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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 3 期摇 摇 2012 年 2 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
夏季可可西里雌性藏原羚行为时间分配及活动节律 连新明,李晓晓,颜培实,等 (663)………………………
热带印度洋黄鳍金枪鱼渔场时空分布与温跃层的关系 杨胜龙,张摇 禹,张摇 衡,等 (671)……………………
洪湖水体藻类藻相特征及其对生境的响应 卢碧林,严平川,田小海,等 (680)…………………………………
广西西端海岸四种红树植物天然种群生境高程 刘摇 亮,范航清,李春干 (690)…………………………………
高浓度 CO2引起的海水酸化对小珊瑚藻光合作用和钙化作用的影响 徐智广,李美真,霍传林,等 (699)……
盖度与冠层水深对沉水植物水盾草光谱特性的影响 邹维娜,袁摇 琳,张利权,等 (706)………………………
基于 C鄄Plan规划软件的生物多样性就地保护优先区规划———以中国东北地区为例
栾晓峰,孙工棋,曲摇 艺,等 (715)
…………………………
………………………………………………………………………………
城市化对本土植物多样性的影响———以廊坊市为例 彭摇 羽,刘雪华,薛达元,等 (723)………………………
利用红外相机调查北京松山国家级自然保护区的野生动物物种 刘摇 芳,李迪强, 吴记贵 (730)……………
基于树木起源、立地分级和龄组的单木生物量模型 李海奎,宁金魁 (740)………………………………………
千岛湖社鼠种群遗传现状及与生境面积的关系 刘摇 军,鲍毅新,张摇 旭,等 (758)……………………………
气候变化对内蒙古草原典型植物物候的影响 顾润源,周伟灿,白美兰,等 (767)………………………………
中国西北典型冰川区大气氮素沉降量的估算———以天山乌鲁木齐河源 1 号冰川为例
王圣杰,张明军,王飞腾,等 (777)
…………………………
………………………………………………………………………………
植被类型对盐沼湿地空气生境节肢动物功能群的影响 童春富 (786)……………………………………………
黔西北铅锌矿区植物群落分布及其对重金属的迁移特征 邢摇 丹,刘鸿雁,于萍萍,等 (796)…………………
云南中南部季风常绿阔叶林恢复生态系统萌生特征 苏建荣,刘万德,张志钧,等 (805)………………………
筑坝扩容下高原湿地拉市海植物群落分布格局及其变化 肖德荣,袁摇 华,田摇 昆,等 (815)…………………
三峡库区马尾松根系生物量的空间分布 程瑞梅,王瑞丽,肖文发,等 (823)……………………………………
兴安落叶松林生物量、地表枯落物量及土壤有机碳储量随林分生长的变化差异
王洪岩,王文杰,邱摇 岭,等 (833)
………………………………
………………………………………………………………………………
内蒙古放牧草地土壤碳固持速率和潜力 何念鹏,韩兴国,于贵瑞 (844)…………………………………………
不同林龄马尾松凋落物基质质量与土壤养分的关系 葛晓改,肖文发,曾立雄,等 (852)………………………
不同丛枝菌根真菌侵染对土壤结构的影响 彭思利,申摇 鸿,张宇亭,等 (863)…………………………………
不同初始含水率下粘质土壤的入渗过程 刘目兴,聂摇 艳,于摇 婧 (871)…………………………………………
不同耕作措施的温室气体排放日变化及最佳观测时间 田慎重,宁堂原,迟淑筠,等 (879)……………………
外源铅、铜胁迫对不同基因型谷子幼苗生理生态特性的影响 肖志华,张义贤,张喜文,等 (889)………………
温度和盐度对吉富品系尼罗罗非鱼幼鱼鳃 Na+ 鄄K+ 鄄ATPase活力的联合效应
王海贞,王摇 辉,强摇 俊,等 (898)
……………………………………
………………………………………………………………………………
基于元胞自动机的喀斯特石漠化格局模拟研究 王晓学,李叙勇,吴秀芹 (907)…………………………………
边缘细胞对荞麦根尖铝毒的防护效应和对细胞壁多糖的影响 蔡妙珍,王摇 宁,王志颖,等 (915)……………
川中丘陵区人工柏木防护林适宜林分结构及水文效应 龚固堂,黎燕琼,朱志芳,等 (923)……………………
基于 AHP与 Rough Set的农业节水技术综合评价 翟治芬,王兰英,孙敏章,等 (931)…………………………
基于 DMSP / OLS影像的我国主要城市群空间扩张特征分析 王翠平,王豪伟,李春明,等 (942)………………
生态旅游资源非使用价值评估———以达赉湖自然保护区为例 王朋薇,贾竞波 (955)…………………………
专论与综述
基于有害干扰的森林生态系统健康评价指标体系的构建 袁摇 菲,张星耀,梁摇 军 (964)………………………
硅对植物抗虫性的影响及其机制 韩永强,魏春光,侯茂林 (974)…………………………………………………
研究简报
光照条件、植株冠层结构和枝条寿命的关系———以桂花和水杉为例 占摇 峰,杨冬梅 (984)……………………
Bt玉米秸秆还田对小麦幼苗生长发育的影响 陈小文,祁摇 鑫,王海永,等 (993)………………………………
汶川大地震灾后不同滑坡体上柏木体内非结构性碳水化合物的特性 陈摇 博,李志华,何摇 茜,等 (999)……
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*344*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*37*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄02
封面图说:难得的湿地乔木———池杉池杉为落叶乔木,高达 25 米,主干挺直,树冠尖塔。 树干基部膨大,常有屈 膝状吐吸根,池
杉为速生树,强阳性,耐寒性较强,耐干旱,更极耐水淹,多植于湖泊周围及河流两岸,是能在水里生长的极少数的大
乔木之一,故有湿地乔木之称 。 池杉原产美国弗吉尼亚沼泽地,中国于本世纪初引种到江苏等地,之后大量引种南
方各省,尤其是长江南北 水网地区作为重要造树和园林树种而大量栽种。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 3 期
2012 年 2 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 3
Feb. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金项目(40971113); 湖北省国际合作重点项目(2006CA028);湖北省自然科学基金项目(2011CDA001,2011CDB004)
收稿日期:2011-06-18; 　 　 修订日期:2011-11-15
*通讯作者 Corresponding author. E-mail: wbjin@ yangtzeu. edu. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201106180829
卢碧林,严平川,田小海,金卫斌,B. Larry Li.洪湖水体藻类藻相特征及其对生境的响应.生态学报,2012,32(3):680-689.
Lu B L, Yan P C, Tian X H, Jin W B, B. Larry Li. Characteristics of algous facies of planktonic algae in lake honghu and its response to habitat. Acta
Ecologica Sinica,2012,32(3):680-689.
洪湖水体藻类藻相特征及其对生境的响应
卢碧林1,2,严平川3,田小海1,金卫斌4,*,B. Larry Li1,5
(1. 长江大学长江中游湿地农业教育部工程研究中心, 荆州　 434025; 2. 长江大学地球化学系, 荆州　 434023;
3. 湖北省荆州市水文水资源局, 荆州　 434000; 4. 黄冈师范学院化学与生命科学学院,黄冈　 438000;
5. University of California Riverside, CA 92521-0124, USA)
摘要:藻类是水生态系统的重要成分, 它的群落结构、细胞密度变化与水环境相适应, 随水环境的变化而改变,因此藻相变化
是评价水体质量的一项重要指标。 2009—2010 年在洪湖水面不同方位布点采样,对水体的浮游藻类藻相(群落结构、密度)和
水质状况(水位(water level,H)、水温(water temperature, tw )、透明度( transparency,SD)、总氮( total nitrogen,TN)、总磷( total
phosphorus,TP)、高锰酸盐指数(permanganate index,CODMn)和叶绿素含量(chlorophyll a,Chl-a)等 )进行了逐月的调查、监测,采
用湖库营养状态指数法对湖泊富营养化评价, 并运用多元逐步回归方法建立水体藻类与生境因子的回归方程。 结果表明:洪
湖水体总体上已达到轻度富营养化状态;藻类以蓝藻门、硅藻门和绿藻门为主,共鉴定出 7 门 65 属,藻细胞密度为 1. 14×106—
3. 24×107个 / L,藻相季节变化特征明显。 藻类组成以蓝藻门密度最高(52. 93% ),硅藻门(25. 96% )和绿藻门(16. 83% )次之,
隐藻门(1. 98% )、金藻门(1. 64% )、裸藻门(0． 42% )和甲藻门(0. 25% )相对较低。 藻类藻相及优势种在不同季节有所差异,冬
春季节(12—5 月)以硅藻门的直链藻、小环藻和针杆藻为优势种,夏秋季节(7—11 月)以蓝藻门的鱼腥藻和微囊藻为优势种;
湖泊藻类细胞密度与 tw、CODMn呈正显著相关关系,与 H、TN、TP、SD相关关系不显著;藻细胞生长逐步回归方程为 y = 3. 7815+
0. 0794tw+0. 5670CODMn-1. 3467SD,藻细胞生长主要受水温和有机污染物等的影响,氮磷不是藻类生长的控制因子;在湖泊不
同区域,环境条件存在差异,导致藻类生长过程中起主导作用的环境因子存在一定的差异,蓝藻生长主要受 tw、CODMn和 SD 控
制,绿藻生长主要受 H、tw和 CODMn影响,而硅藻生长决定于水体 CODMn。
关键词:洪湖;藻相;生境;富营养化
Characteristics of algous facies of planktonic algae in lake honghu and its
response to habitat
LU Bilin1,2, YAN Pingchuan3, TIAN Xiaohai1, JIN Weibin4,*, B. Larry Li1,5
1 Engineering Research Center of Wetland Agriculture in the middle Reaches of Yangtze River,Ministry of Education of China, Yangtze University, Jingzhou,
434025,China
2 Department of Geochemistry, Yangtze University, Jingzhou 434023, China
3 Jingzhou Survey Bureau of Hydrology Resources, Jingzhou 434000, China
4 College of Chemistry and Life Science,Huanggang Normal University,Huanggang 438000,China
5 University of California Riverside,CA 92521-0124,USA
Abstract: Lake Honghu, crossing over Honghu county and Jianli county in Hubei Province, China, is situated in the north
of the middle reaches of Yangtze River. Because of unreasonable exploitation of wetland resources and discharge of
pollutants,it confronted with series problems such as decrease of the lake area and wetland biodiversity, sharp reduction of
rare species and its eutrophication of water body. Study for planktonic algae reflecting water ecological environment change
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will provide a scientific basis for protection of Lake Honghu. Algae are important composition of aquatic ecosystem; their
community structure and function are adaptable to water environment, and vary with changing water environment. The
characteristics of community structure can be used as an important index in the assessment of water quality. In order to
understand the change of water environment in Lake Honghu, Hubei, China, we measured a set of variables related to water
quality, including structure and density of algous community, water level(H),water temperature ( tw), transparency(SD),
permanganate index (CODMn), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP) and chlorophyll a content(Chl-a) . The above
experiments were conducted monthly between 2009 and 2010 at the five sections in Lake Honghu. The nutrition state was
evaluated with eutrophication index for Lake and Reservoir; the influence of some environmental factors on algous cell
density was analyzed by correlation analysis and stepwise multiple regression; and some stepwise multiple regression
equations were established. Analytical results showed that the water was in light eutrophication in Lake Honghu. Totally, 7
phylum and 65 genera of planktonic algae were identified in the lake. The algous cell density ranged from 1. 14 million cells
per litre water to 32. 4 million per litre water. Bacillariophyta was the most abundant phylum of planktonic algae, the
following were Chlorophyta and Cyanophyta, in view of algous population distribution. Its algous community are 52. 93% for
Cyanophyta, 25. 96% for Bacillariophyta, 16. 83% for Cyanobacteria, 1. 98% for Cryptophyta, 1. 64% for Chrysophyta,
0. 42% for Euglenophyta, and 0. 25% for Pyrrophyta. In light of structure and density of algous community change
seasonally, the dominant species are Melosira and Cyclotena within Bacillariophyta in winter and spring, Anabaena of
Chlorophyta in summer and autumn. There is a statistically significant positive relationship between algous cell density,
water temperature and permanganate index, whereas there is no obvious relationship between algous cell density, water
level, total phosphorus, total nitrogen and transparency. The Stepwise regression equation of growth for planktonic algae was
that: y=3. 7815+0. 0794tw+0． 5670CODMn-1. 3467SD (R
2 =0. 618, F=8. 087, P<0. 02). This indicates that algous cell
density could be used to reflect the pollution level caused by water temperature and organic pollutants, and the controlling of
nitrogen and phosphorus has not been tone of the key factors. The characteristics of algous cell density are controlled by the
different environmental conditions at the five sections, such as Bacillariophyta controlled by water temperature,
permanganate index and transparency, Chlorophyta controlled by water level (H), water temperature and permanganate
index, and Cyanophyta controlled by permanganate index. Based on the results, there are great significance for the effective
measures on slowdown of water eutrophication and inhibit of the algous growth process in Lake Honghu, by controlling
nitrogen, phosphorus and organic pollutants inputs of Sihu Main Cannal, reducing cages culture area, and restoring water
connectivity of Yangtze River and Lake Honghu.
Key Words: Lake Honghu; algous facies; habitat; eutrophication
长江中下游平原湖区富营养化典型浅水湖泊———洪湖,位于荆州市洪湖市和监利县之间,属河间洼地湖
泊,是长江中游江汉湖群四湖流域内主要调蓄型湖泊,并兼有灌溉、生产生活供水、物种保护、养殖、旅游等多
项功能。 其湖底平坦,自西北略向东南倾斜,湖泥深厚,水深适中,洪湖的汇水区域约 12000 km2。 洪湖是汛
期渍水的主要调水设施,四湖流域水系通过四湖总干渠、福田寺闸、小港湖与其相连。 其水资源由两部分组
成,一是降水形成的地表径流与地下水,二是过境客水[1]。 近年来由于人口急骤膨胀,工业经济的发展,农业
种植和农业结构布局的调整以及各种水利工程的建设等诸多因素影响,导致了湖泊萎缩、水体富营养化、生物
多样性锐减等一系列环境问题[2-4],引起众多学者的高度关注,并开展了对洪湖的水生生物数量和组成[5-6]、
水质特征[7-11]、生态环境演化[12-18]以及湖泊富营养化[19]等的相关研究。
藻类是水生态系统的重要成分, 在不同环境中,浮游藻类的竞争能力不同,环境因子的变化是浮游植物
优势种变化的主要原因[20]。 藻类的群落结构、种群数量等藻相变化与水环境相适应, 随水环境的变化而改
变,同时环境条件的改变也会影响藻类的种群结构[21],因此藻类藻相变化可以作为评价水体质量的一项重要
186　 3 期 　 　 　 卢碧林　 等:洪湖水体藻类藻相特征及其对生境的响应 　
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指标[22]。 有关研究资料表明,洪湖浮游植物种类在 92—280 种[15-16,23],硅藻门是常见门类;磷被认为是藻类
生长的限制性因子并开始减弱[19],也有学者认为群落结构与水温(water temperature,tw)、溶解氧(dissolved
oxygen,DO)和悬浮物浓度有关[23]。 为了系统研究洪湖浮游植物的藻相变化特征以及与生态环境因子之间的
关系,本研究于 2009 年 3 月至 2010 年 12 月对其环境因子、生物因子等指标进行连续检测,研究了不同季节
湖泊中的浮游藻类藻相、水质特征及其变化规律,并运用多元逐步回归统计方法建立水体藻类与生境回归方
程,以期为平原湖区湖泊的富营养化控制、保护提供科学依据。
1　 材料与方法
图 1　 洪湖采样点分布图
　 Fig. 1 　 Sketch map of Lake Honghu, showing the location of
sampling stations
1. 1　 采样点设置与采样时间
根据洪湖湖泊的特点,2009—2010 年在洪湖的入
口、湖心和出口等不同区域共设置 5 个采样点(图 1)。
于 2009 年 3 月—2010 年 12 月逐月在上述采样点采样。
1. 2　 采样与分析方法
样品采集和分析鉴定根据《湖泊富营养化调查规
范》 [24]进行,现场测定水温( tw),用透明度盘测定透明
度 ( transparency, SD),对浮游植物进行定性定量分
析[25-26],并 采 用 SL88—1994 方 法 测 定 叶 绿 素 a
(chlorophyll a,Chl-a) 含量。 浮游藻类定性采用用 25#
浮游生物网在水面及水深 0. 5m 处作“∞ ”字形来回捞
取,所获样品加鲁哥氏液固定。 浮游植物定量分析采样
在表层 0. 5m深处采水 1L,加鲁哥氏液固定,沉淀浓缩
后计数。 自水面 0. 5m 深处采集水样后冷冻带回实验
室分别按 GB11894-89、GB11893-89、GB11892- 89 测定
总氮(total nitrogen,TN)、总磷( total phosphorus,TP)、高
锰酸盐指数(permanganate index,CODMn)等化学指标,采用 GB7479-87、GB7493-87 和 HJ-T 346—2007 方法分
别测定水样氨氮(ammonia nitrogen,NH+4 -N)、亚硝酸盐氮(nitrite nitrogen,NO-2 -N)和硝酸盐氮(nitrate nitrogen,
NO-3 -N)。
1. 3　 数据处理方法
2009—2010 年湖泊的降水(P)采用湖泊周围的福田寺、新堤和峰口观测站的降水值的算术平均值作为洪
湖的面雨量值。
湖泊富营养化评价采用《地表水资源质量评价技术规程》(SL395—2007) [27]。 该法计算公式为:
EI =∑
N
n = 1
En / N (1)
式中, EI 为营养状态指数;En为为评价项目赋分值;N为评价项目个数。
采用 0—100 的一系列连续数字对水库营养状态进行分级:0≤EI≤20, 贫营养(Oligotrophication,O);20<
EI≤ 50,中营养(Mesotrophication, M);50富营养(Middle Eutrophication,ME);EI>80,重度富营养(High Eutrophication,HE)。 在同一营养状态下,指数
值越高,其营养程度越重。
回归分析先按时间顺序建立该水源不同门类藻细胞密度、各采样点环境因子数据库。 将藻细胞密度
(algae cell density,ACD)做 ln(ACD+1)变量转换,得标准化值 y,使其符合正态分布。 以标准化值 y 为因变
量,以水位(water level,H)、tw、CODMn、TN、TP、SD为自变量进行相关分析,在此基础上进一步进行多元逐步回
归,得到回归方程。 利用回归方程研究藻类对生境的响应程度。
286 　 生　 态　 学　 报　 　 　 32 卷　
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数据处理分析采用 Excel和 DPS9. 5 统计分析软件完成。
2　 结果与分析
2. 1　 湖泊水文特征
2. 1. 1　 降水、蒸发及水位水量特征
　 　 2009 年和 2010 年洪湖的月面雨量分布见图 2。 2a年面雨量分别为 1257. 9mm和 1562. 3mm,相对多年平
均降水量 900—1100mm,属雨水偏多年份。 其中 2010 年面雨量明显高于 2009 年,2010 年雨量主要集中在夏
季 7 月份,占全年总雨量的 1 / 3。 丰水期 5—7 月的面雨量差异明显,枯水期的面雨量较接近。 湖泊的月蒸发
量在 22. 0—124. 0mm之间,平均为 63. 5mm,夏季高,冬季低,呈单峰变化特征。
洪湖 2a水量在 3. 68-11. 44 亿 m3之间,丰水期和枯水期差异大,表现为夏季多,冬季少;与之相应,水位
维持在 24. 11—26. 32m之间,夏季高,冬季低。 水位水量与降水关系密切,但相对降水量表现出滞后性。
2009
-01
2009
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2009
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2 0 0 9
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图 2　 2009—2010 年洪湖降水蒸发水位在不同月份的变化
Fig. 2　 The monthly variations of area rainfall, evaporation and water level in Lake Honghu
2. 1. 2　 湖泊表水水温特征
2009 年和 2010 年洪湖采样时期的表水水温见表 1,均呈单峰分布,最高水温都出现在 7 月,分别为
30． 2℃和 31. 6℃,最低温度为 1 月,年平均温度分别为 21. 3℃。 与气温的季节变化较大一样,2a 湖泊水体水
温表现出明显的单峰型季节性变化特征,变幅为 25℃左右;2a水温在冬、春季节气温也存在一定的差异。
表 1　 采样时期的表水水温 / ℃
Table 1　 Integrated temperature of the water in Lake Honghu
月份 Month
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2009 5. 0 14. 0 18. 0 24. 4 30. 2 29. 8 26. 0 20. 0 16. 2 9. 7
2010 0. 8 7. 0 7. 2 14. 2 23. 0 25. 0 31. 6 30. 5 27. 7 21. 8 14. 8 16. 5
2. 2　 湖泊水环境状况及主要污染物特征
2. 2. 1　 湖泊富营养化状况评价
根据各个营养状态指数及其相关项目赋分值的计算,得到洪湖各监测点的富营养化状况(表 2)。 其综合
评分变化范围在 36. 6—68. 9 之间,平均综合评分 50. 8,结果表明洪湖各监测点营养状态在中营养—中度富
营养水平之间,整体上看洪湖全湖营养状况已达到轻度富营养化水平。
从时间上看,湖泊水体在 5 月,6 月和 9 月处于中营养化状态,营养水平相对较轻;10—12 月湖泊处于
轻—中度富营养化状态,营养水平较高。 分析其可能原因为秋、冬季为枯水期,湖泊含水量低(图 2),湖泊稀
释能力和水体自净功能变弱,引起水体富营养化程度加重。
386　 3 期 　 　 　 卢碧林　 等:洪湖水体藻类藻相特征及其对生境的响应 　
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从空间上看,洪湖入口蓝田区域水体营养水平较高,官墩区域较低,其富营养水平顺序为:蓝田>大口> 茶
坛岛>施墩河>官墩。 由于四湖总干渠水体主要通过蓝田区域进入洪湖,该区域接纳了来自上游片区的城市
工业、生活废水以及农业生产的面源污染污水,其水体富营养化程度最高;官墩区域的湖滨存在大面积湿地,
同时湖区水草丰富,水体污染相对最轻,处于中营养状态;施墩河口为洪湖水体进入长江的出口,经过湖泊的
水体混合稀释和自净,该区域水体富营养化程度相对较轻。
表 2　 洪湖富营养化状况评价
Table 2　 Integrated nutrition type in Lake Honghu
月份 Month
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2009 茶坛 Chatan 49. 0 / M 53. 7 / LE 51. 4 / LE 48. 6 / M 54. 7 / LE 53. 6 / LE 46. 2 / M 60. 5 / ME 59. 9 / LE 59. 2 / LE
大口 Dakou 53. 4 / LE 52. 1 / LE 53. 1 / LE 44. 6 / M 55. 9 / LE 52. 7 / LE 46. 0 / M 62. 8 / ME 68. 9 / ME 55. 7 / LE
官墩 Guandun 50. 8 / LE 50. 8 / LE 51. 2 / LE 46. 2 / M 41. 0 / M 43. 0 / M 49. 7 / M 50. 0 / M 50. 6 / LE 45. 1 / M
蓝田 Lantian 63. 3 / ME 55. 4 / LE 55. 3 / LE 56. 9 / LE 53. 6 / LE 60. 5 / ME 47. 6 / M 60. 9 / ME 57. 7 / LE 51. 0 / LE
施墩 Shidun 56. 1 / LE 47. 3 / M 48. 4 / M 48. 8 / M 39. 4 / M 44. 8 / M 50. 2 / LE 59. 0 / LE 61. 8 / ME 62. 0 / ME
2010 茶坛 Chatan 46. 6 / M 49. 0 / M 47. 1 / M 44. 1 / M 47. 4 / M 44. 0 / M 49. 1 / M 46. 6 / M 52. 3 / LE 53. 5 / LE 50. 3 / LE
大口 Dakou 52. 4 / LE 52. 7 / LE 50. 4 / LE 52. 4 / LE 49. 0 / M 47. 1 / M 47. 4 / M 54. 5 / LE 45. 3 / M 50. 5 / LE 58. 5 / LE 49. 0 / M
官墩 Guandun 36. 6 / M 38. 2 / M 46. 4 / M 40. 3 / M 40. 5 / M 45. 4 / M 47. 5 / M 44. 0 / M 46. 3 / M 46. 9 / M 44. 5 / M
蓝田 Lantian 51. 1 / LE 43. 8 / M 45. 6 / M 48. 0 / M 48. 6 / M 54. 3 / LE 55. 7 / LE 52. 2 / LE 54. 7 / LE 58. 1 / LE 50. 1 / LE
施墩 Shidun 48. 6 / M 39. 2 / M 60. 4 / ME 54. 6 / LE 46. 9 / M 44. 2 / M 50. 2 / LE 47. 9 / M 41. 5 / M 53. 7 / LE 63. 4 / ME 56. 1 / LE
　 　 *2010 年 8 月份因洪湖水位较高,部分点位采样缺采;M、LE 和 ME 分别代表湖泊的富营养化级别为中营养 (Mesotrophication)、轻度富营养 ( Light
Eutrophication)和中度富营养(Middle Eutrophication)
2. 2. 2　 湖泊主要污染物特征
2009 年 3 月至 2010 年 12 月湖泊主要污染物结果见图 3。
图 3　 洪湖主要污染物在不同月份的变化
Fig. 3　 The monthly variations of primary pollutants in Lake Honghu
2a检测结果表明,除个别月份外,主要污染物总氮(TN)、总磷(TP)和高锰酸盐指数(CODMn)均超过地表
水环境质量标准(GB3838—2002)的湖库Ⅱ类水质标准。 其中 2009 年全部检测月份、2010 年的 1、2、7、8、10、
12 月水体总磷含量(TP)超过地表水环境质量标准(GB3838—2002)的湖库Ⅲ类水质标准。 2010 年 7 月总磷
含量(TP)为最大值,而本月降水量大,表明不断有携带大量磷的地表径流进入湖泊水体,同时底泥在 7 月底
层水含氧量低而处于还原状态时释放磷酸盐;2009 年 11 月总磷含量为次高,应与本年度 8—10 月降水偏少,
11 月降水偏多,以及四湖总干渠等外源水体异常输入有关。 总氮含量(TN)除 2009 年 3 月、2010 年 1 月、11
月超过 GB3838—2002 的Ⅲ类水质标准外,其余检测月份水体水质均在Ⅲ类标准以内,且变幅相对平缓,这与
洪湖控制网箱养殖面积,在一定程度上减轻了水体氮负荷有关。 CODMn除 2010 年 6 月外,其余月份检测结果
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均在 GB3838—2002 的Ⅲ类标准以内。
2. 3　 湖泊浮游藻类组成与藻相特征
本调查共分析鉴定出 121 种浮游藻类,其中绿藻门(Chlorophyta)28 属 51 种、硅藻门(Bacillariophyta)19
属 39 种、蓝藻门(Cyanophyta)11 属 19 种、裸藻门( Euglenophyta)2 属 3 种、甲藻门(Pyrrophyta)3 属 5 种、隐藻
门(Cryptophyta)1 属 2 种和金藻门(Chrysophyta)1 属 2 种。 洪湖水体浮游藻类藻相结构见图 4。
Cya. Bac. Chl.
图 4　 洪湖藻类组成比例在不同月份的变化
Fig. 4　 The monthly variations of percentage for algous community structure in Lake Honghu
其细胞相对丰度以蓝藻门最高 (52. 93% ),硅藻门 (25. 96% )和绿藻门 (16. 83% )次之,隐藻门
(1． 98% )、金藻门(1. 64% )、裸藻门(0. 42% )和甲藻门(0. 25% )相对较低。 种类组成及优势种在不同季节
有所差异,冬春季节(12—5 月)以硅藻门的直链藻(Melosira)、小环藻(Cyclotena)和针杆藻(Synedra)为优势
种,夏秋季节(7—11 月)以蓝藻门的鱼腥藻(Anabaena)、微囊藻(Microcystis)为优势种,与 Dokulil等人研究富
营养化浅水湖泊夏季藻类优势种类结果基本一致[28-30]。
洪湖水体藻相的时间变化特征见图 5。 湖泊水体藻细胞密度在冬春季的 12—5 月份较低,夏秋季的 7—
11 月份较高,在 10—11 月达到年内最大值,然后在 12 月快速下降,可能与冬春季节水温较低、光照较弱,藻
类生长受到抑制有关。 图 5 中 2010 年 8 月藻细胞密度较低,应与 7 月份降水较多(图 2),8 月份湖区水量大,
藻细胞被稀释,密度下降有关。 总体上浮游藻类密度在丰水期和枯水期一般都大于 107个 / L,达到富营养化
湖泊中藻细胞密度所具有的密度水平。
图 5　 洪湖藻类藻密度在不同月份的变化
Fig. 5　 The monthly variations of algous cell density in Lake Honghu
从空间上看(图 6),洪湖水体不同湖区浮游藻类的细胞相对丰度和细胞密度均存在一定差异。 其藻密度
与富营养化水平具有相似的特征。 蓝田区域水体富营养化程度最高,藻细胞密度也最大;官墩区域水体污染
相对较轻,藻细胞密度最小。 其中藻细胞密度大小其顺序为:蓝田>茶坛岛>大口>施墩河>官墩。
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图 6　 洪湖藻细胞密度在不同湖区的变化
　 Fig. 6　 The variations of algous cell density in different districts
of Lake Honghu
2. 4　 湖泊藻类对生境的响应
湖泊藻类与 6 项环境生态因子之间的相关性分析
结果见表 3。 结果显示,湖泊标准化藻细胞密度 y与 tw、
CODMn呈正显著相关关系,而与与 H、TN、TP、SD相关关
系不显著。
采用逐步回归统计,得到洪湖以及各观测点标准化
藻细胞密度 y 与 6 个环境因子间的回归方程(表 4)。
回归方程表明,洪湖藻类的生长主要受控于 tw、CODMn
和 SD。
由于不同采样点的环境条件存在差异,因此藻类生
长过程中起主导作用的环境因子在这些区域存在一定
的差异。 蓝田位于径流入湖区域,营养物质浓度高而成
为非限制性影响因子,藻类生长主要受水温和光照影响;藻类生长在出口区域施墩河口则主要受水位、有机污
染物和光照影响,在下区官墩受主要水温和有机污染物影响,而在茶坛和大口区域影响因素相对复杂。
进一步对主要优势藻类群蓝藻、绿藻和硅藻进行回归分析,回归方程也显示出不同藻类生长对环境因子
的反应存在较大差异。 蓝藻生长主要受 tw、CODMn和 SD控制,绿藻生长主要受 H、tw和 CODMn影响,而硅藻生
长主要决定于水体 CODMn。
表 3　 藻类细胞密度与生境因子的线性相关性分析
Table 3　 The correlation analysis of algous cell density with ecological factors in Lake Honghu
偏相关 correlation 水位 H 水温 tw
高锰酸盐指数
CODMn
总氮 TN 总磷 TP 透明度 SD 标准化细胞密度 y
水位 H 1. 0000
水温 tw 0. 7163** 1. 0000
高锰酸盐指数 CODMn -0. 1657 -0. 0757 1. 0000
总氮 TN -0. 3454 -0. 6562* -0. 0221 1. 0000
总磷 TP -0. 1193 0. 1350 0. 2915 -0. 1086 1. 0000
透明度 SD 0. 3564 0. 3625 -0. 4501* -0. 1079 -0. 1952 1. 0000
标准化细胞密度 y 0. 1639 0. 4637* 0. 5253* -0. 3102 0. 3470 -0. 3151 1. 0000
　 　 *P<0. 05, **P<0. 01
表 4　 藻类细胞密度与生境因子的逐步回归统计分析
Table 4　 The stepwise regression analysis of algous cell density with ecological factors in Lake Honghu
逐步回归方程
Stepwise regression equation
决定系数
Coefficient of
determination
F P
洪湖 y=3. 7815+0. 0794tw+0. 5670CODMn-1. 3467SD 0. 618 8. 087 0. 002
茶坛 y=12. 176+0. 110tw+0. 559CODMn+0. 946TN -1. 401SD 0. 543 3. 859 0. 028
大口 y=14. 045+0. 112tw+1. 219TN +1. 224TP -1. 543SD 0. 696 7. 437 0. 002
官墩 y=11. 141+0. 101tw+0. 407CODMn 0. 596 11. 081 0. 001
蓝田 y=15. 381+0. 093tw-1. 135SD 0. 343 3. 916 0. 043
施墩 y=-43. 894+2. 344H +0. 658CODMn-1. 778SD 0. 766 15. 273 0. 000
绿藻 Chl. y=15. 116-0. 5926H +0. 086tw+0. 615CODMn 0. 521 5. 443 0. 010
蓝藻 Cya. y=2. 666+0. 200tw+0. 479CODMn-3. 731SD 0. 532 11. 802 0. 000
硅藻 Bac. y=2. 594+0. 622CODMn 0. 272 6. 350 0. 022
3　 结论与讨论
(1)洪湖水体富营养状态在中营养—中度富营养水平,春季相对较轻,秋冬季相对较重,入湖区域水体富
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营养化较重,湖心相对较轻,总体上已达到轻度富营养化状态。 湖泊主要污染物为 TN、TP、CODMn。 一般认为
CODMn是有机污染物的指标,当其超过 4 mg / L时,表示水体已受到有机物污染[31]。 除 2010 年 6 月外,其余月
份检测结果均在 GB3838—2002 的Ⅲ类标准以内,但均在 4mg / L 以上,表明洪湖水体已经受到有机物轻度污
染。 一般认为湖泊水体总磷浓度为 0. 02 mg / L、总氮浓度为 0. 2 mg / L 是湖泊富营养化发生的临界浓度[32],洪
湖水体各监测点的总磷含量(TP)和总氮含量(TN)远远超过这一范围而均表现出富营养化特征。 洪湖水源
除降水外,主要入湖水源来自于四湖总干渠,因此外部氮磷和有机污染物主要来自于四湖总干渠带来的点源
和非点源途径,如城镇生活污水、工业废水和农业施肥,内源污染则主要为渔业养殖和底泥释放。
(2)洪湖藻类共鉴定出 7 门 65 属,相对于 20 世纪 80 年代的调查结果[16],藻类种类增多,而与卢山等[17]
的调查结果基本一致。 洪湖藻类以蓝藻门、硅藻门和绿藻门为优势种群,藻相季节变化特征明显。 种类结构
及优势种在不同季节有所差异,冬春季节(12—5 月)以硅藻门的直链藻、小环藻和针杆藻为优势种,夏秋季节
(7—11 月)以蓝藻门的鱼腥藻和微囊藻为优势种。
(3)影响藻类生长的主要因子有营养盐、物理因子(光照、温度、pH、光辐射)和生态因子[33]。 通过相关分
析,洪湖藻类细胞密度与 tw、CODMn呈正显著相关关系,与 H、TN、TP、SD 相关关系不显著。 氮、磷是影响水体
浮游藻类生长最主要的营养元素,当浮游藻类生长受到营养盐限制时体内碳水化合物的积累、光合作用产物
的产量均受到影响。 Oliver等对欧洲的 18 个水体进行分析过程中设定,浮游植物生长在可溶性活性磷浓度
超过 10μg / L的水体中将不受 P限制,无机氮浓度超过 100μg / L将不受 N 限制[34];刘永梅等对水华蓝藻的培
养实验也认为过高的氮磷浓度并不能被藻类吸收利用[35]。 对于大型湖泊中的藻类而言,由于湖泊内部的营
养盐的循环等地球化学过程,使得他们生长所需的营养盐可以得到有效补充而不必完全依赖外界的输入[36],
较少的受到营养盐的限制[37-38]。 就洪湖水体的无机氮来看,本研究采样时期无机氮浓度(氨氮、硝酸盐氮和
亚硝酸盐氮之和)变幅为 0. 23—1. 34mg / L,按上述标准,各次采样时期浮游植物生长不受氮限制,磷也不是藻
类生长的限制因子。 藻细胞密度主要受水温的影响,在一定温度范围内,水体温度升高会促进藻类生长,同时
随着水温的升高和下降,水体藻相不断更替,数量发生变化,这一结果与文献报道一致[39]。 藻类细胞密度在
水温最高的 7—8 月为非最大值,应与 7—8 月洪湖处于丰水期,环境气温较高,藻细胞密度被稀释、生长受环
境抑制[33]有关,而在 10—11 月处于平水期,藻细胞密度为年内最大值,该时期大多数门类藻类处于较适宜生
长期。 藻细胞密度同时还受水体 CODMn的影响,CODMn表征水体有机污染物含量。 随水体有机物含量增加,
洪湖藻类增殖加大。
(4)回归方程表明,洪湖藻类的生长主要受控于 tw、CODMn和 SD。 藻类生长与 SD 呈负相关关系,一般较
低的 SD导致湖泊水体水下光照不足,进而可能影响藻类的生长和藻相的变化,同时当水体中藻类大量生长
繁殖,会导致水体 SD下降,使 SD成为影响藻类生长的关键环境因子之一。 在湖泊不同区域,环境条件存在
差异,导致藻类生长过程中起主导作用的环境因子存在一定的差异。 同时,主要优势藻类群蓝藻、绿藻和硅藻
的生长受控于不同的环境因子。 蓝藻生长主要受 tw、CODMn和 SD控制,绿藻生长主要受 H、tw和 CODMn影响,
与蓝绿藻的最佳生长温度高于其他藻类[40],夏季生长旺盛[34]有关,同时蓝藻具有具有比其他藻类更宽的光
吸收波段[41],光照的变化对其生长更为敏感;而硅藻生长决定于水体 CODMn的变化,可能与硅藻对有机物的
敏感性更强有关。
(5)根据洪湖水质检测和本研究结果,通过藻类藻相的变化特征可开展水体的水富营养化预测。 对影响
藻类生长的主要环境因子中,除 tw外,TN、TP和 CODMn是可以做到人为控制,因此在减缓洪湖水体水质富营养
化和抑制藻类生长过程中,通过控制由四湖总干渠带来的入湖外源氮、磷和有机污染物,控制围网养殖面积,
恢复河湖连通,对消减和控制洪湖水体富营养化意义重大。
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[15] 　 李昌峰, 高俊峰, 张鸿辉. 近 50 年来人类活动对四湖地区河湖环境演变的影响. 地域研究与开发, 2004, 23(5): 120-124.
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986　 3 期 　 　 　 卢碧林　 等:洪湖水体藻类藻相特征及其对生境的响应 　
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 3 February,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Behavioural time budgets and diurnal rhythms of the female Tibetan gazelles in the Kekexili National Nature Reserve
LIAN Xinming, LI Xiaoxiao, YAN Peishi, et al (663)
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The relationship between the temporal鄄spatial distribution of fishing ground of yellowfin tuna (Thunnus albacares) and themocline
characteristics in the tropic Indian Ocean YANG Shenglong, ZHANG Yu, ZHANG Heng, et al (671)…………………………
Characteristics of algous facies of planktonic algae in lake honghu and its response to habitat
LU Bilin, YAN Pingchuan, TIAN Xiaohai, et al (680)
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Tide elevations for four mangrove species along western coast of Guangxi, China LIU Liang, FAN Hangqing, LI Chungan (690)……
Effects of CO2 鄄induced seawater acidification on photosynthesis and calcification in the coralline alga Corallina pilulifera
XU Zhiguang, LI Meizhen, HUO Chuanlin,et al (699)
……………
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Impacts of coverage and canopy water depth on the spectral characteristics for a submerged plant Cabomba caroliniana
ZOU Weina, YUAN Lin, ZHANG Liquan, et al (706)
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Prioritizing biodiversity in conservation planning based on C鄄Plan:a case study from northeast China
LUAN Xiaofeng,SUN Gongqi,QU Yi,et al (715)
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Effects of urbanization on indigenous plant diversity: a case study of Langfang City, China
PENG Yu, LIU Xuehua, XUE Dayuan, et al (723)
……………………………………………
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Using infra鄄red cameras to survey wildlife in Beijing Songshan National Nature Reserve LIU Fang, LI Diqiang, WU Jigui (730)……
Individual tree biomass model by tree origin, site classes and age groups LI Haikui, NING Jinkui (740)……………………………
Population genetics of Niviventer confucianus and its relationships with habitat area in Thousand Island Lake region
LIU Jun, BAO Yixin, ZHANG Xu, et al (758)
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Impacts of climate change on phenological phase of herb in the main grassland in Inner Mongolia
GU RunYuan,ZHOU Weican, BAI Meilan, et al (767)
……………………………………
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Atmospheric nitrogen deposition in the glacier regions of Northwest China: a case study of Glacier No. 1 at the headwaters of Urumqi
River, Tianshan Mountains WANG Shengjie, ZHANG Mingjun, WANG Feiteng, et al (777)……………………………………
Effects of vegetation type on arthropod functional groups in the aerial habitat of salt marsh TONG Chunfu (786)……………………
The plant community distribution and migration characteristics of heavy metals in tolerance dominant species in lead / zinc mine
areas in Northwestern Guizhou Province XING Dan,LIU Hongyan,YU Pingping,et al (796)……………………………………
Sprouting characteristic in restoration ecosystems of monsoon evergreen broad鄄leaved forest in south鄄central of Yunnan Province
SU Jianrong,LIU Wande,ZHANG Zhijun,et al (805)
……
………………………………………………………………………………
Distribution patterns and changes of aquatic communities in Lashihai Plateau Wetland after impoundment by damming
XIAO Derong, YUAN Hua, TIAN Kun, et al (815)
………………
………………………………………………………………………………
Spatial distribution of root biomass of Pinus massoniana plantation in Three Gorges Reservoir area, China
CHENG Ruimei, WANG Ruili, XIAO Wenfa, et al (823)
……………………………
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Differences in biomass, litter layer mass and SOC storage changing with tree growth in Larix gmelinii plantations in Northeast
China WANG Hongyan, WANG Wenjie, QIU Ling, et al (833)…………………………………………………………………
Soil carbon sequestration rates and potential in the grazing grasslands of Inner Mongolia
HE Nianpeng, HAN Xingguo, YU Guirui (844)
………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Relationships between litter substrate quality and soil nutrients in different鄄aged Pinus massoniana stands
GE Xiaogai, XIAO Wenfa, ZENG Lixiong, et al (852)
……………………………
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Compare different effect of arbuscular mycorrhizal colonization on soil structure
PENG Sili, SHEN Hong, ZHANG Yuting, et al (863)
………………………………………………………
……………………………………………………………………………
The infiltration process of clay soil under different initial soil water contents LIU Muxing, NIE Yan, YU Jing (871)…………………
Diurnal variations of the greenhouse gases emission and their optimal observation duration under different tillage systems
TIAN Shenzhong, NING Tangyuan, CHI Shuyun, et al (879)
……………
………………………………………………………………………
Effects of exogenous pb and cu stress on eco鄄physiological characteristics on foxtail millet seedlings of different genotypes
XIAO Zhihua,ZHANG Yixian,ZHANG Xiwen,et al (889)
…………
…………………………………………………………………………
Combined effect of temperature and salinity on the Na+ 鄄K+ 鄄ATPase activity from the gill of GIFT tilapia juveniles (Oreochromis
niloticus) WANG Haizhen, WANG Hui, QIANG Jun, et al (898)………………………………………………………………
Pattern simulation of karst rocky desertification based on cellular automata WANG Xiaoxue, LI Xuyong, WU Xiuqin (907)…………
The role of root border cells in protecting buckwheat root apices from aluminum toxicity and their effect on polysaccharide contents
of root tip cell walls CAI Miaozhen, WANG Ning, WANG Zhiying, et al (915)…………………………………………………
The suitable stand structure and hydrological effects of the cypress protection forests in the central Sichuan hilly region
GONG Gutang, LI Yanqiong, ZHU Zhifang, et al (923)
………………
……………………………………………………………………………
Comprehensive evaluation of agricultural water鄄saving technology based on AHP and Rough Set method
ZHAI Zhifen,WANG Lanying, SUN Minzhang, et al (931)
………………………………
………………………………………………………………………
Analysis of the spatial expansion characteristics of major urban agglomerations in China using DMSP / OLS images
WANG Cuiping, WANG Haowei, LI Chunming, et al (942)
……………………
………………………………………………………………………
Evaluation of non鄄use value of ecotourism resources: a case study in Dalai Lake protected area of China
WANG Pengwei, JIA Jingbo (955)
……………………………
…………………………………………………………………………………………………
Review and Monograph
Assessment indicators system of forest ecosystem health based on the harmful disturbance
YUAN Fei, ZHANG Xinyao, LIANG Jun (964)
……………………………………………
……………………………………………………………………………………
Role of silicon in regulating plant resistance to insect herbivores HAN Yongqiang, WEI Chunguang, HOU Maolin (974)……………
Scientific Note
Relationships among light conditions, crown structure and branch longevity: a case study in Osmanthus fragrans and Metasequoia
glyptostroboides ZHAN Feng,YANG Dongmei (984)………………………………………………………………………………
Effects of maize straw with Bt gene return to field on growth of wheat seedlings
CHEN Xiaowen, QI Xin, WANG Haiyong, et al (993)
………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Studies of non鄄structural carbohydrates of Cupressus funebris in cifferent landslides after Wenchuan Earthquake
CHEN Bo, LI Zhihua, HE Qian,et al (999)
………………………
………………………………………………………………………………………
《生态学报》2012 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的自然科学高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研究原
始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方
法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,280 页,国内定价 70 元 /册,全年定价 1680 元。
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生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 32 卷摇 第 3 期摇 (2012 年 2 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 32摇 No郾 3摇 2012
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