城市河流浮游生物功能群結(jié)構(gòu)特征與影響因子分析

中圖分類號(hào)：X171.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-3075（2025）04-0153-11

浮游生物（浮游植物和浮游動(dòng)物）作為水生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者和初級(jí)消費(fèi)者，其分布狀態(tài)在一定程度上可以表征該河流的生態(tài)狀況，是河流水質(zhì)狀況的重要指示生物（Loick-wildeetal，2016）。功能群是將一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)具有相似結(jié)構(gòu)和功能，或行為上表現(xiàn)出相似特征的物種歸類為一個(gè)集合，其物種特征同環(huán)境的聯(lián)系更為緊密（胡韌等，2015）。Reynolds等2002年首次提出依據(jù)浮游植物生境對(duì)淡水浮游植物功能群（functionalgroup）進(jìn)行分類的方法，將浮游植物功能群劃分為31個(gè)，在后來(lái)的應(yīng)用中完善至39個(gè)（Padisaketal，2003；2006）。楊雅蘭等（2023）將FG分類法應(yīng)用到洱源西湖，發(fā)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)功能群隨四季變化呈不同演替趨勢(shì)。黃國(guó)佳等（2015）也將FG分類法應(yīng)用到貴州高原三板溪水庫(kù)，發(fā)現(xiàn)不同水文期浮游植物功能群呈不同變化趨勢(shì)?，F(xiàn)如今功能群分類方法也同樣應(yīng)用于浮游動(dòng)物的研究中，安睿等（2016）依據(jù)浮游動(dòng)物大小、食性及營(yíng)養(yǎng)層次等將其劃分為PF、PC、RF等10個(gè)功能群，并應(yīng)用至三環(huán)泡濕地，發(fā)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)功能群隨季節(jié)變化呈現(xiàn)不同趨勢(shì)。商書芹等（2023）將安睿的劃分方法應(yīng)用到濟(jì)南濟(jì)西濕地，發(fā)現(xiàn)功能群結(jié)構(gòu)及生物密度隨季節(jié)變化差異顯著。不同水體中浮游生物功能群結(jié)構(gòu)主要受非生物因素（如水溫、營(yíng)養(yǎng)鹽、有機(jī)質(zhì)等）和生物因素（如捕食、競(jìng)爭(zhēng)等）影響，研究其影響因素有助于準(zhǔn)確評(píng)估水體環(huán)境質(zhì)量變化，對(duì)后續(xù)的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)工作具有重要意義（李清濯等，2023）。近年來(lái)，功能群分類方法逐漸成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于群落生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域。但基于浮游生物功能群分類的方法所開展的城市河流研究較少，也缺乏對(duì)浮游動(dòng)物和浮游植物功能群之間相互關(guān)系的研究。

賈魯河屬淮河二級(jí)支流，被譽(yù)為的“母親河”，由于周邊城市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，工業(yè)化和城市化進(jìn)程加快，水質(zhì)逐漸惡化（吳文超，2016）。自2016年賈魯河綜合治理工程實(shí)施后，水質(zhì)已得到明顯改善。然而，賈魯河仍承擔(dān)著市污染物接納的重任，存在一定的水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。本文以賈魯河為對(duì)象，研究平、豐水期浮游生物功能群分布特征，并探究浮游生物功能群的主要環(huán)境影響因子，以期為賈魯河的水生態(tài)修復(fù)工作及淮河流域水環(huán)境管理提供參考。

1研究方法

1.1 采樣點(diǎn)設(shè)置

賈魯河發(fā)源于新密市山區(qū)圣水裕一帶，流經(jīng)市，于周口市匯入淮河支流沙潁河。其中段全長(zhǎng) 137km ，流域面積 2 750km² ，主要支流有索須河、堤里小清河等。賈魯河段沿岸設(shè)有多座污水處理廠及閘壩，承擔(dān)著市納污、防洪的重任。

結(jié)合賈魯河地理位置和水源條件，本研究選取賈魯河干流及水量較大的支流（索須河、堤里小清河），避開橋梁下、閘壩下方等區(qū)域，在水流穩(wěn)定的河段布設(shè)8個(gè)采樣點(diǎn)（圖1），于2022年5月（平水期）和7月（豐水期）開展浮游生物及水質(zhì)現(xiàn)狀調(diào)查，研究區(qū)域位于賈魯河下段，功能區(qū)類型為Ⅳ類。

1.2樣品采集與處理

水溫（WT）、pH和溶解氧（DO）參數(shù)使用美國(guó)哈希 HD30d 多功能參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀于采樣現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，總氮（TN）、總磷（TP）、亞硝態(tài)氮 （NO₂?-N） 、硝態(tài)氮（NO₃?-N） 、氨氮 （NH₄⁺–N） 和重鉻酸鉀指數(shù)（ COD_Cr ），參考《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》（國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局，2002）在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)定。

浮游生物定性和定量樣品的采集參照《水生生物調(diào)查技術(shù)規(guī)范》（DB11/T1721—2020），浮游動(dòng)、植物定性樣品分別采用13號(hào)、25號(hào)浮游生物網(wǎng)于水面下繞“\"字緩慢拖拽 3～5min 采集。其中，浮游動(dòng)物樣品加入 5% 的甲醛固定，浮游植物樣品加入 1.5% 的魯哥氏液固定。浮游植物定量樣品使用采水器采集水樣2L，加入 1.5% 的魯哥氏液固定。原生動(dòng)物、輪蟲和無(wú)節(jié)幼體定量統(tǒng)計(jì)使用浮游植物定量樣品；枝角類和橈足類則用采水器采集水樣 10L ，使用25號(hào)生物網(wǎng)過(guò)濾，加入 5% 甲醛固定后帶回實(shí)驗(yàn)室鏡檢。浮游植物定量樣品靜置沉淀、虹吸濃縮至 30mL 后鏡檢計(jì)數(shù)。物種鑒定參照書籍（王家楫，1961；蔣燮治和堵南山1979；中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所甲殼動(dòng)物研究組，1979；胡鴻鈞和魏印心，2006）。

1.3功能群劃分及優(yōu)勢(shì)功能群篩選

本文參考Reynolds等（2002）提出和Padisak等（2003）補(bǔ)充完善的以生境為劃分依據(jù)的FG方法對(duì)賈魯河浮游植物進(jìn)行功能群劃分，依據(jù)安睿等（2016以食性為劃分依據(jù)的方法對(duì)浮游動(dòng)物進(jìn)行功能群劃分。

參考浮游植物優(yōu)勢(shì)種的篩選原則（王芳等，2022），以相對(duì)生物量 55% 的功能群為該時(shí)期的優(yōu)勢(shì)功能群， 550% 為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)功能群。浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)功能群篩選參考浮游植物。

1.4多樣性指數(shù)及 Q_r 指數(shù)

用Shannon-Wiener多樣性指數(shù) （H^′） （Shannon，1948）、Margalef指數(shù) （D^′） （Margalef，1958）、Pielou指數(shù) Ω（J） （Pielou，1966）分析浮游生物多樣性，計(jì)算公式見 ①～③ ，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

式中： n_i 為物種 i 的個(gè)體數(shù)； N 為全部樣品的總個(gè)體數(shù)； S 為樣品中浮游生物物種總數(shù)， H_max=lnS 。

選用 指數(shù)（胡韌等，2015）分析浮游植物功能群，計(jì)算公式見式 ④ 。依據(jù)結(jié)果將其劃分為5個(gè)等級(jí)： 0～lt;1 為“差”， 1～lt;2 為“耐受”， 2～lt;3 為“中等”，3～lt;4 為“好”，4＼～5為“極好”。

式中： n 為浮游植物功能群的數(shù)量； n_i 為第 i 個(gè)功能群的生物量； N 為總生物量； F_i 為第 i 個(gè)功能群的賦值，賦值參考胡韌等（2015）的研究。

1.5數(shù)據(jù)分析

采用綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法（徐祖倍，2005）對(duì)賈魯河水持進(jìn)行評(píng)價(jià)。采用Arcgis10.2進(jìn)行地圖繪制，使用Excel2019對(duì)基本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，使用Ori-gin2022進(jìn)行群落結(jié)構(gòu)分析及其與環(huán)境因子相關(guān)性分析并繪圖，用SPSS27進(jìn)行生物因子相關(guān)性分析，利用Cannoco5.0軟件進(jìn)行冗余分析及繪圖。

2結(jié)果與分析

2.1浮游植物功能群組成

賈魯河段共采集鑒定出浮游植物7門168種，以硅藻門、綠藻門、藍(lán)藻門為主，可劃分為A、B、C、D、E、F、 G，J，L₀ 等26個(gè)功能群（圖2）。其中，平水期共鑒定出5門158種，可劃分為19個(gè)功能群，以D、MP、P、 T_B 功能群為主；各點(diǎn)位平均生物量為0.63mg/L 、平均密度為 0.66×10⁶ 個(gè)/L。豐水期共鑒定出6門168種，可劃分為24個(gè)功能群，以 W1?T_B?MP 、D功能群為主；各點(diǎn)位平均生物量為 3.52mg/L ，平均密度為 1.76×10⁶ 個(gè)/L。浮游植物功能群從平水期到豐水期的變化為 ^4?D+MP+P+T_B^′′?^ωW1+T_B⁺MP+D^′′ ，其代表生境由喜愛有機(jī)營(yíng)養(yǎng)豐富、水流緩慢的富營(yíng)養(yǎng)化水體變化為喜愛高溫、擾動(dòng)大的富營(yíng)養(yǎng)化水體。2個(gè)水期 H^′?D 和 J 指數(shù)分別為 1.90～3.86.2.04～ 3.50和 0.49～0.95 ，均值分別為3.12、2.62和0.82。基于浮游植物功能群的 Q_r 指數(shù)為 0.84～2.53 ，平均值為1.79（圖3）。整體來(lái)看，豐水期鑒定出的功能群較多，生物量和密度也更高，不同水期浮游植物功能群結(jié)構(gòu)差異較大；浮游植物生物多樣性和 Q_r 指數(shù)評(píng)價(jià)表明賈魯河處于“中度污染\"狀態(tài)。

2.2浮游動(dòng)物功能群組成

賈魯河段共采集鑒定出浮游動(dòng)物4類80種，以原生動(dòng)物、輪蟲為主，可劃分為PF、RF、MCC、RC、SCC、MCF和SCF共7個(gè)功能群（圖4）。其中，平水期鑒定出4類77種，可劃分為7個(gè)功能群，以RF、SCC、RC為主，各點(diǎn)位平均生物量為 11.44mg/L ，平均密度為 0.66×10⁴ 個(gè)/L。豐水期鑒定出浮游動(dòng)物4類56種，可劃分為6個(gè)功能群，以SCF、RF、SCC為主，各點(diǎn)位平均生物量為 7.13mg/L ，平均密度為 0.86× 10⁴ 個(gè)/L。浮游動(dòng)物功能群由平水期的 ⁶RF⁺SCC⁺

RC\"變化為豐水期的“ ?_SCF+RF+SCC， ，從以捕食者為主變?yōu)橐詾V食者為主，說(shuō)明豐水期浮游植物數(shù)量增多，為浮游動(dòng)物提供了更豐富的食物資源。2個(gè)水期H^′，D^′ 和 J 指數(shù)分別為 1.73～2.53，0.97～3.21 和 0.51～ 0.93，均值分別為2.24、2.17和0.71（圖5）。整體來(lái)看，平水期生物量高于豐水期，密度低于豐水期，不同水期浮游動(dòng)物功能群結(jié)構(gòu)差異較大；浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)表明，賈魯河處于“中度污染\"狀態(tài)。

2.3優(yōu)勢(shì)功能群篩選

基于C-R-S生長(zhǎng)策略對(duì)浮游植物優(yōu)勢(shì)功能群進(jìn)行篩選劃分（Reynolds，1987），結(jié)果如表2。平水期共篩選出8個(gè)優(yōu)勢(shì)功能群；豐水期共篩選出6個(gè)功能群。其中，C、D、MP、P、 T_B 為兩水期共有優(yōu)勢(shì)功能群， J，L₀，T_C 為平水期特有優(yōu)勢(shì)功能群，W1為豐水期特有優(yōu)勢(shì)功能群。依據(jù)這些功能群所代表的生境可判斷出賈魯河為富營(yíng)養(yǎng)型或高度富營(yíng)養(yǎng)型淺水水體。不同時(shí)期的浮游植物生長(zhǎng)策略不同，賈魯河優(yōu)勢(shì)功能群從平水期到豐水期的生長(zhǎng)策略變化為CR/R - CR/CS。

對(duì)浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)功能群進(jìn)行篩選，并根據(jù)其捕食策略劃分為捕食者和濾食者，結(jié)果如表3。平水期共篩選出5個(gè)功能群；豐水期共篩選出4個(gè)功能群。其中，RC、RF、SCC、SCF為共有優(yōu)勢(shì)功能群，MCF為平水期特有優(yōu)勢(shì)功能群；2個(gè)水期捕食策略變化為捕食者 $$ 捕食者 + 濾食者。

2.4水體理化因子

賈魯河主要水體理化因子指標(biāo)見表4。2次采樣pH 為 7.63～8.89 ，水質(zhì)呈弱堿性；水溫為 23.3～32.6^circC NH₄⁺ -N為 0.57～2.52mg/L;NO₂?-N 為 0.01～0.42mg/L ：NO₃?-N 為 0.50～8.16mg/L ;TN為 2.69～8.63mg/L; ：TP為 0.05～0.19mg/L ： COD_Cr 為 11.03～85.12mg/L ; DO為 7.26～18.93mg/L 。

綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果見表5。賈魯河各點(diǎn)位評(píng)價(jià)結(jié)果均符合水功能區(qū)劃（IV類）要求，研究區(qū)域整體水質(zhì)良好。此外，平水期的主要特征污染物為TN和 COD_Cr ，豐水期主要特征污染物為TN和 NH₄⁺ -N。

2.5影響因子分析

2.5.1環(huán)境因子篩選出與浮游生物優(yōu)勢(shì)功能群有相關(guān)性的環(huán)境因子，結(jié)果如圖6。不同水期影響浮游生物分布的主要環(huán)境因子不同，平水期 COD_Cr 為主要影響因子，豐水期 TP?pH，NO₃^-. N為主要影響因子。在平水期，RF與 COD_Cr 顯著正相關(guān) （Plt;0.05），C，J，T_C，RC 與COD_Cr 極顯著正相關(guān) （Plt;0.01） ；在豐水期，C與TP、pH極顯著正相關(guān)；W1與TP顯著正相關(guān) （Plt;0.05） ，RF與NO₃^- -N極顯著正相關(guān) （Plt;0.01） 。

選取9個(gè)理化因子作為解釋變量，以優(yōu)勢(shì)浮游生物功能群生物量作為響應(yīng)變量，先進(jìn)行除趨勢(shì)對(duì)應(yīng)分析（correspondenceanalysis，DCA），其排序軸長(zhǎng)度均小于3，故選用RDA分析。平、豐水期賈魯河浮游生物功能群與環(huán)境因子的RDA分析結(jié)果如圖7。采用蒙特卡擬合方法對(duì)浮游生物功能群和環(huán)境因子間的關(guān)系進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果表明，不同水期篩選得到的關(guān)鍵環(huán)境因子有所不同，平、豐水期分別篩選出6個(gè)和5個(gè)環(huán)境因子。

豐水期前兩軸解釋率分別為 70.39% ，77.47% ；平水期前兩軸物種-環(huán)境相關(guān)系數(shù)分別為0.9876.0.9707 ，豐水期為 0.9960.0.9910. ，表明結(jié)果可信。平水期（圖7a）， COD_Cr，WT 是影響浮游生物功能群的關(guān)鍵環(huán)境因子。 C，J，T_C 與 COD_Cr 顯著正相關(guān) _{（Plt;0.05）} ·D，L_o 、MP、 T_B 、MCF與WT顯著正相關(guān)（ Plt;0.05） 。豐水期（圖7b），TP是影響浮游植物功能群的關(guān)鍵環(huán)境因子， W1、C、T_c 與TP顯著正相關(guān)（ ξ_P lt;0.05），D.T_B 與TP顯著負(fù)相關(guān) （Plt;0.05） ）。

2.5.2生物因子利用Pearson分析浮游生物優(yōu)勢(shì)功能群種間相關(guān)性，結(jié)果如表6、表7。小型浮游生物功能群 及SCF等彼此間多數(shù)具有極顯著相關(guān)性 （Plt;0.01） 。一方面， J，L₀，MP，T_B，T_C 等浮游植物功能群間存在顯著相關(guān)性，RC、RF、MCF、SCF等浮游動(dòng)物功能群間存在極顯著相關(guān)性；另一方面， C，J，T_B，T_C 浮游植物功能群與RC、RF、SCC浮游動(dòng)物功能群具有顯著相關(guān)性。

3討論

3.1浮游生物功能群特征及不同水期變化

優(yōu)勢(shì)功能群的變化特征很大程度上能夠反映水環(huán)境中浮游生物的整體變化規(guī)律（龔森森等，2022）。C、D、MP、P、T為2個(gè)水期共有的浮游植物優(yōu)勢(shì)功能群。以具星小環(huán)藻為代表的C功能群適宜生活在低光照、富營(yíng)養(yǎng)的中小型水體中；D、MP和P功能群均適合生活在經(jīng)常受攪動(dòng)的中富營(yíng)養(yǎng)水體中；以卵圓雙眉藻為代表的 T_B 功能群適應(yīng)于激流環(huán)境，且在S1、S3點(diǎn)位的生物量最大。推測(cè)原因是S1點(diǎn)位上游五龍口污水處理廠和S3點(diǎn)位上游馬頭崗污水處理廠尾水匯入量大導(dǎo)致水流速度加快。賈魯河屬城市河流，相較于天然河流更易受到降雨、潮汐、泵閘調(diào)水等影響，水體受擾動(dòng)程度大，水體較渾濁。且調(diào)查期間賈魯河N、P營(yíng)養(yǎng)鹽豐富，適宜這些優(yōu)勢(shì)功能群的生長(zhǎng)。此外，這些功能群的廣泛分布，也表明賈魯河呈現(xiàn)出一定的富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)，多樣性指數(shù)的結(jié)果也能說(shuō)明這一問(wèn)題。 J，L₀"、Tc為平水期特有的優(yōu)勢(shì)功能群。賈魯河平水期有機(jī)質(zhì)含量較高，有機(jī)營(yíng)養(yǎng)豐富，適宜以柵藻為代表的J功能群生活。其中，S5點(diǎn)位J功能群生物量占比高于其他點(diǎn)位，這是由于該點(diǎn)位COD濃度高達(dá) 85.12mg/L （表4），適宜喜愛高有機(jī)質(zhì)生境的J功能群生長(zhǎng)。此外，平水期水體流動(dòng)較豐水期慢，適宜以爬行顫藻為代表的 T_C"功能群生長(zhǎng)。而以雙頭輻節(jié)藻為代表的 L_o"功能群具有廣泛適應(yīng)性，因此也屬于平水期的優(yōu)勢(shì)功能群。W1為豐水期特有的優(yōu)勢(shì)功能群。豐水期降雨較多，水體受擾動(dòng)程度較大，再加上該水期豐富的氮磷營(yíng)養(yǎng)元素，更適宜喜愛渾濁、適應(yīng)高溫的W1功能群生長(zhǎng)，且在多數(shù)點(diǎn)位其生物量占比較大。賈魯河浮游植物對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)策略變化規(guī)律為：""。有研究表明，河流型水體以R型藻種占優(yōu)，湖泊水體以C型和S型藻種占優(yōu)（史邵華，2018）。賈魯河為河流型水體，2個(gè)水期均以R型策略為主。賈魯河平水期水體溫度較低，營(yíng)養(yǎng)鹽豐富，適宜喜低光照的C/P功能群及喜富營(yíng)養(yǎng)鹽環(huán)境的 J/T_B"功能群生長(zhǎng)，因此呈現(xiàn)以CR/R策略為主的情況。有研究表明，以CR/R策略藻種占主導(dǎo)地位的情況可以反映出，在物質(zhì)供給和能量輸入都比較理想的條件下，水中浮游植物優(yōu)勢(shì)功能群可以充分生長(zhǎng)，且隨著能量限制程度的提高會(huì)比其他類群更具耐受性（黃國(guó)佳等，2015）。賈魯河豐水期水溫高、光照充足，適宜喜好高光照的MP功能群和喜好高溫水環(huán)境的W1功能群生存，因此呈現(xiàn)CR/CS策略類群占主要優(yōu)勢(shì)。也有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)形成以CS/CR策略為主的混生群落格局時(shí)，物種多樣性水平較高（李哲，2009），這也與本研究多樣性指數(shù)結(jié)果一致。

賈魯河2個(gè)水期浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)功能群均為RC、RF、SCF及SCC。RF、RC功能群體型微小、物種種類多，分布范圍廣，且能以孤雌方式繁殖，可在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的生物量和密度（商書芹等，2023）。SCF和SCC功能群由枝角類和橈足類組成，因其個(gè)體較大，在生物量中占比較高，成為優(yōu)勢(shì)功能群。有研究發(fā)現(xiàn)，城市河流中輪蟲是浮游動(dòng)物群落的主要成員（張晟曼等，2022），本研究中，RF和RC功能群代表種類均為輪蟲，與上述研究結(jié)果相符，也表明賈魯河浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)功能群以輪蟲為主。有研究表明，浮游動(dòng)物生物量以小型輪蟲和小型枝角類為主的水體，魚類攝食壓力大（龔森森等，2022），由此可知賈魯河魚類攝食壓力較大。平水期MCF是賈魯河特有的優(yōu)勢(shì)功能群。MCF主要以藻類為食，是控制浮游植物生長(zhǎng)的最主要浮游動(dòng)物功能群，平水期MCF相對(duì)生物量占比大的點(diǎn)位（S1、S2、S6、S7、S8）浮游植物生物量明顯低于以其他浮游動(dòng)物功能群為主的點(diǎn)位，且豐水期不再以MCF功能群為優(yōu)勢(shì)功能群時(shí)，浮游植物生物量明顯增加。此外，豐水期濾食性功能群RF、SCF相對(duì)生物量較平水期升高，可能是該時(shí)期水溫較高，藻類生長(zhǎng)繁殖較快，食物條件較好所致。

3.2浮游生物功能群與環(huán)境因子的關(guān)系

浮游生物功能群的生長(zhǎng)和分布會(huì)受到WT、pH、營(yíng)養(yǎng)鹽、有機(jī)質(zhì)、光照強(qiáng)度等環(huán)境因子的直接或間接影響（安睿等，2016）。本文通過(guò)相關(guān)性分析和RDA分析發(fā)現(xiàn)， WT，COD_Cr，TP 是影響賈魯河浮游生物功能群的關(guān)鍵因子。平水期，WT是影響 D?L_o，MP 、T_B，MCF 功能群分布的關(guān)鍵因子。WT可以控制光合作用的酶促反應(yīng)或呼吸作用的強(qiáng)度直接對(duì)藻類的生長(zhǎng)造成影響，也會(huì)通過(guò)影響藻類酶的活性干擾其對(duì)光能和營(yíng)養(yǎng)鹽的獲取、利用，間接對(duì)藻類的生長(zhǎng)造成影響（Blinn，1993；Butterwicketal，2005）。同時(shí)，浮游動(dòng)物的生長(zhǎng)、繁殖、分布和數(shù)量波動(dòng)等都會(huì)受到

WT等水環(huán)境因素的影響。賈魯河段為北方季節(jié)性河流，水溫在不同水期差異性顯著，因此WT必然成為影響浮游生物的關(guān)鍵環(huán)境因子，這與銅陵市河湖濕地（劉燁凌等，2023）、湯浦水庫(kù)（張俊芳等，2021）等的研究結(jié)果基本一致。此外， COD_Cr 也是影響平水期浮游生物分布的關(guān)鍵環(huán)境因子，在一定程度上可反映水體中的有機(jī)質(zhì)含量，其濃度影響著浮游植物的密度和生物量。RC、RF功能群屬輪蟲類，喜攝食細(xì)菌、藻類、有機(jī)質(zhì)及原生動(dòng)物，會(huì)通過(guò)上行下效影響浮游動(dòng)物。賈魯河平水期多數(shù)點(diǎn)位 COD_Cr 含量較豐水期高，有機(jī)質(zhì)含量豐富，使得 COD_Cr 成為影響平水期浮游生物功能群組成的重要因子之一，這在呼倫湖的相關(guān)研究中也得到了證實(shí)（李瀅鈺等，2020）。在豐水期，TP是影響W1、C、D、 T_B 等功能群的關(guān)鍵因子。N、P營(yíng)養(yǎng)鹽是藻類生長(zhǎng)所需的主要元素，對(duì)浮游植物生長(zhǎng)、發(fā)育、群落結(jié)構(gòu)及數(shù)量變化有重要影響。賈魯河進(jìn)入豐水期后，TP濃度較平水期升高了 30% ，為浮游植物提供了更充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此TP在豐水期成為關(guān)鍵影響因子。

3.3浮游生物功能群與生物因子的關(guān)系

相關(guān)研究表明，在同一生態(tài)位下，不同功能群對(duì)資源的利用方式相似，隨著種群密度增大，其競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)變得更加激烈；在不同生態(tài)位上，功能類群之間可能存在捕食關(guān)系，捕食者和被捕食者相互影響，進(jìn)而改變?nèi)郝浣Y(jié)構(gòu)（望甜，2010；肖晶等，2019）。本研究中，一方面，平水期的 C，L₀，J，MP，T_C 等功能群之間、豐水期的C和WI功能群之間存在顯著相關(guān)性。這些類群屬于硅藻門、藍(lán)藻門、綠藻門中的常見種屬，它們的代表生境大多為富營(yíng)養(yǎng)化的淺水水體，處于相同的生態(tài)位。不同的物種在相同生態(tài)位會(huì)彼此競(jìng)爭(zhēng)棲息地、食物來(lái)源等，且在面對(duì)浮游動(dòng)物和魚類時(shí)受到的攝食壓力也是同等的、可以替代的。往往一種藻類群落特征的改變會(huì)影響到其他類群的改變，它們之間既有協(xié)同作用，會(huì)相互制約，具有顯著的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系（Xuetal，2010）。MCF、SCF浮游動(dòng)物功能群存在極顯著相關(guān)性，這是因?yàn)镸CF、SCF為小、中型浮游動(dòng)物濾食者，均以細(xì)菌、藻類有機(jī)質(zhì)和原生動(dòng)物為食，存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。另一方面，RF為濾食性浮游動(dòng)物功能群，體型較小，主要以小型浮游植物（功能群C、J等）為食，雙方構(gòu)成捕食關(guān)系；小型動(dòng)物捕食者RC與濾食者RF顯著相關(guān)，因而與浮游動(dòng)物之間的捕食關(guān)系密切相關(guān)；平水期小型浮游動(dòng)物捕食者RC、SCC與C、J、T等浮游植物功能群，以及豐水期SCC和 T_B 功能群顯著相關(guān)，這主要與營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的上行效應(yīng)密切相關(guān)。即兩水期SCC功能群生物量較多，攝食壓力較大，浮游植物通過(guò)影響植食性小型浮游動(dòng)物，進(jìn)而對(duì)肉食性浮游動(dòng)物產(chǎn)生顯著影響。

根據(jù)浮游生物功能群結(jié)構(gòu)特征及多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果，賈魯河處于“中度污染”。自賈魯河綜合治理工程實(shí)施以來(lái)，水質(zhì)得到提升，但水生態(tài)狀況不容樂(lè)觀，未來(lái)仍需繼續(xù)推進(jìn)賈魯河生態(tài)綜合治理，通過(guò)河流生態(tài)緩沖帶建設(shè)、水生生物多樣性恢復(fù)、沿河污水處理廠精準(zhǔn)提標(biāo)等提升河流生態(tài)功能，逐步恢復(fù)水生態(tài)狀況。

參考文獻(xiàn)

女脊，土風(fēng)友，丁洪頁(yè)，寺，2016.小興凱湖仔游植物功昵群特 征及其影響因子[J].環(huán)境科學(xué)研究，29（7）：985-994.

ANR，WANGFY，YUHX，etal，2016.Characteristics and physical factors of phytoplankton functional groups in smallXingkaiLake[J].ResearchofEnvironmentalSciences，29（7）： 985-994.

龔森森，李學(xué)梅，吳嘉偉，等，2022.湖北長(zhǎng)湖夏、秋季浮游生 物功能群特征及主要影響因子[J].水生生物學(xué)報(bào)，46 （5）： 707-717.

GONG S S，LIXM，WUJW， et al，2022.Characteristics and main influencing factors of plankton functional groups in summer and autumn of Changhu Lake[J].Acta Hydrobiologica Sinica，46（5）： 707-717.

國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局，2002.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M].4版. 北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社.

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

胡韌，藍(lán)于倩，肖利娟，等，2015.淡水浮游植物功能群的概 念、劃分方法和應(yīng)用[J].湖泊科學(xué)，27（1）：11-23.

HU R，LAN YQ，XIAOL J， et al，2015. The concepts，classification and application of freshwaterphytoplankton functional groups[J]. Journal ofLake Sciences，27（1）： 11-23.

黃國(guó)佳，李秋華，陳椽，等，2015.貴州高原三板溪水庫(kù)浮游植 物功能群時(shí)空分布特征[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，35（2）：418- 428.

HUANG G J，LI Q H， CHEN C， et al， 2015.Phytoplankton functional groups and their spatial and temporal distribution characteristics in Sanbanxi Reservoir， Guizhou Province[J].Acta Scientiae Circumstantiae，35（2）： 418-428.

蔣燮治，堵南山，1979.中國(guó)動(dòng)物志·淡水枝角類[M].北京：科 學(xué)出版社.

李清濯，華躍洲，杜成棟，等，2023.太湖西山島河網(wǎng)秋季浮游 生物群落結(jié)構(gòu)特征及其影響因子分析[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán) 境學(xué)報(bào)，39（2）：214-226.

LIQZ，HUAY Z，DU CD，et al， 2023.Characteristics and influencing factors of plankton community structure during autumn in Xishan Island waterway network of Taihu Lake [J].Journal of Ecology and Rural Environment， 39（2）： 214-226.

李瀅鈺，安雪，張鈺，等，2020.內(nèi)陸堿性藍(lán)藻暴發(fā)水體浮游動(dòng) 物功能群及影響因子[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，48（5）：79- 82.

LI Y Y，AN X， ZHANG Y， et al， 2020. Functional groupand influence factors of zooplankton in cyanobacteria outbreaks of inland alkaline water[J]. Journal of Northeast Forestry University， 48（5）： 79-82.

李哲，2009.三峽水庫(kù)運(yùn)行初期小江回水區(qū)藻類生境變化與 群落演替特征研究[D].重慶：重慶大學(xué).

劉燁凌，趙世高，董偉萍，等，2023.銅陵市河湖濕地浮游生物 群落結(jié)構(gòu)特征及影響因素[J].環(huán)境工程，41（1）：10-17， 131.

LIU Y L， ZHAO S G， DONG W P， et al， 2023. Plankton community characteristics and influencing factors of riverlake wetlands in Tongling[J]. Environmental Engineering， 41（1）： 10-17， 131.

商書芹，賈麗，王帥帥，等，2023.濟(jì)南濟(jì)西濕地公園浮游動(dòng)物 功能類群及其對(duì)環(huán)境因子的響應(yīng)[J].水生態(tài)學(xué)雜志，44 （6）： 113-121.

SHANG S Q， JIA L，WANG S S， et al， 2023. Zooplankton functional groups and their response to water physiochemical factors in Jixi wetland park in Jinan[J]. Journal of Hydroecology， 44（6）： 113-121.

史邵華，2018.河流浮游植物群落對(duì)筑壩引發(fā)的異質(zhì)性水文 環(huán)境的響應(yīng)：以三峽水庫(kù)為例[D].重慶：西南大學(xué).

王芳，李永吉，馬廷婷，等，2022.基于浮游植物的城市湖泊生 態(tài)健康評(píng)價(jià)：以長(zhǎng)江下游銅陵市西湖為例[J].湖泊科學(xué)， 34（6）： 1890-1900.

WANG F，LIYJ，MATT， etal，2022.Ecological health assessment of urban lake based on phytoplankton： a case study ofLakeXihu， Tongling， lowerreachesof the YangtzeRiver[J]. Journal ofLake Sciences， 34（6）： 1890-1900.

王家楫，1961.中國(guó)淡水輪蟲志[M].北京：科學(xué)出版社.

望甜，2010.捕食與競(jìng)爭(zhēng)：流溪河水庫(kù)浮游動(dòng)物群落的種間關(guān) 系研究[D].廣州：暨南大學(xué).

吳文超，2016.賈魯河段生態(tài)修復(fù)工程技術(shù)研究[D].南京：南 京大學(xué).

肖晶，王寶利，張海濤，等，2019.烏江河流-水庫(kù)體系浮游植 物功能群演替及其環(huán)境影響因子辨識(shí)[J].地球與環(huán)境， 47（6）： 829-838.

XIAO J， WANG B L， ZHANG H T， et al， 2019. Succession of phytoplankton functional groups in the Wujiang River-reservoir system and its environmental impact factors identification[J]. Earth and Environment， 47（6）： 829-838.

徐祖信，2005.我國(guó)河流綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評(píng)價(jià)方法研究[J]. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），（4）：482-488.

楊雅蘭，過(guò)龍根，尹成杰，等，2023.云南大理洱源西湖浮游植 物功能群季節(jié)演替特征[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào)，13（2）： 625-631.

YANGYL，GUOLG，YINCJ，et al，2023.Study on the seasonalsuccession of phytoplankton functional groupsin Eryuan West Lake of Dali City， Yunnan Province[J]. Journal of Environmental Engineering Technology， 13（2）： 625-631.

張晟曼，何培民，劉煒，等，2022.上海城市河流浮游動(dòng)物季節(jié) 變化及其與環(huán)境因子的關(guān)系[J].水生態(tài)學(xué)雜志，43（5）： 42-48.

ZHANGSM，HEPM，LIUW，etal，2022.Seasonal variation of zooplankton and its relationship with environmental factors inurban rivers ofXuhui district， Shanghai[J]. Journal ofHydroecology， 43（5）： 42-48.

張俊芳，胡曉紅，馬沛明，等，2021.湯浦水庫(kù)浮游植物功能群季 節(jié)演替及關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因子[J].水生態(tài)學(xué)雜志，42（3）：55-62.

ZHANGJF，HU XH，MA PM， etal，2021.Seasonal succession of phytoplankton functional groups and key driving factors in Tangpu reservoir[J]. Journal of Hydroecology， 42（3）： 55-62.

中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所甲殼動(dòng)物研究組，1979.中國(guó)動(dòng)物志·淡水橈足類[M].北京：科學(xué)出版社.

BLINN D W，1993.Diatom community structure along physicochemical gradients in saline lakes[J]. Ecology，74（4）： 1246-1263.

BUTTERWICKC，HEANEYSI，TALLINGJF，20O5.Diversity in the influence of temperature on the growth rates of freshwater algae，and its ecological relevance[J]. Freshwater Biology， 50（2）： 291-300.

LOICK-WILDEN，WEBERSC，CONROYBJ，etal，2016. Nitrogen sourcesand net growth efficiency of zooplanktonin three Amazon River plume food webs[J].Limnologyand Oceanography， 61（2）： 460-481.

PADISAK J，BORICS G， FEHER G， et al，2003.Dominant species， functional assemblages and frequency of equilibrium phases in late summer phytoplankton assemblages in Hungarian small shallow lakes[J]. Hydrobiologia， 502（1）： 157-168.

PADISAK J， BORICS G， GRIGORSZKY I， et al， 2006.Use of phytoplankton assemblages for monitoring ecological statusoflakeswithin thewater frameworkdirective：theassemblage index[J].Hydrobiologia， 553（1）：1-14.

PIELOU E C，1966. Species-diversity and pattern-diversity in the study of ecological succession[J]. Journal of Theoretical Biology，10（2）： 370-383.

REYNOLDS C S， 1987. Community organization in the freshwater plankton[J].Symposium of the British Ecological Society，27： 297-325..

REYNOLDS CS，HUSZARV，KRUKC， et al， 2002. Towards afunctionalclassificationofthe freshwaterphytoplankton [J]. Journal of Plankton Research， 24（5）： 417-428.

SHANNONCE，1948.Amathematical theory of communication[J]. Bell System Technical Journal，27（3）： 379-423. （責(zé)任編輯 鄭金秀）

Structural Characteristics and Driving Forces of Plankton Functional Groups in Urban Rivers - A Case Study of the Zhengzhou Section of Jialu River

GUO Xinxin1， ZHAO Changmin2， AN Wanyu1，3， HAO Ziyao4， YU Luji14， ZHANG Hui5

（1. College of Ecology and Environment， Zhengzhou University， Zhengzhou 450oo0，P.R. China; 2. Zhengzhou Ecological Environment Monitoring Center， Zhengzhou 45oo00，P.R. China;

3. Beijing Shenzhou Ruilin Environmental Technology Research Institute Co.，Ltd.，Beijing10oo0，P.R.China;

.Comprehensive Design and Research Institute Co.，Ltd.，Zhengzhou University， Zhengzhou450oo0，P.R.China; 5.Yellow River Institute of Eco-Environmental Sciences， Zhengzhou 45oo04，P.R. China）

Abstract： In this study， we explored the spatiotemporal distribution of plankton functional groups in the Zhengzhou section of Jialu River and analyzed the influence of environmental factors using correlation analysis and redundancy analysis. Our aim was to provide a reference for the ecological restoration of urban rivers and management of the aquatic environment in the Huaihe River basin. In May （normal water level season）and July （flood season） of 2022，qualitative and quantitative sampling of plankton and an investigation of water environmental factors were carried out at eight sampling sites in the mainstream and tributaries of Jialu River.A total of 168 phytoplankton species from 7 phyla were collected in the study area and they were categorized into 26 functional groups， such as C， D， J， L_O， MP， P， T_B T_C， and W1 based on the FG classification method.The functional groups were dominated by the C，D，MP，and P groups that prefer eutrophic water. A total of 80 zooplankton species from 4 taxa were identified and categorized into 7 functional groups based on feeding habits and trophic levels，includingRC，RF，and SCC.Rotifer filter feders （RF）and small zooplankton predators （SCC） were the dominant functional groups. The average values of the Shannon-Wiener （H^′） ，Margalef （D^′） and Pielou （J） indices were， respectively，3.12，2.62 and 0.82 for the phytoplankton community and 2.24，2.17 and 0.71 for the zooplankton community. The average Q_r index，based on phytoplankton functional groups，was 1.79.The diversity indices of plankton and the phytoplankton Q_r index both indicated that Jialu River was moderately polluted.The distribution of plankton functional groups in Jialu River was distinctly dierent between the normal water level period and flood period. The J， L_o， T_C， and MCF functional groups were dominant in the normal period， while W1 was the unique dominant functional group during flood season. Correlation and redundancy analysis of the plankton functional groups and environmental factors show that WT and COD_Cr were the primary environmental factors impacting plankton functional groups during the normal season， while TP was the key environmental factor during flood season. However， competition and predation among plankton were also key factors influencing the structure of the plankton functional groups.

Key words： plankton; functionalgroups; diversity index; environmentalfactors; urbanrivers; JialuRiver