2022, Vol. 43
2. 焦作大学化工与环境工程学院, 焦作 454000;
3. 大连海洋大学水产与生命学院辽宁省水生生物学重点实验室, 大连 116023
, LI Yan-fen2 , LI Yan-li1
, SUN Ang1 , TIAN Shuang3 , ZHANG Chun-hui1 , GENG Ya-ping1 , LI Lin-xia1
2. School of Chemical and Environmental Engineering, Jiaozuo University, Jiaozuo 454000, China;
3. Liaoning Key Laboratory of Aquatic Biology, School of Fisheries and Life, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China
沁河作为晋城市境内最大的河流, 其河流生态系统状况对社会经济发展至关重要[1].随着晋城近年来快速的城市化进程, 人类对沁河流域的的干扰如工业、农业及水资源过度开发等日趋严重, 使沁河的自然生态环境逐渐恶化.近年沁河水生态系统的监测主要集中在水质指标如化学需氧量(COD)、氨氮(NH4+-N)和总磷(TP).但河流水环境质量管理的目标并非是单一的水环境污染物, 基于水生态系统安全的管理强调的是从生态系统健康的角度进行管理[2].因此, 从水生态的角度监测和评价水环境质量状况对于沁河生态系统的保障和可持续发展至关重要.
浮游植物是水环境中重要的生物类群之一, 在水生态系统初级生产力中占据很大比例, 其在能量流、营养物循环和食物网的动态平衡方面发挥着关键作用[3, 4].营养物质的过剩会引起浮游植物的过度生长[5~7], 由此引起的大暴发会严重威胁水生生态系统的结构和功能如水质恶化并威胁饮用水安全[8], 浮游植物对环境变化反应非常敏感, 是常用于监测水环境质量变化的重要指示物种[9~14].浮游植物对水环境质量的变化如营养物质、光照、温度、透明度和水体污染是敏感的[15~19].
因此, 本文于2020年对山西省晋城市沁河流域浮游植物进行实地调查采样, 主要聚焦在浮游植物的种类、密度、生物量和生物多样性指数等表征沁河浮游植物群落结构特征的指标的分析.本研究以河岸缓冲区300 m土地利用格局以及水环境理化因子为环境变量, 探讨影响山西省晋城市沁河流域浮游植物群落结构分布的主要驱动因子, 以期为晋城市沁河流域的水环境质量评价和水资源合理利用与保护提供参考.
1 材料与方法 1.1 研究区域本文研究区域是山西省晋城市内的沁河流域, 位于东经112°00′~113°25′, 北纬35°16′~35°58′.晋城市全境位于丹河和沁河中下游流域晋城盆地之中, 沁河是黄河的一级支流, 发源于沁源县霍山南麓的二郎神沟, 自北向南流经沁源县和安泽县, 经过晋城市沁水、泽州和阳城等县市后, 最终于河南省武陟县汇入黄河.沁河干流总长485 km, 晋城市境内河长168 km.沁河流域面积1.35万km2, 晋城境内7 803 km2[20].丹河是沁河流域的一级支流, 同时也是晋城市区域内第二大地表河流.丹河发源于高平市北部丹株岭的琉璃山, 流域面积为3 152 km2, 晋城市境内流域面积2 945 km2, 长度129 km[1].
沁河流域属大陆性气候, 四季分明, 年平均气温10~14℃, 气温南高北低, 下游气温偏高[1].年降水量自南而北递减, 上中游平均降雨量为617 mm, 下游600~720 mm.沁河流域地形北高南低, 上游以石质山区为主, 中部多为土石丘陵区, 河谷两岸土地肥沃, 是主要农业区.
1.2 研究方法 1.2.1 样点设置2020年10~11月, 在晋城市沁河流域共设置了62个采样点位进行浮游植物采集(见图 1).其中沁河设置了34个点位(1~34), 包括沁水县(1~20)、阳城县(21~28)和泽州县(29~34); 丹河共设置28个点位(35~62), 包括高平市(35~48)和泽州县(49~62).
|
图 1 晋城市沁河流域采样点分布示意 Fig. 1 Distribution of sampling sites in Qinhe River basin of Jincheng region |
浮游植物样本的采集用采水器在各水层中取混合水样2 L, 置于同一容器混合, 充分摇匀后取10~15 mL鲁哥氏液进行固定.藻类定量样品按常规方法静置48 h以上, 虹吸去除上清液, 浓缩至50 mL, 收集藻类细胞.混匀沉淀样品, 用浮游植物计数框在光学显微镜下进行观察计数[21].
1.2.3 水环境因子数据的获取2020年10~11月对山西晋城沁河流域的水体理化参数进行了调查和测定.水温(WT)、溶解氧(DO)和pH使用便携式水质分析仪于现场进行了测定.在每个采样点采集2个2 L的平行水样, 置于低温保温箱中, 于48 h内带回实验室, 参照文献[22]的方法测定以下水化学指标：氯化物(Cl-)、氟化物(F-)、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH4+-N)、硫酸盐(SO42-)、硝酸盐氮(NO3--N)和化学需氧量(COD).
1.2.4 河岸缓冲区土地利用数据首先, 沁河流域水系的提取：于“地理空间数据云”网站上下载沁河流域90 m DEM栅格数据, 利用ArcGIS中“水文分析”工具进行河网的提取, 得到沁河流域水系.其次, 300 m河岸缓冲区边界的提取：利用ArcGIS中“编辑工具条”-“打断”工具将河流从各采样点处打断; 利用“编辑工具条”-“切割”工具以采样点为起点在采样点上游处进行河流的切割, 切割距离设置为1 km; 利用“缓冲区”工具进行缓冲区划分, 选择“普通缓冲区”, 以切割后的1 km河流为中心, 给定缓冲距离为300 m, 得到以1 km河流为中心的300 m河岸缓冲区边界.最后, 300 m河岸缓冲区土地利用数据的获取：于“国家科学工程-地球系统科学共享网”下载分辨率为30 m×30 m的2018年晋城市土地利用栅格数据, 利用ArcGIS中“数据管理”-“栅格”-“栅格数据处理”-“裁剪”工具, 输入裁剪对象为土地利用栅格数据, 裁剪范围为各采样点300 m河岸缓冲区矢量数据, 得到各采样点300 m河岸缓冲区土地利用数据.
1.2.5 数据分析Shannon-Wiener多样性指数(H′)能够反映出群落结构的复杂程度, 指数越大, 表明群落结构越复杂和稳定.Pielou均匀度指数(J)指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况, 能够反映出各物种个体数目分配的均匀程度, 指数越大, 则群落越稳定, 多样性越高.
采用Excel 2010计算Mcnaughton优势度(Y)、Shannon-Wiener多样性指数(H′)和Pielou均匀度指数(J).计算公式分别为：
|
(1) |
|
(2) |
|
(3) |
式中, fi为物种i出现的频率, ni为物种i的个体数; N为全部样品的总个体数; S为样品中浮游植物物种总数. Pi为第i种生物的个体数与总体数的比值.取优势度Y≥0.015的物种作为优势种.
本文通过Origin和Excel软件对数据进行统计、作图和分析; 使用ArcGIS软件对晋城市沁河流域采样点位分布及各采样点上游1 km内宽度为300 m缓冲区进行绘制.采用Canoco5.0软件对浮游植物优势种类进行去趋势对应分析(detrended correspondence analysis, DCA), 发现沁河和丹河浮游植物优势种的梯度值分别为3.94和3.78, 故选择典范对应分析(canonical correspondence analysis, CCA)影响山西晋城沁河流域浮游植物群落和主要水环境因子和土地利用的关系.为消除极值影响, 在进行统计分析之前对数据进行lg(x+1)转换, 使数据满足正态分布[23, 24].
2 结果与分析 2.1 浮游植物群落结构特征 2.1.1 物种组成及优势类群本次沁河流域晋城段调查共鉴定出7门47种(属), 其中以硅藻门与绿藻门为主, 分别为22种和12种, 分别占物种数的46.8%和25.5%(表 1).其次为蓝藻门, 鉴定出5种, 占物种数的10.6%.沁河鉴定出浮游植物6门29种, 其中以硅藻门和绿藻门为主, 分别为12种和10种, 分别占物种数的41.4%和34.5%.其次为隐藻门, 鉴定出物种数3种, 占比为10.3%.丹河鉴定出浮游植物6门36种, 其中以硅藻门为主, 占比52.8%, 其次为绿藻门和蓝藻门, 均鉴定出5种, 占物种总数的13.9%.沁河绿藻门与硅藻门类群物种数处于优势地位, 丹河硅藻门类群物种数处于优势地位, 表明沁河浮游植物种类组成为绿藻-硅藻型, 丹河浮游植物种类组成为硅藻型.
|
表 1 沁河和丹河秋季浮游植物物种组成 Table 1 Species composition of phytoplankton in Qinhe River and Danhe River in autumn |
根据公式(1)及优势度Y≥0.015的标准, 计算出沁河和丹河浮游植物优势种及优势度值(表 2).结果显示, 沁河表现出多个优势种的群落结构, 优势种共有4门6种, 优势度值变化为0.016~0.617.其中以绿藻门的小球藻优势度最高, 其次为隐藻门的啮蚀隐藻和尖尾蓝隐藻、硅藻门的具星小环藻和裸藻门的绿色裸藻.丹河也表现出多个优势种的群落结构, 优势度值变化为0.022~0.149.其中以硅藻门的具星小环藻优势度较高, 隐藻门的啮蚀隐藻为第二优势种, 其余的优势种还包括硅藻门的史密斯胸隔藻、绿藻门的小球藻和裸藻门的绿色裸藻和矩圆囊裸藻.
|
|
表 2 沁河和丹河浮游植物优势种和优势度 Table 2 Dominant species and their dominance of phytoplankton in Qinhe River and Danhe River |
2.1.2 密度与生物量
晋城市沁河流域各采样点中, 硅藻门物种的密度最大(5.35×107 ind·L-1), 占比达40.93%, 其次是裸藻门(2.79×107 ind·L-1)、隐藻门(2.27×107 ind·L-1)和绿藻门(1.76×107 ind·L-1), 占比分别为21.38%、17.41%和13.48%.而蓝藻门(8.63×106 ind·L-1)、甲藻门(2.11×105 ind·L-1)和金藻门(2.63×104 ind·L-1)的密度相对较小, 占比分别为6.61%、0.16%和0.02%.沁河浮游植物的总密度为1.39×107 ind·L-1, 丹河浮游植物的总密度为1.17×108 ind·L-1, 丹河浮游植物的密度约是沁河浮游植物的密度的8倍(图 2).
|
图 2 沁河晋城段浮游植物密度与生物量 Fig. 2 Phytoplankton density and biomass in Qinhe River of Jincheng region |
本次调查裸藻门的生物量最大(418.88 mg·L-1), 占比为68.02%.其次是硅藻门(142.34 mg·L-1), 占比为23.11%, 隐藻门(43.58 mg·L-1)占比21.09%.蓝藻门、绿藻门、甲藻门和金藻门的生物量相对较小, 分别为7.07、3.12、0.84和0.01 mg·L-1, 占比分别为1.15%、0.51%、0.14%和0.002%.沁河密度占据绝对优势的是绿藻门, 但是生物量较大的是裸藻门、硅藻门和隐藻门.丹河中密度占绝对优势的是硅藻门, 生物量最大的是裸藻门, 其次是硅藻门.沁河浮游植物生物量为11.17 mg·L-1, 丹河浮游植物生物量为601.00 mg·L-1, 丹河浮游植物的生物量约是沁河浮游植物的生物量的54倍(图 2).
2.1.3 多样性指数与均匀度指数生物多样性是群落的主要特征之一, Shannon-Wiener多样性指数(H′)多用于反映群落结构的复杂程度, 数值越大, 群落结构越复杂, 对环境的反馈功能越强, 越稳定.各采样点浮游植物H′的范围为0.35~3.15, 均值为1.40(图 3). H′波动幅度较大, 平均值较低.整体看, 沁河的最大支流丹河浮游植物多样性高于沁河干流, 可能因为丹河大多数点位都发现了具星小环藻、尖针杆藻、卡里舟形藻和史密斯胸隔藻等物种, 而绿藻门的小球藻在沁河占绝对优势.
|
图 3 沁河晋城段浮游植物Shannon-Wiener多样性指数(H′)和Pielou均匀度指数(J)的空间分布 Fig. 3 Spatial distribution of Shannon-Wiener diversity index (H′) and evenness index (J) of phytoplankton in Qinhe River in Jincheng region |
Pielou均匀度指数(J)反映一个群落或生境中全部物种个体数目分配的均匀程度, 均匀度值越大, 则物种多样性越高. J的范围是0.24~1.00, 均值是0.68(图 3).整体看, 沁河中游浮游植物均匀度指数较低, 沁河干流中游点位(点位10~28)的物种是绿藻门的小球藻和隐藻门的啮蚀隐藻和尖尾蓝隐藻.丹河中游点位(点位43~45和55~58)浮游植物均匀度指数也较低.
2.2 环境因子 2.2.1 水环境因子沁河晋城段ρ(TN)的范围为0.55~21.73 mg·L-1, 均值为4.87 mg·L-1[图 4(a)], 沁河中下游和丹河中游点位TN浓度最高, 属于劣Ⅴ类水体. ρ(NO3--N)的范围为0.22~5.21 mg·L-1, 均值为1.68 mg·L-1[图 4(b)], 在丹河中游点位浓度较大. ρ(NH4+-N)的范围为0.04~2.82 mg·L-1, 均值为0.48 mg·L-1[图 4(c)], 沁河中下游和丹河上游点位浓度最大, 属于Ⅴ类或劣Ⅴ类水体.整体来看, 沁河和丹河的氮污染状况比较严重, 均属于劣Ⅴ类水体. ρ(SO42-)为29.07~1 437.89 mg·L-1, 均值为208.77 mg·L-1[图 4(d)]. ρ(Cl-)的范围为12.60~209.34 mg·L-1, 均值为60.50 mg·L-1[图 4(e)]. ρ(F-)的范围为0.55~1.39 mg·L-1, 均值为0.58 mg·L-1[图 4(f)], 整体来看丹河的SO42-、F-和Cl-的浓度都大于沁河, 说明丹河的工业污染较沁河重.
|
图 4 沁河晋城段水质化学参数空间分布 Fig. 4 Spatial distribution of chemical variables in Qinhe River in Jincheng region |
各采样点河岸缓冲区300 m内耕地面积占比为0~96.65%, 两河两侧都有大量的耕地.农村聚落用地面积总占比为0~77.88%, 主要分布在沁河的中下游和丹河的上游河岸(点位8、11~23、35~38、40~42、49~53和58).城镇建设用地面积占比0~91.11%, 主要位于两河中游河岸(点位10、18、19、37~39和43~45).林地大面积分布在沁河(点位29~34)和丹河(点位54~62)的下游河岸, 占比为0~100%.草地主要在沁河上游河岸, 占比0~65.90%.水域占比0~76.11%(图 5).
|
图 5 沁河晋城段采样点300 m河岸缓冲区土地利用占比 Fig. 5 Percentage of land cover of 300 m buffer at sampling sites in Qinhe River of Jincheng region |
将沁河和丹河的水环境因子的数据经标准化, 再通过Pearson相关性分析发现(表 3)：沁河采集到的水体理化参数中F-与Cl-和SO42-, NH4+-N与TN和TP都呈极显著相关关系(P＜0.01), 故可保留F-、NH4+-N和TP, 选择WT、pH和NO3--N共6个水环境因子来进行下一步的CCA分析.丹河采集到的水体理化参数中Cl-和COD呈极显著正相关关系(P＜0.01), Cl-和F-呈正相关关系(P＜0.05), NO3--N和TN呈极显著正相关关系(P＜0.01), NH4+-N和TP呈正相关关系(P＜0.05), 故可保留Cl-、NO3--N和NH4+-N, 另外加上WT、pH和SO42-共6个水环境因子作为影响丹河浮游植物的关键水环境因子进行下一步CCA分析.
|
|
表 3 沁河和丹河水体理化参数的Pearson相关性分析 Table 3 Analysis of Pearson correlation of physiochemical variables in Qinhe River and Danhe River |
2.3.2 浮游植物群落结构与环境因子的CCA分析
选择WT、pH、NH4+-N、TP、F-和NO3--N共6个水环境因子和耕地、城镇建设用地和农村聚落用地面积比例与沁河浮游植物优势种的密度进行CCA分析.丹河选择WT、pH、NH4+-N、Cl-、SO42-和NO3--N共6个水环境因子和耕地、林地、草地、城镇建设用地和农村聚落用地面积比例与丹河浮游植物优势种的密度进行CCA分析.沁河和丹河的CCA排序图表明前3轴的物种-环境关系累积百分比分别达到89.64%和86.92%, 表明排序能够较好地反映浮游植物与环境因子间的相互关系.
沁河CCA排序图显示河岸缓冲区林地面积比例是影响绿藻门绿球藻分布的主要驱动因子.而绿色裸藻的分布主要受硝态氮、TP和林地面积比例的影响.具星小环藻的分布主要受城镇建设用地的面积比例的影响.小球藻、啮蚀隐藻和尖尾蓝隐藻主要分布受农村聚落用地和耕地面积比例的影响[图 6(a)].
|
图 6 沁河晋城段浮游植物群落与环境因子的CCA排序 Fig. 6 CCA ordination plot between phytoplankton composition and environmental factors in Qinhe River of Jincheng region |
丹河CCA排序图显示啮蚀隐藻和具星小环藻的分布主要受pH和硫酸盐影响最大.绿色裸藻主要受城镇建设和草地面积影响最大.矩圆囊裸藻主要受林地面积和Cl-影响最大.史密斯胸隔藻的分布主要受水温和耕地面积影响最大.小球藻主要受氨氮和耕地面积影响最大[图 6(b)].
3 讨论不同河段中发现的浮游植物的种类密度和生物量存在差异, 晋城市沁河流域干流的浮游植物密度以绿藻(大于76%)为主, 其支流丹河浮游植物密度以硅藻(大于40%)为主.近年来对我国的内陆河流调查发现, 硅藻门和绿藻门作为主要的优势类群, 在物种丰富度和密度上都处于主导地位[25~34].如渭河陕西段丰枯水期的硅藻门和绿藻门是优势类群, 物种组成表现为绿藻-硅藻-蓝藻型[35].白洋淀汛期和非汛期的浮游植物是由绿藻和硅藻为主[36].北京北运河浮游植物的优势类群也是硅藻门和绿藻门[23].黑河张掖段浮游植物的优势类群是硅藻门[37].这说明沁河晋城段和国内大多数河流的浮游植物优势种类分布一致.硅藻和绿藻适应不同温度和高营养盐浓度环境, 较易形成优势类群[38].浮游植物的优势种种类数和其优势度对群落结构的稳定性亦有重要影响, 优势种种类数越多且优势度越小, 说明群落结构越复杂和越稳定.沁河和丹河的优势种数各为6个, 主要优势物种为小球藻、绿色裸藻、啮蚀隐藻和尖尾蓝隐藻等, 说明沁河晋城段浮游植物群落结构相对较为简单.
所有采样河段绿藻门占比都比较稳定, 这是因为绿藻无论在清洁水体还是在营养盐浓度较高的水体都可以大量生存, 适应力较强.沁河浮游植物生物量高的物种多属于裸藻门、硅藻门和隐藻门, 丹河浮游植物的生物量高的物种多属于裸藻门和硅藻门.沁河比丹河鉴定出的物种数多, 但是丹河浮游植物的密度和生物量都远多于沁河.丹河浮游植物多样性指数和均匀度指数均高于沁河, 丹河大多数点位都发现了3种以上硅藻门的物种, 而沁河中游物种主要集中在绿藻门的小球藻, 多样性和均匀度指数较低.丹河中下游点位浮游植物均匀度指数也较低, 这些点位浮游植物物种的个数不一, 主要是硅藻门的具星小环藻和隐藻门的啮蚀隐藻, 其他物种数较少.
水体中影响浮游植物生长的主要环境因子包括光照、温度和氮磷营养盐等, 不同研究中影响浮游植物群落结构的环境因子也各有差别.影响汛期白洋淀浮游植物群落的主要驱动因子为DO、高锰酸盐指数、总氮和总磷, 非汛期为DO、高锰酸盐指数、氨氮和总磷[36].影响渭河陕西段枯水期浮游植物群落结构的主要环境因子是总磷、pH和总溶解性固体, 丰水期是总磷和高锰酸盐指数[35].影响哈尔滨城市河网丰水期浮游植物群落分布特征的主要驱动因子是总磷和pH[39].本研究发现沁河绿球藻和绿色裸藻与硝酸盐和总磷浓度呈正相关关系, 说明硝酸盐氮和磷酸盐是浮游植物生长繁殖的重要营养元素[40], 且高营养盐有利于沁河绿藻门优势物种的生长.有研究发现[41], 不同氮源对不同藻类影响生长因素不同, 优势种为绿藻的水体一般硝酸盐含量较高.另有实验表明, 在磷浓度较高时绿藻占优势, 随着磷浓度降低, 硅藻逐渐占优势[40].另外, 缓冲区林地面积比例对它们的分布也有较大影响, 说明河岸缓冲区的林地分布对水质影响较为显著, 尤其是对水体的氨氮、硝酸盐氮有较大的影响.沁河具星小环藻的密度与缓冲区城镇建设用地面积比例和水温呈正相关关系.水温是影响浮游植物生长发育以及丰度变化等的重要环境因子, 硅藻门的具星小环藻属于高温种, 生长的适宜温度在30~40℃之间[42].城镇建设用地的面积比例也是影响具星小环藻分布的驱动因子, 说明随着城镇用地面积比例的增加, 具星小环藻密度也会增加.本研究也发现城镇建设用地的分布对水体硝酸盐氮和氟离子的浓度有显著影响, 说明河岸城镇建设用地比例的变化会通过影响水质变化而间接影响浮游植物的生长.本研究发现沁河具星小环藻密度最大的点位位于城镇面积比例最高的点位19, 也充分说明城镇用地比例的增加会造成具星小环藻的生长繁殖.沁河小球藻、尖尾蓝隐藻和啮蚀隐藻分布的主要驱动因子是缓冲区农村聚落用地比例和耕地面积比例.隐藻代表水体处于中富营养-重富营养状态[37], 啮蚀隐藻主要出现在耕地面积较多的点位15、16和26, 尖尾蓝隐藻主要分布在耕地和农村用地面积较大的点位6、7、11和14, 说明沁河中上游的水质存在一定程度污染, 可能是由于居民生活污水的排放以及农业非点源污染造成的.
有研究发现碱性条件有利于浮游植物进行光合作用[40], 在碱性水体中浮游植物具有较高的初级生产力.CCA排序显示, 丹河硅藻门的具星小环藻和隐藻门的啮蚀隐藻丰度与pH关系显著, 说明pH对丹河晋城段浮游植物的生产力具有较大影响.丹河硅藻门的具星小环藻和隐藻门的啮蚀隐藻丰度与硫酸盐浓度呈显著正相关, 说明具星小环藻和啮蚀隐藻对工业废水的水体污染起重要指示作用, 这与文献[42~45]的结论相似.硅藻门的史密斯胸隔藻丰度与水温呈正相关关系, 说明丹河的史密斯胸膈藻属于高温藻类, 适宜于温度较高的水体环境中.本研究中史密斯胸膈藻在水温耕地面积比例较大的点位(点位38、41~42和55)丰度较高.绿藻门的小球藻与氨氮浓度和河岸缓冲区耕地面积比例呈正相关关系, 说明水体氮磷营养物质对绿藻门的小球藻的分布有显著影响.本研究中发现氨氮浓度和耕地面积比例较大的点位(点位35和36)小球藻密度较高.裸藻门的绿色裸藻与城镇建设用地呈正相关关系.裸藻属于污染指示种[46], 多出现在人类活动干扰较大的水体环境, 且生物量较大[21].本研究发现矩圆囊裸藻丰度较高的点位主要位于丹河的中下游耕地和林地面积比例较高的点位(点位53~59).
4 结论(1) 晋城市沁河流域共鉴定出6门46种浮游植物, 沁河鉴定出浮游植物6门29种, 丹河鉴定出浮游植物6门36种, 其中以硅藻门与绿藻门为主, 分别为22种和12种, 分别占物种数的46.8%和25.5%.沁河绿藻门的小球藻优势度最高, 远高于其他物种.丹河硅藻门的具星小环藻优势度最高, 隐藻门的啮蚀隐藻为第二优势种.
(2) 各采样点浮游植物Shannon-Wiener(H′)的范围为0.35~3.15, 均值为1.40.Pielou(J)的范围是0.24~1.00, 均值是0.68.沁河的最大支流丹河浮游植物多样性指数高于沁河干流, 沁河中游和丹河中下游浮游植物均匀度指数最低.
(3) 河岸缓冲区林地面积比例是影响沁河绿藻门绿球藻分布的主要驱动因子.而绿色裸藻的分布主要受硝态氮、总磷和河岸林地面积比例的影响.具星小环藻的分布主要受城镇建设用地的面积比例和温度的影响.小球藻、啮蚀隐藻和尖尾蓝隐藻主要分布受农村聚落用地和耕地面积比例的影响.
(4) 丹河啮蚀隐藻和具星小环藻的分布主要受pH和硫酸盐影响.绿色裸藻主要受河岸城镇建设和草地面积影响.矩圆囊裸藻主要受林地面积比例和Cl-影响最大.史密斯胸隔藻的分布主要受水温和耕地面积比例影响最大.小球藻主要受氨氮和耕地面积影响最大.
| [1] |
李茜茜. 沁河流域晋城段水质评价及影响因素分析[D]. 太原: 山西财经大学, 2019. Li X X. Water quality assessment and influencing factor analysis in the Jincheng section of Qinhe River basin[D]. Taiyuan: Shanxi University of Finance and Economics, 2019. |
| [2] |
孟伟, 范俊韬, 张远. 流域水生态系统健康与生态文明建设[J]. 环境科学研究, 2015, 28(10): 1495-1500. Meng W, Fan J T, Zhang Y. Freshwater ecosystem health and ecological civilization construction at the watershed scale[J]. Research of Environmental Sciences, 2015, 28(10): 1495-1500. |
| [3] | Yuan Y X, Jiang M, Liu X T, et al. Environmental variables influencing phytoplankton communities in hydrologically connected aquatic habitats in the Lake Xingkai basin[J]. Ecological Indicators, 2018, 91: 1-12. DOI:10.1016/j.ecolind.2018.03.085 |
| [4] | Zhang S S, Xu H Z, Zhang Y F, et al. Variation of phytoplankton communities and their driving factors along a disturbed temperate river-to-sea ecosystem[J]. Ecological Indicators, 2020, 118. DOI:10.1016/j.ecolind.2020.106776 |
| [5] | Bowes M J, Gozzard E, Johnson A C, et al. Spatial and temporal changes in chlorophyll-a concentrations in the River Thames basin, UK: are phosphorus concentrations beginning to limit phytoplankton biomass?[J]. Science of the Total Environment, 2012, 426: 45-55. DOI:10.1016/j.scitotenv.2012.02.056 |
| [6] |
孙玉平, 于恒国, 周钦, 等. 典型富营养化城市河流——浙江温瑞塘河的浮游植物群落类型与季节变化[J]. 湖泊科学, 2018, 30(2): 375-384. Sun Y P, Yu H G, Zhou Q, et al. Seasonal variation of phytoplankton communities in Wenruitang River—A typical eutrophic urban river, Zhejiang Province[J]. Journal of Lake Sciences, 2018, 30(2): 375-384. |
| [7] |
胡芳, 许振成, 姚玲爱, 等. 剑潭水库浮游植物群落特征与水环境因子关系研究[J]. 环境科学学报, 2014, 34(4): 950-958. Hu F, Xu Z C, Yao L A, et al. Community structure of phytoplankton and its relationship with aquatic environment factors in Jiantan Reservoir[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2014, 34(4): 950-958. |
| [8] | Dodds W K, Bouska W W, Eitzmann J L, et al. Eutrophication of U.S. freshwaters: analysis of potential economic damages[J]. Environmental Science & Technology, 2009, 43(1): 12-19. |
| [9] | Torremorell A, Llames M E, Pérez G L, et al. Annual patterns of phytoplankton density and primary production in a large, shallow lake: the central role of light[J]. Freshwater Biology, 2009, 54(3): 437-449. DOI:10.1111/j.1365-2427.2008.02119.x |
| [10] | Tian C, Lu X T, Pei H Y, et al. Seasonal dynamics of phytoplankton and its relationship with the environmental factors in Dongping Lake, China[J]. Environmental Monitoring and Assessment, 2013, 185(3): 2627-2645. DOI:10.1007/s10661-012-2736-4 |
| [11] | Guo K, Wu N C, Wang C, et al. Trait dependent roles of environmental factors, spatial processes and grazing pressure on lake phytoplankton metacommunity[J]. Ecological Indicators, 2019, 103: 312-320. DOI:10.1016/j.ecolind.2019.04.028 |
| [12] |
程荣, 陈惠鑫, 亓畅, 等. 北运河流域沙河水库的浮游生物群落特征分析[J]. 环境科学学报, 2021, 41(1): 239-246. Cheng R, Chen H X, Qi C, et al. Characteristics of plankton community structure in Shahe Reservoir of the North Canal[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2021, 41(1): 239-246. |
| [13] |
杨敏, 张晟, 刘朔孺. 草街水库蓄水后嘉陵江浮游植物群落特征及水质评价[J]. 环境科学, 2015, 36(7): 2480-2486. Yang M, Zhang S, Liu S R. Phytoplankton community structure and water quality assessment in Jialing River after the impoundment of Caojie Reservoir[J]. Environmental Science, 2015, 36(7): 2480-2486. |
| [14] |
许志, 陈小华, 沈根祥, 等. 上海河道浮游植物群落结构时空变化特征及影响因素分析[J]. 环境科学, 2020, 41(8): 3621-3628. Xu Z, Chen X H, Shen G X, et al. Spatial and temporal variation of phytoplankton community structure and its influencing factors in Shanghai River channels[J]. Environmental Science, 2020, 41(8): 3621-3628. DOI:10.3969/j.issn.1000-6923.2020.08.043 |
| [15] | Shen J C, Qin G, Yu R D, et al. Urbanization has changed the distribution pattern of zooplankton species diversity and the structure of functional groups[J]. Ecological Indicators, 2021, 120. DOI:10.1016/j.ecolind.2020.106944 |
| [16] |
刘存歧, 孔祥玲, 张治荣, 等. 基于RDA的白洋淀浮游植物群落动态特征分析[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2016, 36(3): 278-285. Liu C Q, Kong X L, Zhang Z R, et al. Dynamics of phytoplankton community in Baiyangdian Lake based on the redundancy analysis(RDA)[J]. Journal of Hebei University(Natural Science Edition), 2016, 36(3): 278-285. DOI:10.3969/j.issn.1000-1565.2016.03.010 |
| [17] |
陶敏, 王永明, 谢碧文, 等. 沱江浮游生物群落时空分布及相关环境因子分析[J]. 水生生物学报, 2016, 40(2): 301-312. Tao M, Wang Y M, Xie B W, et al. Spatio-temporal distribution of plankton and driving environmental factors in the Tuojiang River[J]. Acta Hydrobiologica Sinica, 2016, 40(2): 301-312. |
| [18] |
孙丽梅, 汪文东, 高凤, 等. 宁波市某人工泻湖浮游生物变化特征及影响因素分析[J]. 生态毒理学报, 2018, 13(4): 60-67. Sun L M, Wang W D, Gao F, et al. Distribution and influencing factors of plankton in an artificial lagoon in Ningbo[J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2018, 13(4): 60-67. |
| [19] |
陈红, 刘清, 潘建雄, 等. 灞河城市段浮游生物群落结构时空变化及其与环境因子的关系[J]. 生态学报, 2019, 39(1): 173-184. Chen H, Liu Q, Pan J X, et al. Spatial and temporal variation of the plankton community and its relationship with environmental factors in the city section of the Ba River[J]. Acta Ecologica Sinica, 2019, 39(1): 173-184. |
| [20] | 王玉芬, 蔡李平. 晋城市地表水环境质量研究[A]. 见: 2019中国环境科学学会科学技术年会论文集(第二卷)[C]. 西安: 中国环境科学学会, 2019. 1443-1449. |
| [21] | 王汨, 马思琦, 杨柏贺, 等. 北运河水系秋季浮游植物功能群与水环境因子的关系[J]. 水产科技情报, 2019, 46(3): 176-180. |
| [22] | 国家环境保护总局. 水和废水监测分析方法[M]. (第四版). 北京: 中国环境科学出版社, 2002. |
| [23] |
贺玉晓, 刘天慧, 任玉芬, 等. 北运河秋冬季浮游植物群落结构特征及影响因子分析[J]. 环境科学学报, 2020, 40(5): 1710-1721. He Y X, Liu T H, Ren Y F, et al. Characteristics and influencing factors of phytoplankton community structure in autumn and winter of the North Canal, Beijing[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2020, 40(5): 1710-1721. |
| [24] |
刘珍妮, 夏霆, 孙淑文, 等. 苏北运东水网区浮游植物群落结构特征与环境因子的关系[J]. 水生态学杂志, 2019, 40(6): 45-53. Liu Z N, Xia T, Sun S W, et al. Phytoplankton community structure and its relationship with environment factors in the Yundong River network of Northern Jiangsu[J]. Journal of Hydroecology, 2019, 40(6): 45-53. |
| [25] |
邱阳凌, 林育青, 刘俊杰, 等. 淮河干流及主要支流夏季浮游植物群落生物多样性评价[J]. 环境科学学报, 2018, 38(4): 1665-1672. Qiu Y L, Lin Y Q, Liu J J, et al. The biodiversity assessment of phytoplankton community in summer within main stream and tributary of Huaihe River[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2018, 38(4): 1665-1672. |
| [26] |
马煜, 陆欣鑫, 范亚文. 松花江哈尔滨段浮游植物群落格局及其与环境因子的相关性[J]. 生态学报, 2021, 41(1): 224-234. Ma Y, Lu X X, Fan Y W. Correlation between phytoplankton community patterns and environmental factors in Harbin section of the Songhua River[J]. Acta Ecologica Sinica, 2021, 41(1): 224-234. |
| [27] |
朱利英, 陈媛媛, 刘静, 等. 温榆河水环境质量与浮游植物群落结构的时空变化及其相互关系[J]. 环境科学, 2020, 41(2): 702-712. Zhu L Y, Chen Y Y, Liu J, et al. Spatio-temporal evolution and relationship of water environment quality and phytoplankton community in Wenyu River[J]. Environmental Science, 2020, 41(2): 702-712. |
| [28] |
胡智华, 林妙丽, 李港, 等. 城市闸控河流浮游植物群落结构特征及影响因素[J]. 环境科学学报, 2021, 41(9): 3631-3640. Hu Z H, Lin M L, Li G, et al. Phytoplankton community characteristics and influencing factors of the urban gate-controlled rivers[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2021, 41(9): 3631-3640. |
| [29] |
王昊, 潘保柱, 赵耿楠, 等. 洞庭湖春秋季浮游植物群落结构及其与环境因子的关系[J]. 长江流域资源与环境, 2021, 30(11): 2659-2669. Wang H, Pan B Z, Zhao G N, et al. Community characteristics of phytoplankton and its relationship with environmental factors in spring and autumn in Dongting Lake[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2021, 30(11): 2659-2669. |
| [30] |
王远飞, 周存通, 赵增辉, 等. 亚热带水库浮游植物季节动态及其与环境因子的关系[J]. 生态学报, 2021, 41(10): 4010-4022. Wang Y F, Zhou C T, Zhao Z H, et al. Seasonal dynamics of phytoplankton and its relationship with the environmental factors in subtropical reservoirs[J]. Acta Ecologica Sinica, 2021, 41(10): 4010-4022. |
| [31] |
张春梅, 朱宇轩, 宋高飞, 等. 南水北调中线干渠浮游植物群落时空格局及其决定因子[J]. 湖泊科学, 2021, 33(3): 675-686. Zhang C M, Zhu Y X, Song G F, et al. Spatiotemporal pattern of phytoplankton community structure and its determining factors in the channel of the middle route of South-to-North water diversion project[J]. Journal of Lake Sciences, 2021, 33(3): 675-686. |
| [32] |
杨宋琪, 高兴亮, 王丽娟, 等. 西北干旱区典型水库浮游植物群落结构特征及驱动因子[J]. 湖泊科学, 2021, 33(2): 377-387. Yang S Q, Gao X L, Wang L J, et al. Phytoplankton community structure and driving factors in typical reservoirs of arid region of northwest China[J]. Journal of Lake Sciences, 2021, 33(2): 377-387. |
| [33] |
赵秀侠, 卢文轩, 梁阳阳, 等. 安徽三座通江湖泊秋季浮游植物群落结构特征及其影响因子[J]. 生态学杂志, 2021, 40(1): 67-75. Zhao X X, Lu W X, Liang Y Y, et al. Community structure of phytoplankton and affecting factors in autumn in three Yangtze River-connected lakes, Anhui, China[J]. Chinese Journal of Ecology, 2021, 40(1): 67-75. |
| [34] |
郭杰, 王珂, 段辛斌, 等. 长江荆江段浮游生物群落结构特征及其与环境因子的关系[J]. 长江流域资源与环境, 2020, 29(9): 1954-1964. Guo J, Wang K, Duan X B, et al. Characteristics of plankton community and its relationships with environmental factors in the Jingjiang reach of the Yangtze River[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2020, 29(9): 1954-1964. |
| [35] |
白海锋, 王怡睿, 宋进喜, 等. 渭河陕西段浮游植物群落结构时空变化与影响因子分析[J]. 环境科学学报, 2021, 41(8): 3290-3301. Bai H F, Wang Y R, Song J X, et al. Spatio-temporal characteristics and influencing factors of phytoplankton community structure in the Shaanxi section of Weihe River, China[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2021, 41(8): 3290-3301. |
| [36] |
李娜, 周绪申, 孙博闻, 等. 白洋淀浮游植物群落的时空变化及其与环境因子的关系[J]. 湖泊科学, 2020, 32(3): 772-783. Li N, Zhou X S, Sun B W, et al. Spatiotemporal variation of phytoplankton community and its relationship with environmental factors in the Lake Baiyangdian[J]. Journal of Lake Sciences, 2020, 32(3): 772-783. |
| [37] |
杨宋琪, 祖廷勋, 王怀斌, 等. 黑河张掖段浮游植物群落结构及其与环境因子的关系[J]. 湖泊科学, 2019, 31(1): 159-170. Yang S Q, Zu T X, Wang H B, et al. Relationship between the structure of phytoplankton community and environmental factors in the Zhangye section of Heihe River[J]. Journal of Lake Sciences, 2019, 31(1): 159-170. |
| [38] | Boyd P W, Law C S, Wong C S, et al. The decline and fate of an iron-induced subarctic phytoplankton bloom[J]. Nature, 2004, 428(6982): 549-553. DOI:10.1038/nature02437 |
| [39] |
路枫, 李磊, 齐青松, 等. 哈尔滨城市河网丰水期浮游植物群落分布特征及驱动因子[J]. 环境科学, 2021, 42(7): 3253-3262. Lu F, Li L, Qi Q S, et al. Distribution characteristics and influencing factors of phytoplankton community in Harbin urban river network during wet season[J]. Environmental Science, 2021, 42(7): 3253-3262. |
| [40] |
刘俊鹏, 屈亮, 刘信勇, 等. 不同营养条件对地表水藻类生长的影响[J]. 环境工程, 2016, 34(S1): 407-410. Liu J P, Qu L, Liu X Y, et al. Effects of different nutrient conditions on the growth of algae in surface water[J]. Environmental Engineering, 2016, 34(S1): 407-410. |
| [41] |
刘春光, 金相灿, 孙凌, 等. 不同氮源和曝气方式对淡水藻类生长的影响[J]. 环境科学, 2006, 27(1): 101-104. Liu C G, Jin X C, Sun L, et al. Effects of nitrogen source and aeration mode on algae growth in freshwater[J]. Environmental Science, 2006, 27(1): 101-104. |
| [42] |
姜登岭, 赵昊, 邬喜红, 等. 嘉兴城市河网区高、低水位期浮游植物群落及其与环境因子的典范对应分析[J]. 环境化学, 2020, 39(9): 2540-2550. Jiang D L, Zhao H, Wu X H, et al. Model correspondence analysis of phytoplankton community and its environmental factors at high and low water levels in urban river network area of Jiaxing City[J]. Environmental Chemistry, 2020, 39(9): 2540-2550. |
| [43] |
王翠红, 张金屯. 汾河水库及河道中优势硅藻生态位的研究[J]. 生态学杂志, 2004, 23(3): 58-62. Wang C H, Zhang J T. Niche analysis of diatoms in Fenhe river and Fenhe reservoir[J]. Chinese Journal of Ecology, 2004, 23(3): 58-62. DOI:10.3321/j.issn:1000-4890.2004.03.013 |
| [44] |
孙雅薇. 七星河自然保护区浮游生物功能群研究及水质评价[D]. 哈尔滨: 东北林业大学, 2019. 30-50. Sun Y W. Research on plankton functional groups and water quality evaluation in qixinghe nature reserve[D]. Harbin: Northeast Forestry University, 2019. 30-50. |
| [45] |
孔晓乐, 王仕琴, 赵焕, 等. 华北低平原区地下水中氟分布特征及形成原因: 以南皮县为例[J]. 环境科学, 2015, 36(11): 4051-4059. Kong X L, Wang S Q, Zhao H, et al. Distribution characteristics and source of fluoride in groundwater in lower plain area of North China Plain: a case study in Nanpi County[J]. Environmental Science, 2015, 36(11): 4051-4059. |
| [46] |
陆欣鑫, 刘妍, 范亚文. 呼兰河湿地夏、秋两季浮游植物功能分组演替及其驱动因子[J]. 生态学报, 2014, 34(5): 1264-1273. Lu X X, Liu Y, Fan Y W. Relationships between environmental variables and seasonal succession inphytoplankton functional groups in the Hulan River Wetland[J]. Acta Ecologica Sinica, 2014, 34(5): 1264-1273. |