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菜子湖位于安徽省,原是长江流域通江湖泊中受人为影响较小的湖泊。但是近年来,由于养殖业的大力发展,食草性鱼类和螃蟹的量增殖,导致大型水生植物明显减少,其植被盖度明显降低,从2000年的80%到2007年的50%再到2009年的3%。本研究是基于近年的对菜子湖浮游植物群落结构的研究结果,结合本课题组2006-2007年对菜子湖浮游植物群落结构的调查结果,以探讨在水生植被显著改变背景下浮游植物群落结构的变化动态。
于2010年1月,3月,5月,7月9月、11月对菜子湖浮游植物群落进行取样调查,并运用优势度指数(Y)、Margalef丰度指数D、香农-韦弗(Shannon-weaver)多样性指数(H’)、Pielou均匀度指数(J)、Jaccard相似性指数(X)和聚类分析等方法对浮游植物的多样性和群落结构进行分析。
调查研究了2010年对菜子湖浮游植物种类组成。结果显示菜子湖6个月份10个断面所采得的浮游植物,共检测到绿藻门、硅藻门、蓝藻门、裸藻门、黄藻门、金藻门、隐藻门、甲藻门等8个门类,其中绿藻、硅藻和蓝藻的种类较多且种类组成变化相对较大,是引起菜子湖浮游植物群落结构季节变化的原因之一。其中3月份浮游植物种类数最多,1月份浮游植物种类数最少。
调查研究了2010年对菜子湖浮游植物优势种类的季节变化规律。通过对优势度分析,结果显示蓝藻存在全年高峰,其优势种为近旋颤藻(Oscillatoriasubcontorta)、小型念珠藻(Nostoc minutum)、多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)、马氏平裂藻(Merismopedia marssonii)、细浮鞘丝藻(planktolyngbya subtilis)、水华束丝藻(Aphanizomeno flos-aquae);硅藻存在1、5、9、11月的高峰,其优势种有颗粒直链藻(Melodira granulate)、尖针杆藻(Synedra acus)、肘状针杆藻(Synedra ulna)、颗粒直链藻极狭变种(Melodira granulata var.angustissima);黄藻存在于1月、3月、5月三个高峰,其优势种为小型黄丝藻(ribonema minus)、近缘黄丝藻(Tribonema affine);金藻存在于1月份1个高峰,其优势种为长锥形锥囊藻(Dinobryon bavaricum);绿藻门存在于11月份的高峰,其优势种为狭形纤维藻(Ankistrodesmus angustus);隐藻门存在5月份的高峰,其优势种为啮噬隐藻(Cryptomonas erosa)。
浮游植物密度具有一定的时间变化规律,其周年变化趋势表现为夏秋季节较高,冬春季节较低。7月份最高,为(66.13±8.58)×105cells/L,1月份最低,为(12.78±0.61)×105cells/L,冬季硅藻占优势,春季黄藻占优势,夏秋季节蓝藻占优势;
浮游植物生物量具有一定的时间变化规律,秋季的生物量明显的高于其它三个季节。9月份生物量最高,为(2.80±0.17)mg/L,5月份最低,为(0.72±0.03)mg/L。
通过对Jaccard相似性指数(X)的分析,显示菜子湖全年浮游植物群落结构季节演替明显。其值变化在0.25~0.57之间,显示各月份间浮游植物种类相似性差,群落结构变化较大,生境差异较大。9月与11月的相似性指数最大,为0.57;1月份与7月份的相似性指数最小,为0.25;其它月份之间的相似性指数均介于0.26~0.50之间。
通过对三个多样性指数的分析,揭示了物种多样性的季节变化规律。Margalef丰度指数(D)(1.51~3)、Shannon-Weaver多样性指数(H’)(1.41~3.01)、Pielou均匀度指数(J)(0.39~0.66),各指数表现为冬春季节大于夏秋季节,3月份最高,7月份最低。
聚类分析的结果显示,在不同季节影响浮游植物群落结构分布的主要因素不一致。7月份主要受植被影响,11月份主要受地域影响,1月份主要受水位高低的影响。
结合前期的研究结果,探讨了植被变化对浮游植物群落结构演替的影响。2007年相比,2010年浮游植物物种数有明显下降,由340种下降到285种,细胞密度明显上升,由(5.91±0.90)×105 cells/L上升到(33.81±10.10)×105cells/L,群落结构变化较大,贫营养型和固着型藻类都有所减少,富营养型藻类、丝状藻类和浮游性藻类增多。认为这种变化主要是与植被显著减少有密切相关性。