烏梁素海全季不同形態(tài)氮磷及浮游植物分布特征

孫鑫, 李興, 李建茹

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烏梁素海全季不同形態(tài)氮磷及浮游植物分布特征

孫鑫1, 李興2,3*, 李建茹4

1. 內(nèi)蒙古師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院, 內(nèi)蒙古, 呼和浩特 010022 2. 內(nèi)蒙古大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院, 內(nèi)蒙古, 呼和浩特 010021 3. 內(nèi)蒙古師范大學(xué)節(jié)水農(nóng)業(yè)工程研究中心, 內(nèi)蒙古, 呼和浩特 010022 4. 內(nèi)蒙古機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 內(nèi)蒙古, 呼和浩特 010017

為監(jiān)測烏梁素海全季不同形態(tài)氮磷及浮游植物分布特征, 研究了烏梁素海2016年4—11月和2017年1月的不同形態(tài)氮磷和藻類的濃度變化。實驗結(jié)果表明: 總氮濃度秋季最高, 總磷濃度冬季最高, 應(yīng)加強對河套灌區(qū)農(nóng)事行為的管理以減少氮磷等營養(yǎng)鹽排入; 對烏梁素海12個監(jiān)測點浮游植物鏡檢知共監(jiān)測到浮游植物6門69屬, 全年以硅藻、綠藻種群占優(yōu)勢; 烏梁素海各采樣點浮游植物豐度在6.88×107—96.66×107cell·L-1間變化, 浮游植物各種群豐度表現(xiàn)為春冬季低, 夏秋季高; 空間采樣點豐度值由大到小順序為南部明水區(qū)和出水口、N13（蘆葦區(qū)）、進(jìn)水口附近點位和Q10（旅游區(qū)）。掌握全季不同形態(tài)氮磷及浮游植物分布特征對各季度有針對性地治理湖泊水體意義重大, 為烏梁素海以及寒區(qū)富營養(yǎng)化湖泊的進(jìn)一步修復(fù)提供理論支持與參考。

烏梁素海; 不同形態(tài)氮磷; 浮游植物; 群落結(jié)構(gòu)

當(dāng)前, 隨著人口數(shù)量的增加和工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展, 產(chǎn)生大量廢水排入湖泊, 以致湖泊富營養(yǎng)化問題迫在眉睫。了解湖泊水體信息、評價湖泊水體污染狀態(tài)、改善和治理湖泊水體污染的前提是探明湖泊水質(zhì)狀況, 減小浮游植物大量繁殖的可能性, 抑制水華的暴發(fā), 浮游植物群落結(jié)構(gòu)會因不同的湖泊水體環(huán)境地處不同的地域位置而不同[1-2]; 而探明浮游植物類群生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、反映該生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)改變、了解該生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)必須了解該水域浮游藻類群落特征及其演變規(guī)律[3-4]。國內(nèi)外學(xué)者[5-9]已對各種水域環(huán)境的水質(zhì)時空分布特征及其浮游植物群落特征進(jìn)行了一定的研究。但前人以往[10-12]對水域營養(yǎng)物質(zhì)與浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征、演變規(guī)律的研究大多針對特定時期、特定月份, 為期整年的致力于探明水域環(huán)境系列變化、對不同形態(tài)氮磷濃度與浮游植物群落特征的連續(xù)季度變化研究尚不多見, 而掌握全季不同形態(tài)氮磷及浮游植物分布特征對各季度有針對性地治理湖泊水體意義重大, 更有利于全面了解烏梁素海浮游植物群落特征演變規(guī)律及該生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)的改變, 為烏梁素海以致寒區(qū)富營養(yǎng)化湖泊的進(jìn)一步修復(fù)提供理論支持與參考。因此, 本文對2016年4—11月和2017年1月烏梁素海濕地全季不同形態(tài)氮磷及浮游植物分布特征展開分析。

烏梁素海地理坐標(biāo)為 40°36′—41°03′ N, 108°43′— 108°57′ E, 位于內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市烏拉特前旗, 為我國內(nèi)蒙古自治區(qū)西部最大的淡水湖泊。2002 年, 國際濕地公約組織把烏梁素海正式列入《國際重要濕地名錄》[13], 近年來, 烏梁素海濕地富營養(yǎng)化狀況十分嚴(yán)峻[14], 烏梁素海為典型的草—藻型湖泊, 嚴(yán)重的富營養(yǎng)化會使水生植物十分繁盛, 湖泊漸漸演變?yōu)樘J葦沼澤, 若進(jìn)一步惡化, 則演變?yōu)閴A蓬鹽化草墊, 更甚者變成白刺荒漠, 從而加快該濕地的消失速度[15]。烏梁素海濕地富營養(yǎng)化現(xiàn)狀嚴(yán)重破壞了其作為黃河中上游保水、蓄水和調(diào)水場所的重要地位[16], 也嚴(yán)重影響了其對河套平原地區(qū)以至于黃河流域生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用。

1 材料與方法

1.1 采樣點布置

根據(jù)烏梁素海的實際情況, 共布設(shè)了12個監(jiān)測點(圖1), 其中小海子區(qū)域人為干預(yù)少、水深很淺, 且蘆葦密集采樣船無法到達(dá), 故不設(shè)監(jiān)測點。采樣點包括進(jìn)水口J11、I12、出水區(qū)域河口、北部明水區(qū)域(L15)、蘆葦區(qū)域(N13)、旅游區(qū)域(Q10)、Q8、西大灘(L11)、大卜洞(O10)、Q8、海壕、二點。

1.2 樣品采集與處理

本研究采樣時間為2016年4月至11月和2017年1月進(jìn)行(每年12、3月為凍融交替期, 船只車輛都無法進(jìn)行安全采樣, 2月與1月都為冰封期, 浮游藻類凍結(jié)在冰層中, 故只需在1月份進(jìn)行采樣即可)。參照《湖泊生態(tài)調(diào)查觀測與分析》[17], 因烏梁素海水深大多不大于3 m, 故在表層以下0.5 m處樣品即可。實驗中, 總氮、氨氮、亞硝態(tài)氮、總磷、溶解性總磷的測定方法參照《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第四版)[18]。利用 Excel 2013軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析和繪圖。浮游植物定性樣品使用25號浮游生物網(wǎng)劃 “∞” 形撈取, 用4%的甲醛溶液固定后帶回實驗室用于鏡檢分類。藻類定量樣品用采水器采集 1 L 水樣后, 加魯哥試劑用來固定, 將采集的浮游植物樣品帶回實驗室后經(jīng)靜止、沉降、濃縮至30 mL , 搖勻取0.1 mL 濃縮樣品置于0.1 mL計數(shù)框內(nèi), 在400倍顯微鏡下鏡檢, 鑒定浮游植物種類及計算細(xì)胞密度, 參照《中國淡水藻類—系統(tǒng)、分類及生態(tài)》[19]及《淡水微型生物圖譜》[20]等進(jìn)行浮游藻類種類的鑒定。

圖1 烏梁素海浮游植物采樣點分布示意圖

Figure 1 Schematic diagram of monitoring site of phytoplankton in Wuliangsuhai

1000 mL 水體中浮游植物數(shù)量 N 可用下列公式計算:

N = ( Cs / ( Fs × Fn ) ) × ( V / U ) × Pn

式中: Cs為計數(shù)框面積(mm2); Fs為每個視野的面積(mm2); Fn為計數(shù)過的視野數(shù); V為1000 mL水樣經(jīng)沉淀濃縮后的體積(mL); U為計數(shù)框的體積(mL); Pn為每片計算出的浮游植物個數(shù)。

2 結(jié)果

2.1 不同形態(tài)氮磷隨時間的變化特征

從圖2可以看出, 總磷與溶解性總磷濃度的變化趨勢大致相同, 春季(2016年4、5月)濃度較高的原因有幾方面: 春季氣溫慢慢回升, 水生植物殘體會漸漸解凍腐敗, 對水體造成污染, 春季風(fēng)力較大使得水體上下層交換頻率加大, 湖底沉積物中大量磷元素被釋放, 且水生植物、動物、微生物在春季剛剛蘇醒并不活躍對營養(yǎng)元素的需求不是很大。夏季(2016年6、7、8月)總磷、各溶解性總磷濃度有所下降, 主要因為夏季雨水充沛稀釋了營養(yǎng)鹽且水生生物對氮磷等營養(yǎng)元素的需求利用量加大。秋季(2016年9、10月)總磷與溶解性總磷濃度降到最低, 分別為0.038、0.010 mg·L-1, 雖秋季相對于夏季水生生物不是很活躍, 其對氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)的需求相比于夏季會有所降低, 但秋季湖泊水位迅速升高, 因為該段時期河套灌區(qū)進(jìn)行大面積澆灌, 稀釋了水中營養(yǎng)鹽的濃度。冬季進(jìn)入冰凍期(2016年11、2017年1月)后總磷和溶解性總磷濃度相比于秋季明顯增加, 主要因為冬季入湖水流的主要補給來源為地下水、工業(yè)廢水和生活污水, 不存在農(nóng)田排水補給, 入湖流量較少。

圖2 不同采樣時間總磷、溶解性總磷變化特征

Figure 2 Characteristics of total phosphorus and dissolved total phosphorus in different sampling times

圖3 不同采樣時間總氮、氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮變化特征

Figure 3 Characteristics of different morphological changes in nitrogen

從圖3可以看出, 氨氮濃度占總氮濃度的比例較大, 硝態(tài)氮濃度次之, 亞硝態(tài)氮濃度占比很小, 依據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838—2002), 各監(jiān)測點中有四個點的總氮平均質(zhì)量濃度已達(dá)到Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn), 而其余各點已接近Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)值, 烏梁素海氮污染較嚴(yán)重, 氮污染主要為氨氮(無機氮)污染和有機氮污染, 故在治理氮污染中, 氨氮數(shù)量的控制起到重要的作用。2016年10月和2017年1月氨氮濃度相比于其他月份較高, 說明這兩月份水體中氨化作用、反硝化作用較強, 水體呈還原態(tài); 硝態(tài)氮濃度相對較高的月份是因為該時期溫度與光照較適宜水生生物的生長, 水生生物光合作用產(chǎn)生大量氧氣, 使溶解氧濃度升高, 硝化作用使硝態(tài)氮濃度較大; 各月亞硝態(tài)氮濃度變化不大。磷主要是由于烏梁素海流域上游農(nóng)業(yè)廢棄物、工業(yè)廢水、城市污水(洗滌劑里含有大量的磷酸鹽)等水體的排入, 而氮主要是由攜帶大量含氮營養(yǎng)鹽的河套灌區(qū)農(nóng)田排水帶來, 故秋季正值農(nóng)田灌溉時期, 氮含量迅速增多, 且秋季烏梁素海收納附近進(jìn)入產(chǎn)量高峰期工業(yè)加工廠含氮量高的污水, 故烏梁素氮元素在秋季濃度達(dá)到最大值, 而夏季此地區(qū)是一年中雨水最豐沛的時期, 烏梁素海湖面上漲, 造成對營養(yǎng)物質(zhì)濃度的稀釋, 且水生生物夏季最為活躍, 需要大量的營養(yǎng)物質(zhì), 故湖水中營養(yǎng)元素濃度下降, 而冬春季濃度較低是因為不存在大量農(nóng)田退水的補給。

2.2 烏梁素海各月浮游植物調(diào)查結(jié)果

2.2.1 浮游植物種類比例及時間變化

采樣鑒定共檢出浮游植物6門, 69屬, 210種。其中隸屬硅藻門87種, 占比41.43%; 綠藻門63種, 占比30%; 藍(lán)藻門39種, 占比18.57%; 裸藻門18種, 占比8.57%; 甲藻門2種, 占比0.95% ; 隱藻門1種, 占比0.48%。烏梁素海藻種組成中硅藻門最占優(yōu)勢, 其次為綠藻門和藍(lán)藻門, 其他門類占比較小(10%)(圖4)。

浮游植物6門各月份種數(shù)變化過程如圖5所示。從圖5知, 8月份藻類種數(shù)最多, 而后種數(shù)量開始下降, 1月份雖為冰封期, 但硅藻門種數(shù)較多, 占1月總藻數(shù)的絕大多數(shù)(69%), 使得冰封期1月總藻數(shù)最多, 而多數(shù)浮游植物不適應(yīng)冰封期低溫條件, 故硅藻較其它門類浮游植物更適應(yīng)低溫條件; 溫度的升降、日照時數(shù)的長短影響著藍(lán)綠藻種數(shù)量的變化, 呈現(xiàn)出逐漸增多再從多變少的趨勢; 裸藻門種數(shù)量在 2—9 間變化, 隱藻門和甲藻門屬數(shù)量僅為 1—2, 此三種門類的浮游藻類種數(shù)量變化較少。可見, 烏梁素海浮游植物的優(yōu)勢門類為藍(lán)綠硅藻門。

圖4 烏梁素海浮游植物物種組成比例

Figure 4 Proportion of phytoplankton species composition in Wuliangsuhai

圖5 烏梁素海浮游植物各門種數(shù)量隨時間變化過程

Figure 5 The variation of the number of phytoplankton species in Wuliangsuhai over time

2.2.2 浮游植物豐度的時空變化

從圖6可看出烏梁素海浮游植物各門類平均細(xì)胞密度隨采樣時間的變化, 各采樣點浮游植物豐度在6.88×107—96.66×107cell ·L-1間變化, 變化幅度很大, 平均豐度為3.08×108cell ·L-1。浮游植物豐度從4月份開始逐漸增多, 6月份出現(xiàn)高峰, 6月份烏梁素海細(xì)胞豐度范圍為(4.22—298.49)×106cell·L-1, 平均為6.22×107cell·L-1; 浮游植物以下列優(yōu)勢屬為主: 藍(lán)藻門的平裂藻()和腔球藻(), 優(yōu)勢度分別為0.09、0.15, 硅藻門的小環(huán)藻()和針桿藻(), 優(yōu)勢度分別為0.07、0.09, 綠藻門的柵藻()和空星藻(), 優(yōu)勢度為: 0.10、0.05, 隱藻門的隱藻屬()優(yōu)勢度為0.06, 之后呈下降趨勢。8月份再次出現(xiàn)高峰, 細(xì)胞豐度范圍為(1.57—249.96)×106cell ·L-1, 平均為6.05×107cell ·L-1; 浮游植物優(yōu)勢藻以: 硅藻門的小環(huán)藻()和輻節(jié)藻(), 優(yōu)勢度分別為0.08、0.06, 藍(lán)藻門的腔球藻()和平裂藻()以及隱球藻(), 優(yōu)勢度分別為0.08、0.07、0.07, 綠藻門的空星藻()為主, 以后不斷下降。11月份細(xì)胞豐度最低, 細(xì)胞豐度范圍為(2.64—40.54)× 105cell·L-1, 平均為0.15×107cell·L-1。1月份湖面凍結(jié), 細(xì)胞豐度較11月份藻類豐度有所上升, 并且冰封期硅藻門占絕大多數(shù), 因此, 硅藻在低溫條件下新陳代謝強度明顯高于其他浮游植物。綠藻門(空星藻和柵藻)第 1 峰期出現(xiàn)在7月份, 藍(lán)藻門(平裂藻和腔球藻)第 1 峰期出現(xiàn)在6月份, 硅藻門(小環(huán)藻和舟形藻)第 1 峰期出現(xiàn)在7月份, 而第 2 峰期均出現(xiàn)在1月份。

圖6 烏梁素海浮游植物各門豐度隨時間變化過程

Figure 6 Process of abundance of phytoplankton in Wuliang-suhai over time

從烏梁素海浮游藻類各監(jiān)測點豐度空間變化過程(圖7)可以看出, 在 2016年4—11月和 2017年 1月采樣時段內(nèi), 水動力較強的進(jìn)水口J11及其附近點位、船只大量駛進(jìn)旅游區(qū)Q10 浮游植物整體豐度偏低, 這幾處監(jiān)測點的藻類不易聚集在一起, 沒有適宜的生存環(huán)境。而存在營養(yǎng)鹽競爭的蘆葦區(qū)N13 浮游植物豐度也處于低水平。出水口附近的采樣點與南部明水區(qū)的采樣點(二點、海壕、河口)從7月份開始浮游植物豐度劇增, 整體豐度也較高, 因為這片區(qū)域的水域廣闊、水動力不足、流速和緩以及營養(yǎng)鹽濃度較高, 這些條件均促使浮游植物大量聚集繁衍。2016年4月和2016年11月浮游植物整體豐度值處于較低水平, 其中4月太陽高度角較小, 氣溫較低, 此種環(huán)境并不適宜藻類大量生長, 而冬季冰層下水溫 0 ℃左右, 藻類處于休眠狀態(tài), 不可能大量繁殖。

圖7 烏梁素海浮游植物豐度空間變化過程

Figure 7 Spatial variation process of phytoplankton abundance in Wuliangsuhai

3 討論

3.1 烏梁素海全季不同形態(tài)氮磷分布特征

治理湖泊富營養(yǎng)化的前提是控制浮游植物的供給—營養(yǎng)鹽濃度[21], 有研究表明, 營養(yǎng)鹽中的氮磷濃度在影響浮游植物的生長的各因子中作用最大, 故本文選擇不同形態(tài)氮磷的分布特征進(jìn)行研究[22]。據(jù)Stumn 所提出的藻類細(xì)胞經(jīng)驗分子為C106H2630110N16P, 根據(jù)此分子式知氮磷原子比為16 N: l P, 若以重量計則約相當(dāng)于7.2 N: l P, 那么則理論上可選用該值作為標(biāo)準(zhǔn)衡量藻類增長的限制性因子為氮或為磷, 但只有可溶性的氮磷營養(yǎng)鹽才能被浮游植物吸收利用, 在實際應(yīng)用中此衡量標(biāo)準(zhǔn)可信度并不高, 故實際中一般認(rèn)為當(dāng)?shù)字亓勘却笥?0時, 磷為藻類增長的限制性因素[23], 本研究中各月氮磷比均大于10, 表明磷為烏梁素海該段時間內(nèi)藻類增長的限制性因素。結(jié)果中氮元素污染嚴(yán)重, 這與孫惠民[24], 李紅悅[25], 張雯穎[26]等人的研究結(jié)果一致, 氨氮是化肥進(jìn)入土壤后的主要存在形式, 而硝態(tài)氮溶解度較大, 且土壤膠體大多帶負(fù)電荷, 故硝態(tài)氮在土壤中移動性最大。農(nóng)區(qū)灌溉活動化肥利用率較低, 每年夏澆基本不產(chǎn)生污染, 因為夏季植物生長季吸收量大及夏澆灌溉量小, 而每年秋季為控制土壤鹽堿化程度, 農(nóng)民使用漫灌方式淋洗過多鹽分, 這樣雖將鹽分淋洗了, 也將土壤中的可溶性養(yǎng)分(氮、磷、有機質(zhì)等)一起淋洗進(jìn)入河套灌區(qū)排干溝中, 引起烏梁素海水體污染, 進(jìn)而引起浮游植物大量繁殖, 故加強對河套灌區(qū)農(nóng)事行為的管理對控制烏梁素海浮游植物大量繁殖意義重大。除河套灌區(qū)農(nóng)田排水中挾帶大量營養(yǎng)鹽對氮磷濃度有影響外, 湖底沉積物的累積釋放與水體中其它營養(yǎng)鹽濃度變化也會對不同形態(tài)氮磷濃度改變有一定的影響, 其響應(yīng)機制與變化規(guī)律非常復(fù)雜, 今后應(yīng)進(jìn)行更深入的研究。

3.2 烏梁素海全季浮游植物群落特征

本文共鑒定出浮游植物6個門類, 分別是硅藻門、綠藻門、藍(lán)藻門、裸藻門、隱藻門和甲藻門, 從種類上來說, 硅藻門最占優(yōu)勢, 其次是綠藻門、藍(lán)藻門, 裸藻門、隱藻門和甲藻門的種類很少。從豐度上來看, 藍(lán)藻門最占優(yōu)勢, 之后是硅藻門、綠藻門, 其余三門的豐度也極小。烏梁素海浮游藻類數(shù)量隨著季節(jié)變化在6月份和8月份豐度最大, 6 月份和 8 月份數(shù)量基本接近, 分別為 6.22×107、6.05×107cell·L-1, 7—8 月, 喜高溫且對高溫耐受性強的藍(lán)綠藻大量繁殖[27]。7 月份相比高峰期的六月份數(shù)量有所下降, 由于該時期烏梁素海水生植物繁茂, 會與浮游藻類競爭氮磷等營養(yǎng)鹽, 且7月降雨頻次加大、持續(xù)時間延長, 水體中浮游植物所需的氮磷等營養(yǎng)鹽被稀釋, 使該時期浮游植物豐度整體降低。如前文所述, 烏梁素海每年會收納大量河套灌區(qū)農(nóng)田退水, 大面積的農(nóng)田排水流入湖中, 浮游藻類得到大量氮磷等營養(yǎng)鹽的供給, 數(shù)量劇增, 從4.56×107cell·L-1增加到6.05×107cell·L-1, 8月份藻類豐度形成了第二個高峰, 之后太陽高度較漸漸降低, 溫度慢慢下降, 藻類數(shù)量也開始慢慢下降, 進(jìn)入冬季后, 水體漸漸結(jié)冰, 水體流動變得緩慢, 雖氮營養(yǎng)鹽濃度相對較高, 但冬季溫度已不適于絕不多數(shù)藻類不量繁殖生存, 平均細(xì)胞密度為0.15× 107cell·L-1。全年藻類豐度藍(lán)藻最大, 其次綠藻, 再次硅藻, 烏梁素海浮游植物中, 藍(lán)藻、硅藻和綠藻在種類和豐度上都占優(yōu)勢, 硅藻豐度沒有藍(lán)藻和綠藻的大, 但是種類最多, 硅藻藻種在冬季分布最多, 其它月份并不占優(yōu)勢, 因而其豐度值較小。研究烏梁素海浮游藻類群落結(jié)構(gòu)分布特點發(fā)現(xiàn), 湖泊入湖口附近水動力充足(平均為0.39 m·s-1)、水生植物繁茂, 這些環(huán)境條件不適宜藻類聚集成群繁殖壯大, 故本來氮磷等營養(yǎng)鹽較為充足的該處浮游藻類卻卻相對較少[28-29]。影響浮游植物群落分布演變的因子很多, 本文的研究只是圍繞影響浮游植物群落分布的少部分重要的理化因子而展開, 并重點分析對浮游植物生長影響最大的不同形態(tài)氮磷營養(yǎng)鹽, 但除了水溫、不同形態(tài)氮磷營養(yǎng)鹽、水體動力條件、水生植物及降雨量等因子外, 底泥釋放營養(yǎng)鹽、浮游生物作用等因子也會對浮游藻類的生長產(chǎn)生相應(yīng)的作用, 故到底各個因子孰輕孰重, 以及各因子之間的相互作用都是非常復(fù)雜的問題, 今后應(yīng)將各因子相結(jié)合進(jìn)行更進(jìn)一步的分析研究, 以徹底摸清浮游藻類群落結(jié)構(gòu)特征與演變規(guī)律, 為修復(fù)湖泊水華問題提供科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié)論

(1)烏梁素?？偟獫舛仍谇锛具_(dá)到最高, 總氮平均濃度已達(dá)到地表水環(huán)境Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)值; 總磷濃度在冬季達(dá)到最高。加強對河套灌區(qū)農(nóng)事行為的管理以減少氮磷等營養(yǎng)鹽排入對控制烏梁素海浮游植物大量繁殖意義重大。

(2)烏梁素海浮游植物各門種數(shù)量全年以硅藻、綠藻種群占優(yōu)勢, 其次為藍(lán)藻種群, 其他門類占比較少。全湖綠藻門、藍(lán)藻門種數(shù)量8月份達(dá)到峰值, 硅藻門種數(shù)量在1月份到達(dá)峰值, 其他浮游植物種群數(shù)量變化較小。

(3)烏梁素海各采樣點浮游植物豐度在6.88×107—96.66×107cell ·L-1間變化, 烏梁素海浮游藻類各種群豐度整體呈現(xiàn)出春季和冬季低, 夏秋季高的演變特征, 浮游植物豐度綠藻門和硅藻門第 1 峰出現(xiàn)在7月份, 藍(lán)藻門第 1 峰出現(xiàn)在6月份?？臻g上浮游植物進(jìn)水口 J11 及其幾個附近監(jiān)測點和旅游區(qū) Q10 浮游植物整體豐度偏低, 蘆葦區(qū) N13 和南部明水區(qū)浮游植物豐度較低, 南部明水區(qū)和出水口的采樣點浮游植物豐度偏高。

[1] YIN Dacong, ZHENG Lingling, SONG Lirong. Spatio- temporal distribution of phytoplankton in the Danjiangkou Reservoir, a water source area for the South-to-North Water Diversion Project(Middle Route), China[J]. Chinese Journal of Oceanology and Limnology, 2011, 29(3): 531– 540.

[2] 李秋華, 何偉添, 陳椽, 等. 澳門濕地浮游植物群落特征[J]. 植物生態(tài)學(xué)報, 2009, 33(4): 689–697.

[3] 李秋華, 商立海, 李廣輝, 等. 萬峰湖浮游植物群落的時空分布[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2011, 30(5): 1031–1038.

[4] PACHECO J P, IGLESIAS C, MEERHOFF M, et al. Phytoplankton community structure in five subtropical shallow lakes with different trophic status(Uruguay): A morphology-based approach[J]. Hydrobiologia, 2010, 646: 187–197.

[5] 劉春學(xué), 楊樹平, 李發(fā)榮. 基于時空地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)的滇池水質(zhì)時空分布模擬[J]. 環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊, 2009, 28(6): 40–43.

[6] 郭蓉, 吳長年, 張寧紅, 等. 京杭運河(蘇州段)水質(zhì)時空分布特征分析[J]. 四川環(huán)境, 2010, 29(5): 10–13.

[7] 周豐, 郝澤嘉, 郭懷成. 香港東部近海水質(zhì)時空分布模式[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報, 2007, 27(9): 1517–1524.

[8] LINDIM C, PINHO J L, VIEIRA J M P. Analysis of spatial and temporal patterns in a large reservoir using water quality and hydrodynamic modeling[J]. Ecological Modelling, 2011, 222(14): 2485–2494.

[9] 李興, 勾芒芒. 內(nèi)蒙古烏梁素海“黃苔”暴發(fā)初探及防治對策[J]. 環(huán)境工程, 2010, 28(6): 28–30.

[10] 李建茹, 李暢游, 張生, 等. 烏梁素海春季浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征分析[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報, 2013, 32(6): 1201–1208.

[11] 李建茹, 李暢游, 李興, 等. 烏梁素海浮游植物群落特征及其與環(huán)境因子的典型對應(yīng)分析[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報, 2013, 22(6): 1032–1039.

[12] 楊瓊. 烏梁素海夏季和秋季浮游植物群落及其與水質(zhì)關(guān)系研究[D]. 呼和浩特: 內(nèi)蒙古大學(xué), 2013: 1–37.

[13] 孫鑫鑫, 劉惠榮, 馮福應(yīng), 等. 烏梁素海富營養(yǎng)化湖區(qū)浮游細(xì)菌多樣性及系統(tǒng)發(fā)育分析[J]. 生物多樣性, 2009, 17( 5) : 490–498.

[14] 詹勇, 李暢游, 史小紅, 等. 分形理論在烏梁素海湖泊水質(zhì)評價中的應(yīng)用[J]. 水資源與水工程學(xué)報, 2012, 23(2) : 37–39, 43.

[15] 孫惠民, 何江, 呂昌偉, 等. 烏梁素海氮污染及其空間分布格局[J]. 地理研究, 2006, 25( 6) : 1003–101.

[16] 姜忠峰. 烏梁素海綜合需水分析及生態(tài)系統(tǒng)健康評價[D]. 呼和浩特: 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué), 2011: 22–32.

[17] 黃祥飛, 陳偉民, 蔡啟銘. 湖泊生態(tài)調(diào)查觀測與分析[M]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 1999: 27–105.

[18] 國家環(huán)境保護(hù)總局水和廢水監(jiān)測分析方法編委會. 水和廢水監(jiān)測分析方法[M]. 北京: 中國環(huán)境科學(xué)出版社, 2002: 88–284.

[19] 胡鴻鈞, 魏印心. 中國淡水藻類—系統(tǒng)、分類及生態(tài)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2006: 23–903.

[20] 周鳳霞, 陳劍虹. 淡水微型生物圖譜[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2005: 35–178.

[21] CONLEY D J, PAERL H W, HAWARTH R W, et al. Controlling eutrophication: nitrogen and phosphorus[J]. Science, 2009, 3235917: 1014–1015.

[22] SCHINDLER D, FEE E. Experimental lakes area: whole-lake experiments in eutrophication[J]. Journal of the Fisheries Board of Canada, 1974, 315: 937–953.

[23] HOME A J, GOLDMAN CR. LIMNOLOGY (Second Edition)[M]. New York : Mc Graw-Hill, Inc. 1994.

[24] 孫惠民, 何江, 呂昌偉, 等. 烏梁素海氮污染及其空間分布格局[J]. 地理研究, 2006, (06): 1003–1012.

[25] 李紅悅, 李興, 管超, 等. 烏梁素海水質(zhì)變化特征[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2018, 46(14): 82–85.

[26] 張雯穎. 烏梁素海營養(yǎng)鹽在水體中的分布規(guī)律及污染預(yù)防研究[D]. 呼和浩特: 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué), 2014, 27.

[27] NALEWAJKO C, MURPHYT P. Effects of temperature and availability of nitrogen and phosphorus on the abundance of Anabaena and Microcystis in Lake Biwa, Japana: an experimental approach[J]. Limnology, 2001, 2(1): 45–48.

[28] 林秋奇, 胡韌, 韓博平, 等. 流溪河水庫水動力學(xué)對營養(yǎng)鹽和浮游植物分布的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2003, 23(11): 2278–2284.

[29] 肖溪, 樓莉萍, 李華, 等. 沉水植物化感作用控藻能力評述[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 2009, 20(3): 705–712.

Distribution characteristics of different forms of nitrogen, phosphorus and phytoplankton in the whole season of Wuliangsuhai Lake

SUN Xin1, LI Xing2,3*, Li Jian Ru4

1. College of Geography Science, Inner Mongolia Normal University, Hohhot, 010022, China 2.School of Ecology and Environment, Inner Mongolia University, Hohhot, 010021, China 3. Inner Mongolia Engineering Research Center for Water-saving Agriculture, Inner Mongolia Normal University, Hohhot,010022, China 4. Inner Mongolia Technical College of Mechanics and Electrics, Hohhot ,010017, China

In order to monitor the distribution characteristics of different forms of nitrogen, phosphorus and phytoplankton in Wuliangsuhai, the concentration changes of different forms of nitrogen, phosphorus and algae in Wuliangsuhai from April to November 2016 and January 2017 were studied. The experimental results show that the total nitrogen concentration was the highest in autumn and the phosphorus concentration was the highest in winter. The management of farming behavior in Hetao Irrigation District should be strengthened to reduce the release of nutrients such as nitrogen and phosphorus. By microscopic examination of the phytoplankton collected in twelve monitoring sites of Wuliangsuhai Lake, the phytoplankton with 6 phyla and 69 genera are collected. The population ofandwas dominant in the whole year. Variation range of phytoplankton individual density in every monitoring site was between 6.88×107numbers per liter and 96.66×107numbers per liter. Individual density of phytoplankton in the seasonal changes was low in spring and winter and high in summer and autumn. Individual density of phytoplankton in spatial distribution showed southern water area and the water outlet > N13 (reed zone) > the point position near water inlet and Q10 (tourism area). Mastering the distribution characteristics of different forms of nitrogen, phosphorus and phytoplankton in the whole season is of great significance for the targeted treatment of lake water bodies in each quarter, and provides theoretical support and reference for the further restoration of eutrophic lakes in Wuliangsuhai and cold regions.

Wuliangsuhai Lake; different forms of nitrogen and phosphorus; phytoplankton; community structure

10.14108/j.cnki.1008-8873.2019.01.009

X524

A

1008-8873(2019)01-064-07

2018-09-30;

2018-11-12

內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金項目(2016MS0553); 國家自然科學(xué)基金(51469026); 內(nèi)蒙古機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院科學(xué)研究項目(NJDZJZRQN1710); 內(nèi)蒙古自治區(qū)科技計劃項目; 內(nèi)蒙古人才開發(fā)基金項目

孫鑫(1993—), 女, 碩士研究生, 從事水污染控制與水環(huán)境保護(hù)。E-mail:1443800267@qq.com

李興(1981—), 男, 副研究員, 主要從事水污染控制與水環(huán)境保護(hù)工作。E-mail: lixinggmm@163.com

孫鑫, 李興, 李建茹. 烏梁素海全季不同形態(tài)氮磷及浮游植物分布特征[J]. 生態(tài)科學(xué), 2019, 38(1): 64-70.

SUN Xin, LI Xing, Li Jian Ru. Distribution characteristics of different forms of nitrogen, phosphorus and phytoplankton in the whole season of Wuliangsuhai Lake[J]. Ecological Science, 2019, 38(1): 64-70.