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哈尔滨金河湾湿地藻类植物群落结构特征及环境相关性研究

2020-12-08阅读(924)

哈尔滨金河湾湿地藻类植物群落结构特征及环境相关性研究

论文摘要

藻类植物作为湿地食物网中的初级生产者,其多样性的改变、优势种组成可用来衡量其对各个环境因子做出的响应及水环境监测。城市湿地具有净化城市污染水体,调节城市小气候等重要生态功能,具有较为丰富的生物多样性。金河湾湿地位于松花江哈尔滨主城区左岸,阳明滩大桥与西四环桥至东三环桥之间的滩地上,总面积1.8平方公里,是哈尔滨市内打造的典型城市湿地。本研究于2017年、2018年,分春、夏、秋三季对金河湾湿地内设置的18个采样点进行藻类植物样品采集、处理,同时对采样点水体理化指标进行测定。根据金河湾湿地内的水体类型,将18个采样点划分为三种水体类型,包括湖泊型湿地、河流型湿地及人工湿地。研究了金河湾湿地藻类植物的种类组成、优势种分布以及功能类群演替的变化,对藻类植物群落结构的时空变化特征进行分析;以水体环境因子为基础,利用多样性指数、聚类分析以及冗余分析方法,探讨环境因子与藻类植物功能类群间的关系,同时对金河湾水体环境做出综合评价,为湿地恢复与保护工作提供基础资料。主要的研究结果包括:1.通过对金河湾湿地内水体理化指标的调查,水温（Water Temperature,WT）的平均值为18.70℃;均值为9.64的酸碱度（pH）表明水体呈碱性;电导率（SpCond.）的平均值为227.19μs/cm;总氮（Total Nitrogen,TN）含量的平均值为1.52 mg/L;总磷（Total Phosphate,TP）含量的平均值为0.35 mg/L;化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）的平均值为25.72 mg/L;研究显示各理化指标在时间上差异显著,在空间上差异不显著。营养状态指数（TSIM）评价结果显示,金河湾湿地水质总体处于中营养-轻度富营养状态。2.于20172018年间对金河湾湿地藻类植物进行调查,共鉴定出藻类植物221个分类单位,隶属于8门11纲18目35科79属。绿藻门植物种类最多97种,其次是硅藻门58种,蓝藻门37种,裸藻门20种,甲藻门5种,隐藻门2种,金藻门和黄藻门最少只有1种。2017年金河湾湿地藻类植物平均细胞丰度为29.87×106ind./L,2018年平均细胞丰度为16.73×106ind./L,2018年细胞丰度有所下降。3.运用生物多样性指数并结合多样性阈值（Dv）对金河湾湿地水质进行综合性评价。Margalef多样性指数（H）变化范围为:1.058.07;Shannon-Weaver多样性指数（H’）变化范围为:0.102.98;Pielou均匀度指数（J）变化范围为:0.030.97;Simpson’s生态优势度指数（D）变化范围为:0.030.92;Dv变化范围为:0.030.92;综合评价分析结果显示,金河湾湿地水体质量处于清洁与中度污染状态。4.根据FG功能类群划分方式,研究期间金河湾湿地两年共统计划分为21个功能类群,其中2017年共划分17个功能群,分别为B/C/D/E/H1/J/Lo/MP/N/P/S2/SN/TC/W1/W2/X1/X3;2018年共划分20个功能群,分别为B/C/D/E/F/H1/J/Lo/M/MP/N/P/S2/SN/TB/TC/W1/W2/X1/Y。对于决定群落结构演替的功能类群如H1/TC/D/P/B,可视为金河湾湿地季节间水体环境变化的指示类群。5.对金河湾湿地20172018两年三季的藻类植物功能类群进行聚类分析,研究结果显示,藻类植物功能特征分布与水体类型分类基本一致。2017年Q指数范围在0.562.32之间,2018年Q指数范围在1.023.77之间。Q值显示,2018年水质整体较好于2017年水质。6.应用冗余分析（RDA）对金河湾湿地藻类植物功能类群与环境因子的相关性进行分析,分析结果显示,影响金河湾湿地藻类植物功能类群分布的环境因子为水温（Water Temperature,WT）、化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）、总磷（Total Phosphate,TP）、总氮（Total Nitrogen,TN）和氧化还原电位（Oxidation-Reduction Potential,ORP）（Oxidation-Reduction Potential,ORP）。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  •   1.1 湿地研究概况
  •     1.1.1 湿地
  •     1.1.2 城市湿地
  •     1.1.3 国内外研究进展
  •   1.2 藻类植物研究概况
  •     1.2.1 藻类植物概述
  •     1.2.2 藻类植物功能类群概述
  •     1.2.3 国内外研究进展
  •   1.3 湿地藻类植物的生态学研究
  •     1.3.1 湿地藻类植物的功能
  •     1.3.2 影响湿地藻类植物生长的环境因子
  •     1.3.3 湿地藻类植物研究进展
  •   1.4 研究区域概况
  •   1.5 研究的内容、目的及意义
  • 第2章 金河湾湿地水体环境因子变化特征
  •   2.1 引言
  •   2.2 材料与方法
  •     2.2.1 采样点设置及采集时间
  •     2.2.2 理化指标的测定
  •     2.2.3 综合营养状态指数（TSI）评价
  •   2.3 实验结果
  •     2.3.1 水温（WT）
  •     2.3.2 电导率（SpCond.）
  •     2.3.3 溶解氧（DO）
  •     2.3.4 酸碱度（pH）
  •     2.3.5 氧化还原电位（ORP）
  •     2.3.6 浊度（Tur）
  •     2.3.7 总磷（TP）
  •     2.3.8 总氮（TN）
  •     2.3.9 化学需氧量（COD）
  •     2.3.10 叶绿素a（Chl-a）
  •     2.3.11 综合营养状态指数（TSI）评价
  •   2.4 讨论
  •   2.5 小结
  • 第3章 金河湾湿地藻类植物时空分布特征
  •   3.1 引言
  •   3.2 材料与方法
  •     3.2.1 藻类标本的采集及处理
  •     3.2.2 藻类标本的鉴定及计数
  •   3.3 实验结果
  •     3.3.1 藻类植物种类组成
  •     3.3.2 藻类植物种类季节分布特征
  •     3.3.3 藻类植物种类空间分布特征
  •     3.3.4 藻类植物丰度分布特征
  •     3.3.5 藻类植物的优势种
  •   3.4 讨论
  •   3.5 小结
  • 第4章 金河湾湿地藻类植物多样性指数分析
  •   4.1 引言
  •   4.2 材料与方法
  •     4.2.1 Margalef多样性指数（H）
  •     4.2.2 Shannon-Weaver多样性指数（H'）
  •     4.2.3 Pielou均匀度指数（J）
  •     4.2.4 Simpson's生态优势度指数（D）
  •     4.2.5 多样性阈值（Dv）
  •   4.3 实验结果
  •     4.3.1 Margalef多样性指数（H）
  •     4.3.2 Shannon-Weaver多样性指数（H'）
  •     4.3.3 Pielou均匀度指数（J）
  •     4.3.4 Simpson's生态优势度指数（D）
  •     4.3.5 多样性阈值（Dv）
  •   4.4 讨论
  •   4.5 小结
  • 第5章 金河湾湿地藻类植物功能类群特征
  •   5.1 引言
  •   5.2 材料方法
  •     5.2.1 藻类植物功能类群（FG）划分方式
  •     5.2.2 藻类植物功能类群Q指数分析
  •     5.2.3 数据处理
  •   5.3 实验结果
  •     5.3.1 藻类植物功能类群的分类特征
  •     5.3.2 藻类植物功能类群的演替特征
  •     5.3.3 藻类植物功能类群的聚类分析
  •     5.3.4 藻类植物功能类群Q指数分析
  •   5.4 讨论
  •   5.5 小结
  • 第6章 金河湾湿地藻类植物功能类群与环境因子相关性分析
  •   6.1 引言
  •   6.2 材料方法
  •   6.3 实验结果
  •     6.3.1 2017年藻类植物功能类群与环境因子相关性分析
  •     6.3.2 2018年藻类植物功能类群与环境因子相关性分析
  •     6.3.3 湿地内各环境因子相关性分析
  •   6.4 讨论
  •   6.5 小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读学位期间发表的学术论文
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 范小晨

    导师: 范亚文

    关键词: 藻类植物,金河湾湿地,群落结构,功能类群,冗余分析

    来源: 哈尔滨师范大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 哈尔滨师范大学

    分类号: Q948.8

    总页数: 114

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