周宇建
, 张永勇, 花瑞祥
ZHOU Yujian, ZHANG Yongyong, HUA Ruixiang
通讯作者:
收稿日期: 2016-03-2
修回日期: 2016-07-7
网络出版日期: 2016-09-10
版权声明: 2016 《地理研究》编辑部 《地理研究》编辑部
基金资助:
作者简介:
作者简介：周宇建（1992- ）,男,吉林白城人,硕士,主要从事生态水文方面的研究。E-mail: zhouyj.15s@igsnrr.ac.cn
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摘要
浮游植物是水生态系统的初级生产者,直接影响着水生态系统的结构、功能与稳定性。基于2012-2014年淮河流域沙颍河—淮干中游浮游植物和水质4次汛期和非汛期采集数据,利用物种优势度和多样性指数对浮游植物的时空分布进行表征,并利用冗余度分析、偏相关性分析等方法探索了淮河中上游流域的多种水环境因子对浮游植物时空分布的影响。结果表明,从时间变化上看,2012-2014年浮游植物密度呈现逐年递减趋势;从空间变化上看,物种丰度呈现从上游至下游逐渐减少趋势。从时空变化的影响因素上看,非汛期总磷和电导率影响最大,其解释度分别为：10.96%和8.36%;汛期总磷、总氮和氨氮影响最大,其解释度分别为9.47%、8.08%和6.96%。
关键词：
Abstract
Phytoplankton is primary producer of aquatic ecosystem, and is also the main part of aquatic organism. The changes of phytoplankton assemblage strongly relate with water environmental factors. Spatial and temporal distribution of phytoplankton directly affects the structure and stability of the aquatic ecosystem. Moreover, the growth and abundance of phytoplankton are also the sensitive indicators to the river environment. The Huaihe River Basin is one of highly polluted basins in China. Many studies were focused on the flooding and water pollution controls, but paid less attention to the ecological restoration due to the shortages of ecological data. In our study, the upper and middle reaches of the Huaihe River Basin were selected as the study area. Phytoplankton species were investigated and identified for four times at ten stations from 2012 to 2014. The spatial distribution of phytoplankton was assessed by using the dominance and Shannon-Wiener indices. Moreover, the relationship between phytoplankton assemblages and water environment were detected and the main water environment variables were identified by using partial correlation analysis and redundancy analysis (RDA). Finally, the contributions of key water environment variables on the phytoplankton assemblages were quantified individually. Results showed that: (1) the phytoplankton species and their densities reduced year by year. The species number decreased from 93 to 57, and the densities decreased from 1.64×109 cell /m3 to 7.36×108 cell/m3 from 2012 to 2014. The abundance of phytoplankton in wet season was significantly higher than that in dry season, and the average abundance decreased from Zhaopingtai Station to Bengbu Station. (2) The key water environmental factors affected phytoplankton assemblages in the wet season were total phosphorus (TP), total nitrogen (TN) and ammonium nitrogen (NH4-N), and their contributions were 9.47%, 8.08% and 6.96%, respectively. In the dry season, total phosphorus (TP) and specific conductance (CON) were the key factors, and their contributions were 10.96% and 8.36%, respectively. Therefore, the ecological restoration should pay more attention to the control of industrial nutrient emission or agriculture nutrient loss. This study was expected to provide the foundation for the water environment management and also give reference to the water ecosystem health assessment and management of the heavily polluted rivers.
Keywords：
2013年,水利部在《关于加快推进水生态文明建设工作的意见》（水资源[2013]1号）中,明确提出了“水是生命之源、生产之要、生态之基”,将水生态系统的健康发展提到了十分重要的地位。关注水环境乃至整个水生态系统的健康情况已成为水资源保护中十分重要的环节,对国民经济的发展起着重要的作用[1]。由于人们对水资源的滥用,水生态系统遭到了一定程度的破坏,水生态失衡问题较为严重[2,3]。有效地保护水生态系统已成为社会与自然协调发展的必然要求。浮游植物是整个水生态系统的初级生产者,其种类、数量及群落结构的变化都与某些环境因子密切相关,直接影响着水生态系统的结构、功能与稳定性[4,5]。因此,在改善水生态系统的研究中,关注浮游植物的空间分布及探究影响其分布的关键因子具有十分重要的现实意义。
关于特定水体中浮游植物的群落组成及其与水环境因子之间的关系研究已有很多报道,如吴玉霖等[6]针对长江口海域浮游植物与径流关系的单因子分析,王菊翠等[7]对陕西段泾河水质时空分布进行了多元统计分析等。由于传统的研究方法不能以环境因子为变量,对浮游植物的分布特征进行分析和解释[8]。而冗余度分析（redundancy analysis,RDA）能有效地对多个环境指标进行统计检验,并且能确定对群落变化具有最大解释能力的最小变量组,进而更好地反映群落与环境之间的关系。因此,近几年此方法已广泛应用于水域生态系统研究[9-13]。
淮河由于闸坝众多、人口聚集、排污严重等问题,其水环境和水生态状况持续恶 化[14]。在流域水质治理的同时,水生态系统健康不容忽视。以往淮河流域注重于水质方面的研究与治理,流域水生态系统研究还有待加强[15-18]。本文拟采用多元统计分析方法深入探究浮游植物的空间分布特点及其与环境因子之间的关系,为分析淮河中上游流域水环境治理和水生态修复提供依据,也为多闸坝重污染河流水生态健康评估和管理提供参考和借鉴。
淮河流域（30°55′N~36°36′N,111°55′E~121°25′E）位于中国东部,流域面积27万km2,是中国第六大流域。本文选取了淮河中上游10个站点,涉及淮河干流和沙颍河两条水系（图1）。从地理位置来看,昭平台站点位于昭平台水库上游,其余9个站点均位于闸坝下游。昭平台、白龟山、漯河站点位于沙颍河上游,周口、槐店站点位于沙颍河中游,阜阳、颍上站点位于沙颍河下游,临淮岗、鲁台子和蚌埠站点均在淮河干流。
浮游植物和水样采集时间：2012年12月-2014年7月,每年分为汛期（7月）和非汛期（12月）2次,共采集4次。
浮游植物采用有机玻璃采集器采集,在0~2 m的水层取5000 ml入瓶中,以鲁哥试剂固定。经24 h沉淀后浓缩,加入甲醛保存。标本使用0.1 ml的计数框于显微镜下计数[19],由此得到水体中浮游植物的密度。
水样的采集及保存方法遵循《地表水和污水监测技术规范》（HJ/T91-2002）。水样测试指标：pH值(pH),电导率(CON),氧化还原电位(ORP),氨氮(NH4-N),高锰酸盐指数(CODMn),重铬酸盐指数(CODCr),总磷(TP),总氮(TN)和溶解氧(DO)。pH、CON、ORP和DO的值在现场以多探头水质检测仪（HACH HQ 30d）测定。NH4-N、CODMn、CODCr、TP和TN的值在实验室测定。其中,营养源有：TP、TN和NH4-N。具体测定方法如下：NH4-N测定方法遵循《水质铵的测定纳氏试剂分光光度法》（GB7479-87）;CODMn测定方法遵循《高锰酸盐指数的测定》（GB11892-89）;CODCr测定遵循《重铬酸钾法的测定》（GB11914-89）;TP使用钼酸铵分光光度法测定;TN采用离子色谱法进行测定。
2.3.1 浮游植物指标 浮游植物数据通过计算优势度（dominance）选取优势物种,再计算Shannon-Wiener 多样性指数判断站点浮游植物的时空分布情况。优势度表示物种群落内物种类处于何种优势或劣势状态的群落测定度。计算公式如下[20]：
式中：ni为第i种浮游植物的丰度;f为该种在各站点中出现的频率;N为总丰度。本文中确定D≥0.02的为优势种[20]。
Shannon-Wiener多样性指数为生物多样性测定方法的一种,关注于局域均匀生境下的物种数目,可以通过指数的大小判断不同地区的物种差异。计算公式如下[21]：
式中：H为群落的多样性指数;Pi为样品中属于第i种的个体的比例;如样品总个体数为N,第i种个体数为ni,则Pi=ni/N。
2.3.2 偏相关分析 由于观测的环境因子种类较多,可采用偏相关分析系数来度量两个要素之间的密切程度,排除与其他环境因子偏相关性较高的因子。偏相关系数计算公式如下：
式中：rxy,z为变量z固定后变量x和y的偏相关系数;rxy、rxz、ryz分别表示变量x与变量y、变量x与变量z、变量y与变量z的相关系数。在本文中,偏相关系数r>0.5且显著性检验P<0.05的两个环境因子将有一个要被剔除[22]。
2.3.3 RDA分析 RDA是一种线性多元直接梯度分析,它基于统计学的角度评价一个或一组变量与另一组多变量数据之间的关系。通过利用RDA分析方法确定环境因子对浮游植物的空间分布的解释量,并分析得到每种环境因子的影响权重,进而确定影响浮游植物分布的关键因子。计算公式如下：
式中：
上述偏相关性分析、RDA分析等均在R 3.0.1软件中进行。数据显著性检验调用t.test函数进行T检验。水质数据偏相关性分析调用corpcor包中的cor2pcor函数。RDA分析将浮游植物数据与水质数据作为两个数据矩阵输入,调用vegan函数包中的rda函数进行分析。数据分析之前,需要对浮游植物数据和水质数据进行“0~1”归一化处理,以剔除数量级和不同单位之间的影响。其显著性检验调用permutest函数进行Monte Carlo显著性检验。由于浮游植物种类过多,选取典型浮游植物进行分析。典型植物选取原则如下：在一次观测采样中,某种浮游植物至少在两个观测点的数量占相应站点物种总数量的1%以上（包括1%）;所选择的典型浮游植物至少在两次采样中出现过[24]。
从表1可知,2012年到2014年,汛期与非汛期的水质数据具有一定差异。其中,CON、NH4-N、TN和DO指标的汛期与非汛期数据之间具有显著的差异性（P<0.05）。除pH外,ORP、CODMn、CODCr和TP指标汛期和非汛期也均存在一定差异性,统计值P均趋近于0.05。汛期（或非汛期）的两次数据之间总体变化保持一致,均值与变化范围差别不大。pH、CON、ORP和DO表征水的理化性质。其中,DO呈逐年减小趋势,pH和DO在汛期变化范围较非汛期剧烈。TP、TN、CODMn、CODCr和NH4-N表征水质情况。其中,TP和CODMn在整体上呈现增大趋势。总体上,非汛期监测数据高于汛期监测数据。空间上,水中营养源在沙颍河中下游及淮河干流上的浓度高,在沙颍河上游浓度较小。
表1 环境因子平均值及其变化范围
Tab. 1 Mean values of environmental variables and their ranges
| 非汛期 | 汛期 | P | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2012-12 | 2013-12 | 平均值 | 2013-7 | 2014-7 | 平均值 | |||
| pH | 8.26 ±0.34 | 8.28 ±0.22 | 8.26±0.34 | 7.70 ±1.17 | 8.24 ±0.39 | 7.7±1.17 | 0.350 | |
| CON(μs·cm–1) | 851.00 ±507.00 | 717.50 ±408.50 | 833.5±524.5 | 573.70 ±414.30 | 851.00 ±507.00 | 758.7±599.3 | 0.040 | |
| ORP(mv) | 186.20 ±103.00 | 224.00 ±22.70 | 186.2±103 | 143.05 ±23.15 | 269.35 ±160.75 | 269.35±160.75 | 0.059 | |
| NH4-N(mg·L–1) | 1.48 ±1.38 | 1.27 ±1.09 | 1.48±1.38 | 0.47 ±0.34 | 0.32 ±0.19 | 0.47±0.34 | 0.030 | |
| CODMn(mg·L–1) | 2.56 ±1.76 | 3.13 ±2.16 | 3.05±2.25 | 3.31 ±2.10 | 2.92 ±1.94 | 3.20±2.22 | 0.070 | |
| CODCr(mg·L–1) | 16.55 ±6.55 | 13.15 ±3.15 | 16.55±6.55 | 12.30 ±2.30 | 17.10 ±4.50 | 15.8±5.8 | 0.064 | |
| TP/mg·L–1) | 0.17 ±0.14 | 0.14 ±0.12 | 0.16±0.14 | 0.11 ±0.09 | 0.21 ±0.19 | 0.20±0.18 | 0.080 | |
| TN(mg·L–1) | 4.73 ±4.23 | 4.88 ±3.95 | 4.73±4.23 | 2.49 ±1.80 | 2.72 ±1.75 | 2.58±1.89 | 0.045 | |
| DO(mg·L–1) | 11.13 ±1.42 | 11.00 ±2.39 | 11±2.39 | 9.72 ±7.68 | 7.12 ±3.46 | 9.72±7.68 | 0.002 | |
为增大单次分析的数据量,更好地对环境因子的重要性进行解释,本文将4次观测数据整合为汛期（2013-7和2014-7）和非汛期（2012-12和2013-12）2次数据。
3.2.1 优势物种分析 浮游植物的种类数由2012年12月-2014年7月份变化很大,4次采样浮游植物的种类总数分别为937586和57。物种涵盖了硅藻门、黄藻门、甲藻门、金藻门、蓝藻门、裸藻门、绿藻门及隐藻门,共8个门类。浮游植物总浓度由1.64×109 cell/m3减小至7.36×108 cell/m3,呈现逐年递减趋势,且汛期（7月）浓度高于同年非汛期（12月）浓度。
4次采样期间,共发现12个优势物种,其分布情况如表2所示。其中,硅藻6种,分别为：梅尼小环藻、变异直链藻、钝脆杆藻、简单舟形藻、颗粒直链藻和科曼小环藻,D值的范围为0.02~0.16;绿藻3种,分别为：星形冠盘藻、单角盘星藻和不对称衣藻,D值的范围为0.02~0.03;隐藻1种,为卵形隐藻,2012年12月的D值是0.05,2013年12月的D值是0.02;蓝藻1种,为小席藻,D值是0.02。自2012年12月至2014年7月,优势物种由6种减少至2种。其中,梅尼小环藻浓度由26.70×107 cell/m3减少至5.79×107 cell/m3;颗粒直链藻浓度由6.55×107 cell/m3减少至4.01×107 cell/m3,均呈现逐年递减的趋势。
表2 浮游植物优势种及其数量
Tab. 2 Dominant phytoplankton species and their amounts
| 时间 | 名称 | D值 | 浓度（×107cell/m3） | 门类 |
|---|---|---|---|---|
| 2012-12 | 梅尼小环藻 | 0.13 | 26.7 | 硅藻 |
| 变异直链藻 | 0.11 | 22.45 | 硅藻 | |
| 钝脆杆藻 | 0.07 | 14.1 | 硅藻 | |
| 卵形隐藻 | 0.05 | 12.1 | 隐藻 | |
| 简单舟形藻 | 0.03 | 5.9 | 硅藻 | |
| 颗粒直链藻 | 0.03 | 6.55 | 硅藻 | |
| 2013-7 | 颗粒直链藻 | 0.08 | 14.01 | 硅藻 |
| 星形冠盘藻 | 0.03 | 4.72 | 绿藻 | |
| 单角盘星藻 | 0.02 | 6.05 | 绿藻 | |
| 小席藻 | 0.02 | 4.88 | 蓝藻 | |
| 2013-12 | 科曼小环藻 | 0.16 | 15.16 | 硅藻 |
| 梅尼小环藻 | 0.12 | 13.24 | 硅藻 | |
| 不对称衣藻 | 0.02 | 3.07 | 绿藻 | |
| 卵形隐藻 | 0.02 | 2.85 | 隐藻 | |
| 2014-7 | 梅尼小环藻 | 0.06 | 5.79 | 硅藻 |
| 颗粒直链藻 | 0.03 | 4.01 | 硅藻 |
图2表示4次采样中优势物种的浓度分布情况。优势物种的浓度分布不均匀,集中分布在沙颍河中下游的周口、槐店闸、阜阳闸和颍上闸四个站点,且物种浓度高,其中阜阳闸的优势物种浓度最大;位于沙颍河上游的昭平台、白龟山水库、漯河站点的优势物种浓度低;位于淮河干流的临淮岗、鲁台子和蚌埠站点的优势物种分布较广泛,浓度低。
3.2.2 Shannon-Wiener多样性指数分析 图3表示4次采样浮游植物物种多样性指数时空分布情况。从时间变化来看,总体上,物种多样性指数呈逐年减小趋势,非汛期（12月）物种的多样性指数要高于汛期（7月）。昭平台物种多样性指数从4.24减小为2.95,漯河从4.15减小至2.39,临淮岗从3.4减小至2.3,多样性指数变化大。从空间变化来看,上游至下游的物种多样性指数呈递减趋势。以2012年12月为例,昭平台站点物种多样性指数为4.24,漯河站点为4.15,物种丰富。但两站点间的白龟山站点物种多样性指数为2.74,浮游植物种类少。主要是由于白龟山位于沙颍河水系中的沙河上游,同时该站点为水库,人类活动影响较强。而漯河站点主要河流有沙河、澧河、颍河等,浮游植物的来源丰富,因此白龟山水库站点的浮游植物种类少。位于沙颍河中下游的周口、槐店、阜阳和颍上站点的物种多样性指数分别为3.51、3.68、3.51和3.71,浮游植物种类多,指数数值接近,沙颍河中下游段浮游植物分布丰富;位于淮河干流上的临淮岗、鲁台子和蚌埠站点多样性指数,分别为3.40、3.29和2.88,浮游植物种类少。
图3 各站点浮游植物Shannon-Wiener多样性指数
Fig. 3 Shannon Wiener index of phytoplankton at each station
根据浮游植物的多样性指数和优势物种的分析,可以将淮河中上游流域的浮游植物分布分为三个区域：沙颍河上游段（昭平台至漯河）,该段浮游植物种类多,但白龟山站点位于水库下游,人类活动强度大,因此影响了浮游植物的空间分布和生长;沙颍河中下游段（周口至颍上）,该段浮游植物种类较多,优势物种浓度最高且集中分布在此区域;淮河干流段（临淮岗至蚌埠）,该段浮游植物的种类最少且浓度最低。总体上,淮河中上游流域浮游植物种类呈现上游至下游递减的趋势。
表3为汛期与非汛期各环境因子之间的偏相关性系数。根据各个因子间的偏相关性程度,剔除具有显著偏相关性的环境因子（r>0.5, P<0.05）。在汛期,pH与CODCr的偏相关系数为0.57（P<0.05）;CON与NH4-N为0.66（P<0.01）,与TN为0.78（P<0.01）;NH4-N与CODCr为0.51（P<0.05）;CODCr与TN为-0.71（P<0.01）。在非汛期,pH与DO的偏相关系数为0.79（P<0.01）;ORP与TP为-0.52（P<0.05）,与DO为-0.57（P<0.01）;NH4-N与TN为0.75（P<0.01）;CODMn与TN为0.67（P<0.01）。根据各因子间的偏相关系数,将汛期的CODCr、CON剔除,选取主要环境因子为pH、ORP、NH4-N、CODMn、TP、TN和DO;将非汛期的DO、ORP、TN剔除,选取主要环境因子为pH、CON、NH4-N、CODMn、CODCr和TP。
表3 汛期与非汛期环境因子的偏相关系数
Tab. 3 Partial correlation coefficients of environmental factors in wet and dry seasons
| 非汛期 | 汛期 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| pH | CON | ORP | NH4-N | CODMn | CODCr | TP | TN | DO | |
| pH | -0.28 | 0.46* | 0.19 | 0.24 | 0.12 | 0.06 | -0.38 | 0.79** | |
| CON | -0.12 | 0.24 | 0.01 | 0.12 | 0.36 | 0.11 | 0.02 | 0.29 | |
| ORP | -0.02 | 0.11 | 0.43* | -0.29 | -0.42* | -0.52* | 0.03 | -0.57** | |
| NH4-N | -0.05 | 0.66** | 0.07 | -0.32 | 0.41* | 0.43* | 0.75** | -0.14 | |
| CODMn | 0.02 | 0.19 | 0.49* | 0.38 | 0.04 | 0.01 | 0.67** | -0.33 | |
| CODCr | 0.57* | 0.65* | -0.18 | 0.51* | 0 | 0.22 | -0.26 | -0.19 | |
| TP | -0.39 | 0.14 | -0.21 | 0.29 | 0.15 | 0.26 | 0 | -0.22 | |
| TN | 0.39 | 0.78** | 0.02 | 0.48* | -0.08 | -0.71* | 0.34 | 0.42* | |
| DO | -0.06 | -0.01 | -0.03 | 0.33 | -0.15 | 0.26 | -0.49* | 0.26 | |
由于浮游植物种类众多,根据1.3.1中典型浮游植物筛选原则,确定15种浮游植物作为典型物种（表4）。这15种典型浮游植物同时关注浮游植物的时间与空间分布。与11种优势物种相比,更能代表浮游植物的总体分布情况。RDA分析判断主要环境因子对浮游植物的空间分布的解释程度,确定每一种环境因子对浮游植物的解释量。图4依次为非汛期和汛期浮游植物与环境因子之间的RDA分析排序图。RDA分析表明,汛期与非汛期Monte Carlo置换检验所有排序轴均达到了显著水平（P<0.05）,说明排序结果理想。非汛期的环境因子对于浮游植物空间分布的总体变异解释度为37.16%,前两轴累计解释量为30.47%;汛期的环境因子对于浮游植物空间分布的总体解释度为50.02%,前两轴累计解释量为41.51%。总体上,汛期的环境因子对于浮游植物的空间分布变异的解释程度高于非汛期。
表4 淮河中上游典型浮游植物
Tab. 4 Typical phytoplankton species in the Huaihe River
| 简称 | 中文名 | 拉丁名 |
|---|---|---|
| fr.ca | 钝脆杆藻 | Fragilaria capucina |
| ni.pa | 谷皮菱形藻 | Nitzschia palea |
| cr.ac | 尖尾蓝隐藻 | Cryptomonas acuta |
| sy.ac | 尖针杆藻 | Synedra acus |
| cy.co | 科曼小环藻 | Cyclotella comensis |
| me.gr | 颗粒直链藻 | Melosira granulata |
| cr.ov | 卵形隐藻 | Cryptomonas ovata |
| cy.me | 梅尼小环藻 | Cyclotella meneghiniana |
| oo.so | 单生卵囊藻 | Oocystis solitaria |
| sc.ab | 多棘栅藻 | Scenedesmus abundans |
| sc.di | 二形栅藻 | Scenedesmus dimorphus |
| an.sp | 螺旋纤维藻 | Ankistrodesmus spiralis |
| sc.ni | 拟菱形弓形藻 | Schroederia nitzschioides |
| cr.ap | 十字藻 | Crucigenia apiculata |
| cr.te | 四足十字藻 | Crucigenia tetrapedia |
图4 浮游植物与环境因子的RDA排序图
Fig. 4 Correlation plots of the redundancy analysis (RDA) on the relationship between the environmental variables and phytoplankton taxa
表5表示非汛期与汛期每一种环境因子与浮游植物的RDA分析情况。方差贡献表示其对浮游植物空间分布的解释程度,贡献越大,影响程度越高。非汛期环境因子的影响程度依次为：TP（0.59）、CON（0.45）、NH4-N（0.38）、CODMn（0.27）、CODCr（0.19）和pH（0.12）。RDA排序图中,TP和CON均与第一轴呈负相关,代表TP与CON的变化特征,浮游植物浓度会随着TP与CON浓度的增大而减少。TP作为水中营养源,对浮游植物的生长发育有很大的影响[25]。磷营养元素能调节浮游植物的生长,一定浓度范围内磷可以促进浮游植物的生长,浓度过低会限制浮游植物的数量[26],而浓度过高,不仅导致水体富营养化,污染严重,还会导致浮游植物种类组成发生变化,使得优势种明显减少[27]。RDA结果表明较多的浮游植物分布在TP浓度较低的位置,如位于沙颍河上游的漯河;少数分布在浓度较高的位置,如位于沙颍河中游的槐店。CON作为表征水中离子数量的参数,水体电导率可以反映水中无机质含量的丰富程度。它同样对浮游植物的分布有很大程度的影响,它的变化会引起浮游植物物种多样性的变化[28,29]。在淮河中上游流域,如卵形隐藻因喜好在富营养化条件下生存,其物种浓度会随着电导率的升高而增大[30]。
表5 浮游植物与环境因子的RDA分析
Tab. 5 Redundancy analysis results of phytoplankton and environmental factors
| 时间 | 环境 因子 | 与第一轴 夹角余弦值 | 与第二轴 夹角余弦值 | 方差 贡献 |
|---|---|---|---|---|
| 非汛期 | pH | 0.09 | -1.00 | 0.12 |
| CON | -0.98 | -0.18 | 0.45 | |
| NH4-N | -0.36 | -0.93 | 0.38 | |
| CODMn | -0.52 | -0.85 | 0.27 | |
| CODCr | -0.97 | 0.25 | 0.19 | |
| TP | -1.00 | 0.02 | 0.59 | |
| 汛期 | pH | -1.00 | -0.06 | 0.23 |
| ORP | 0.34 | -0.94 | 0.33 | |
| NH4-N | -0.89 | 0.46 | 0.50 | |
| CODMn | -1.00 | -0.07 | 0.21 | |
| TP | -0.66 | -0.75 | 0.68 | |
| TN | -0.99 | -0.15 | 0.58 | |
| DO | -0.42 | 0.91 | 0.45 |
汛期环境因子对浮游植物的影响程度依次为：TP（0.68）、TN（0.58）、NH4-N（0.50）、DO（0.45）、ORP（0.33）、pH（0.23）和CODMn（0.21）。同样,汛期水中营养源TP、TN和NH4-N对浮游植物的影响也很大,这三个因子对浮游植物的解释度占总解释度的59.06%。作为水中氮营养源的TN、NH4-N对浮游植物的生长发育有很大影响。在RDA排序图中,TN和NH4-N与第一轴均呈负相关,代表了水中氮营养源的浓度变化特征,浮游植物的浓度会随着TN和NH4-N浓度的增大而减小。TP与第二轴呈负相关,代表了水中磷营养源的浓度变化特征,浮游植物的浓度会随着TP浓度的增大而减小。
对比观测数据可知,2012年12月-2014年7月,营养源浓度总体呈递增趋势（表1）,而浮游植物优势物种和总体浓度都呈明显下降趋势。淮河中流域上游由于受到了水体污染、人类活动等因素的影响,水体中的营养源含量较高,干扰了浮游植物的生长及空间分布。
（1）淮河中上游流域浮游植物时空差异明显,在时间上浓度逐年递减;在空间上物种分布自上游至中游递减。优势物种以硅藻为主,其次为绿藻。根据物种多样性指数和优势物种空间分布情况,将淮河中上游流域大致分为：沙颍河上游段（昭平台至漯河）,浮游植物最丰富,优势物种较少,水库调度影响明显;沙颍河中下游段（周口至颍上）,浮游植物较丰富,优势物种集中分布;淮河干流段（临淮岗至蚌埠）,浮游植物物种匮乏,优势物种分布最少。
（2）淮河中上游水体中营养源和电导率对浮游植物的生长与分布有着很大影响。其中,营养源可以调节浮游植物的生长,特别磷元素是能浮游植物生长所必需的;电导率可以反映水中无机质含量的丰富程度。在非汛期,环境因子对浮游植物空间分布的总体变异解释度为37.16%,其中总磷和电导率影响最大,其解释度分别为10.96%和8.36%;在汛期,环境因子对浮游植物空间分布的总体变异解释度为41.51%,其中总磷、总氮和氨氮影响最大,其解释度分别为9.47%、8.08%和6.96%。
淮河水环境治理取得了一定效果,但污染情况依然十分严峻,流域水环境污染情况仍十分严重,水生态系统需要进一步的治理与保护,监测并控制水中营养元素的含量是改善水环境及保护水生态系统的重点。
The authors have declared that no competing interests exist.
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我国水安全和水利科技热点与前沿 .Water security, and hydroscience and technology in China: Focuses and frontiers . |
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淮河闸坝对河流生态影响评价研究: 以蚌埠闸为例 .https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-3037.2008.01.006 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
论文以历史时期淮河干流水生态调查与2006年全流域重点闸坝水生态调查资料为依据,通过分析水生态指标与同期水质指标之间的关系,建立淮河水文-水质-生态耦合模型,提出了一种水利闸坝工程对水生态影响的评价方法。利用该模型分析了淮河中下游重点闸——蚌埠闸对其下游水生态系统的影响,结果表明:①蚌埠闸对下游水生态系统中浮游植物影响最大,浮游动物次之,对底栖动物的影响最小;②与历史时期水生态状况对比发现,蚌埠闸下游的水生态质量比历史时期有所降低;水利工程闸坝修建后对其下游水生态系统有一定的不利影响;③通过加强闸坝的调度,增加下泄水量,满足生态需水,可以缓解对下游水生态系统的不利影响。
Impact assessment of dams & flood gates projects of Huaihe River on river ecosystem: A case study of the Bengbu Site .https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-3037.2008.01.006 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
论文以历史时期淮河干流水生态调查与2006年全流域重点闸坝水生态调查资料为依据,通过分析水生态指标与同期水质指标之间的关系,建立淮河水文-水质-生态耦合模型,提出了一种水利闸坝工程对水生态影响的评价方法。利用该模型分析了淮河中下游重点闸——蚌埠闸对其下游水生态系统的影响,结果表明:①蚌埠闸对下游水生态系统中浮游植物影响最大,浮游动物次之,对底栖动物的影响最小;②与历史时期水生态状况对比发现,蚌埠闸下游的水生态质量比历史时期有所降低;水利工程闸坝修建后对其下游水生态系统有一定的不利影响;③通过加强闸坝的调度,增加下泄水量,满足生态需水,可以缓解对下游水生态系统的不利影响。
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基于滇池水生态系统演替的富营养化控制策略 .https://doi.org/10.11821/yj2013060003 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
自20世纪80年代以来,滇池开始爆发大规模蓝藻水华。滇池治理一直以提高水质为主要目标,以污染控制为主要手段。近10年来,滇池水质虽呈现明显好转趋势,但长期实施的污染控制工程并未有效抑制蓝藻水华爆发。通过浅析滇池富营养化特征,分析当前治理思路和方法中存在的不足,并结合生态系统稳态转换理论和一些国内外富营养湖泊治理经验,认为滇池具备在较高营养盐浓度(V类水质)下恢复清水草型生态系统的可能性,提出滇池治理可以适当降低对水质的要求,在污染物控制的基础上辅以生态修复措施的治理思路,最终实现滇池生态系统由浊水—藻型向清水—草型演替。
Study on eutrophication control strategy based on the succession of water ecosystem in the Dianchi Lake .https://doi.org/10.11821/yj2013060003 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
自20世纪80年代以来,滇池开始爆发大规模蓝藻水华。滇池治理一直以提高水质为主要目标,以污染控制为主要手段。近10年来,滇池水质虽呈现明显好转趋势,但长期实施的污染控制工程并未有效抑制蓝藻水华爆发。通过浅析滇池富营养化特征,分析当前治理思路和方法中存在的不足,并结合生态系统稳态转换理论和一些国内外富营养湖泊治理经验,认为滇池具备在较高营养盐浓度(V类水质)下恢复清水草型生态系统的可能性,提出滇池治理可以适当降低对水质的要求,在污染物控制的基础上辅以生态修复措施的治理思路,最终实现滇池生态系统由浊水—藻型向清水—草型演替。
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渭河流域浮游植物功能群与环境因子的关系 .https://doi.org/10.13198/j.issn.1001-6929.2015.09.09 URL [本文引用: 1] 摘要
为分析渭河流域不同水期浮游植物的时空分布特征,于丰水期(2012年9月)和枯水期(2013年4月)对渭河流域浮游植物群落结构和水环境理化特征进行了野外调查,基于Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数以及MRPP(多响应置换过程)、浮游植物功能群划分、CCA(典范对应分析)等方法,分析浮游植物群落的组成和空间结构特征.结果表明:丰水期和枯水期渭河全流域分别鉴定出浮游植物165和175种;各采样点浮游植物物种密度平均值分别为1.07×106和1.85×106L-1;ShannonWiener多样性指数平均值分别为2.98和2.74;Pielou均匀度指数平均值分别为0.40和0.37.全流域共划分出浮游植物功能群23类,其中,丰水期20类,枯水期21类,均以MP功能群物种数最多;代表性功能群为MP、D、Lo和J.MRPP分析结果显示,丰水期和枯水期全流域浮游植物群落结构都具有较明显的空间差异.CCA结果显示,渭河水系丰水期浮游植物群落结构的主要驱动因子为ρ(DO)和ρ(TN),枯水期为流速、ρ(TN)和ρ(CODMn);泾河水系丰水期为ρ(SS)、流速和ρ(TN),枯水期为流速和ρ(TN);北洛河水系丰水期为ρ(TDS),枯水期为ρ(DO)和ρ(TP).
Relationship between phytoplankton functional groups and environmental factors in the Wei River Basin .https://doi.org/10.13198/j.issn.1001-6929.2015.09.09 URL [本文引用: 1] 摘要
为分析渭河流域不同水期浮游植物的时空分布特征,于丰水期(2012年9月)和枯水期(2013年4月)对渭河流域浮游植物群落结构和水环境理化特征进行了野外调查,基于Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数以及MRPP(多响应置换过程)、浮游植物功能群划分、CCA(典范对应分析)等方法,分析浮游植物群落的组成和空间结构特征.结果表明:丰水期和枯水期渭河全流域分别鉴定出浮游植物165和175种;各采样点浮游植物物种密度平均值分别为1.07×106和1.85×106L-1;ShannonWiener多样性指数平均值分别为2.98和2.74;Pielou均匀度指数平均值分别为0.40和0.37.全流域共划分出浮游植物功能群23类,其中,丰水期20类,枯水期21类,均以MP功能群物种数最多;代表性功能群为MP、D、Lo和J.MRPP分析结果显示,丰水期和枯水期全流域浮游植物群落结构都具有较明显的空间差异.CCA结果显示,渭河水系丰水期浮游植物群落结构的主要驱动因子为ρ(DO)和ρ(TN),枯水期为流速、ρ(TN)和ρ(CODMn);泾河水系丰水期为ρ(SS)、流速和ρ(TN),枯水期为流速和ρ(TN);北洛河水系丰水期为ρ(TDS),枯水期为ρ(DO)和ρ(TP).
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Primary production of the biosphere: Integrating terrestrial and oceanic components .https://doi.org/10.1126/science.281.5374.237 URL PMID: 9657713 [本文引用: 1] 摘要
Integrating conceptually similar models of the of marine and terrestrial primary producers yielded an estimated global net primary production (NPP) of 104.9 petagrams of per year, with roughly equal contributions from land and oceans. Approaches based on satellite indices of absorbed solar radiation indicate marked heterogeneity in NPP for both land and oceans, reflecting the influence of physical and ecological processes. The spatial and temporal distributions of ocean NPP are consistent with primary limitation by light, nutrients, and temperature. On land, limitation imposes additional constraints. On land and ocean, progressive changes in NPP can result in altered storage, although contrasts in mechanisms of storage and rates of organic matter turnover result in a range of relations between storage and changes in NPP.
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长江口海域浮游植物分布及其与径流的关系 .https://doi.org/10.3321/j.issn:0029-814X.2004.03.008 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
利用2001-2002年4个季度月航次调查资料，研究了长江口海域浮游植物的分布及其与长江径流的关系，共鉴定浮游植物154种(含变种和变型)，其中属硅藻类的有113种，甲藻类36种，近岸低盐性的中肋骨条藻(<i>Skeletonema costatum</i>)是最重要的优势种。夏季浮游植物密集区位于长江口海域的北部及靠近浙江近海的上升流区，春季和秋季密集区出现在调查区的南部。浮游植物数量高峰出现在夏季(平均为9．27×10<sup>6</sup>个／m<sup>3</sup>)；冬季(枯水期)数量最少(平均为2．91×10<sup>5</sup>个／m<sup>3</sup>)，且分布相对较均匀，显示出该海域浮游植物种类组成与数量的季节变化同长江径流量有明显的关系。由于大量营养盐被长江径流携带入海，造成河口区严重富营养化，这为赤潮生物大量孳生提供了适宜的环境条件，长江口海域已成为我国沿海赤潮多发区之一。
Phytoplankton distribution and its relation to the runoff in the Changjiang (Yangzte) Estuary .https://doi.org/10.3321/j.issn:0029-814X.2004.03.008 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
利用2001-2002年4个季度月航次调查资料，研究了长江口海域浮游植物的分布及其与长江径流的关系，共鉴定浮游植物154种(含变种和变型)，其中属硅藻类的有113种，甲藻类36种，近岸低盐性的中肋骨条藻(<i>Skeletonema costatum</i>)是最重要的优势种。夏季浮游植物密集区位于长江口海域的北部及靠近浙江近海的上升流区，春季和秋季密集区出现在调查区的南部。浮游植物数量高峰出现在夏季(平均为9．27×10<sup>6</sup>个／m<sup>3</sup>)；冬季(枯水期)数量最少(平均为2．91×10<sup>5</sup>个／m<sup>3</sup>)，且分布相对较均匀，显示出该海域浮游植物种类组成与数量的季节变化同长江径流量有明显的关系。由于大量营养盐被长江径流携带入海，造成河口区严重富营养化，这为赤潮生物大量孳生提供了适宜的环境条件，长江口海域已成为我国沿海赤潮多发区之一。
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基于统计分析的陕西段泾河水质时空分布特征 .https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.04.013 Magsci [本文引用: 1] 摘要
气候变化和人类活动共同作用下的局地水环境变化研究,是水资源与环境研究的热点问题,而评价地表水质的时空变化是水质评价的重要内容。论文以泾河陕西段干流景村和张家山断面3年16个水质参数为依据,分枯水期和丰水期,采用主成分分析法评价不同时期水质参数的相关性,应用因子分析法选取不同时期最重要的水质参数。结果显示两断面枯水期以自然输入的盐化指标为主,景村断面还包括泾河上游人为输入的有机污染;丰水期以人为输入的非点源污染指标(包括氮营养指标和溶解性固体指标)为主,张家山断面还包括大的径流量携带的两断面之间的有机物(挥发酚);而硫酸盐总是泾河陕西段不同时期最重要的水质参数变量。
Spatial and temporal distribution of surface water quality using multivariate statistical analysis in Jinghe River of Shaanxi province, China .https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.04.013 Magsci [本文引用: 1] 摘要
气候变化和人类活动共同作用下的局地水环境变化研究,是水资源与环境研究的热点问题,而评价地表水质的时空变化是水质评价的重要内容。论文以泾河陕西段干流景村和张家山断面3年16个水质参数为依据,分枯水期和丰水期,采用主成分分析法评价不同时期水质参数的相关性,应用因子分析法选取不同时期最重要的水质参数。结果显示两断面枯水期以自然输入的盐化指标为主,景村断面还包括泾河上游人为输入的有机污染;丰水期以人为输入的非点源污染指标(包括氮营养指标和溶解性固体指标)为主,张家山断面还包括大的径流量携带的两断面之间的有机物(挥发酚);而硫酸盐总是泾河陕西段不同时期最重要的水质参数变量。
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Is light the limiting factor for the distribution of benthic symbiont bearing foraminifera on the Great Barrier Reef? .https://doi.org/10.1016/j.jembe.2008.06.015 URL [本文引用: 1] 摘要
We investigated foraminifera in sediment samples from three different depths (2 to 5 m, 6 to 8 m and 9 to 13 m) on six reefs along an environmental gradient in the Whitsunday Island Group of the Great Barrier Reef (GBR) to test the hypothesis that light is the main factor regulating communities of symbiont bearing benthic foraminifera. In addition, an experiment was conducted quantifying growth and photophysiological response using pulse-amplitude modulated (PAM) fluorometry, of three abundant foraminiferal taxa under three light conditions; all three of these taxa harbouring diatom-symbionts. Diversity of symbiotic foraminiferal taxa increased with distance from the mainland, and most symbiont bearing species increased in abundance. A redundancy analysis (RDA) indicated that sampling depth and percent surface light only explained a small amount of the observed variance in the distribution of species. In contrast, distance from the mainland alone explained nearly three times as much of the variance. The redundancy analysis grouped sample locations from most individual reefs together, irrespective of sample depths. This grouping was confirmed by an analysis of similarities (ANOSIM), yielding significant differences between most pairs of reefs. In the light manipulation experiment, Amphistegina spp. and Calcarina spp. exhibited similar growth rates (changes in surface area measured by photography and image analysis software) in all light conditions (ca. 100% surface light, 30% and 7%). Growth of Heterostegina depressa significantly increased with a decrease in light intensity. All three foraminiferal taxa had the highest maximum quantum yield (F
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渤海湾浮游植物与环境因子关系的多元分析 .Phytoplankton assemblages and their relation to environmental factors by multivariate statistic analysis in Bohai Bay . |
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查干湖湿地浮游植物与环境因子关系的多元分析 .https://doi.org/10.5846/stxb201306091545 URL Magsci 摘要
采用野外采样调查的方法，结合聚类（Cluster）、多维排序尺度（MDS）、冗余度分析（RDA）以及Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰度指数等手段，研究了查干湖湿地2012年平水期（5月）和丰水期（9月）浮游植物的种群结构特征、多样性及其与环境因子的相关性。调查期间共发现浮游植物127种，隶属于5门53属，其中硅藻门52种，占40.94%，绿藻门46种，占36.22%；蓝藻门25种，占19.69%。从浮游植物丰度看，平水期蓝藻最为丰富（占丰度的39.85%），其次为硅藻（占36.19%）和绿藻（占21.33%），而丰水期绿藻（占70.84%）占绝对优势。查干湖湿地研究区可划分为主湖区和新庙泡两个区域，浮游植物丰度时空差异显著：其平均值为平水期（658.0×10<sup>4</sup> 个/L） >丰水期（459.3×10<sup>4</sup> 个/L），主湖区丰度是新庙泡的8-10倍。相关分析表明：平水期和丰水期浮游植物丰度均与盐度呈显著正相关；平水期浮游植物丰度与pH值、磷酸盐（PO<sub>4</sub><sup>3-</sup>）显著负相关，说明平水期浮游植物丰度空间差异主要受盐度和营养盐的影响，主湖区盐度（52.0 mg/L）是新庙泡（16.0 mg/L）的3.3倍，同时主湖区的磷酸盐（PO<sub>4</sub><sup>3-</sup>）（0.045 mg/L）是新庙泡（0.012 mg/L）的3.8倍；而丰水期由于营养盐没有显著差异，浮游植物丰度空间差异主要受盐度影响。除野外调查结果外，基于Bray-Curtis相似性计算的聚类和多维排序尺度分析也表明据研究区可划分为主湖区和新庙泡两个区域。RDA显示：影响查干湖湿地浮游植物分布的关键环境因子，平水期是pH值、TN和BOD<sub>5</sub>，丰水期是盐度、PO<sub>4</sub><sup>3-</sup>和BOD<sub>5</sub>。平水期优势属喜低碱、低磷素、高氮素的生境，而丰水期优势属则喜欢微碱性、高盐度、高磷素、高BOD<sub>5</sub>的生境。调查期浮游植物优势种群为温带小型藻类，能迅速吸收营养盐并进行繁殖生长，在较高营养盐条件下可以形成较高的相对丰度。根据浮游植物生态指标对查干湖湿地水质污染程度进行现状评价表明查干湖湿地处于β-中度污染水平。
Multivariate analysis of the relations between phytoplankton assemblages and environmental factors in Chagan Lake wetland .https://doi.org/10.5846/stxb201306091545 URL Magsci 摘要
采用野外采样调查的方法，结合聚类（Cluster）、多维排序尺度（MDS）、冗余度分析（RDA）以及Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰度指数等手段，研究了查干湖湿地2012年平水期（5月）和丰水期（9月）浮游植物的种群结构特征、多样性及其与环境因子的相关性。调查期间共发现浮游植物127种，隶属于5门53属，其中硅藻门52种，占40.94%，绿藻门46种，占36.22%；蓝藻门25种，占19.69%。从浮游植物丰度看，平水期蓝藻最为丰富（占丰度的39.85%），其次为硅藻（占36.19%）和绿藻（占21.33%），而丰水期绿藻（占70.84%）占绝对优势。查干湖湿地研究区可划分为主湖区和新庙泡两个区域，浮游植物丰度时空差异显著：其平均值为平水期（658.0×10<sup>4</sup> 个/L） >丰水期（459.3×10<sup>4</sup> 个/L），主湖区丰度是新庙泡的8-10倍。相关分析表明：平水期和丰水期浮游植物丰度均与盐度呈显著正相关；平水期浮游植物丰度与pH值、磷酸盐（PO<sub>4</sub><sup>3-</sup>）显著负相关，说明平水期浮游植物丰度空间差异主要受盐度和营养盐的影响，主湖区盐度（52.0 mg/L）是新庙泡（16.0 mg/L）的3.3倍，同时主湖区的磷酸盐（PO<sub>4</sub><sup>3-</sup>）（0.045 mg/L）是新庙泡（0.012 mg/L）的3.8倍；而丰水期由于营养盐没有显著差异，浮游植物丰度空间差异主要受盐度影响。除野外调查结果外，基于Bray-Curtis相似性计算的聚类和多维排序尺度分析也表明据研究区可划分为主湖区和新庙泡两个区域。RDA显示：影响查干湖湿地浮游植物分布的关键环境因子，平水期是pH值、TN和BOD<sub>5</sub>，丰水期是盐度、PO<sub>4</sub><sup>3-</sup>和BOD<sub>5</sub>。平水期优势属喜低碱、低磷素、高氮素的生境，而丰水期优势属则喜欢微碱性、高盐度、高磷素、高BOD<sub>5</sub>的生境。调查期浮游植物优势种群为温带小型藻类，能迅速吸收营养盐并进行繁殖生长，在较高营养盐条件下可以形成较高的相对丰度。根据浮游植物生态指标对查干湖湿地水质污染程度进行现状评价表明查干湖湿地处于β-中度污染水平。
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大宁河水华敏感期浮游植物与环境因子关系 .
Exploration of relationships between phytoplankton and related environmental factors in the Daning River during sensitive period of algal blooms .
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寒区典型湿地浮游植物功能群季节变化及其与环境因子关系 .
Seasonal variation of phytoplankton functional groups and their relationship with environmental factors in a typical cold regions wetland .
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滴水湖浮游动物群落结构及其与环境因子的关系 .https://doi.org/10.5846/stxb201303060360 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
为研究上海市滴水湖浮游动物群落结构及其与环境因子的关系,于2012年1-12月对滴水湖进行了一年调查采样。共检出浮游动物33属61种,其中轮虫22属45种,枝角类4属7种,桡足类7属9种。优势种包括10种轮虫,桡足类为中华窄腹剑水蚤(<em>Limnoithona sinensis</em>)和无节幼体,枝角类不形成优势种。浮游动物年均密度为1200个/L,年均生物量为1.67mg/L,种类数、密度和生物量均为春夏两季相对较高。Shannon-Wiener多样性指数H'和Margalef丰富度指数<em>D</em>年均值分别为1.61和1.01,多样性季节差异显著而各样点间差异不显著。相关性分析和多元回归分析显示,水温是影响滴水湖浮游动物群落结构变化的决定性因子,冗余分析(RDA)显示TN、TP、叶绿素a和pH也是影响浮游动物群落变化的重要因素,表明滴水湖浮游动物群落结构的季节变化与水体营养状况密切相关。综合运用水质理化因子、综合营养状态指数、多样性指数及浮游动物优势种对滴水湖进行水质污染水平和富营养化评价,得出2012年滴水湖水质状况属于α-中污型,营养程度为中富营养水平。
Zooplankton community structure and its relationship with environmental factors in Dishui Lake .https://doi.org/10.5846/stxb201303060360 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
为研究上海市滴水湖浮游动物群落结构及其与环境因子的关系,于2012年1-12月对滴水湖进行了一年调查采样。共检出浮游动物33属61种,其中轮虫22属45种,枝角类4属7种,桡足类7属9种。优势种包括10种轮虫,桡足类为中华窄腹剑水蚤(<em>Limnoithona sinensis</em>)和无节幼体,枝角类不形成优势种。浮游动物年均密度为1200个/L,年均生物量为1.67mg/L,种类数、密度和生物量均为春夏两季相对较高。Shannon-Wiener多样性指数H'和Margalef丰富度指数<em>D</em>年均值分别为1.61和1.01,多样性季节差异显著而各样点间差异不显著。相关性分析和多元回归分析显示,水温是影响滴水湖浮游动物群落结构变化的决定性因子,冗余分析(RDA)显示TN、TP、叶绿素a和pH也是影响浮游动物群落变化的重要因素,表明滴水湖浮游动物群落结构的季节变化与水体营养状况密切相关。综合运用水质理化因子、综合营养状态指数、多样性指数及浮游动物优势种对滴水湖进行水质污染水平和富营养化评价,得出2012年滴水湖水质状况属于α-中污型,营养程度为中富营养水平。
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闸坝河流河道内生态需水研究: 以淮河为例 .https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.03.006 Magsci [本文引用: 1] 摘要
提出了一种估算闸坝下游河道内生态需水的方法——改进的生态水力半径法（AdaptedEcologicalHydraulicRadiusApproach,AEHRA）,该法能够同时计算输出相应河段的生态水位,方便对闸坝进行调度。将其应用到淮河,以鱼类作为生态保护目标,估算了上、中、下游共4个典型闸坝下游河段的生态需水和生态水位,结果表明:①鱼类产卵期内需要较大的生态流量,其顺序为:蚌埠>周口>颍上>白龟山,下游大于上游,中游居中,受断面影响显著;非产卵期则为:周口>颍上>蚌埠>白龟山,中游大于上下游,受河流鱼种影响较大。周口闸下河段全年各月生态需水量相同,需加强上游闸坝的联合调度满足冬季12~-月的生态需水;②要维持河道内生态流量,需进行闸坝调度调整下游水位,保证生态水位;③淮河受人类活动影响剧烈,河流的连续性被切断,生态需水变化没有连续性,只有根据最小生态水位通过闸坝调度,维持河道生态系统最小生态需水,才能逐步恢复淮河健康生态。
Instream ecological flow of dammed river: A case study of Huaihe River .https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.03.006 Magsci [本文引用: 1] 摘要
提出了一种估算闸坝下游河道内生态需水的方法——改进的生态水力半径法（AdaptedEcologicalHydraulicRadiusApproach,AEHRA）,该法能够同时计算输出相应河段的生态水位,方便对闸坝进行调度。将其应用到淮河,以鱼类作为生态保护目标,估算了上、中、下游共4个典型闸坝下游河段的生态需水和生态水位,结果表明:①鱼类产卵期内需要较大的生态流量,其顺序为:蚌埠>周口>颍上>白龟山,下游大于上游,中游居中,受断面影响显著;非产卵期则为:周口>颍上>蚌埠>白龟山,中游大于上下游,受河流鱼种影响较大。周口闸下河段全年各月生态需水量相同,需加强上游闸坝的联合调度满足冬季12~-月的生态需水;②要维持河道内生态流量,需进行闸坝调度调整下游水位,保证生态水位;③淮河受人类活动影响剧烈,河流的连续性被切断,生态需水变化没有连续性,只有根据最小生态水位通过闸坝调度,维持河道生态系统最小生态需水,才能逐步恢复淮河健康生态。
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淮河流域水质变化趋势研究 .Analysis of water quality variation trend in Huaihe River . |
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2004年淮河流域水质状况和聚类分析 .
Water quality and cluster analysis of Huaihe River Basin in 2004 .
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大尺度流域水污染防治能力综合评估及动力因子分析: 以淮河流域为例 .https://doi.org/10.11821/dlyj201310003 URL Magsci 摘要
水污染是影响公众健康和经济可持续发展的突出问题之一。随着城镇化、工业化和农业化快速发展,流域水环境污染防治压力日趋严峻。以淮河流域为研究对象,在遵循大尺度流域水污染内在机理的基础上,采用熵值法、GIS空间分析法和回归模型等技术方法,通过流域水污染控制处理、监测预警、监督管理、防治投入等四个方面的能力,对流域35个城市水污染防治能力进行了综合评估,并对流域水污染防治的动力因子进行探讨。结果表明:①流域水污染防治力空间差异显著,东部平原地区污染防治能力较高,西部山区以及各子流域大部分地区防控能力较低,淮河干流及干流以南的中游区域防治能力中等偏低。②污染防治驱动力多元回归分析表明,流域内源动力,即公众教育、区域经济发展水平等因子是流域水污染防治的根本驱动力;舆论监督、外商投资等外源动力是区域水污染治理关键动力。
Comprehensive evaluation and driving factors analysis of water pollution prevention capability on a large-scale basin: Taking Huaihe River Basin as example .https://doi.org/10.11821/dlyj201310003 URL Magsci 摘要
水污染是影响公众健康和经济可持续发展的突出问题之一。随着城镇化、工业化和农业化快速发展,流域水环境污染防治压力日趋严峻。以淮河流域为研究对象,在遵循大尺度流域水污染内在机理的基础上,采用熵值法、GIS空间分析法和回归模型等技术方法,通过流域水污染控制处理、监测预警、监督管理、防治投入等四个方面的能力,对流域35个城市水污染防治能力进行了综合评估,并对流域水污染防治的动力因子进行探讨。结果表明:①流域水污染防治力空间差异显著,东部平原地区污染防治能力较高,西部山区以及各子流域大部分地区防控能力较低,淮河干流及干流以南的中游区域防治能力中等偏低。②污染防治驱动力多元回归分析表明,流域内源动力,即公众教育、区域经济发展水平等因子是流域水污染防治的根本驱动力;舆论监督、外商投资等外源动力是区域水污染治理关键动力。
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Bioindicator assessment framework of river ecosystem health and the detection of factors influencing the health of the Huai River Basin, China .https://doi.org/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000989 URL [本文引用: 1] 摘要
River ecosystem health assessments are a hot topic in global water resources management. The Huai River Basin is a representative basin faced with serious environmental problems due to high water pollution and numerous water projects. Comprehensive investigation of the factors affecting river ecosystem health is an urgent precursor to the successful management of the Huai River Basin. Based on a series of aquatic ecosystem indicators, monitoring, and standards, such as phytoplankton, zooplankton, and benthic macroinvertebrate data, an assessment framework of river ecosystem health is proposed using a multistep gray correlation evaluation method. Environmental impact factors including climate, land cover, edaphic factors, hydrology, water projects, and water quality were identified using the Kruskal-Wallis test and distance-based redundancy analysis method. The ecosystem was found to be subhealthy with 44% (31=71) of sites in a healthy condition, 51% (36=71) subhealthy, and 5% (4=71) unhealthy. Climate and hydrology were the dominant factors that together contributed 37.5, 24.1, and 6.9% of the variation in phytoplankton, zooplankton, and benthic macroinvertebrates, respectively. The main variables affecting variation were minimum temperature, relative humidity, solar radiation, and the magnitude, frequency, duration, and timing of monthly runoff. Together, these variables explained 24.5% of the variation in the ecosystem health of the whole river. Thus, to improve river ecosystem health in the basin, the regulation of dams and sluices should give priority to ecological outcomes, and the threat of climate change should not be underestimated. This paper provides a blueprint for ongoing ecological monitoring and restoration programs in China, and is expected to be a successful case and reference to transition from water quantity management to river health management in the Huai River Basin. (C) 2014 American Society of Civil Engineers.
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东海亚强真哲水蚤种群生态特征 .https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0933.2006.04.024 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
根据1997～2000年东海23°30′～33°N、118°30′～128°E海域4个季节海洋调查资料，运用多种生态学指标和方差贡献等统计方法对东海亚强真哲水蚤(<EM>Eucalanus subcrassus</EM>)自然种群特征及动力学进行了研究，并与1979～1980年资料进行比较。结果表明：东海亚强真哲水蚤丰度和优势度有明显的季节变化，丰度均值分别为秋季5.40 ind/m<SUP>3</SUP>＞夏季2.09 ind/m<SUP>3</SUP>＞冬季0.93 ind/m<SUP>3</SUP>＞春季0.17 ind/m<SUP>3</SUP>。该种在东海的优势性主要表现在夏秋季。春季该种丰度占桡足类总丰度的百分比仅为2.46%，秋季为9.32%，冬季为8.42%，夏季(9.94%)是四季中的最高值。秋季该种在东海有很高的出现率(98.22%)，春季较低，仅为49.62%。该种群聚集强度丛生指标（I）均为正值，其中秋季最高，有明显的聚集现象。亚强真哲水蚤对桡足类总丰度的贡献，在夏冬季仅次于中华哲水蚤(<EM>Calanus sinicus</EM>)，秋季仅次于精致针刺水蚤(<EM>Euchaeta concinna</EM>)。比较20a前同水域的调查结果，该种在东海浮游桡足类中的重要性近年有所提高，尤其在秋冬季特别显著，这可能与全球变暖相关。底层水环境的变化是影响东海亚强真哲水蚤种群数量变化的主要因子，该种数量变化与暖流势力有密切的关系，是一个暖水种。
Ecological characters of the eucalanus subcrassus population in the East China Sea .https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0933.2006.04.024 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
根据1997～2000年东海23°30′～33°N、118°30′～128°E海域4个季节海洋调查资料，运用多种生态学指标和方差贡献等统计方法对东海亚强真哲水蚤(<EM>Eucalanus subcrassus</EM>)自然种群特征及动力学进行了研究，并与1979～1980年资料进行比较。结果表明：东海亚强真哲水蚤丰度和优势度有明显的季节变化，丰度均值分别为秋季5.40 ind/m<SUP>3</SUP>＞夏季2.09 ind/m<SUP>3</SUP>＞冬季0.93 ind/m<SUP>3</SUP>＞春季0.17 ind/m<SUP>3</SUP>。该种在东海的优势性主要表现在夏秋季。春季该种丰度占桡足类总丰度的百分比仅为2.46%，秋季为9.32%，冬季为8.42%，夏季(9.94%)是四季中的最高值。秋季该种在东海有很高的出现率(98.22%)，春季较低，仅为49.62%。该种群聚集强度丛生指标（I）均为正值，其中秋季最高，有明显的聚集现象。亚强真哲水蚤对桡足类总丰度的贡献，在夏冬季仅次于中华哲水蚤(<EM>Calanus sinicus</EM>)，秋季仅次于精致针刺水蚤(<EM>Euchaeta concinna</EM>)。比较20a前同水域的调查结果，该种在东海浮游桡足类中的重要性近年有所提高，尤其在秋冬季特别显著，这可能与全球变暖相关。底层水环境的变化是影响东海亚强真哲水蚤种群数量变化的主要因子，该种数量变化与暖流势力有密切的关系，是一个暖水种。
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Using epilithic diatom communities to assess ecological condition of Xiangxi River system .https://doi.org/10.1007/s10661-006-7666-6 URL PMID: 16404550 [本文引用: 1] 摘要
Assessment method for ecological condition of Xiangxi River system was studied by using 13 candidate metrics of epilithic diatom which can reflect conditions in pH, salinity, , requirements, saprobity, trophic state, morphological character and pollution tolerant capability etc. By one-way ANOVA, the metrics of relative abundance of acido-bionotic (ACID), freshwater (FRESH), high requirement (HIGH-O), eutraphentic state (EUTRA) and mobile taxa (MOBILE) were suitable for distinguishing sites in different conditions. Then, the river diatom index (RDI) composed of these five metrics was used to evaluate ecological condition of the river. The results showed that the healthiest sites were in the Guanmenshan Natural Reserve (with the mean RDI of 79.73). The sites located in tributary of Jiuchong River also owned excellent state (mean RDI of 78.25). Mean RDI of another tributary - Gufu River and the main river were 70.85 and 68.45 respectively, and the unhealthiest tributary was Gaolan River (with mean RDI of 65.64). The mean RDI for all the 51 sites was 71.40. The competence of RDI was discussed with comparison of evaluation results of DAIpo and , it can be concluded that multimetrics is more competent in assessment task.
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Partialling out the spatial component of ecological variation . |
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Diatom assemblages distribution in catalan rivers, NE Spain, in relation to chemical and physiographical factors .https://doi.org/10.1016/j.watres.2004.08.034 URL PMID: 15607166 [本文引用: 1] 摘要
Distribution patterns of epilithic diatom assemblages in streams in northeastern Spain and their relation to different environmental gradients are presented. Thirty-five sites were sampled covering a wide range of fluvial typologies. Gradient analysis was used to analyze the community structure and the major ecological gradients underlying variation in species composition. Two major gradients were evident; the first was a complex gradient from oligotrophic, pristine, fast-flowing highland rivers to mainly eutrophic rivers of low elevation; and the second related to altitudinal and seasonal variation of temperature. Two sets of factors were evident; one was associated with water chemistry, and the other to seasonal and physiographical variation. Variance partitioning allowed the separation of the effects of the different sets of environmental parameters. The contribution of physiography and water chemistry to diatom distribution was more unclear when the level of disturbance was intermediate. Considering the relatively high proportion of variation explained by physiographical variables alone, we suggest that when using diatoms to evaluate water quality, ecoregional characteristics of river stretches should also be considered.
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Phytoplankton production in two east coast estuaries: Photosynthesis-light functions and patterns of carbon assimilation in Chesapeake and Delaware Bays .https://doi.org/10.1016/0272-7714(86)90074-0 URL [本文引用: 1] 摘要
Chesapeake Bay is a large and productive estuary that has received close scrutiny in recent years because of indications that its water quality and biota have been damaged by man's activities. Data on primary production for the estuary as a whole, however, are surprisingly sparse. We describe here the distribution of photosynthetic carbon assimilation by phytoplankton in Chesapeake Bay, and relate productivity patterns to hydrographic characteristics of the estuary. Between March 1982 and April 1983, a series of four cruises was conducted on Chesapeake Bay, and two cruises on the urbanized Delaware Bay for comparison. The upper Chesapeake and Delaware were highly turbid with high concentrations of suspended particulate matter and dissolved inorganic nutrients. Low chlorophyll concentrations were usually found in these areas of high turbidity, despite the abundance of nutrients, suggesting light limitation. Application of Wofsy's (1983) model of phytoplanton growth confirmed this suggestion. Chlorophyll and productivity maxima usually occurred seaward of the turbidity maxima where light penetration increased and suffient nutrients were present to support active phytoplankton growth. Further seaward of the chlorophyll maxima in the Chesapeake, the photic zone depth increased, concentrations of nutrients decreased, and phytoplankton biomass decreased, suggesting that nutrient availability, rather than light, controlled phytoplankton growth in the lower portion of the estuary. In contrast to the Chesapeake, Delaware Bay was more turbid, had generally higher nutrient concentrations, and was lower in phytoplankton productivity. The chlorophyll maxima and region of rapid phytoplankton growth occurred further toward the lower estuary and shelf regions in Delaware Bay because the high turbidity extended further seaward. Nutrients were never depleted at the shelf end of the estuary sufficiently to retard phytoplankton growth. Photosynthesis-irradiance (P-I) curves from simulated in situ and constant intensity incubations showed a strong correlation of the light-limited slope ( a B ) with the light-saturated rate ( ja:math ) on each cruise. Spatial variations in ja:math corresponded to patterns of phytoplankton abundance, as did integral production (PP) and carbon-based growth rates ( 渭 C , 渭 m ), and photosynthetic parameters varied significantly with temperature.
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氮磷营养盐影响海水浮游硅藻种群组成的初步研究 .https://doi.org/10.1088/0256-307X/17/9/008 URL [本文引用: 1] 摘要
用实验生态学方法研究了氮磷营养盐对近岸海洋硅藻组成的影响 .结果表明 ,氮磷营养盐浓度及其比例可能对海水浮游硅藻组成有着明显的影响 ,氮磷营养盐浓度越高 ,氮磷比离Redfield比越远 ,硅藻种类越少 ,Shannon指数越低 .这一结果在对虾养殖池浮游植物的观测中得到初步验证 .
A preliminary study on influence of N and P on population constituent of planktonic diatoms in seawater .https://doi.org/10.1088/0256-307X/17/9/008 URL [本文引用: 1] 摘要
用实验生态学方法研究了氮磷营养盐对近岸海洋硅藻组成的影响 .结果表明 ,氮磷营养盐浓度及其比例可能对海水浮游硅藻组成有着明显的影响 ,氮磷营养盐浓度越高 ,氮磷比离Redfield比越远 ,硅藻种类越少 ,Shannon指数越低 .这一结果在对虾养殖池浮游植物的观测中得到初步验证 .
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三亚湾氮磷比值分布及其对浮游植物生长的限制 .Distribution of N/P ratio and its limitation to growth of phytoplankton in Sanya bay . |
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Distribution of benthic algae in the upper Illinois River basin in relation to geology and land use .https://doi.org/10.1046/j.1365-2427.2000.00536.x URL [本文引用: 1] 摘要
SUMMARY 1 Benthic-algal distributions in the upper Illinois River basin, IL, U.S.A., were examined in relation to geology, land use, water chemistry and stream habitat using (detrended) (canonical) correspondence analysis, autecological metrics and indicator-species analysis in order to identify the major environmental gradients influencing community variation. 2 Ionic composition and major nutrient [i.e. nitrogen (N) and phosphorus (P)] concentration of surface waters, salinity (Na-Cl type), substratum type and physiognomic form of dominant species were primary factors contributing to variation in benthic-algal assemblages of the basin. Basin geology was a significant contributing factor, but the explained variance associated with this factor was less than that related to land use. 3 Proportions of algal biomass consisting of cyanophytes, filamentous chlorophytes, halophilic diatoms and diatoms which utilize nitrogen heterotrophically were greater in eutrophic river segments than in less nutrient-enriched segments. Composition of the benthic flora indicated meso-eutrophic or eutrophic conditions throughout the basin; there were few diatoms indicative of hypertrophic waters. Shifts in diatom-assemblage structure in response to nutrient loading provided an incomplete representation of the community-response curve. 4 A weighted-averages regression model based on total P and benthic-algal abundances (all divisions included) yielded a highly significant correlation ( r 2 = 0.83) between species-inferred [WA (tol) ] and observed total P, with systematic bias (increased deviation of residuals) occurring only at concentrations greater than 鈭 1.0 mg L 鈭1 total P. This result indicates that total P regression and calibration models can be predictable for a river basin receiving excessive loadings of phosphorus.
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Phytoplankton dynamics in two reservoirs with different trophic state (Lake Rosamarina and Lake Arancio, Sicily, Italy) . |
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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 .https://doi.org/10.5846/stxb201306061369 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
于2012年夏、秋两季把呼兰河湿地划分为湿地保护区、湿地农业区、湿地工业区三部分，根据不同生境设置采样点并进行浮游植物标本采集。研究期间共鉴定浮游植物191个分类单位，隶属于7门9纲19目28科69属。浮游植物种类组成主要以硅藻门种类数最多（43%），绿藻门其次（28%），另外裸藻门（17.2%）和蓝藻门（8.3%）也占较大的比例。浮游植物丰度从夏季的1.23×10<sup>7</sup>个/L上升为秋季的1.98×10<sup>7</sup>个/L，两季平均1.6×10<sup>7</sup>个/L。夏、秋两季共划分浮游植物功能分组19个，X1/W2/MP/Lo/J组藻种在夏、秋两季中均有稳定的出现，并占较大丰度比例，H1/Y/W1组的藻种只在特定的季节或地点出现，D/P/TB组藻种虽出现的频率较高但相对丰度较低。代表性功能分组从夏季的H1/MP/Lo/TB/J/G演替为秋季的MP/W2/X1/J/W1/Y。在采集浮游标本的同时，对电导率（SpCond）、总磷（TP）、水温（WT）等环境因子进行监测。利用典范对应分析探讨环境因子与浮游植物功能分组间的相互关系。研究结果显示，电导率，总磷和水温是驱动呼兰河湿地浮游植物功能组演替的主要环境因素。
Relationships between environmental variables and seasonal succession inphytoplankton function groups in the Hulan River wetland .https://doi.org/10.5846/stxb201306061369 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
于2012年夏、秋两季把呼兰河湿地划分为湿地保护区、湿地农业区、湿地工业区三部分，根据不同生境设置采样点并进行浮游植物标本采集。研究期间共鉴定浮游植物191个分类单位，隶属于7门9纲19目28科69属。浮游植物种类组成主要以硅藻门种类数最多（43%），绿藻门其次（28%），另外裸藻门（17.2%）和蓝藻门（8.3%）也占较大的比例。浮游植物丰度从夏季的1.23×10<sup>7</sup>个/L上升为秋季的1.98×10<sup>7</sup>个/L，两季平均1.6×10<sup>7</sup>个/L。夏、秋两季共划分浮游植物功能分组19个，X1/W2/MP/Lo/J组藻种在夏、秋两季中均有稳定的出现，并占较大丰度比例，H1/Y/W1组的藻种只在特定的季节或地点出现，D/P/TB组藻种虽出现的频率较高但相对丰度较低。代表性功能分组从夏季的H1/MP/Lo/TB/J/G演替为秋季的MP/W2/X1/J/W1/Y。在采集浮游标本的同时，对电导率（SpCond）、总磷（TP）、水温（WT）等环境因子进行监测。利用典范对应分析探讨环境因子与浮游植物功能分组间的相互关系。研究结果显示，电导率，总磷和水温是驱动呼兰河湿地浮游植物功能组演替的主要环境因素。
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