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河流生态系统是重要的生态系统之一,为人类生存和发展提供了基础物质资源和各种生态服务功能。河流的水质状况是决定河流生态系统健康程度的关键要素之一,也是影响社会发展重要因素,因此对河流的水质状况进行评价,了解河流生态系统的健康状况对河流水资源管理和生态恢复有重要意义。本研究在渭河流域选取了27个采样点位,分别于2017年6月(平)、9月(丰)和2018年1月(枯)3个不同水文时期对着生藻类和水环境因子进行采样调查,基于着生藻类群落结构特征分析对渭河流域的水质状况进行了评价。本文的主要研究结果如下:
(1)分析了渭河流域着生藻类群落组成结构和主要群落特征参数。在研究区域内共鉴定出着生藻类125种,隶属于6门43属,硅藻门在其中所占比例最大,占总生物量的87.72%,其次是蓝藻门占6.35%,绿藻门占5.2%、黄藻门占0.36%,裸藻门占0.23%;共发现优势物种(Y≥0.02)9种,分别为最小舟形藻、细小舟形藻、瞳孔舟形藻、放射舟形藻、卡里舟形藻、针尖杆藻、线形菱形藻、缢缩异极藻、双头辐节藻;着生藻类的生物密度范围为175~8.0×105ind/cm2,Shannon-Weiner指数范围为0.54~4.60,Peilou均匀度指数范围为0.31~1,Margalef丰富度指数范围为0.12?2.10。
(2)明确了渭河流域着生藻类群落的时空分布特征及其变化趋势。在时间尺度上,丰水期着生藻类群落结构的各指标都明显低于平、枯2个水文时期,着生藻类物种数、生物密度、Shannon-Weiner指数和Margalef丰富度指数从平、丰到枯3个水文时期呈现先减小再增大的趋势;Peiluo均匀度指数的趋势性则表现的并不明显,但在丰水期的变化波动较大,说明在丰水期环境因子的剧烈变化对着生藻类的群落结构有显著的影响;在空间尺度上各河流水系上游区域着生藻类群落结构的各指标、生物多样性指数等明显较高,在中游区域会有所下降,而到下游区域又有所上升。各河流水系着生藻类群落在空间上都表现出从上游到下游先减小再增大的趋势。
(3)解析了各水文时期对着生藻类群落影响显著的主要环境因子。使用多元变量分析方法CCA对环境因子和着生藻类群落数据进行限定性排序,结果显示平水期对着生藻类群落结构影响显著的环境因子为海拔、总溶解固体、电导率、总氮、Mg2+、K+、Cl-共7个,丰水期为pH、溶解氧、总磷、河宽、流量共5个,枯水期为pH、EC、TDS、K+、Mg2+、Cl-、流速共6个。从分类上看对着生藻类群落结构产生影响的主要环境因子为物理化学因子和营养物质等,但在丰水期和枯水期河流的水文环境因子对着生藻类群落结构造成了显著的影响。
(4)评估了渭河流域不同水文时期的河流水质状况。采用了GDI、BDI、PTI,3种单因子指标对渭河流域的水质状况进行了评估,3种指标的最终评价结果基本保持一致,渭河流域的水质污染状况主要处于轻度污染至中度污染。在河流的上游区域水质状况好于中游和下游,在变化趋势上表现为从上游向下游先减小再增加的趋势。在不同的3个水文时期表现为由平水期、丰水期到枯水期水质状况先减小再增加的趋势。渭河流域的水质污染状况在时空上的变化趋势与着生藻类群落结构的时空变化也是基本保持一致的。
(1)分析了渭河流域着生藻类群落组成结构和主要群落特征参数。在研究区域内共鉴定出着生藻类125种,隶属于6门43属,硅藻门在其中所占比例最大,占总生物量的87.72%,其次是蓝藻门占6.35%,绿藻门占5.2%、黄藻门占0.36%,裸藻门占0.23%;共发现优势物种(Y≥0.02)9种,分别为最小舟形藻、细小舟形藻、瞳孔舟形藻、放射舟形藻、卡里舟形藻、针尖杆藻、线形菱形藻、缢缩异极藻、双头辐节藻;着生藻类的生物密度范围为175~8.0×105ind/cm2,Shannon-Weiner指数范围为0.54~4.60,Peilou均匀度指数范围为0.31~1,Margalef丰富度指数范围为0.12?2.10。
(2)明确了渭河流域着生藻类群落的时空分布特征及其变化趋势。在时间尺度上,丰水期着生藻类群落结构的各指标都明显低于平、枯2个水文时期,着生藻类物种数、生物密度、Shannon-Weiner指数和Margalef丰富度指数从平、丰到枯3个水文时期呈现先减小再增大的趋势;Peiluo均匀度指数的趋势性则表现的并不明显,但在丰水期的变化波动较大,说明在丰水期环境因子的剧烈变化对着生藻类的群落结构有显著的影响;在空间尺度上各河流水系上游区域着生藻类群落结构的各指标、生物多样性指数等明显较高,在中游区域会有所下降,而到下游区域又有所上升。各河流水系着生藻类群落在空间上都表现出从上游到下游先减小再增大的趋势。
(3)解析了各水文时期对着生藻类群落影响显著的主要环境因子。使用多元变量分析方法CCA对环境因子和着生藻类群落数据进行限定性排序,结果显示平水期对着生藻类群落结构影响显著的环境因子为海拔、总溶解固体、电导率、总氮、Mg2+、K+、Cl-共7个,丰水期为pH、溶解氧、总磷、河宽、流量共5个,枯水期为pH、EC、TDS、K+、Mg2+、Cl-、流速共6个。从分类上看对着生藻类群落结构产生影响的主要环境因子为物理化学因子和营养物质等,但在丰水期和枯水期河流的水文环境因子对着生藻类群落结构造成了显著的影响。
(4)评估了渭河流域不同水文时期的河流水质状况。采用了GDI、BDI、PTI,3种单因子指标对渭河流域的水质状况进行了评估,3种指标的最终评价结果基本保持一致,渭河流域的水质污染状况主要处于轻度污染至中度污染。在河流的上游区域水质状况好于中游和下游,在变化趋势上表现为从上游向下游先减小再增加的趋势。在不同的3个水文时期表现为由平水期、丰水期到枯水期水质状况先减小再增加的趋势。渭河流域的水质污染状况在时空上的变化趋势与着生藻类群落结构的时空变化也是基本保持一致的。