烏梁素海全季不同形態氮磷及浮游植物分布特征

孫鑫, 李興, 李建茹

?

烏梁素海全季不同形態氮磷及浮游植物分布特征

孫鑫1, 李興2,3*, 李建茹4

1. 內蒙古師范大學地理科學學院, 內蒙古, 呼和浩特 010022 2. 內蒙古大學生態與環境學院, 內蒙古, 呼和浩特 010021 3. 內蒙古師范大學節水農業工程研究中心, 內蒙古, 呼和浩特 010022 4. 內蒙古機電職業技術學院, 內蒙古, 呼和浩特 010017

為監測烏梁素海全季不同形態氮磷及浮游植物分布特征, 研究了烏梁素海2016年4—11月和2017年1月的不同形態氮磷和藻類的濃度變化。實驗結果表明: 總氮濃度秋季最高, 總磷濃度冬季最高, 應加強對河套灌區農事行為的管理以減少氮磷等營養鹽排入; 對烏梁素海12個監測點浮游植物鏡檢知共監測到浮游植物6門69屬, 全年以硅藻、綠藻種群占優勢; 烏梁素海各采樣點浮游植物豐度在6.88×107—96.66×107cell·L-1間變化, 浮游植物各種群豐度表現為春冬季低, 夏秋季高; 空間采樣點豐度值由大到小順序為南部明水區和出水口、N13（蘆葦區）、進水口附近點位和Q10（旅游區）。掌握全季不同形態氮磷及浮游植物分布特征對各季度有針對性地治理湖泊水體意義重大, 為烏梁素海以及寒區富營養化湖泊的進一步修復提供理論支持與參考。

烏梁素海; 不同形態氮磷; 浮游植物; 群落結構

當前, 隨著人口數量的增加和工農業的迅速發展, 產生大量廢水排入湖泊, 以致湖泊富營養化問題迫在眉睫。了解湖泊水體信息、評價湖泊水體污染狀態、改善和治理湖泊水體污染的前提是探明湖泊水質狀況, 減小浮游植物大量繁殖的可能性, 抑制水華的暴發, 浮游植物群落結構會因不同的湖泊水體環境地處不同的地域位置而不同[1-2]; 而探明浮游植物類群生態系統服務功能、反映該生態系統狀態改變、了解該生態系統穩定性的基礎必須了解該水域浮游藻類群落特征及其演變規律[3-4]。國內外學者[5-9]已對各種水域環境的水質時空分布特征及其浮游植物群落特征進行了一定的研究。但前人以往[10-12]對水域營養物質與浮游植物群落結構特征、演變規律的研究大多針對特定時期、特定月份, 為期整年的致力于探明水域環境系列變化、對不同形態氮磷濃度與浮游植物群落特征的連續季度變化研究尚不多見, 而掌握全季不同形態氮磷及浮游植物分布特征對各季度有針對性地治理湖泊水體意義重大, 更有利于全面了解烏梁素海浮游植物群落特征演變規律及該生態系統狀態的改變, 為烏梁素海以致寒區富營養化湖泊的進一步修復提供理論支持與參考。因此, 本文對2016年4—11月和2017年1月烏梁素海濕地全季不同形態氮磷及浮游植物分布特征展開分析。

烏梁素海地理坐標為 40°36′—41°03′ N, 108°43′— 108°57′ E, 位于內蒙古自治區巴彥淖爾市烏拉特前旗, 為我國內蒙古自治區西部最大的淡水湖泊。2002 年, 國際濕地公約組織把烏梁素海正式列入《國際重要濕地名錄》[13], 近年來, 烏梁素海濕地富營養化狀況十分嚴峻[14], 烏梁素海為典型的草—藻型湖泊, 嚴重的富營養化會使水生植物十分繁盛, 湖泊漸漸演變為蘆葦沼澤, 若進一步惡化, 則演變為堿蓬鹽化草墊, 更甚者變成白刺荒漠, 從而加快該濕地的消失速度[15]。烏梁素海濕地富營養化現狀嚴重破壞了其作為黃河中上游保水、蓄水和調水場所的重要地位[16], 也嚴重影響了其對河套平原地區以至于黃河流域生態系統的調節作用。

1 材料與方法

1.1 采樣點布置

根據烏梁素海的實際情況, 共布設了12個監測點(圖1), 其中小海子區域人為干預少、水深很淺, 且蘆葦密集采樣船無法到達, 故不設監測點。采樣點包括進水口J11、I12、出水區域河口、北部明水區域(L15)、蘆葦區域(N13)、旅游區域(Q10)、Q8、西大灘(L11)、大卜洞(O10)、Q8、海壕、二點。

1.2 樣品采集與處理

本研究采樣時間為2016年4月至11月和2017年1月進行(每年12、3月為凍融交替期, 船只車輛都無法進行安全采樣, 2月與1月都為冰封期, 浮游藻類凍結在冰層中, 故只需在1月份進行采樣即可)。參照《湖泊生態調查觀測與分析》[17], 因烏梁素海水深大多不大于3 m, 故在表層以下0.5 m處樣品即可。實驗中, 總氮、氨氮、亞硝態氮、總磷、溶解性總磷的測定方法參照《水和廢水監測分析方法》(第四版)[18]。利用 Excel 2013軟件進行統計分析和繪圖。浮游植物定性樣品使用25號浮游生物網劃 “∞” 形撈取, 用4%的甲醛溶液固定后帶回實驗室用于鏡檢分類。藻類定量樣品用采水器采集 1 L 水樣后, 加魯哥試劑用來固定, 將采集的浮游植物樣品帶回實驗室后經靜止、沉降、濃縮至30 mL , 搖勻取0.1 mL 濃縮樣品置于0.1 mL計數框內, 在400倍顯微鏡下鏡檢, 鑒定浮游植物種類及計算細胞密度, 參照《中國淡水藻類—系統、分類及生態》[19]及《淡水微型生物圖譜》[20]等進行浮游藻類種類的鑒定。

圖1 烏梁素海浮游植物采樣點分布示意圖

Figure 1 Schematic diagram of monitoring site of phytoplankton in Wuliangsuhai

1000 mL 水體中浮游植物數量 N 可用下列公式計算:

N = ( Cs / ( Fs × Fn ) ) × ( V / U ) × Pn

式中: Cs為計數框面積(mm2); Fs為每個視野的面積(mm2); Fn為計數過的視野數; V為1000 mL水樣經沉淀濃縮后的體積(mL); U為計數框的體積(mL); Pn為每片計算出的浮游植物個數。

2 結果

2.1 不同形態氮磷隨時間的變化特征

從圖2可以看出, 總磷與溶解性總磷濃度的變化趨勢大致相同, 春季(2016年4、5月)濃度較高的原因有幾方面: 春季氣溫慢慢回升, 水生植物殘體會漸漸解凍腐敗, 對水體造成污染, 春季風力較大使得水體上下層交換頻率加大, 湖底沉積物中大量磷元素被釋放, 且水生植物、動物、微生物在春季剛剛蘇醒并不活躍對營養元素的需求不是很大。夏季(2016年6、7、8月)總磷、各溶解性總磷濃度有所下降, 主要因為夏季雨水充沛稀釋了營養鹽且水生生物對氮磷等營養元素的需求利用量加大。秋季(2016年9、10月)總磷與溶解性總磷濃度降到最低, 分別為0.038、0.010 mg·L-1, 雖秋季相對于夏季水生生物不是很活躍, 其對氮磷等營養物質的需求相比于夏季會有所降低, 但秋季湖泊水位迅速升高, 因為該段時期河套灌區進行大面積澆灌, 稀釋了水中營養鹽的濃度。冬季進入冰凍期(2016年11、2017年1月)后總磷和溶解性總磷濃度相比于秋季明顯增加, 主要因為冬季入湖水流的主要補給來源為地下水、工業廢水和生活污水, 不存在農田排水補給, 入湖流量較少。

圖2 不同采樣時間總磷、溶解性總磷變化特征

Figure 2 Characteristics of total phosphorus and dissolved total phosphorus in different sampling times

圖3 不同采樣時間總氮、氨氮、硝態氮、亞硝態氮變化特征

Figure 3 Characteristics of different morphological changes in nitrogen

從圖3可以看出, 氨氮濃度占總氮濃度的比例較大, 硝態氮濃度次之, 亞硝態氮濃度占比很小, 依據地表水環境質量標準(GB3838—2002), 各監測點中有四個點的總氮平均質量濃度已達到Ⅴ類標準, 而其余各點已接近Ⅴ類標準值, 烏梁素海氮污染較嚴重, 氮污染主要為氨氮(無機氮)污染和有機氮污染, 故在治理氮污染中, 氨氮數量的控制起到重要的作用。2016年10月和2017年1月氨氮濃度相比于其他月份較高, 說明這兩月份水體中氨化作用、反硝化作用較強, 水體呈還原態; 硝態氮濃度相對較高的月份是因為該時期溫度與光照較適宜水生生物的生長, 水生生物光合作用產生大量氧氣, 使溶解氧濃度升高, 硝化作用使硝態氮濃度較大; 各月亞硝態氮濃度變化不大。磷主要是由于烏梁素海流域上游農業廢棄物、工業廢水、城市污水(洗滌劑里含有大量的磷酸鹽)等水體的排入, 而氮主要是由攜帶大量含氮營養鹽的河套灌區農田排水帶來, 故秋季正值農田灌溉時期, 氮含量迅速增多, 且秋季烏梁素海收納附近進入產量高峰期工業加工廠含氮量高的污水, 故烏梁素氮元素在秋季濃度達到最大值, 而夏季此地區是一年中雨水最豐沛的時期, 烏梁素海湖面上漲, 造成對營養物質濃度的稀釋, 且水生生物夏季最為活躍, 需要大量的營養物質, 故湖水中營養元素濃度下降, 而冬春季濃度較低是因為不存在大量農田退水的補給。

2.2 烏梁素海各月浮游植物調查結果

2.2.1 浮游植物種類比例及時間變化

采樣鑒定共檢出浮游植物6門, 69屬, 210種。其中隸屬硅藻門87種, 占比41.43%; 綠藻門63種, 占比30%; 藍藻門39種, 占比18.57%; 裸藻門18種, 占比8.57%; 甲藻門2種, 占比0.95% ; 隱藻門1種, 占比0.48%。烏梁素海藻種組成中硅藻門最占優勢, 其次為綠藻門和藍藻門, 其他門類占比較小(10%)(圖4)。

浮游植物6門各月份種數變化過程如圖5所示。從圖5知, 8月份藻類種數最多, 而后種數量開始下降, 1月份雖為冰封期, 但硅藻門種數較多, 占1月總藻數的絕大多數(69%), 使得冰封期1月總藻數最多, 而多數浮游植物不適應冰封期低溫條件, 故硅藻較其它門類浮游植物更適應低溫條件; 溫度的升降、日照時數的長短影響著藍綠藻種數量的變化, 呈現出逐漸增多再從多變少的趨勢; 裸藻門種數量在 2—9 間變化, 隱藻門和甲藻門屬數量僅為 1—2, 此三種門類的浮游藻類種數量變化較少。可見, 烏梁素海浮游植物的優勢門類為藍綠硅藻門。

圖4 烏梁素海浮游植物物種組成比例

Figure 4 Proportion of phytoplankton species composition in Wuliangsuhai

圖5 烏梁素海浮游植物各門種數量隨時間變化過程

Figure 5 The variation of the number of phytoplankton species in Wuliangsuhai over time

2.2.2 浮游植物豐度的時空變化

從圖6可看出烏梁素海浮游植物各門類平均細胞密度隨采樣時間的變化, 各采樣點浮游植物豐度在6.88×107—96.66×107cell ·L-1間變化, 變化幅度很大, 平均豐度為3.08×108cell ·L-1。浮游植物豐度從4月份開始逐漸增多, 6月份出現高峰, 6月份烏梁素海細胞豐度范圍為(4.22—298.49)×106cell·L-1, 平均為6.22×107cell·L-1; 浮游植物以下列優勢屬為主: 藍藻門的平裂藻()和腔球藻(), 優勢度分別為0.09、0.15, 硅藻門的小環藻()和針桿藻(), 優勢度分別為0.07、0.09, 綠藻門的柵藻()和空星藻(), 優勢度為: 0.10、0.05, 隱藻門的隱藻屬()優勢度為0.06, 之后呈下降趨勢。8月份再次出現高峰, 細胞豐度范圍為(1.57—249.96)×106cell ·L-1, 平均為6.05×107cell ·L-1; 浮游植物優勢藻以: 硅藻門的小環藻()和輻節藻(), 優勢度分別為0.08、0.06, 藍藻門的腔球藻()和平裂藻()以及隱球藻(), 優勢度分別為0.08、0.07、0.07, 綠藻門的空星藻()為主, 以后不斷下降。11月份細胞豐度最低, 細胞豐度范圍為(2.64—40.54)× 105cell·L-1, 平均為0.15×107cell·L-1。1月份湖面凍結, 細胞豐度較11月份藻類豐度有所上升, 并且冰封期硅藻門占絕大多數, 因此, 硅藻在低溫條件下新陳代謝強度明顯高于其他浮游植物。綠藻門(空星藻和柵藻)第 1 峰期出現在7月份, 藍藻門(平裂藻和腔球藻)第 1 峰期出現在6月份, 硅藻門(小環藻和舟形藻)第 1 峰期出現在7月份, 而第 2 峰期均出現在1月份。

圖6 烏梁素海浮游植物各門豐度隨時間變化過程

Figure 6 Process of abundance of phytoplankton in Wuliang-suhai over time

從烏梁素海浮游藻類各監測點豐度空間變化過程(圖7)可以看出, 在 2016年4—11月和 2017年 1月采樣時段內, 水動力較強的進水口J11及其附近點位、船只大量駛進旅游區Q10 浮游植物整體豐度偏低, 這幾處監測點的藻類不易聚集在一起, 沒有適宜的生存環境。而存在營養鹽競爭的蘆葦區N13 浮游植物豐度也處于低水平。出水口附近的采樣點與南部明水區的采樣點(二點、海壕、河口)從7月份開始浮游植物豐度劇增, 整體豐度也較高, 因為這片區域的水域廣闊、水動力不足、流速和緩以及營養鹽濃度較高, 這些條件均促使浮游植物大量聚集繁衍。2016年4月和2016年11月浮游植物整體豐度值處于較低水平, 其中4月太陽高度角較小, 氣溫較低, 此種環境并不適宜藻類大量生長, 而冬季冰層下水溫 0 ℃左右, 藻類處于休眠狀態, 不可能大量繁殖。

圖7 烏梁素海浮游植物豐度空間變化過程

Figure 7 Spatial variation process of phytoplankton abundance in Wuliangsuhai

3 討論

3.1 烏梁素海全季不同形態氮磷分布特征

治理湖泊富營養化的前提是控制浮游植物的供給—營養鹽濃度[21], 有研究表明, 營養鹽中的氮磷濃度在影響浮游植物的生長的各因子中作用最大, 故本文選擇不同形態氮磷的分布特征進行研究[22]。據Stumn 所提出的藻類細胞經驗分子為C106H2630110N16P, 根據此分子式知氮磷原子比為16 N: l P, 若以重量計則約相當于7.2 N: l P, 那么則理論上可選用該值作為標準衡量藻類增長的限制性因子為氮或為磷, 但只有可溶性的氮磷營養鹽才能被浮游植物吸收利用, 在實際應用中此衡量標準可信度并不高, 故實際中一般認為當氮磷重量比大于10時, 磷為藻類增長的限制性因素[23], 本研究中各月氮磷比均大于10, 表明磷為烏梁素海該段時間內藻類增長的限制性因素。結果中氮元素污染嚴重, 這與孫惠民[24], 李紅悅[25], 張雯穎[26]等人的研究結果一致, 氨氮是化肥進入土壤后的主要存在形式, 而硝態氮溶解度較大, 且土壤膠體大多帶負電荷, 故硝態氮在土壤中移動性最大。農區灌溉活動化肥利用率較低, 每年夏澆基本不產生污染, 因為夏季植物生長季吸收量大及夏澆灌溉量小, 而每年秋季為控制土壤鹽堿化程度, 農民使用漫灌方式淋洗過多鹽分, 這樣雖將鹽分淋洗了, 也將土壤中的可溶性養分(氮、磷、有機質等)一起淋洗進入河套灌區排干溝中, 引起烏梁素海水體污染, 進而引起浮游植物大量繁殖, 故加強對河套灌區農事行為的管理對控制烏梁素海浮游植物大量繁殖意義重大。除河套灌區農田排水中挾帶大量營養鹽對氮磷濃度有影響外, 湖底沉積物的累積釋放與水體中其它營養鹽濃度變化也會對不同形態氮磷濃度改變有一定的影響, 其響應機制與變化規律非常復雜, 今后應進行更深入的研究。

3.2 烏梁素海全季浮游植物群落特征

本文共鑒定出浮游植物6個門類, 分別是硅藻門、綠藻門、藍藻門、裸藻門、隱藻門和甲藻門, 從種類上來說, 硅藻門最占優勢, 其次是綠藻門、藍藻門, 裸藻門、隱藻門和甲藻門的種類很少。從豐度上來看, 藍藻門最占優勢, 之后是硅藻門、綠藻門, 其余三門的豐度也極小。烏梁素海浮游藻類數量隨著季節變化在6月份和8月份豐度最大, 6 月份和 8 月份數量基本接近, 分別為 6.22×107、6.05×107cell·L-1, 7—8 月, 喜高溫且對高溫耐受性強的藍綠藻大量繁殖[27]。7 月份相比高峰期的六月份數量有所下降, 由于該時期烏梁素海水生植物繁茂, 會與浮游藻類競爭氮磷等營養鹽, 且7月降雨頻次加大、持續時間延長, 水體中浮游植物所需的氮磷等營養鹽被稀釋, 使該時期浮游植物豐度整體降低。如前文所述, 烏梁素海每年會收納大量河套灌區農田退水, 大面積的農田排水流入湖中, 浮游藻類得到大量氮磷等營養鹽的供給, 數量劇增, 從4.56×107cell·L-1增加到6.05×107cell·L-1, 8月份藻類豐度形成了第二個高峰, 之后太陽高度較漸漸降低, 溫度慢慢下降, 藻類數量也開始慢慢下降, 進入冬季后, 水體漸漸結冰, 水體流動變得緩慢, 雖氮營養鹽濃度相對較高, 但冬季溫度已不適于絕不多數藻類不量繁殖生存, 平均細胞密度為0.15× 107cell·L-1。全年藻類豐度藍藻最大, 其次綠藻, 再次硅藻, 烏梁素海浮游植物中, 藍藻、硅藻和綠藻在種類和豐度上都占優勢, 硅藻豐度沒有藍藻和綠藻的大, 但是種類最多, 硅藻藻種在冬季分布最多, 其它月份并不占優勢, 因而其豐度值較小。研究烏梁素海浮游藻類群落結構分布特點發現, 湖泊入湖口附近水動力充足(平均為0.39 m·s-1)、水生植物繁茂, 這些環境條件不適宜藻類聚集成群繁殖壯大, 故本來氮磷等營養鹽較為充足的該處浮游藻類卻卻相對較少[28-29]。影響浮游植物群落分布演變的因子很多, 本文的研究只是圍繞影響浮游植物群落分布的少部分重要的理化因子而展開, 并重點分析對浮游植物生長影響最大的不同形態氮磷營養鹽, 但除了水溫、不同形態氮磷營養鹽、水體動力條件、水生植物及降雨量等因子外, 底泥釋放營養鹽、浮游生物作用等因子也會對浮游藻類的生長產生相應的作用, 故到底各個因子孰輕孰重, 以及各因子之間的相互作用都是非常復雜的問題, 今后應將各因子相結合進行更進一步的分析研究, 以徹底摸清浮游藻類群落結構特征與演變規律, 為修復湖泊水華問題提供科學依據。

4 結論

(1)烏梁素海總氮濃度在秋季達到最高, 總氮平均濃度已達到地表水環境Ⅴ類標準值; 總磷濃度在冬季達到最高。加強對河套灌區農事行為的管理以減少氮磷等營養鹽排入對控制烏梁素海浮游植物大量繁殖意義重大。

(2)烏梁素海浮游植物各門種數量全年以硅藻、綠藻種群占優勢, 其次為藍藻種群, 其他門類占比較少。全湖綠藻門、藍藻門種數量8月份達到峰值, 硅藻門種數量在1月份到達峰值, 其他浮游植物種群數量變化較小。

(3)烏梁素海各采樣點浮游植物豐度在6.88×107—96.66×107cell ·L-1間變化, 烏梁素海浮游藻類各種群豐度整體呈現出春季和冬季低, 夏秋季高的演變特征, 浮游植物豐度綠藻門和硅藻門第 1 峰出現在7月份, 藍藻門第 1 峰出現在6月份。空間上浮游植物進水口 J11 及其幾個附近監測點和旅游區 Q10 浮游植物整體豐度偏低, 蘆葦區 N13 和南部明水區浮游植物豐度較低, 南部明水區和出水口的采樣點浮游植物豐度偏高。

[1] YIN Dacong, ZHENG Lingling, SONG Lirong. Spatio- temporal distribution of phytoplankton in the Danjiangkou Reservoir, a water source area for the South-to-North Water Diversion Project(Middle Route), China[J]. Chinese Journal of Oceanology and Limnology, 2011, 29(3): 531– 540.

[2] 李秋華, 何偉添, 陳椽, 等. 澳門濕地浮游植物群落特征[J]. 植物生態學報, 2009, 33(4): 689–697.

[3] 李秋華, 商立海, 李廣輝, 等. 萬峰湖浮游植物群落的時空分布[J]. 生態學雜志, 2011, 30(5): 1031–1038.

[4] PACHECO J P, IGLESIAS C, MEERHOFF M, et al. Phytoplankton community structure in five subtropical shallow lakes with different trophic status(Uruguay): A morphology-based approach[J]. Hydrobiologia, 2010, 646: 187–197.

[5] 劉春學, 楊樹平, 李發榮. 基于時空地質統計學的滇池水質時空分布模擬[J]. 環境科學導刊, 2009, 28(6): 40–43.

[6] 郭蓉, 吳長年, 張寧紅, 等. 京杭運河(蘇州段)水質時空分布特征分析[J]. 四川環境, 2010, 29(5): 10–13.

[7] 周豐, 郝澤嘉, 郭懷成. 香港東部近海水質時空分布模式[J]. 環境科學學報, 2007, 27(9): 1517–1524.

[8] LINDIM C, PINHO J L, VIEIRA J M P. Analysis of spatial and temporal patterns in a large reservoir using water quality and hydrodynamic modeling[J]. Ecological Modelling, 2011, 222(14): 2485–2494.

[9] 李興, 勾芒芒. 內蒙古烏梁素海“黃苔”暴發初探及防治對策[J]. 環境工程, 2010, 28(6): 28–30.

[10] 李建茹, 李暢游, 張生, 等. 烏梁素海春季浮游植物群落結構特征分析[J]. 農業環境科學學報, 2013, 32(6): 1201–1208.

[11] 李建茹, 李暢游, 李興, 等. 烏梁素海浮游植物群落特征及其與環境因子的典型對應分析[J]. 生態環境學報, 2013, 22(6): 1032–1039.

[12] 楊瓊. 烏梁素海夏季和秋季浮游植物群落及其與水質關系研究[D]. 呼和浩特: 內蒙古大學, 2013: 1–37.

[13] 孫鑫鑫, 劉惠榮, 馮福應, 等. 烏梁素海富營養化湖區浮游細菌多樣性及系統發育分析[J]. 生物多樣性, 2009, 17( 5) : 490–498.

[14] 詹勇, 李暢游, 史小紅, 等. 分形理論在烏梁素海湖泊水質評價中的應用[J]. 水資源與水工程學報, 2012, 23(2) : 37–39, 43.

[15] 孫惠民, 何江, 呂昌偉, 等. 烏梁素海氮污染及其空間分布格局[J]. 地理研究, 2006, 25( 6) : 1003–101.

[16] 姜忠峰. 烏梁素海綜合需水分析及生態系統健康評價[D]. 呼和浩特: 內蒙古農業大學, 2011: 22–32.

[17] 黃祥飛, 陳偉民, 蔡啟銘. 湖泊生態調查觀測與分析[M]. 北京: 中國標準出版社, 1999: 27–105.

[18] 國家環境保護總局水和廢水監測分析方法編委會. 水和廢水監測分析方法[M]. 北京: 中國環境科學出版社, 2002: 88–284.

[19] 胡鴻鈞, 魏印心. 中國淡水藻類—系統、分類及生態[M]. 北京: 科學出版社, 2006: 23–903.

[20] 周鳳霞, 陳劍虹. 淡水微型生物圖譜[M]. 北京: 化學工業出版社, 2005: 35–178.

[21] CONLEY D J, PAERL H W, HAWARTH R W, et al. Controlling eutrophication: nitrogen and phosphorus[J]. Science, 2009, 3235917: 1014–1015.

[22] SCHINDLER D, FEE E. Experimental lakes area: whole-lake experiments in eutrophication[J]. Journal of the Fisheries Board of Canada, 1974, 315: 937–953.

[23] HOME A J, GOLDMAN CR. LIMNOLOGY (Second Edition)[M]. New York : Mc Graw-Hill, Inc. 1994.

[24] 孫惠民, 何江, 呂昌偉, 等. 烏梁素海氮污染及其空間分布格局[J]. 地理研究, 2006, (06): 1003–1012.

[25] 李紅悅, 李興, 管超, 等. 烏梁素海水質變化特征[J]. 安徽農業科學, 2018, 46(14): 82–85.

[26] 張雯穎. 烏梁素海營養鹽在水體中的分布規律及污染預防研究[D]. 呼和浩特: 內蒙古農業大學, 2014, 27.

[27] NALEWAJKO C, MURPHYT P. Effects of temperature and availability of nitrogen and phosphorus on the abundance of Anabaena and Microcystis in Lake Biwa, Japana: an experimental approach[J]. Limnology, 2001, 2(1): 45–48.

[28] 林秋奇, 胡韌, 韓博平, 等. 流溪河水庫水動力學對營養鹽和浮游植物分布的影響[J]. 生態學報, 2003, 23(11): 2278–2284.

[29] 肖溪, 樓莉萍, 李華, 等. 沉水植物化感作用控藻能力評述[J]. 應用生態學報, 2009, 20(3): 705–712.

Distribution characteristics of different forms of nitrogen, phosphorus and phytoplankton in the whole season of Wuliangsuhai Lake

SUN Xin1, LI Xing2,3*, Li Jian Ru4

1. College of Geography Science, Inner Mongolia Normal University, Hohhot, 010022, China 2.School of Ecology and Environment, Inner Mongolia University, Hohhot, 010021, China 3. Inner Mongolia Engineering Research Center for Water-saving Agriculture, Inner Mongolia Normal University, Hohhot,010022, China 4. Inner Mongolia Technical College of Mechanics and Electrics, Hohhot ,010017, China

In order to monitor the distribution characteristics of different forms of nitrogen, phosphorus and phytoplankton in Wuliangsuhai, the concentration changes of different forms of nitrogen, phosphorus and algae in Wuliangsuhai from April to November 2016 and January 2017 were studied. The experimental results show that the total nitrogen concentration was the highest in autumn and the phosphorus concentration was the highest in winter. The management of farming behavior in Hetao Irrigation District should be strengthened to reduce the release of nutrients such as nitrogen and phosphorus. By microscopic examination of the phytoplankton collected in twelve monitoring sites of Wuliangsuhai Lake, the phytoplankton with 6 phyla and 69 genera are collected. The population ofandwas dominant in the whole year. Variation range of phytoplankton individual density in every monitoring site was between 6.88×107numbers per liter and 96.66×107numbers per liter. Individual density of phytoplankton in the seasonal changes was low in spring and winter and high in summer and autumn. Individual density of phytoplankton in spatial distribution showed southern water area and the water outlet > N13 (reed zone) > the point position near water inlet and Q10 (tourism area). Mastering the distribution characteristics of different forms of nitrogen, phosphorus and phytoplankton in the whole season is of great significance for the targeted treatment of lake water bodies in each quarter, and provides theoretical support and reference for the further restoration of eutrophic lakes in Wuliangsuhai and cold regions.

Wuliangsuhai Lake; different forms of nitrogen and phosphorus; phytoplankton; community structure

10.14108/j.cnki.1008-8873.2019.01.009

X524

A

1008-8873(2019)01-064-07

2018-09-30;

2018-11-12

內蒙古自然科學基金項目(2016MS0553); 國家自然科學基金(51469026); 內蒙古機電職業技術學院科學研究項目(NJDZJZRQN1710); 內蒙古自治區科技計劃項目; 內蒙古人才開發基金項目

孫鑫(1993—), 女, 碩士研究生, 從事水污染控制與水環境保護。E-mail:1443800267@qq.com

李興(1981—), 男, 副研究員, 主要從事水污染控制與水環境保護工作。E-mail: lixinggmm@163.com

孫鑫, 李興, 李建茹. 烏梁素海全季不同形態氮磷及浮游植物分布特征[J]. 生態科學, 2019, 38(1): 64-70.

SUN Xin, LI Xing, Li Jian Ru. Distribution characteristics of different forms of nitrogen, phosphorus and phytoplankton in the whole season of Wuliangsuhai Lake[J]. Ecological Science, 2019, 38(1): 64-70.