随着人类活动的加剧和流域开发的持续,全球生态系统健康和生物地理分布发生了明显变化,生态系统的保护与生物多样性的维持已经成为全世界共同关注的热点问题。湖泊作为特殊的自然综合体,具有改善湖区生态环境、调节河川径流、航运、灌溉、供水等多种功能,然而富营养化、重金属污染等环境问题导致水生生物群落结构分布和生物多样性模式发生变化,湖泊生态系统功能下降。云南地区拥有丰富的气候和地貌类型,是全球生态系统保护与多样性研究的热点区域之一。高原湖泊是云南地区重要的水资源类型和生物栖息地,对地方社会经济的可持续发展提供重要的生态环境基础。云南高原湖泊在空间梯度、气候类型、湖泊类型和流域开发强度等方面存在明显的区域差异,从而影响了湖泊水体的理化特征与生物地理分布的空间格局。同时,砷污染是部分云南湖泊面临的主要环境污染类型,砷污染会对水体环境和生物生长产生长期风险,可以导致湖泊生态系统功能的明显降低。因此,研究云南湖泊典型水生生物的空间分布,并围绕砷胁迫开展生物响应模式的识别,可为评价该地区湖泊系统的主要环境压力并评估砷的环境风险提供基础数据,从而为云南水生生物的多样性保护提供重要的科学依据。本论文以浮游植物为研究对象,于2013年和2016年夏季对云南西北部(12个)和东南部(13个)的25个湖泊进行系统调查,运用相关数理统计方法对湖泊浮游植物群落结构、多样性分布及其影响因子进行区域对比分析。进一步选取高原湖泊中的广布种(脆杆藻)进行砷胁迫实验,研究三价砷和五价砷对典型藻种的个体生长、光合作用和抗氧化系统等生理生态特征的影响。研究结果表明:(1)云南25个湖泊中共发现浮游植物7门72属152种,绿藻门最多,其次是硅藻门、蓝藻门、裸藻门、隐藻门、甲藻门和金藻门,分别占总种类数的44.1%、25.7%、17.1%、4.6%、3.9%、3.3%和1.3%。(2)云南西北部和东南部湖泊浮游植物生物量和群落结构具有明显的区域差异性。生物量滇西北湖泊明显低于滇东南湖泊(t检验;P?0.05);群落结构滇西北各门类分布较均匀,滇东南则以蓝藻门为主,ANOSIM分析显示两个区域群落结构差异性显著(R=0.28,P?0.01)。多变量统计分析结果显示,物理化学指标、湖泊类型和空间梯度分别单独解释了云南地区湖泊浮游植物群落变化的32.1%、4.6%和2.7%。(3)浮游植物α多样性指标上,滇西北湖泊总体高于滇东南湖泊。其中,t检验结果显示两个区域的物种丰富度具有显著差异(t检验;P?0.05);浮游植物β多样性的空间分布上,滇西北湖泊与滇东南湖泊差异不显著,且25个湖泊浮游植物群落相似性存在显著的距离衰减关系(R~2=0.30,P?0.001)。(4)选取克罗脆杆藻(Fragilaria crotonensis)和肘状脆杆藻(Fragilaria ulna)进一步开展室内控制实验,分析不同形态砷(三价和五价)胁迫下两种脆杆藻的生长曲线、光合作用和抗氧化系统的响应特征。结果表明,三价砷的毒性大于五价砷,当两种形态的砷浓度较低时均能促进脆杆藻的生长,而随着砷浓度的增加藻类的生长受到抑制。同时,不同形态砷对脆杆藻光合作用的影响呈现出低促高抑的模式。在不同形态砷胁迫条件下,高浓度的砷导致脆杆藻胞内脂质过氧化的产物(丙二醛:Malondialdehyde)和非酶抗氧化剂(还原型谷胱甘肽:Glutathione)的含量增加,抗氧化酶(总超氧化物歧化酶:Total superoxide dismutase;过氧化氢酶:Catalase;谷胱甘肽还原酶:Glutathione reductase)活性增强。