新豐江水庫(kù)浮游植物功能分組特征及其與環(huán)境因子的關(guān)系

張 輝,彭宇瓊,鄒賢妮,張婷婷,巫 楚,林小平,喬永民,楊洪允

新豐江水庫(kù)浮游植物功能分組特征及其與環(huán)境因子的關(guān)系

張 輝1,彭宇瓊1,鄒賢妮1,張婷婷1,巫 楚1,林小平1,喬永民2*,楊洪允2

(1.廣東省河源生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站,廣東 河源 517000；2.暨南大學(xué)水生生物研究所,廣東 廣州 510632)

為了解新豐江水庫(kù)的浮游植物功能群(Functional Group)特征及生態(tài)現(xiàn)狀,2020～2021年逐月對(duì)新豐江水庫(kù)的浮游植物群落結(jié)構(gòu)和水體理化指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)查分析.結(jié)果表明,水庫(kù)主要水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到國(guó)家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn).水庫(kù)浮游植物可分為25個(gè)功能群,以A、D、E、F、J、K、Lo、M、MP、NA、P、S1、SN、TB、X1、X2、X3和Y功能群出現(xiàn)頻率較高,其中A、E、F、J、Lo、MP、NA、X3和Y為優(yōu)勢(shì)功能群,其時(shí)間變化特征為L(zhǎng)o/A/E/Y(春季)→Lo/A/F/J/X3/NA(夏季)→Lo/NA/F/A(秋季)→Lo/E/MP/F/A(冬季).與水庫(kù)低營(yíng)養(yǎng)鹽狀態(tài)相適應(yīng),A、E、Lo、NA和X3等在浮游植物群落中呈主體優(yōu)勢(shì).由浮游植物功能群與環(huán)境因子間的相關(guān)分析和冗余分析(RDA)結(jié)果表明,pH值?透明度和水溫是影響新豐江水庫(kù)浮游植物群落結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵環(huán)境因子.基于浮游植物功能群計(jì)算的生態(tài)指數(shù)(),時(shí)間上月度生態(tài)指數(shù)值介于3.63～4.87之間,均值為4.31,表明新豐江水庫(kù)生態(tài)狀態(tài)總體為極好水平.

新豐江水庫(kù)；浮游植物；功能群；時(shí)空變化；環(huán)境因子

在水生態(tài)系統(tǒng)研究中浮游植物常被用作評(píng)估水域健康狀況的指示性生物類群[1-2].基于傳統(tǒng)形態(tài)分類的水體浮游植物特征研究方法[3],難以體現(xiàn)水體浮游植物群落的生態(tài)功能特征,在反映水體環(huán)境狀態(tài)方面存在較大的局限性[4-5].Reynolds等[6-7]提出了將具有相似適應(yīng)性特征且易在類似生境下共存的藻類歸類分組成藻類功能群的理論,并提出浮游植物功能群概念和劃分依據(jù).后經(jīng)Padisák等[8]不斷補(bǔ)充和完善,至今共描述了39種藻類功能群及其識(shí)別特征和代表種[4].各功能群可以反映特定的生境類型,具有形態(tài)、生理、生態(tài)特征相似、有相同或相近的生長(zhǎng)策略或生態(tài)位[4,7-8].因此,基于浮游植物功能群概念,Padisák等[9]提出了生態(tài)指數(shù)()以評(píng)估水體生態(tài)狀態(tài),并得到了廣泛應(yīng)用[9-16].目前,浮游植物功能群理論已被廣泛應(yīng)用于生態(tài)學(xué)研究和水體的環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)[17-21].國(guó)內(nèi)相關(guān)報(bào)道主要見(jiàn)于對(duì)長(zhǎng)湖水庫(kù)[15]、烏江河[16]、洱海[21]、淀山湖[22]、三板溪水庫(kù)[23]、南湖[24]、洞庭湖[25]、阿哈水庫(kù)[26]、紫坪鋪水庫(kù)[27]、穆棱河[28]、陽(yáng)澄西湖[29]、周村水庫(kù)[30]等不同類型水體的浮游植物功能群和水質(zhì)評(píng)價(jià)的研究.

新豐江水庫(kù)始建于1958年,是華南地區(qū)第一大水庫(kù)[31].作為東江水資源和珠江三角洲飲用水源的核心調(diào)節(jié)樞紐,對(duì)大灣區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著至關(guān)重要的基礎(chǔ)支撐作用[32].進(jìn)入21世紀(jì)后,受氣候變暖和人為作用等因素影響,水庫(kù)出現(xiàn)了偶發(fā)營(yíng)養(yǎng)鹽含量超標(biāo)和藻類異常增殖等現(xiàn)象,對(duì)水庫(kù)的科學(xué)管理和正常運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了困擾.因此,深入研究新豐江水庫(kù)浮游植物結(jié)構(gòu)特征,從功能群角度認(rèn)識(shí)其變化規(guī)律以及與環(huán)境因子的關(guān)系,對(duì)水庫(kù)的水質(zhì)保護(hù)和保障粵港澳大灣區(qū)供水安全具有重要意義.到目前為止,新豐江水庫(kù)浮游植物功能群結(jié)構(gòu)和演替不明,與環(huán)境因子之間關(guān)系尚不清楚,相關(guān)報(bào)道僅見(jiàn)于王雅文等[33]對(duì)水庫(kù)生態(tài)分區(qū)的初步探討,不足以支撐水庫(kù)科學(xué)管理的基本需要.本研究基于2020年3月～2021年2月間新豐江水庫(kù)每月的浮游植物和水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),結(jié)合浮游植物功能群(FG)歸類方法,劃分新豐江水庫(kù)浮游植物功能群,探究浮游植物功能群組成和時(shí)間演替特征;采用生態(tài)指數(shù)()評(píng)估其水質(zhì)狀況,通過(guò)典型關(guān)聯(lián)分析方法對(duì)浮游植物功能群與環(huán)境因子之間的關(guān)系進(jìn)行分析,探討其間的響應(yīng)規(guī)律和存在的關(guān)聯(lián)機(jī)制,以期為水庫(kù)生態(tài)學(xué)研究提供理論依據(jù),為水庫(kù)的科學(xué)管理和可持續(xù)發(fā)展提供參考.

1 材料與方法

1.1 區(qū)域概況

新豐江水庫(kù)位于廣東省河源市東源縣,流域面積5813km2,以丘陵和山地為主;水域面積370km2,庫(kù)容1.39×1010m3,平均年入庫(kù)水量0.6×1010m3,多年平均水深28.7m,最大水深93m,水力滯留時(shí)間2a,庫(kù)區(qū)屬南亞熱帶季風(fēng)氣候,降雨期主要集中在4～9月份,年均降雨量1974.7mm,年平均氣溫20.8℃[31].

1.2 樣品采集及處理

參照《全國(guó)淡水生物物種資源調(diào)查技術(shù)規(guī)定》[34]要求,在新豐江水庫(kù)庫(kù)區(qū)中心、左右兩翼和庫(kù)區(qū)出入口共設(shè)置6個(gè)采樣點(diǎn)位(表1和圖1).于2020年3月～2021年2月,以1次/月的頻次進(jìn)行樣品采集,同步采集藻類和水質(zhì)混合樣.用塞氏盤現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定透明度(SD);以YSI多參數(shù)水質(zhì)分析儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定混合水樣的溶解氧(DO)、水溫(WT)、電導(dǎo)率(EC)和pH值,總氮(TN)、總磷(TP)、氨氮(NH3-N)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、葉綠素a(Chla)分析方法參照國(guó)《國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)監(jiān)測(cè)任務(wù)作業(yè)指導(dǎo)書(試行)》[35].

浮游植物定性和定量樣品采集方法、定量樣品計(jì)數(shù)和生物量計(jì)算方法參照《淡水浮游生物研究方法》等[36-37],浮游植物鑒定參照《中國(guó)淡水藻類——系統(tǒng)、分類及生態(tài)》[38].利用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行物種鑒定與計(jì)數(shù).

表1 采樣點(diǎn)位

圖1 采樣點(diǎn)位分布

1.3 優(yōu)勢(shì)功能群及生態(tài)指數(shù)

以相對(duì)生物量大于5%的功能群為優(yōu)勢(shì)功能群[39],相對(duì)生物量大于50%的功能群為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)功能群.生態(tài)指數(shù)()計(jì)算公式如下:

式中:為浮游植物功能群的數(shù)量;為浮游植物的總生物量,n為第個(gè)功能群的生物量,F為第個(gè)功能群的賦值.指數(shù)0～5分別表示:0～1差,1～2耐受, 2～3中等,3～4好,4～5極好[4,8].

1.4 綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)

1.5 數(shù)據(jù)處理

以Excel2019、SPSS22.0、Canoco5.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)學(xué)分析;以O(shè)rigin pro8.0、ArcGIS10.6軟件繪制統(tǒng)計(jì)圖.

2 結(jié)果與分析

2.1 水環(huán)境因子

表2 新豐江水庫(kù)水環(huán)境因子

如表2所示,研究期間水庫(kù)水溫范圍為17.9～ 32.8℃,平均值為25.4℃,其中以2020年7月和8月水溫最高,為32℃,12月最低,為18.8℃.水體中溶解氧濃度范圍為7.0～9.0mg/L,均值8.0mg/L;透明度值范圍為3.0～ 6.8m,均值4.2m;電導(dǎo)率值范圍為62.9～90.0μS/cm,均值77.1μS/cm; pH值范圍為6.8～8.5,均值7.6,水體總體呈弱堿性;總氮濃度范圍為0.40～0.62mg/L,均值0.49mg/L;總磷濃度范圍為0.001～0.009mg/L,均值0.003mg/L;氨氮濃度范圍為0.005～0.068mg/L,均值0.025mg/L;高錳酸鹽指數(shù)濃度范圍為0.6～2.5mg/L,均值1.5mg/L;葉綠率a濃度范圍為0.0004～ 0.0033mg/L,均值0.0014mg/L.研究期間除總氮外,新豐江水庫(kù)水體總磷?氨氮?高錳酸鹽指數(shù)和溶解氧等指標(biāo)濃度均值均滿足國(guó)家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)[40]I類水質(zhì)要求.

2.2 浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征

本次調(diào)查共鑒定出浮游植物8門10綱22目40科91屬201種(表3),其中綠藻門(Chlorophyta)、藍(lán)藻門(Cyanophyta)、硅藻門(Bacillariophyta)、裸藻門(Euglenophyta)和甲藻門(Dinophyta)分別為103, 36, 32, 13, 9種,分別占總種數(shù)的51.2%、17.9%、15.9%、6.5%和4.5%;隱藻門和金藻門各有3種和4種,分別占總種類數(shù)的1.5%和2%;黃藻門則僅有1種,僅占總種類數(shù)的0.5%.

表3 浮游植物組成

水庫(kù)浮游植物月豐度介于0.12×106～2.24× 106cells/L,平均豐度1.01×106cells/L.豐度組成以藍(lán)藻?綠藻和硅藻為主(圖2),其中冬季和春季硅藻在豐度貢獻(xiàn)中優(yōu)勢(shì)明顯占比最高達(dá)52.3%(2021年1月),夏季和秋季綠藻對(duì)豐度的貢獻(xiàn)最大,占比達(dá)65.3%(2020年11月).從空間上看(圖3),水庫(kù)各調(diào)查點(diǎn)位浮游植物豐度范圍為0.79×106～1.12× 106cells/L,豐度在整體上呈現(xiàn)為庫(kù)中心區(qū)域高,庫(kù)灣區(qū)低的特點(diǎn).其中最高值出現(xiàn)在水庫(kù)中心敞水區(qū)Z03點(diǎn)位,最低值則出現(xiàn)在庫(kù)灣Z05點(diǎn)位.從豐度組成類群來(lái)看,藍(lán)藻?綠藻和硅藻在各點(diǎn)位對(duì)豐度的貢獻(xiàn)率基本一致.

圖2 浮游植物豐度和各門相對(duì)豐度時(shí)間分布

春季(3月、4月、5月);夏季(6月、7月、8月);秋季(9月、10月、11月);冬季(12月、1月、2月), 下同

圖3 浮游植物各門相對(duì)豐度空間分布

水庫(kù)浮游植物月生物量介于0.08～1.15mg/L,平均值為0.71mg/L.其中以秋季2020年9月份的生物量最高,最低值則出現(xiàn)在2021年冬季1月份,季節(jié)變化明顯.生物量貢獻(xiàn)以甲藻和綠藻為主(圖4),其次為金藻和硅藻.其中冬季和春季以甲藻和硅藻為主,對(duì)生物量貢獻(xiàn)率最高分別達(dá)76%(2020年3月)和34.2%(2020年4月);夏季和秋季以綠藻為主,對(duì)生物量的貢獻(xiàn)率可達(dá)60.6%(2020年10月).從空間上來(lái)看(圖5),水庫(kù)浮游植物在各點(diǎn)位的生物量范圍為0.49～1.03mg/L,其空間分布與豐度一致.從整體來(lái)看,生物量以甲藻和綠藻貢獻(xiàn)為主,其次為硅藻和金藻.其中,Z03點(diǎn)位甲藻貢獻(xiàn)率可達(dá)53.8%,Z02點(diǎn)位綠藻的貢獻(xiàn)率最高為39.3%.

圖4 浮游植物各門相對(duì)生物量時(shí)間分布

圖5 浮游植物各門相對(duì)生物量空間分布

2.3 浮游植物功能群劃分

根據(jù)FG功能群分類方法可將新豐江水庫(kù)浮游植物分為25個(gè)功能群,分別為A、D、E、F、G、H1、J、K、Lo、M、MP、N、NA、P、S1、S2、SN、T、TB、W1、W2、X1、X2、X3、Y.其中功能群A、D、E、F、J、K、Lo、M、MP、NA、P、S1、SN、TB、X1、X2、X3、Y的出現(xiàn)頻率均大于50%,為常見(jiàn)功能群;功能群N、W1、W2的出現(xiàn)頻率在20%～50%之間,僅在適宜的生態(tài)環(huán)境中出現(xiàn);功能群G、H1、S2和T的出現(xiàn)頻率較低,為新豐江水庫(kù)的偶見(jiàn)或罕見(jiàn)功能群.新豐江水庫(kù)各浮游植物功能群的代表性藻屬見(jiàn)表4.

表4 新豐江水庫(kù)浮游植物功能群分組

2.4 浮游植物功能群演替與時(shí)空分布特征

將相對(duì)生物量大于5%的浮游植物功能群定義為該時(shí)期的優(yōu)勢(shì)功能群,大于50%為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)功能群.根據(jù)調(diào)查期間的浮游植物功能群相對(duì)生物量可知(圖6),浮游植物優(yōu)勢(shì)功能群隨時(shí)間變化表現(xiàn)為L(zhǎng)o+E(3月)→A+Y+Lo+G+E(4月)→Lo+W1+A+Y+ J+T(5月)→Lo+J+A+F+X3(6月)→Lo+A+F+J+X3(7月)→Lo+A+F+NA+X3+J(8月)→Lo+NA+F+A+Y+ X3(9月)→NA+Lo+F+A+J(10月)→Lo+F+E+A(11月)→Lo+E+MP+F+A(12月)→A+MP+P+X3+E(1月)→Lo+E+MP(2月).2020年3月功能群Lo和E為主要優(yōu)勢(shì),且Lo是絕對(duì)優(yōu)勢(shì)功能群,相對(duì)生物量貢獻(xiàn)達(dá)75.9%.4月功能群A和Y快速上升,成為主要優(yōu)勢(shì),貢獻(xiàn)比分別為30.5%和21.2%.5～9月功能群Lo重新成為主要優(yōu)勢(shì),貢獻(xiàn)最高達(dá)49.6%(7月),功能群W1和A在5月為亞優(yōu)勢(shì),而6月亞優(yōu)勢(shì)功能群演替為J和A,7月和8月亞優(yōu)勢(shì)功能群演替為A和F,9月亞優(yōu)勢(shì)功能群演替為NA和F.10月功能群NA成為主要優(yōu)勢(shì),貢獻(xiàn)達(dá)32.3%,亞優(yōu)勢(shì)功能群為L(zhǎng)o和F.11～12月功能群Lo快速上升,成為主要優(yōu)勢(shì),貢獻(xiàn)最高達(dá)57.3%(11月).2021年1月功能群A?MP和P快速上升,功能群A成為主要優(yōu)勢(shì),貢獻(xiàn)達(dá)32.0%.2021年2月功能群Lo再次快速上升為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)功能群,貢獻(xiàn)達(dá)72.5%.

圖6 浮游植物功能群相對(duì)生物量時(shí)間分布

均值為季節(jié)均值

圖7 浮游植物功能群相對(duì)生物量空間分布

浮游植物功能群季節(jié)變化表現(xiàn)為L(zhǎng)o+A+E+ Y(春季)→Lo+A+F+J+X3+NA(夏季)→Lo+NA+F+ A(秋季)→Lo+E+MP+F+A(冬季),功能群Lo和A是各季度常見(jiàn)優(yōu)勢(shì)功能群,其中功能群A主要代表性藻屬為硅藻中小環(huán)藻,功能群Lo主要代表性藻屬為甲藻中多甲藻和角甲藻.功能群Y是春季特有功能群,主要代表藻屬為甲藻中薄甲藻.功能群E是春季和冬季特有功能群,主要代表藻屬為金藻中錐囊藻.功能群J和X3是夏季特有功能群,功能群J主要代表藻屬為綠藻中柵藻和空星藻,功能群X3主要代表藻屬為綠藻中小球藻.功能群NA是夏季和秋季特有功能群,主要代表性藻屬為綠藻中角星鼓藻.功能群MP是冬季特有功能群,主要代表性藻屬為綠藻中克里藻.

根據(jù)調(diào)查期間各點(diǎn)位的浮游植物功能群相對(duì)生物量可知(圖7),空間上,功能群Lo、A、F、NA、E和J成為優(yōu)勢(shì)功能群.功能群Lo是各點(diǎn)位的主要優(yōu)勢(shì)類群,且在庫(kù)區(qū)中心(Z03)成為絕對(duì)優(yōu)勢(shì),貢獻(xiàn)介于32.6%～53.1%,主要代表性藻屬為甲藻中角甲藻.功能群A、F和NA是各點(diǎn)位的亞優(yōu)勢(shì)類群,各點(diǎn)位貢獻(xiàn)差別較小,貢獻(xiàn)最高分別為17.2%(Z05)、13.6% (Z02)和14.4%(Z02),主要代表性藻屬分別為硅藻中小環(huán)藻、綠藻中并聯(lián)藻和角星鼓藻.功能群E在Z01和Z06形成微弱優(yōu)勢(shì),貢獻(xiàn)最高為9.4%(Z06),主要代表性藻屬為金藻中錐囊藻.功能群J在Z02、Z04、Z05和Z06形成微弱優(yōu)勢(shì),貢獻(xiàn)最高為6.8%,主要代表藻屬為綠藻中柵藻和空星藻.

2.5 基于浮游植物功能群的水質(zhì)評(píng)價(jià)

基于浮游植物功能群的生態(tài)指數(shù)()值對(duì)新豐江水庫(kù)的水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià).時(shí)間上月度值介于3.63～ 4.87之間(表5),均值為4.31,說(shuō)明時(shí)間上新豐江水庫(kù)整體處于極好狀態(tài),僅在雨季初期的4, 5, 6月份,值相對(duì)偏低,水庫(kù)處于好的級(jí)別.從各點(diǎn)位來(lái)看,值介于4.22～4.41之間(表6),表明新豐江水庫(kù)處于極好狀態(tài),各調(diào)查點(diǎn)位生態(tài)環(huán)境無(wú)顯著性差異.

表5 生態(tài)指數(shù)(Q)月度值及生態(tài)狀態(tài)

表6 生態(tài)指數(shù)(Q)點(diǎn)位值及生態(tài)狀態(tài)

圖8 綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)時(shí)間變化

圖9 綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)空間變化

2.6 浮游植物功能群與環(huán)境因子的關(guān)系

優(yōu)勢(shì)功能群生物量數(shù)據(jù)的去趨勢(shì)分析(DCA)表明功能群分布可使用線性模型(排序軸長(zhǎng)度為2.9),采用浮游植物優(yōu)勢(shì)功能群(相對(duì)生物量大于5%,共13個(gè))和影響浮游植物的環(huán)境因子(9項(xiàng))進(jìn)行冗余分析(RDA).結(jié)果表明2個(gè)環(huán)境排序軸的相關(guān)系數(shù)為0,Monte Carlo置換檢驗(yàn)所有排序軸均達(dá)到顯著水平(<0.05),排序結(jié)果可靠[41](表7).第一排序軸和第二排序軸累計(jì)解釋了92.42%的物種信息量.

由表8和圖10可知,pH值、水溫和透明度對(duì)浮游植物群落結(jié)構(gòu)影響最為顯著.其中pH值和透明度與第一排序軸正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.3908和0.3410,水溫與第二排序軸正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.7099.功能群A、F、J、NA、P、X3與水溫、電導(dǎo)率正相關(guān).功能群Lo與透明度、pH值,功能群E與總磷、溶解氧,功能群MP與總磷,功能群群T、W1、Y與總氮、高錳酸鹽指數(shù)均呈正相關(guān).功能群G接近中心,受多種環(huán)境因子共同影響.

表7 浮游植物優(yōu)勢(shì)功能群RDA分析統(tǒng)計(jì)信息

表8 RDA分析中環(huán)境因子的顯著性及重要性檢驗(yàn)

圖10 浮游植物功能群與環(huán)境因子RDA排序

3 討論

3.1 浮游植物功能群演替特征

浮游植物功能群的演替受氣候、水文、營(yíng)養(yǎng)鹽等因子的影響,環(huán)境因子變化會(huì)打破原有水體的生態(tài)平衡,通過(guò)群落演替來(lái)達(dá)到新的生態(tài)平衡[42-43].研究期間新豐江水庫(kù)檢出浮游植物201種,分屬A、D、E、F、G、H1、J、K、Lo、M、MP、N、NA、P、S1、S2、SN、T、TB、W1、W2、X1、X2、X3、Y等25個(gè)功能群;略低于Xiao等[44]對(duì)廣東流溪河水庫(kù)的調(diào)查結(jié)果(28個(gè)),略高于黃享輝等[45]對(duì)廣東4座中小型水庫(kù)的調(diào)查結(jié)果(20個(gè))和張紅等[15]對(duì)廣東長(zhǎng)湖水庫(kù)的調(diào)查結(jié)果(18個(gè)),與淀山湖[22]、巴松措湖[46]和四明湖[47]等研究結(jié)果相似.因水體中浮游植物種類、數(shù)量與水體環(huán)境關(guān)系密切[48].新豐江水庫(kù)作為特大河道型水庫(kù),庫(kù)灣多,深水區(qū)和淺水區(qū)并存,水文形態(tài)復(fù)雜,形態(tài)與一般天然大型湖泊或小型水庫(kù)存在一定差異,適宜浮游植物生殖的水體環(huán)境較廣,因此功能群差異原因可能與水庫(kù)特殊的水文特征有關(guān)[16].

特定的功能類群與相應(yīng)的生境狀態(tài)及其耐受性特點(diǎn)相對(duì)應(yīng)[49].穩(wěn)定的水環(huán)境體系中,浮游植物群落在光熱傳遞時(shí)間變化與營(yíng)養(yǎng)物外源輸入的交疊影響下,沿著一定的群落演替途徑產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變化[49].新豐江水庫(kù)浮游植物功能群的組成上,功能群A和Lo在各季節(jié)均為優(yōu)勢(shì)功能群,且Lo是主要優(yōu)勢(shì)功能群,并在2020年3月和11月成為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的功能群,功能群A為亞優(yōu)勢(shì)功能群,A和Lo所指示的生境特征均表明水庫(kù)為貧營(yíng)養(yǎng)型水體,與王雅文等[33]研究前期結(jié)果相似.功能群A代表性藻屬為硅藻中的小環(huán)藻屬,適應(yīng)生境為貧營(yíng)養(yǎng)、潔凈、深水水體,耐受低營(yíng)養(yǎng),對(duì)pH值升高敏感[8];功能群Lo具有廣適性,其代表種類是具有鞭毛的運(yùn)動(dòng)型藻類甲藻中的多甲藻和角甲藻,能在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)隔離的水層中生長(zhǎng)[7],且適應(yīng)低磷的水體環(huán)境[50],也適應(yīng)于雨季外源輸入時(shí)水體環(huán)境;新豐江水庫(kù)長(zhǎng)期處于低磷、深水、貧營(yíng)養(yǎng)[31,33],有利于功能群A和Lo的代表性藻類增殖,從而在競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì).

不同季節(jié)由于生境差異,也出現(xiàn)不同優(yōu)勢(shì)類群.春季水庫(kù)處于枯水期,水位低、流動(dòng)性差,適應(yīng)生境為靜水環(huán)境[8]的功能群Y能在資源競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利地位,進(jìn)而形成優(yōu)勢(shì),成為是春季特有功能群,代表性藻屬為隱藻及甲藻中的薄甲藻屬等,與石鼓水庫(kù)[45]研究成果相似.夏季水庫(kù)處于豐水期,水位上升快,水體混合作用加強(qiáng),適應(yīng)于貧營(yíng)養(yǎng)混合的淺水水域、耐受惡劣條件環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)鹽的需求較低的功能群X3能在資源競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利地位,進(jìn)而形成優(yōu)勢(shì),成為是夏季特有功能群,代表性藻屬為綠藻中的小球藻,與南海湖[51]研究成果相似.秋季水庫(kù)水體混合作用減弱,水體靜穩(wěn),適應(yīng)于貧營(yíng)養(yǎng)、靜水生境的功能群NA在秋季形成優(yōu)勢(shì),代表性類群為綠藻中的角星鼓藻,與普定水庫(kù)[52]研究成果類似.冬季水庫(kù)水體相對(duì)穩(wěn)定,攪動(dòng)性差,但適應(yīng)經(jīng)常性攪動(dòng)、渾濁、淺水等生境的功能群MP在冬季形成優(yōu)勢(shì),與現(xiàn)有研究成果存在差異,形成機(jī)理有待深入研究.

3.2 影響浮游植物功能群的主要環(huán)境因子

環(huán)境因子是影響浮游植物群落分布的主要因素,水體中溶解氧、水溫、電導(dǎo)率、pH值、總氮、總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)和葉綠率a等環(huán)境因子都會(huì)對(duì)浮游植物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,并且不同功能群對(duì)水體生境的選擇與適應(yīng)性也不同[53].由RDA分析結(jié)果可知,水溫、pH值和透明度的值均小于0.05,是新豐江水庫(kù)浮游植物功能群群落結(jié)構(gòu)的主要影響因子;功能群A、F、J、NA、P和X3與水溫和電導(dǎo)率具有較大正相關(guān),與百花水庫(kù)[54]、阿哈水庫(kù)[26]和程海湖[55]等水體類似.功能群Lo與透明度和pH值具有較大正相關(guān),與官?gòu)d水庫(kù)[56]、三板溪水庫(kù)[23]等水體類似.功能群E與總磷和溶解氧具有較大正相關(guān),與廣東4座中小型水庫(kù)[45]等水體類似.功能群MP與總磷具有較大正相關(guān),與紫坪鋪水庫(kù)[27]等水體類似.功能群T、W1和Y與總氮和高錳酸鹽指數(shù)具有較大正相關(guān),與紅楓湖[39]等水體類似.功能群G接近中心,受多種環(huán)境因子共同影響,與呼蘭河口濕地[57]等水體類似.

溫度是控制浮游植物生長(zhǎng)繁殖的重要因子[25-58].溫度影響水體分層結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)鹽擴(kuò)散,同時(shí)調(diào)控藻類的同化過(guò)程、細(xì)胞內(nèi)酶的活性和代謝速率,進(jìn)而直接或間接影響浮游植物的群落結(jié)構(gòu)[59-60].新豐江水庫(kù)地處亞熱帶地區(qū),夏秋季節(jié)具有良好的光照和水溫條件,而春冬季溫度相對(duì)較低.水溫條件的季節(jié)差異為不同功能群的出現(xiàn)創(chuàng)造了良好條件.由相關(guān)分析結(jié)果可知(表9).功能群A、F、J、NA和X3與水溫間呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系(>0.568),功能群E和MP與水溫間呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系(< -0.369),功能群G、Lo、P、T、W1和Y與水溫間相關(guān)關(guān)系不顯著.功能群A和F的代表藻屬硅藻(小環(huán)藻屬)和黃藻(葡萄藻屬)適宜生境為較低溫度的水體[61],而本次調(diào)查期間卻與水溫呈極顯著正相關(guān),水溫較高夏季也存在較大優(yōu)勢(shì),某種程度上說(shuō)明相應(yīng)功能群的喜溫習(xí)性特征[62].功能群G、Lo、P、T、W1和Y與水溫間關(guān)系不顯著可能因?yàn)轭惾核碓鍖偃缢{(lán)藻對(duì)溫度的適應(yīng)范圍比較廣,使兩者之間的線性關(guān)系不夠明顯.

透明度是一個(gè)能較為直觀反映水質(zhì)的常用物理特性指標(biāo),一般浮游植物越多,水體透明度越低[63].該研究中,不同時(shí)節(jié)透明度差異較大,夏季和秋季低于冬季和春季.透明度的差異在于對(duì)影響藻類生長(zhǎng)的光照因子的影響,間接影響到藻類對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的利用效率和光合速率,對(duì)藻類群體起到一定的調(diào)節(jié)作用.根據(jù)相關(guān)分析結(jié)果(表9),功能群E與透明度間呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系(=0.306),功能群J和P與透明度間呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系(<-0.278).功能群E代表藻屬為金藻(錐囊藻屬),反映水體為清潔、透明[61],而功能群J代表藻屬為綠藻(克里藻屬等)和P代表藻屬為硅藻(直鏈藻屬等),反映水體為混合[54],

相關(guān)分析表明功能群F、Lo和P與pH值間呈顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系(>0.243),相應(yīng)代表的藻屬為黃藻(葡萄藻屬)、甲藻(角甲藻屬等)和硅藻(直鏈藻屬等),對(duì)水體pH值具有較廣的耐受性[62-65],同時(shí)水體pH值的升高不利于對(duì)pH值變化敏感的藻類生長(zhǎng),耐受pH值的藻類將發(fā)揮其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[52],新豐江水庫(kù)pH值均值7.6,水體呈弱堿性,功能群F和Lo易成為優(yōu)勢(shì),與三板溪水庫(kù)[23]、呼蘭河口濕地[57]和普定水庫(kù)[52]的研究成果類似.功能群Y與pH值間呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)分別為=-0.29(< 0.05),相應(yīng)代表的藻屬為隱藻(隱藻屬),某種程度說(shuō)明其功能群Y更適應(yīng)于偏低pH值水體.本次調(diào)查中功能群A、E、G、J、MP、NA、T、W1和X3與pH值間相關(guān)關(guān)系不顯著,可能因?yàn)楣δ苋核碓鍖偃缇G藻對(duì)pH值的適應(yīng)范圍比較廣有關(guān).

營(yíng)養(yǎng)鹽濃度作為影響浮游藻類季節(jié)變化的關(guān)鍵因子.研究[49,66]認(rèn)為,浮游藻類生長(zhǎng)的最佳N/P比為16:1,當(dāng)超過(guò)此比值時(shí),藻類生長(zhǎng)主要受水體中磷限制,當(dāng)?shù)陀诖吮戎禃r(shí),藻類生長(zhǎng)主要受水體中氮限制.研究期間新豐江水庫(kù)N/P約為163:1,遠(yuǎn)大于16:1,說(shuō)明新豐江水庫(kù)浮游植物增殖主要受磷含量制約.水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,新豐江水庫(kù)磷濃度均值為0.003mg/L,低于絕對(duì)限閾值((SRP)< 0.004mg/L)[67],有利于A、E、F、NA、X3和Lo等耐受低營(yíng)養(yǎng)水體的浮游植物類群的生長(zhǎng),從而在大部分時(shí)間都能形成優(yōu)勢(shì).但J、P、MP、T、G和W1等對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽敏感的功能群也出現(xiàn)短時(shí)期增殖,可能原因是受流域降水、風(fēng)力攪動(dòng)等影響,外源營(yíng)養(yǎng)鹽短時(shí)快速輸入,磷含量短時(shí)期上升,超過(guò)絕對(duì)限制閾值,從而引起相關(guān)功能群生長(zhǎng),并形成優(yōu)勢(shì).同時(shí),在貧營(yíng)養(yǎng)水體中磷的再生效率遠(yuǎn)大于富營(yíng)養(yǎng)化水體,夏秋季節(jié)藻類增殖會(huì)使磷出現(xiàn)一定的累積,也會(huì)導(dǎo)致部分磷敏感功能群的出現(xiàn).類似結(jié)果也出現(xiàn)在巴松措湖[46]、三板溪水庫(kù)[23]、官?gòu)d水庫(kù)[56]等水體.因此控制水體雨季外源輸入,對(duì)預(yù)防新豐江水庫(kù)夏秋季藻類增殖有重要的作用.

表9 浮游植物優(yōu)勢(shì)功能群與環(huán)境因子相關(guān)性分析

注: *<0.5,**<0.01.

3.3 水質(zhì)評(píng)價(jià)

生態(tài)指數(shù)()能更加精確地反映水體不同時(shí)期的環(huán)境狀況,從而利用浮游植物數(shù)據(jù)可以較為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)水質(zhì)狀況[9].基于浮游植物功能群計(jì)算生態(tài)指數(shù)(),月度生態(tài)指數(shù)值表明水庫(kù)生態(tài)狀態(tài)介于好～極好的水平,點(diǎn)位生態(tài)指數(shù)值表明各點(diǎn)位生態(tài)狀態(tài)均處于極好的水平.生態(tài)指數(shù)在時(shí)間變化和空間分布的差異均不大,說(shuō)明新豐江水庫(kù)的生態(tài)狀態(tài)相對(duì)較為穩(wěn)定,總體為極好水平[9],與王雅文等[33]在廣東省大型水庫(kù)生態(tài)分區(qū)中認(rèn)為新豐江水庫(kù)處于第1生態(tài)類型區(qū)的結(jié)果一致.基于傳統(tǒng)的綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法(TLI(S)),新豐江水庫(kù)在時(shí)間變化和空間分布上也均處于貧營(yíng)養(yǎng)狀態(tài).說(shuō)明兩種方法評(píng)價(jià)結(jié)果較為一致,都具有很好的指示作用.因此生態(tài)指數(shù)()可以反映浮游植物功能群對(duì)應(yīng)的生境狀況,進(jìn)而指示水質(zhì)狀況.

4 結(jié)論

4.1 新豐江水庫(kù)浮游植物共劃分為25個(gè)功能群類別:A、D、E、F、G、H1、J、K、Lo、M、MP、N、NA、P、S1、S2、SN、T、TB、W1、W2、X1、X2、X3、Y.其中A、D、E、F、J、K、Lo、M、MP、NA、P、S1、SN、TB、X1、X2、X3、Y為常見(jiàn)功能群, G?H1?S2和T為偶見(jiàn)或罕見(jiàn)功能群,功能群A和Lo的生物量比重占絕對(duì)優(yōu)勢(shì).

4.2 浮游植物功能群結(jié)構(gòu)受環(huán)境變化影響,RDA分析表明,pH值?水溫和透明度是影響新豐江水庫(kù)浮游植物功能群結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化的主要環(huán)境因素.

4.3 基于浮游植物功能群計(jì)算的生態(tài)指數(shù)(),新豐江水庫(kù)生態(tài)狀態(tài)介于好～極好的水平,總體為極好水平.

4.4 適應(yīng)中到富營(yíng)養(yǎng)水體的功能群F、J、G和W1在部分時(shí)期會(huì)形成優(yōu)勢(shì),應(yīng)引起高度重視.

[1] 汪 星,劉錄三,李 黎,等.鏡泊湖浮游藻類組成及其與環(huán)境因子的相關(guān)分析 [J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2015,35(11):3403-3413.

Wang X, Liu L S, Li L, et al. Correlation analysis of algae composition and environmental factors in Jingpo Lake [J]. China Environmental Science, 2015,35(11):3403-3413.

[2] 沈韞芬,章宗涉,龔循矩.微型生物監(jiān)測(cè)新技術(shù)[M]. 北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 1990:119.

Zhang Z S, Huang X F, Gong X J. Freshwater plankton research method [J]. Beijing: Science Press, 1991:119.

[3] Bonilla S, conde D, Aubriot L, et al. Influence of hydrology on phytoplankton species composition and life strategies in a subtropical coastal lagoon periodically connected with the Atlantic Ocean [J].Estuaries, 2005,28(6):884-895.

[4] 胡 韌,藍(lán)于倩,肖利娟,等.淡水浮游植物功能群的概念?劃分方法和應(yīng)用[J]. 湖泊科學(xué), 2015,27(1):11-23.

Hu R, Lan Y Q, Xiao L J, et al. The concepts, classification and application of freshwater phytoplankton functional groups [J]. Journal of Lake Sciences, 2015,27(1):11-23.

[5] 陳 倩,李秋華,馬欣洋,等.FG?MFG和MBFG浮游植物功能群的比較:以貴州三座水庫(kù)為例[J]. 環(huán)境科學(xué), 2019,40(9):4061-4071.

Chen Q, Li Q H, Ma X Y, et al. Comparison of functional groups of phytoplankton in FG, MFG, and MBFG:Taking Three Reservoirs as an example in Guizhou Plateau [J]. Environmental Science, 2019, 40(9):4061-4071.

[6] Reynolds C S. Phytoplankton assemblages and their periodicity in stratifying lake systems [J]. Holarctic Ecology, 1980,3:141-159.

[7] Reynolds C S, Huszar V, Kruk C, et al. Towards a functional classification of the freshwater phytoplankton [J]. Journal of Plankton Research, 2002,24(5):417-428.

[8] Padisák J, Crossetti L O, Naselli-Flores L. Use and misuse in the application of the phytoplankton functional classification: A critical review with updates [J]. Hydrobiologia, 2009,621(1):1-19.

[9] Padisák J, Borics G, Grigorszky I, et al. Use of phytoplankton assemblages for monitoring ecological status of lakes within the Water Framework Directive: The assemblage index [J]. Hydrobiologia, 2006,553(1):1-14.

[10] Crossetti L O, Bicudo C E M. Phytoplankton as a monitoring tool in a tropical urban shallow reservoir (Gar?as Pond): The assemblage index application [J]. Hydrobiologia, 2008,610(1):161-173.

[11] 夏瑩霏,胡曉東,徐季雄,等.太湖浮游植物功能群季節(jié)演替特征及水質(zhì)評(píng)價(jià)[J]. 湖泊科學(xué), 2019,31(1):134-146.

Xia Y F, Hu X D, Xu J X, et al. Seasonal succession of phytoplankton functional group and assessment of water quality in Lake Taihu [J]. Journal of Lake Sciences, 2019,31(1):134-146.

[12] 高國(guó)敬,肖利娟,林秋奇,等.海南省典型水庫(kù)浮游植物功能類群的結(jié)構(gòu)特征與水質(zhì)評(píng)價(jià)[J]. 生態(tài)科學(xué), 2013,32(2):144-150.

Gao G J, Xiao L J, Lin Q Q, et al. Structure of phytoplankton functional groups and water quality assessment of main reservoirs in Hainan Province [J]. Ecological Science, 2013,32(2):144-150.

[13] Shen H, Li B, Cai Q, et al. Phytoplankton functional groups in a high spatial heterogeneity subtropical reservoir in China [J]. Journal of Great Lakes Research, 2014,40(4):859-869.

[14] Dembowska E A, Napiórkowski P, Mieszczankin T, et al. Planktonic indices in the evaluation of the ecological status and the trophic state of the longest lake in Poland [J]. Ecological Indicators, 2015,56:15- 22.

[15] 張 紅,漆國(guó)佳,潘 鴻.廣東長(zhǎng)湖水庫(kù)浮游植物功能群特征及其生態(tài)狀態(tài)評(píng)價(jià)[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào), 2020,26(5):131-135.

Zhan H, Qi G J, Pan H. Characteristics of phytoplankton functional groups and evaluation of ecological status in Chang hu Reservoir, Guangdong Province [J]. Anhui Agricultural Science Bulletin, 2020, 26(5):131-135.

[16] Cui G Y, Wang B L, Xiao J, et al. Water column stability driving the succession of phytoplankton functional groups in karst hydroelectric reservoirs [J]. Journal of Hydrology, 2021,592,125607.

[17] Becker V, Caputo L, Ordó?ez J, et al. Driving factors of the phytoplankton functional groups in a deep Mediterranean reservoir [J]. Water Research, 2010,44(11):3345-3354.

[18] Sarmento H, Isumbisho M, Descy J P. Phytoplankton ecology of Lake Kivu (eastern Africa) [J]. Journal of Plankton Research, 2006,28(9): 815-829.

[19] Costa L S, Huszar V L M, Ovalle A R. Phytoplankton functional groups in a tropical estuary: hydrological control and nutrient limitation [J]. Estuaries and Coasts, 2009,32(3):508-521.

[20] Stankovi? I, Vlahovi? T, Udovi D? M G, et al. Phytoplankton functional and morpho-functional approach in large floodplain rivers [J]. Hydrobiologia, 2012,698(1):217-231.

[21] Cao J, Hou Z Y, Li Z K, et al. Succession of phytoplankton functional groups and their driving factors in a subtropical plateau lake [J]. Science of the Total Environment, 2018,631-632:1127-1137.

[22] 楊 麗,張 瑋,尚光霞,等.淀山湖浮游植物功能群演替特征及其與環(huán)境因子的關(guān)系[J]. 環(huán)境科學(xué), 2018,39(7):3158-3167.

Yang L, Zhang W, Shang G X, et al. Succession characteristics of phytoplankton functional groups and their relationships with environmental factors in Dianshan Lake, Shanghai [J]. Environmental Science, 2018,39(7):3158-3167.

[23] 黃國(guó)佳,李秋華,陳 椽,等.貴州高原三板溪水庫(kù)浮游植物功能群時(shí)空分布特征[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2015,35(2):418-428.

Huang G J, Li Q Q, Chen C, et al. Phytoplankton functional groups and their spatial and temporal distribution characteristics in Sanbanxi Reservoir, Guizhou Province [J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2015,35(2):418-428.

[24] 楊 威,張菲云,孫雨琛,等.淮北南湖浮游植物功能群的季節(jié)演替及影響因子研究 [J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2020,40(7):3079-3086.

Yang W, Zhang F Y, Sun Y S, et al. Seasonal succession and influencing factors of phytoplankton functional groups in Lake Nanhu, Huaibei City [J]. China Environmental Science, 2020,40(7):3079- 3086.

[25] 汪 星,李利強(qiáng),鄭丙輝,等.洞庭湖浮游藻類功能群的組成特征及其影響因素研究 [J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2016,36(12):3766-3776.

Wang X, Li L Q, Zheng B H, et al. Composition and influential factors of algal function groups in Dongting Lake [J]. China Environmental Science, 2016,36(12):3766-3776.

[26] 李 磊,李秋華,焦樹(shù)林,等.阿哈水庫(kù)浮游植物功能群時(shí)空分布特征及其影響因子分析[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2015,35(11):3604-3611.

Li L, Li Q H, Jiao S L, et al. Spatial and temporal distribution characteristics of phytoplankton functional groups in aha reservoir and their influencing factors [J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2016,29(7): 985-994.

[27] Liao N, Li H, You L H, et al. Succession of phytoplankton functional groups and driving variables in a young canyon reservoir [J]. International Journal of Environmental Science and Technology, 2020,18(7):1911-1924.

[28] Sun X, Wang W. The impact of environmental parameters on phytoplankton functional groups in northeastern China [J]. Ecological Engineering, 2021,164,106209.

[29] 葛 優(yōu),周彥鋒,王晨赫,等.陽(yáng)澄西湖浮游藻類功能群演替特征及其與環(huán)境因子的關(guān)系 [J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2019,39(7):3027-3039.

Ge Y, Zhou Y F, Wang C H, et al. Succession patterns of phytoplankton functional groups in western area of Yangcheng Lake and their relationship with environmental factors [J]. China Environmental Science, 2019,39(7):3027-3039.

[30] 黃廷林,曾明正,邱曉鵬,等.溫帶季節(jié)性分層水庫(kù)浮游植物功能類群的時(shí)空演替 [J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2016,36(4):1157-1166.

Huang T L, Zeng M Z, Qiu X P, et al. Phytoplankton functional groups and their spatial and temporal distribution characteristics in a temperate seasonally stratified reservoir [J]. China Environmental Science, 2016,36(4):1157-1166.

[31] 胡 韌,雷臘梅,韓博平.南亞熱帶大型貧營(yíng)養(yǎng)水庫(kù)浮游植物群落結(jié)構(gòu)與季節(jié)變化——以新豐江水庫(kù)為例[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2008,28(10): 4652-4664.

Hu R, Lei L M, Han B P. Phytoplankton assemblage and seasonal dynamics in the large oligotrophic Xinfengjiang Reservoir in Southern China [J]. Acta Ecologica Sinica, 2008,28(10):4652-4664.

[32] 李日曼,甘永萍.河源市萬(wàn)綠湖旅游景區(qū)開(kāi)發(fā)中的環(huán)境問(wèn)題及對(duì)策分析[J]. 廣西師范學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)報(bào), 2016,33(2):94-100.

Li R M, Gan Y P. Environmental problems and countermeasures of the green lake scenic spot in Heyuan [J]. Journal of Guangxi Teachers Education University: Natural Science Edition, 2016,33(2):94-100.

[33] 王雅文,楊 揚(yáng),潘 鴻,等.基于浮游植物功能類群的廣東省大型水庫(kù)生態(tài)分區(qū)初探[J]. 湖泊科學(xué), 2014,26(1):147-153.

Wang Y W, Yang Y, Pan H, et al. Ecological region classification of 10 key reserviors in Guangdong Province based on phytoplankton functional groups [J]. Journal of Lake Sciences, 2014,26(1):147-153.

[34] 環(huán)境保護(hù)部生態(tài)司.全國(guó)淡水生物物種資源調(diào)查技術(shù)規(guī)定(試行) [Z]. 北京:環(huán)境保護(hù)部, 2010:167-176.

Department of Ecology in Ministry of Environmental Protection. China technical regulations for aquatic species resources survey (Trial) [Z]. Beijing: Ministry of Environmental Protection of PRC, 2010: 167-176.

[35] 環(huán)境保護(hù)部環(huán)境監(jiān)測(cè)司.國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)監(jiān)測(cè)任務(wù)作業(yè)指導(dǎo)書(試行) [M]. 北京:中國(guó)環(huán)境出版社, 2017:3-188.

Department of Environmental Monitoring in Ministry of Environmental Protection. Operation Instruction of monitoring task for national surface water environmental quality monitoring network (Trial) (M). Beijing: China Environment Press,2017:3-188.

[36] 章宗涉,黃祥飛.淡水浮游生物研究方法[M]. 北京:科學(xué)出版社, 1995:333-344.

Zhang Z S, Huang X F. Freshwater plankton research method. Beijing: Science Press [M]. 1995:333-344.

[37] Hillebrand H, Dürselen C D, Kirschtel D, et al. Biovolume calculation for pelagic and benthic microalgae [J]. Journal of Phycology, 1999, 35(2):403-424.

[38] 胡鴻鈞,魏印心.中國(guó)淡水藻類——系統(tǒng)?分類及生態(tài)[M]. 北京:科學(xué)出版社, 2006.

Hu H J, Wei Y X. The freshwater algae of China: Systematics, taxonomy and ecology [M]. Beijing: Science Press, 2006.

[39] 黃國(guó)佳,李秋華,陳椽,等.貴州高原紅楓湖水庫(kù)浮游植物功能分組及其時(shí)空分布特征[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2015,35(17):5573-5584.

Huang G J, Li Q H, Chen C, et al. Phytoplankton functional groups and their spatial and temporal distribution characteristics in Hongfeng Reservoir, Guizhou Province [J]. Acta Ecologica Sinica, 2015,35(17): 5573-5584.

[40] GB3838-2002 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) [S].

GB3838-2002 Surface water environmental quality standard [S].

[41] Ter Braak C J F, Prentice I C. A theory of gradient analysis [J]. Advances in Ecological Research, 2004,34:235-282.

[42] Devercelli M, Farrell I O’. Factors affecting the structure and maintenance of phytoplankton functional groups in a nutrient rich lowland river [J]. Limnologica, 2013,43(2):67-78.

[43] Reynolds C S. What factors influence the species composition of phytoplankton in lakes of different trophic status? [J]. Hydrobiologia, 1998,369(1):11-26.

[44] Xiao L J, Wang T, Hu R, et al. Succession of phytoplankton functional groups regulated by monsoonal hydrology in a large canyon-shaped reservoir [J]. Water Research, 2011,45(16):5099-5109.

[45] 黃享輝,胡 韌,雷臘梅,等.南亞熱帶典型中小型水庫(kù)浮游植物功能類群季節(jié)演替特征[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2013,22(2):311-318.

Huang X H, Hu R, Lei L M, et al. Seasonal succession of phytoplankton functional groups in typical small and medium-sized reservoirs in southern China [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2013,22(2):311-318.

[46] 安瑞志,潘成梅,塔巴拉珍,等.西藏巴松錯(cuò)浮游植物功能群垂直分布特征及其與環(huán)境因子的關(guān)系[J]. 湖泊科學(xué), 2021,33(1):86-101.

An R Z, Pan C M, Taba L Z, et al. Vertical distribution characteristics of phytoplankton functional groups and their relationships with environmental factors in Lake Basomtso, Tibet, China [J]. Journal of Lake Sciences, 2021,33(1):86-101.

[47] 鄭 誠(chéng),陸開(kāi)宏,徐 鎮(zhèn),等.四明湖水庫(kù)浮游植物功能類群的季節(jié)演替及其影響因子[J]. 環(huán)境科學(xué), 2018,39(6):2688-2697.

Zheng C, Lu K H, Xu Z, et al. Seasonal succession of phytoplankton functional groups and their driving factors in the Siminghu Reservoir [J]. Environmental Science, 2018,39(6):2688-2697.

[48] G?tzenberger L, Bello F D, Br?then K A, et al. Ecological assembly rules in plant communities—approaches, patterns and prospects [J]. Biological Reviews, 2012,87(1):111-127.

[49] Reynolds. The ecology of fresh water phytoplankton [M]. Cambridge: Cambridge University Press, 2006:24-28.

[50] 曾 娟,劉德富.磷營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)庫(kù)灣暴發(fā)藍(lán)藻水華的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 三峽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2008,30(5):22-24.

Zeng J, Liu D F. Experimental study of reservoir bay happening blue-green algal bloom due to phosphorus nutrient salt [J]. Journal of China Three Gorges University(Natural Sciences), 2008,30(5):22- 24.

[51] 潘 彤.南海湖浮游植物功能群季節(jié)演替特征及其影響因子分析[D]. 包頭:內(nèi)蒙古科技大學(xué), 2019.

Pan T. Seasonal Succession characteristics of phytoplankton functional groups and analysis of its influencing factors of the Nanhai Lake [D]. Baotou:Inner Mongolia University of Science & Technology, 2019.

[52] 胡月敏,李秋華,朱沖沖,等.基于功能群對(duì)比分析黔中普定水庫(kù)和桂家湖水庫(kù)浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征[J]. 湖泊科學(xué), 2018,30(2):403- 416.

Hu Y M, Li Q H, Zhu C C, et al. Contrasting phytoplankton structure based on functional groups of Puding Reservoir and Guijiahu Reservoir in the central of Guizhou Province [J]. Journal of Lake Sciences, 2018,30(2):403-416.

[53] 趙秀俠,方 婷,楊 坤,等.安徽沱湖夏季浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征與環(huán)境因子關(guān)系[J]. 植物科學(xué)學(xué)報(bào), 2018,36(5):687-695.

Zhao X X, Fang T, Yang K, et al. Community structure characteristics of phytoplankton and related environmental factors in summer in Tuohu Lake, Anhui, China [J]. Plant Science Journal, 2018,36(5):687- 695.

[54] 陳 倩,李秋華,胡月敏,等.貴州百花水庫(kù)浮游藻類功能群時(shí)空分布特征及影響因子分析[J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 2018,31(7):1266-1274.

Chen Q, Li Q H, Hu Y M, et al. Spatial and temporal distribution characteristics of phytoplankton functional groups and their influencing factors in Baihua Reservoir, Guizhou Province [J]. Research of Environmental Sciences, 2018,31(7):1266-1274.

[55] 鄧 樂(lè),戚 菁,宋勇軍,等.程海湖夏季浮游植物功能群特征及其影響因子研究[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2019,28(11):2281-2288.

Deng L, Qi Q, Song Y J, et al. Characteristics of phytoplankton functional groups and their influencing factors in Chenghai Lake in Summer [J]. Ecology and Environment Sciences, 2019,28(11):2281- 2288.

[56] 陳曉江,楊 劼,杜桂森,等.官?gòu)d水庫(kù)浮游植物功能群季節(jié)演替及其驅(qū)動(dòng)因子[J]. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè), 2016,32(3):74-81.

Chen X J, Yang J, Du G S, et al. Relationships between environmental variables and seasonal succession in phytoplankton functional groups in the Guanting Reservoir [J]. Environmental Monitoring in China, 2016,32(3):74-81.

[57] 賈 鵬,范亞文,陸欣鑫.基于功能類群分析呼蘭河口濕地浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2021,41(3):1042-1054.

Jia P, Fan Y W, Lu X X. Analysis of phytoplankton structure based on different functional groups in Hulanhe Wetland [J]. Acta Ecologica Sinica, 2021,41(3):1042-1054.

[58] 趙巧華,孫國(guó)棟,王健健,等.水溫?光能對(duì)春季太湖藻類生長(zhǎng)的耦合影響[J]. 湖泊科學(xué), 2018,30(2):385-393.

Zhao Q H, Sun G D, Wang J J, et al. Coupling effect of water temperature and light energy on the algal growth in Lake Taihu [J]. Journal of Lake Sciences, 2018,30(2):385-393.

[59] 李 瑩,肖利娟,林秋奇,等.一座新建水庫(kù)——廣東劍潭水庫(kù)浮游植物動(dòng)態(tài)特征[J]. 湖泊科學(xué), 2010,22(2):227-234.

Li Y, Xiao L J, Lin Q Q, et al. Phytoplankton community in a newly constructed reservoir: Jiantan Reservoir, south China [J]. Journal of Lake sciences, 2010,22(2):227-234.

[60] 方麗娟,劉德富,楊正健,等.水溫對(duì)浮游植物群落結(jié)構(gòu)的影響實(shí)驗(yàn)研究[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù), 2014,37(S2):45-50.

Fang L J, Liu D F, Yang Z J, et a1. Effects of water temperature on the phytoplankton community structure [J]. Environmental science & Technology, 2014,37(S2):45-50.

[61] 桂和榮,王和平,方文慧,等.金藻及黃藻類在煤礦塌陷區(qū)水域難生長(zhǎng)的原因探討[J]. 煤田地質(zhì)與勘探, 2007,35(4):50-54.

Gui H R, Wang H P, Fang W H, et al. Discussion on the reasons for Chrysophyta and Xanthophyta seldom growing in the water of mining subsidence area [J].Coal Geology & Exploration, 2007,35(4):50-54.

[62] 殷大聰,耿亞紅,梅 洪,等.幾種主要環(huán)境因子對(duì)布朗葡萄藻()光合作用的影響[J]. 武漢植物學(xué)研究, 2008,26(1):64-69.

Yin D C, Geng Y H, Mei H, et al. The effects of several environmental factors on the photosynthesis of botryococcus braunii [J]. Plant Science Journal, 2008,26(1):64-69.

[63] 田志強(qiáng),田秉暉,辛麗花,等.于橋水庫(kù)秋季浮游植物群落結(jié)構(gòu)與水質(zhì)因子的關(guān)系[J]. 環(huán)境污染與防治, 2011,33(5):64-68.

Tian Z Q, Tian B H, Xin L H, et al. Relationship between structure of phytoplankton community and water quality factors in Yuqiao Reservoir in autumn [J]. Environmental Pollution and Control, 2011, 33(5):64-68.

[64] 王 珺,邢詒炫,陳國(guó)華,等.不同生態(tài)因子對(duì)直鏈藻生長(zhǎng)的影響[J]. 熱帶生物學(xué)報(bào), 2010,1(3):220-223,227.

Wang J, Xing Y X, Chen G H, et al. Effects of different ecological factors on the growth ofsp. [J]. Journal of Tropical Biology, 2010,1(3):220-223,227.

[65] 周 川,蔚建軍,付 莉,等.三峽庫(kù)區(qū)支流澎溪河水華高發(fā)期環(huán)境因子和浮游藻類的時(shí)空特征及其關(guān)系[J]. 環(huán)境科學(xué), 2016,37(3): 873-883.

Zhou C, Wei J J, Fu L, et al. Temporal and spatial distribution of environmental factors and phytoplankton during algal bloom season in Pengxi River, Three Gorges Reservoir [J]. Environmental Science, 2016,37(3):873-883.

[66] 葛 蔚,汪 芳,柴 超.氮和磷濃度對(duì)中肋骨條藻和錐狀斯氏藻種間競(jìng)爭(zhēng)的影響[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào), 2012,36(7):697-704.

Ge W, Wang F, Chai C. Effect of nitrogen and phosphorus concentration on interspecific competition between Skeletonema costatum and Scrippsiella trochoidea [J]. Chinese Journal of Plant Ecology, 2012,36(7):697-704.

[67] Ludwig J A., and Reynolds J F. Statistical ecology: A primer on methods and computing [M]. New York: John Wiley and Sons, 1988:345-427.

Characteristics of phytoplankton functional groups and their relationships with environmental factors in Xinfengjiang Reservoir.

ZHANG Hui1, PENG Yu-qiong1, ZOU Xian-ni1, ZHANG Ting-ting1, WU Chu1, LIN Xiao-ping1, QIAO Yong-min2*, YANG Hong-yun2

(Heyuan Sub-branch of GuangDong Ecological and Environmental Monitoring Center, Heyuan 517000, China；Institute of Hydrobiology, Jinan University, Guangzhou 510632, China)., 2022,42(1)：380～392

To understand the structural characteristics of the phytoplankton functional groups (FGs) and the ecological status of Xinfengjiang reservoir, the structure of phytoplankton and physicochemical indexes of water were investigated and analyzed monthly from 2020 to 2021. The results showed that the major water quality indexes of Xinfengjiang reservoir met Ⅰ class standard of “Surface Water Environmental Quality Standard”( GB3838-2002). There were 25 identified phytoplankton functional groups. Among them, FGs A, D, E, F, J, K, Lo, M, MP, NA, P, S1, SN, TB, X1, X2, X3 and Y occurred frequently, and the dominant functional groups were A, E, F, J, Lo, MP, NA, X3 and Y. The main temporal changes characteristics of phytoplankton FGs occurred for Lo/A/E/Y in spring, for Lo/A/F/J/X3/NA in summer, for Lo/NA/F/A in autumn, and for Lo/E/MP/F/A in winter. The main dominant FGs were A, E, Lo, NA and X3, resulting from the oligotrophic factors of the reservoir. Correlation and Multivariate analysis (RDA) between phytoplankton abundance and environmental factors showed that pH, transparency and water temperature were the key factors affecting phytoplankton functional groups in Xinfengjiang Reservoir. The ecological state of Xingfengjiang reservoir is considered as in excellent level, as shown by itsvalue with a range of 3.63～4.87.

Xinfengjiang reservoir；phytoplankton；functional groups；temporal and spatioal-temporal variation；environmental factor

X524

A

1000-6923(2022)01-0380-13

張 輝(1983-),男,江蘇宿遷人,高級(jí)工程師,碩士,主要從事主要環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)研究.發(fā)表論文10余篇.

2021-06-07

國(guó)家重大科技專項(xiàng)(2013ZX07105-005-02);河源市社會(huì)發(fā)展科技計(jì)劃(201103101472576)

* 責(zé)任作者, 副教授, qym77@163.com