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异龙湖浮游植物与蓝藻毒素的时空格局及其对底栖动物的影响

邢雨斌

异龙湖浮游植物与蓝藻毒素的时空格局及其对底栖动物的影响

邢雨斌1
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作者信息

  • 1. 西安理工大学
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摘要

富营养化会导致蓝藻水华暴发,部分蓝藻会产生蓝藻毒素,影响生物多样性与人类健康。异龙湖是云南九大高原湖泊之一,也是红河州最大的湖泊,长期处于富营养的状态,浮游植物、蓝藻及其毒素和底栖动物的时空变化规律与影响因素尚不明晰。本研究于2022年8月至2023年5月对异龙湖10个采样点进行了采样调查。研究了异龙湖浮游植物和底栖动物、蓝藻毒素的时空分布、多样性及其影响因素。研究结果如下: 1、异龙湖鉴定出浮游植物7门111种(属),主要以蓝藻门的拟柱孢藻、伪鱼腥藻、平裂藻、螺旋藻、细鞘丝藻和环离鞘丝藻等为优势种。浮游植物年平均密度为4.08×108cell/L,变化范围1.28~7.48×108cell/L;年平均生物量为19.12mg/L,变化范围4.32~33.39mg/L。密度、生物量变化趋势均为冬>秋>夏>春。α与β多样性指数空间差异不显著,季节性差异显著,α多样性指数春>冬>秋>夏,β多样性指数较低。相关性分析表明,水温、TN、NO3--N、TP和电导率是影响浮游植物的主要因子,拟柱孢藻能适应低温的特点是其占据优势的重要原因。 2、异龙湖的蓝藻毒素主要为拟柱孢藻毒素(CYN),其浓度远高于微囊藻毒素(MC)、鱼腥藻毒素(ATX)、石房蛤毒素(STX)。总拟柱孢藻毒素(TCYN)浓度顺序为春(5.90μg/L)>冬(1.30μg/L)>秋(1.05μg/L)>夏(0.83μg/L)。CYN主要以胞外形式(ECYN)存在,ECYN浓度的季节变化趋势与TCYN一致:春(2.87μg/L)>冬(1.06μg/L)>秋(0.97μg/L)>夏(0.55μg/L)。CYN、MC和ATX生态风险均为低风险,STX生态风险为中、高风险。CYN的人体健康风险基本达到了高、极高风险,而其他三种毒素均为低风险。NO3--N、TN、TP和浮游植物多样性指数是影响拟柱孢藻产毒的重要因子,浮游植物多样性指数越高,CYN的浓度也越高,NO3--N与CYN的浓度呈负相关。 3、异龙湖底栖动物主要由水丝蚓、长足摇蚊、颤蚓和羽摇蚊等优势种组成,其不仅有明显的季节差异,还有明显的空间差异。底栖动物密度年平均值为701.2ind/m2,变化范围32~4864ind/m2;生物量年平均值为0.946g/m2,变化范围0.004~3.747g/m2。底栖动物密度季节变化趋势为春>夏>秋>冬,生物量变化趋势为春>秋>夏>冬。功能摄食群主要由捕食者和直接收集者组成。α多样性指数季节变化与浮游植物呈相同的趋势,即春>冬>秋>夏。底栖动物密度与生物量空间差异较大,变化趋势均为湖东>湖中>湖西,β多样性指数也较高。水温和水深是影响底栖动物的重要因素,较高的温度促使底栖动物在春季大量生长繁殖,水深影响了底栖动物群落物种数量的分布。 4、底栖动物密度与浮游植物密度与生物量、Margalef多样性、拟柱孢藻密度和生物量显著负相关。底栖动物平均个体大小与浮游植物密度与生物量、拟柱孢藻密度与生物量显著正相关。底栖动物的多样性与浮游植物Margalef多样性呈正相关关系,蓝藻之外其他藻类为底栖动物的其他非优势种生物提供营养来源。拟柱孢藻水华的发生导致底栖动物偏向个体数量更大,数量更少的方向转变。拟柱孢藻对底栖动物呈现负相关,其水华暴发会抑制底栖动物的丰度,摇蚊受到藻类的影响因素更强。摇蚊生物量/密度与浮游植物密度、生物量、拟柱孢藻密度与生物量、STX与ATX浓度呈负相关,与CYN、MC浓度呈正相关。微囊藻毒素驱使摇蚊向更大的个体的群落方向转变。底栖动物对蓝藻毒素有一定耐受性,摇蚊受到毒素的作用更明显,CYN使更多的耐受性物种(雕翅摇蚊、小摇蚊等)出现,提升了底栖动物的多样性指数。寡毛类生物量/密度与浮游植物密度、生物量呈负相关。

关键词

异龙湖/浮游植物/蓝藻毒素/底栖动物

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授予学位

硕士

学科专业

水利工程;水力学及河流动力学

导师

陈亮

学位年度

2024

学位授予单位

西安理工大学

语种

中文

中图分类号

X5
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