松嫩平原鹽堿化湖泊群藻類植物的研究進展*

任國陽,馮媛媛,叢 賀,婁曉云,許 娜,隋豐陽

(哈爾濱師范大學(xué))

松嫩平原鹽堿化湖泊群藻類植物的研究進展*

任國陽,馮媛媛,叢 賀,婁曉云,許 娜,隋豐陽**

(哈爾濱師范大學(xué))

介紹了松嫩平原地區(qū)的自然概況，特別是湖泊群水體鹽堿化的現(xiàn)象；提出利用藻類植物作為生物監(jiān)測指標(biāo)能很好的指示和監(jiān)測水環(huán)境的鹽堿化程度；詳細(xì)報道了有關(guān)松嫩平原地區(qū)的藻類植物研究現(xiàn)狀，認(rèn)為此類研究積累較少且較零散，大多集中在對藻類種類和數(shù)量的調(diào)查上，并未對環(huán)境因子和藻類植物的相關(guān)分析進行深入的研究探討；針對該地區(qū)的研究現(xiàn)狀，提出未來研究的側(cè)重方向.

松嫩平原，鹽堿化，湖泊群，藻類植物

0 引言

當(dāng)前，全球很多地區(qū)的湖泊均存在水位下降、水域面積減少、鹽堿化水平升高等問題，湖泊鹽堿化及其導(dǎo)致的湖泊生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的改變已經(jīng)成為全球關(guān)注的研究焦點.松嫩平原湖泊群是東北平原湖泊群的主要組成部分，由于特殊的氣候、水文、地質(zhì)和地表化學(xué)作用等因素，其水環(huán)境具有獨特的鹽堿化特征.而水體的鹽堿化水平又是影響藻類植物分布和生長的主要因素，因此開展對松嫩平原鹽堿化湖泡水環(huán)境中藻類植物的調(diào)查和研究，有助于從生態(tài)學(xué)角度認(rèn)識藻類植物群集與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性之間的關(guān)系，對區(qū)域鹽堿化水環(huán)境的監(jiān)測和保護都有重要意義.

1 松嫩平原地區(qū)自然特征概況

松嫩平原位于我國東北地區(qū)的中西部，東經(jīng) 121°38' ～ 128°33'，北緯 42°49' ～ 49°12'，主要由嫩江、松花江沖擊而成，是東北三大平原之一.本區(qū)屬溫帶半濕潤、半干旱季風(fēng)型大陸性氣候.冬季受西伯利亞大陸氣團控制,低溫干燥,夏季受副熱帶海洋氣團控制,溫和多雨，春、秋兩季降水稀少,風(fēng)力較大[1].年平均氣溫4～5.5 ℃，年降水量400～500mm[2].松嫩平原湖泊群是我國東北平原湖區(qū)的主體，湖泊群南北約330 km，東西約130 km，總面積約42750 km2，共有大小湖泡700多個，多為淺水湖，湖泊面積約2570 km2，湖泊率達6.0%.這些湖泊、泡沼大部分分布于松花江、嫩江干流及其支流沿岸，多為河流成因，還有小規(guī)模的風(fēng)成湖，以及構(gòu)造成因湖如大布蘇湖和月亮泡等人工湖[3].

2 藻類植物對鹽堿化水環(huán)境的指示及監(jiān)測作用

藻類植物是水生生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者，藻類植物的群落動態(tài)變化依賴于不同種類對環(huán)境變化的敏感性.利用水環(huán)境中藻類植物的種類組成、群落結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢種變化等可以指示、評價、預(yù)測當(dāng)?shù)厮h(huán)境的水質(zhì)情況，相比較理化監(jiān)測，這更具有綜合性、持續(xù)性和靈敏性.藻類植物的生長變化不僅受物理和化學(xué)因素的制約，一些生物因素如捕食、種間競爭等也對其群類結(jié)構(gòu)的變化造成影響.但是，鹽堿化水平仍然是控制淺水和沼澤環(huán)境中藻類植物群落組成和生物量的主要因素.

有研究指出，影響藻類植物生長的主要因素之一就是鹽度的變化，鹽脅迫在很大程度上能夠限制藻類的新陳代謝[8-9].很多的藻類植物種類對于一些環(huán)境變量如pH、礦化度、堿度等都有各自特定的最適生存條件和耐受度[10-11].一般而言，生存在鹽堿化水環(huán)境中的藻類植物可以分為兩類：一類為嗜鹽/堿種類，另一類為耐鹽/堿種類[12-13]；并且它們可以粗略的劃分為輕度、中度及重度嗜鹽/堿或耐鹽/堿[12,14].實驗室培養(yǎng)實驗研究表明，中肋骨條藻的適鹽范圍是18～36，具齒原甲藻的最適鹽度為25～31(陳炳章等，2005)[15].謝樹蓮(2000)[16]報道了浮游綠藻在山西運城鹽池湖區(qū)4種類型水體(淡水水體、混鹽水體、真鹽水體和高鹽水體)中的分布差異.李銳(2013)[17]指出，隨著礦化度的升高，環(huán)境中藻類植物的優(yōu)勢種會發(fā)生改變.因而利用藻類植物作為生物監(jiān)測指標(biāo)能很好的指示水環(huán)境的鹽堿化程度.

3 松嫩平原地區(qū)藻類植物的研究現(xiàn)狀

近年來，鹽堿化日趨嚴(yán)重和水資源的污染破壞使松嫩平原湖泊濕地面臨巨大的威脅，不僅導(dǎo)致湖泊水質(zhì)狀況惡化，更嚴(yán)重危害了湖泊生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性.開展對松嫩平原鹽堿化湖泊濕地藻類植物的調(diào)查與研究，對保護該地區(qū)水生生物的多樣性及濕地珍惜鳥類、合理開發(fā)利用水資源具有重要的意義.

目前，關(guān)于該地區(qū)藻類植物的研究報道較少，且大多集中在對藻類植物種類和數(shù)量的統(tǒng)計、調(diào)查上，并未對其與環(huán)境因子的相關(guān)分析進行深入的研究探討.羅新正(2000)[18]曾對松嫩平原弱堿性湖泡濕地(以大安古河道區(qū)腰泡為例)的特征及其農(nóng)業(yè)開發(fā)進行探討，其中報道出了研究區(qū)的菖蒲、眼子菜等有根植物和7門35屬的浮游藻類.張巍(2008)[19]對松嫩平原地區(qū)典型的不同程度鹽堿化草地進行研究,測定了3種不同鹽堿化程度土壤中的電導(dǎo)率、離子組成、有機碳等數(shù)據(jù),并對3種類型鹽堿土上的固氮藍藻群落進行了分析.結(jié)果發(fā)現(xiàn)：3種類型鹽堿土的理化特征和藍藻群落各有其特點,在固氮藍藻的7個屬中以絲狀種類占優(yōu)勢;3種鹽堿土中的藍藻分布也略有差異,在中度鹽堿土中藍藻種類最為豐富;不同種類的藍藻對生境具有選擇差異性，不同生境中的藍藻數(shù)量由大到小的順序為：輕度鹽堿區(qū)>中度鹽堿區(qū)>重度鹽堿區(qū).許今玉(2001)[20]將松嫩平原的向海、扎龍、查干湖、莫莫格四個濕地保護區(qū)作為研究區(qū)域，詳細(xì)報道了四個保護區(qū)浮游藻類的種類組成、優(yōu)勢種類、數(shù)量和季節(jié)變化特征.隋豐陽(2010)[21]曾在2008年6～7月間對松嫩平原的月亮泡、茨勒泡、庫里泡和查干湖四個湖泡的藻類植物進行了調(diào)查,共鑒定藻類植物86個分類單位,包括76種10變種,分別隸屬于5門7綱12目20科37屬,分析了4個湖泡中藻類植物群落的種類組成及生態(tài)類型，并對藻類植物分布及其與環(huán)境相關(guān)性進行了初步探討，指出在研究區(qū)出現(xiàn)的大部分藻類屬于普生種類,同時出現(xiàn)了一些堿水種類,此外還有少量的污染指示種出現(xiàn).

松嫩平原地區(qū)湖泡眾多，但至今的藻類植物研究僅涉及局部或個別典型湖泡，為系統(tǒng)地對松嫩平原湖泡中的藻類植物展開調(diào)查研究，隋豐陽(2010)[22]曾在2008年6月至8月，對松嫩平原的32個湖泡的藻類植物的種類組成、細(xì)胞密度等數(shù)據(jù)進行了鑒定及統(tǒng)計，利用多樣性指數(shù)分析了研究區(qū)藻類植物群落的多樣性，闡述了藻類植物與環(huán)境因子之間的相互關(guān)系，初步評價了水體的營養(yǎng)程度，綜合分析結(jié)果表明研究區(qū)域水質(zhì)的整體狀況基本處于中度污染狀態(tài).

4 展望

迄今為止，對于松嫩平原地區(qū)湖泊濕地藻類植物的研究資料積累較少且較零散，由于松嫩平原地區(qū)湖泊數(shù)量大，分布范圍廣，小區(qū)域間自然環(huán)境存在一定的差異性，接下來應(yīng)加大對該地區(qū)藻類植物全面而系統(tǒng)的調(diào)查研究，摸清該地區(qū)藻類植物的分布特征.此外，松嫩平原地區(qū)湖泊多有水淺的特性，不少湖中還生長著大面積的挺水植物，這些均會影響藻類的棲息環(huán)境.影響鹽堿化湖泊中藻類植物優(yōu)勢種群的主要因素除了營養(yǎng)鹽的供應(yīng)外，還包括水力學(xué)因素、光照、溫度、大型植物、草食動物和其他動物等.未來的研究應(yīng)著眼于松嫩平原鹽堿化水環(huán)境中主要的營養(yǎng)鹽及其與氣候因子、生物因子間相互作用對藻類植物產(chǎn)生的影響，著重探討對藻類生物量、多樣性的環(huán)境控制及藻類在恢復(fù)和重建濕地中的作用[23].基于藻類本身的生理學(xué)和生態(tài)學(xué)的研究，松嫩平原鹽堿化湖泊中的藻類研究還有更大的發(fā)展空間，未來還應(yīng)從細(xì)胞水平、分子水平、病毒學(xué)、基因工程上來研究該地區(qū)的藻類植物[23].

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Abstract:The natural situation of Songnen Plain was introduced in the present paper,especially the problem of saline-alkaline water-body of lakes was emphasized.Saline-alkaline level is a primary factor influencing the algae community,so algae can be used to indicate and monitor the saline-alkaline levels of water.Furthermore,the researches on algae in Songnen Plain were reviewed in detail in this paper,but the associated reports are rare and scattered,and most of them were focused on the survey of algae species and quantity,never deeply consider the relationship between environmental factors and algae.In the end,the exploring directions and research emphases in the future were proposed.

Keywords:Songnen Plain; Lakes; Saline-alkaline; Algae

(責(zé)任編輯：季春陽)

AdvancesinAlgaeinSaline-AlkalineLakesofSongnenPlain

Ren Guoyang,Feng Yuanyuan,Cong He,Lou Xiaoyun,Xu Na,Sui Fengyang

(Harbin Normal University)

Q949.2

A

1000-5617(2017)02-0113-03

2017-05-16

*黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目“松嫩平原鹽堿化湖泊群中浮游植物生態(tài)學(xué)特征的創(chuàng)新性研究”(20150231004)階段性研究成果

**通訊作者:suifengyang_sfy@163.com