似性指数差异极显著(t=-4.56,df=17,p=o.000),
即:两个相距最远的样点间的相似性指数(1&3)显
著低于相邻两样点间的相似性指数(1&2、2&3)。
从时间来看(图2),样点l与2、3间的相似
性指数比较相似,表现出秋冬季节(10—12月份)
高于夏秋季(7—9月份),这说明1号与2、3号样
点的群落相似性在多数月份较差,因为样点l离滇池
最远,受滇池水的影响最小;而样点2、3间的相似
性指数除2007年4、5及7月外,均超过60%,说
明此2、3样点受滇池倒灌水影响显著。
葛
它
口
彗
蓁詈
|Ⅲ妻
孟:
样点site
图1各样点间群落相似性指数l&2=样点1.2间;l&3;样
点l、3间;2&3=样点2、3间。
Fig.1Thesimilarityindexamongthedifferentsites.1&2;site
1versussite2;l&3=site1venussite3;2&3=site2&site3.
3.3工程运行对浮游藻类群落的影响
我们分别比较了样点l、2、3的藻类总密度及叶
绿素口含量在工程运行前后的变化情况(图3)。在
整个监测期间,样点l的浮游藻类总密度和叶绿素a
含量均维持较低水平,而样点2、3存在明显的季节
波动,表现出夏秋季高于春冬季。这可能因为样点2、
3离滇池较近,受滇池水倒灌、顶托的影响较大,而
且,夏秋季处于滇池的“水华”期,水质相对恶劣,大
量水华藻类‘暴发性’生长,而春冬季气温相对较低,
对藻类生长有所影响。
图4显示了铜绿微囊藻百分含量(%Microcystis
aeruginosa)、物种丰富度(Richness)和颤藻属百分
∞
∞
∞
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∞
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万方数据
4期 吴乃成,等:滇池入湖河流大清河河ISI段浮游藻类格局研究 215
2006
采样日期Samplingdate
2007
图2不同月份各样点间群落相似性指数l&2=样点1、2间:l&3=样点1、3间;2&3=样点2、3间。
Fig.2Thesimilarityindexamongthe3sitesindifferentmo hs.1&2=siteIvegsnssit2;l&3--site1versussite3;2&3=site2
&site3.
邈
墨
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辜
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墨
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l l I 赫坛吐
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I 2 量 ‘ 5 I
鬟徉8舅蛾k
l ● ●赫l旺
挪
图3叶绿素口浓度及藻类总密度在工程运行前后的变化情况圆圈表示平均值(士标准误)。垂直的虚线表示工程运行时间(Before
=-F程运行前。After=T程运行后)。1、2、3分别为样点1、2、3.
№3ChangesinChl4andtotal 驯densityoverhestudyperiod.PointsaremeaHs(士sE).Theeventofconstructionofprojecth
indicatedbyv rticald shedline(Before=before-construction,Afler--pmt-construcUon).1,2’3iresite1,23respecevely.
aeruginosa)、物种丰富度(Richness)和颤藻属百分
含量(%Oscillatoriasp.)在工程运行前后的变化情
况。工程运行后,样点1、2的铜绿微囊藻百分含量
均出现降低趋势(样点l:53.4l%--49.57%;样点2:
91.32%--88.17%),而样点3则升高(由90.78%升
至98.46%)。3个样点的物种丰富度均在工程运行后
升高(样点1建前:9.4,建后:14.2;样点2建前:
lO.4,建后:14.7;样点3建前:12.9,建后:15.3),
但样点3升高幅度(2.4)明显小于样点1(4.8)和2(4.3)。
铜绿微囊藻是滇池主要的“水华”藻类之一【3J,表现出
明显的季节波动(图4),在1—6月份其相对丰富度
显著低于7—12月份,但工程运行后样点3铜绿微囊
藻的百分含量仍保持较高水平,从2007年4月至12
月份一直保持在90%左右;同时,颤藻属(Oscillatoria
sp.)百分含量在工程运行后有显著上升趋势(由
0.54%上升至10.90%,F=16.158,p<0.001)。对样点
l、2和3的浮游藻类群落在工程运行前后进行“非度
量多维标度”(Non-metricMultidimensionalScaling
ordination,NMS)分析。结果表明:3个样点在工程运
行前后浮游藻类群落没有明显分开;MRPP分析同样
表明,3个样点在工程运行前后浮游藻类群落均不存
在明显差异(p>0.05)。因此,总体而言示范工程的运
行还未对大清河监测河段水生生物群落的恢复有显著
作用。其可能的原因包括:
万方数据
馨
鲁
五
t
曩
了 l , ■¨ E l Z , ● , ‘ 7 l l■iln
撕 瓣日蘩蛾搬獬
图4铜绿徽囊藻百分含量(%Microcystisaeruginosa)、物种
丰富度(Richness)及颤藻属百分含量(%Osc///ator/asp.)
在工程运行前后的变化情况.圆圈表示平均值(士标准误).
垂直的虚线表示工程运行时间(Before=工程运行前,After
=工程运行后).1、2、3分别为样点1、2、3.
蹲4Challges蛔%朋勋删鲥嗍咖l嘲rkhnemand%
伍d肠蛔妇叩.ovel"恤e蛐perie&Pointsarem睫弛(士SE).The
eventofconstructionofprojectisindicatedbyv rticaldashedHue
(Before=before-constructionMte州-construction).1,2’3ftre
sitel,2,3n叩魄幢’啷
1)本研究所选取的样点2和3经常受到滇池水倒灌、
顶托的影响,可能削弱了工程运行对水质的改善作用;
2)上游不定期地开闸放水,将大量黑臭生活污水
排入监测河段也会减弱工程运行后对水质的净化作用;
3)生物对环境的改变存在一定时滞【1¨,本研究
仅是工程运行后约6个月的变化情况,水生生物群落
的结构还未发生显著改变等。
4 结论(Conclusions)
共观察到浮游藻类65个分类单元,分属硅藻、
甲藻、金藻、绿藻、蓝藻、裸藻和隐藻七门,计53
个属。铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)为绝对优势
种,监测期间其平均相对丰度为92.23%。
滇池水的倒灌已显著影响到样点2、3的藻类组
成。通过对样点l、2和3的浮游藻类群落在工程运
行前后进行“非度量多维标度”(NMS)分析,发现示
范工程运行后的1年内还未对大清河监测河段水生
生物群落的恢复有显著作用。
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滇池入湖河流大清河河口段浮游藻类格局研究
作者: 吴乃成, 徐耀阳, 唐涛, 蒋万祥, 黄亮, 黎道丰, 蔡庆华, WU Nai-cheng, XU
Yao-yang, TANG Tao, JIANG Wan-xiang, HUANG Liang, LI Dao-feng, CAI Qing-hua
作者单位: 中国科学院水生生物研究所,淡水生态与生物技术国家重点实验室,武汉,430072
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGICAL SCIENCE
年,卷(期): 2008,27(4)
被引用次数: 2次
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9.李原;张梅;王若南 滇池的水华蓝藻的时空变化[期刊论文]-云南大学学报 2005(03)
10.张梅;李原;王若南 滇池浮游植物的生物多样性调查研究[期刊论文]-云南大学学报 2005(02)
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本文读者也读过(10条)
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3. 黄报远.李秋华.陈桐生 广东连江梯级电站开发后春季河流浮游生物群落结构特征[期刊论文]-安徽农业科学
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4. 李宵.杨宇峰.陈伟洲.LI Xiao.YANG Yu-feng.CHEN Wei-zhou 大型海藻龙须菜对浮游植物群落结构影响的实验
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5. 肖利娟.望甜.韩博平.XIAO Li-juan.WANG Tian.HAN Bo-ping 流溪河水库的盔形潘和舌状叶镖水蚤对浮游植物
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7. 林娴.陈绵润.韩博平.LIN Xian.CHEN Mian-Run.HAN Bo-Ping 横岗水库浮游植物种类组成与时空分布[期刊论文
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8. 安鑫龙.闫莹.赵艳珍 秦皇岛城市河流浮游植物初步调查[期刊论文]-河北渔业2005(5)
9. 付建玉.韩宝瑜.FU Jian-Yu.HAN Bao-Yu 茶园黑刺粉虱(Aleurocanthus spiniferus)种群的RAPD多样性[期刊论
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10. 刘蕾.肖利娟.韩博平.LIU Lei.XIAO Li-juan.HAN Bo-ping 一座南亚热带小型贫营养水库浮游植物群落结构及
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引证文献(2条)
1.胡兰群.施建伟.郑钊.杨旭.马晓 河流生境差异对着生藻类和浮游藻类的影响[期刊论文]-广东农业科学 2012(8)
2.赵学敏.虢清伟.周广杰.许振成 改良型生物稳定塘对滇池流域受污染河流净化效果[期刊论文]-湖泊科学
2010(1)
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