【摘 要】
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水位波动(Water level fluctuations)是湖泊-洪泛平原和河流-洪泛平原生态系统生物多样性的重要驱动因子。目前,水位波动对河流-洪泛平原生态系统中水生生物多样性影响的认识已形成共识,然而在湖泊-洪泛平原生态系统的研究还比较匮乏,尤其是在波动幅度远大于1.5 m的湖泊-洪泛平原生态系统中,水位变化对水生生物多样性影响的认识还不完整。本论文目的是研究水位波动对鄱阳湖流域底栖动物多样
【基金项目】
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中国人民共和国生态环境部2017年鄱阳湖底栖动物多样性调查(项目编号2017HB2096001006);
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水位波动(Water level fluctuations)是湖泊-洪泛平原和河流-洪泛平原生态系统生物多样性的重要驱动因子。目前,水位波动对河流-洪泛平原生态系统中水生生物多样性影响的认识已形成共识,然而在湖泊-洪泛平原生态系统的研究还比较匮乏,尤其是在波动幅度远大于1.5 m的湖泊-洪泛平原生态系统中,水位变化对水生生物多样性影响的认识还不完整。本论文目的是研究水位波动对鄱阳湖流域底栖动物多样性格局的影响和机制。于2017年10月、2018年1月和4月对鄱阳湖流域的湖泊和河流共49个样点开展了3次水文要素(仅湖泊)、水质和底栖动物调查。其中,2017年10月45个样点、2018年1月32个样点和2018年4月28个样点。调查环境的指标包括样点的经纬度、水文变量(水深和流速,仅湖泊)和水体理化变量(总磷、总氮、高锰酸盐指数、硝态氮、溶解氧、pH、电导率和水温)。湖泊的底栖动物采用Ekman采泥器进行定量采集,每个样点采集3个样方,河流和水塘的底栖动物采用D型网进行半定量半定性采集,每个样点采集20个样方。本文使用样点物种丰富度代表α多样性,使用点位间群落的Chao不相似性指数代表β多样性;结合水文要素、水质和样点空间的距离矩阵,使用广义线性模型(Generlize linear model,GLM)分析β多样性的影响因素,使用典范对应分析(Canonical correspondence analysis,CCA)来进一步确定影响群落的重要驱动因子。3次调查共采集到河流与湖泊底栖动物10729头137个分类单元。其中,湖泊共采集到底栖动物4342头74个分类单元,包括腹足纲11个分类单元、瓣鳃纲17个、昆虫纲28个、寡毛纲13个和其他5个;河流共采集到底栖动物3301头107个分类单元,包括腹足纲17个分类单元、瓣鳃纲20个、昆虫纲54个、寡毛纲8个和其他8个。鄱阳湖流域河流和湖泊的水-陆地交错带α多样性分别高于河道和主湖区。在湖泊,主湖区β多样性在时间尺度上的变化表现为枯水期小于丰水期。在水体理化变量方面,湖泊丰水期的总氮和电导率均显著低于枯水期。GLM结果显示水文和水体理化变量是主湖区β多样性的关键影响因素(p<0.05),丰水期的主湖区β多样性与扩散限制有关(p<0.001),而枯水期的主湖区β多样性与扩散限制没有显著的相关性(p>0.05)。CCA结果进一步表明,在丰水期的主湖区,CCA模型的解释量最高,为31%(p=0.009),总氮、硝态氮、电导率、pH和水深(p≤0.05)是影响非底栖动物群落的主要因素;而在枯水期的主湖区,CCA模型的解释量最低,为4%(p=0.23),其中仅水深(p=0.02)为影响非软体动物群落结构的重要因子。在枯水期(2018年1月),水塘底栖动物α多样性高于河道,但β多样性低于河道。在水体理化变量方面,水塘中的总磷、总氮和硝态氮浓度均显著低于河道(p<0.05);在物种组成方面,河道与水塘分别采集到60和49个底栖动物分类单元;GLM结果显示,水体理化变量和地理位置是水塘底栖动物β多样性的重要影响因素(p<0.01),但均与河流底栖动物β多样性无显著的相关性(p>0.05);CCA结果进一步表明,河道和水塘底栖动物的关键影响因子均为总氮(p<0.05),且水塘和河道的CCA模型解释量均没有达到显著性水平(p>0.05);在水塘,CCA模型的解释量为5%;在河道,CCA模型的解释量为27%。我们的研究结果增强了季节水位波动对鄱阳湖流域湖泊和河流底栖动物多样性影响的理解。此外,本研究强调保护和维持现有的鄱阳湖季节性水位波动,对保护鄱阳湖湖泊及河流底栖动物多样性有着积极意义。
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