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晋阳湖浮游藻类群落结构与水体生态修复研究

作　者: 梁晓霞
导　师: 王翠红
学　校: 山西大学
专　业: 生态学
关键词: 理化因子浮游藻类群落结构生态位富营养化晋阳湖
分类号: X52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

晋阳湖位于汾河西岸,占地面积5.26km~2,不仅是太原市第一热电厂的循环水晾水池,也是太原市最大的水产养殖基地,同时,晋阳湖水体的大量蒸发,保证了空气中的含湿量,净化了太原市的空气。本文以晋阳湖水体为研究对象,于2007年6月～2008年4月,于湖面共布设10个采样点,进行了8次采样。通过对晋阳湖水质和水体浮游藻类多样性进行调查研究,分析了晋阳湖的水质状况;探讨了浮游藻类群落特征及其数量动态变化规律;通过对浮游藻类数量生物量与水质指标的相关分析及主成分分析,确定了影响浮游藻类数量生物量的主要环境因子;研究了晋阳湖优势硅藻的生态位;通过对晋阳湖水体进行现场研究,确定了养殖白鲢鱼对水体浮游藻类多样性以及水质的影响。文章不仅为晋阳湖的管理与研究提供了基础数据,同时为养殖鲢鱼以改善水体质量、治理富营养化提供坚实的科学指导。通过研究表明,晋阳湖最高水温约为33.2℃,12月份平均水温为7.73℃。水体透明度偏低,溶解氧、高锰酸钾指数、氨氮、总磷都超过了太原市环保局并环函【2002】51号《关于晋阳湖水执行标准的批复》中规定的晋阳湖水执行标准,其中,总磷已经成为水体富营养化的限制因子。晋阳湖共鉴定出浮游藻类164种及变种,隶属于8门26科55属。其中,硅藻门最多;其次为绿藻门、蓝藻门、裸藻门;隐藻门、甲藻门、金藻门、黄藻门种类最少,从浮游藻类种类数来看,全年以绿藻和硅藻占优势。晋阳湖年平均浮游藻类数量生物量约为8.11×10~7个/L,数量生物量的季节变化显著,呈现夏秋季高,冬春季低的特点。从数量上来看,全年大部分季节都由蓝藻门占绝对优势,但在冬季,硅藻门、绿藻门、隐藻门藻类的百分比上升,与蓝藻门共同形成优势。根据晋阳湖浮游藻类多样性指数分析结果,晋阳湖水体8月污染最严重,达到重污染水平,11月、12月和次年3月水体较为清洁,为β-中污水平。在所有样点中,Ⅶ~#、Ⅷ~#样点的多样性最高,Ⅱ~#、Ⅸ~#样点最低,与理化监测结果较为一致。浮游藻类生物量与环境因子的相关分析表明,晋阳湖总数量生物量、蓝藻数量生物量都与温度、总磷、高锰酸钾指数呈极显著正相关,与硝酸盐氮、溶解氧、亚硝酸盐氮呈极显著负相关;硅藻数量生物量则与高锰酸钾指数、亚硝酸盐氮呈极显著正相关,与氨氮呈极显著负相关。PCA主成分分析表明,春季、夏季、冬季,样方受溶解氧、硝酸盐氮、温度的影响较大;而秋季样方主要受高锰酸钾指数和亚硝酸盐氮的影响。通过对晋阳湖浮游硅藻中的优势种进行Levins生态位宽度指数和Petraits生态位重叠指数分析,研究了硅藻优势种的生态位特征,在群落中的功能和地位,对周围资源的利用状况,以及与其他种的竞争情况,结果表明,Nitzschia Garcilis的生态位宽度值最大,20个优势种的种间生态位特定重叠中Nitzschia Garcilis和谷皮菱形藻,Navicula feuerbornii和短小舟形藻,扭曲小环藻和颗粒直链藻重叠值最大。通过研究不同养殖密度下,白鲢鱼对藻类的利用和水体的理化指标变化,表明白鲢鱼养殖密度为64.35g/m~3和150.95g/m~3时,均可有效的降低水体中的营养盐负荷(总磷)和有机物质(化学需氧量),抑制水体中浮游藻类的生物量,提高浮游藻类的多样性,同时在一定时期内对颤藻有抑制作用。对于晋阳湖水体而言,白鲢鱼养殖密度为64.35g/m~3时,水体净化效果更好,生态系统更趋于稳定。

全文目录

摘要  10-12
ABSTRACT  12-15
第一章引言  15-23
  1.1 浮游藻类  15-16
    1.1.1 浮游藻类的概念  15
    1.1.2 浮游藻类的研究意义  15
    1.1.3 浮游藻类与主要水环境因子的研究概况  15-16
  1.2 国内外湖泊富营养化研究概况  16-21
    1.2.1 湖泊富营养化的定义  16
    1.2.2 湖泊富营养化的形成机制  16-17
    1.2.3 湖泊富营养化的危害  17-18
    1.2.4 湖泊富营养化的防治研究动态  18-21
  1.3 晋阳湖概况及本研究的目的与意义  21-23
    1.3.1 晋阳湖概况  21
    1.3.2 本研究的目的和意义  21-23
第二章晋阳湖水体的理化因子分析  23-32
  2.1 研究方法  23-26
    2.1.1 采样点的设置及采样时间  23
    2.1.2 采样方法  23-24
    2.1.3 物理化学指标及测定方法  24-26
  2.2 理化指标测定结果与分析  26-30
    2.2.1 晋阳湖理化指标月均变化分析  26-28
    2.2.2 晋阳湖不同样点理化指标的比较分析  28-30
  2.3 小结  30-32
第三章晋阳湖浮游藻类的群落结构与多样性  32-41
  3.1 研究方法  32-33
    3.1.1 样点的布设与采样时间  32
    3.1.2 采样方法  32
    3.1.3 样品处理  32
    3.1.4 浮游藻类的鉴定与计数  32-33
    3.1.5 叶绿素a的测定方法  33
    3.1.6 浮游藻类多样性分析方法  33
  3.2 结果与分析  33-40
    3.2.1 晋阳湖浮游藻类的种类组成及时空变动  33-35
    3.2.2 晋阳湖浮游藻类的数量生物量与种类组成及其时空变化  35-37
    3.2.3 晋阳湖叶绿素a含量及其时空变化  37-39
    3.2.4 晋阳湖浮游藻类多样性的时间与空间变化  39-40
  3.3 小结  40-41
第四章晋阳湖浮游藻类与环境因子的关系  41-45
  4.1 数据分析方法  41
    4.1.1 数据选择  41
    4.1.2 相关性分析  41
    4.1.3 主成分分析(PCA)  41
  4.2 结果与分析  41-44
    4.2.1 晋阳湖浮游藻类生物量与环境因子的相关分析  41-43
    4.2.2 主成分分析  43-44
  4.3 小结  44-45
第五章晋阳湖浮游硅藻优势生态位研究  45-50
  5.1 研究方法  45
    5.1.1 生态位宽度的测定  45
    5.1.2 生态位重叠的测定  45
  5.2 结果与分析  45-49
    5.2.1 生态位宽度的分析  46-47
    5.2.2 物种生态位重叠分析  47-49
  5.3 小结  49-50
第六章利用白鲢鱼控制富营养化的初步研究  50-56
  6.1 材料和方法  50
    6.1.1 试验条件  50
    6.1.2 试验方法  50
  6.2 结果与分析  50-54
    6.2.1 白鲢鱼对总磷含量的影响  50
    6.2.2 白鲢鱼对亚硝酸盐氮含量的影响  50-51
    6.2.3 白鲢鱼对硝酸盐氮含量的影响  51
    6.2.4 白鲢鱼对氨氮含量的影响  51
    6.2.5 白鲢鱼对化学需氧量的影响  51
    6.2.6 不同鲢鱼放养密度对各鱼池水体初级生产力的影响  51-52
    6.2.7 不同鲢鱼放养密度对浮游藻类总生物量的影响  52-53
    6.2.8 不同白鲢鱼放养密度对浮游藻类种类组成的影响  53
    6.2.9 不同白鲢鱼放养密度对浮游藻类生物多样性的影响  53-54
  6.3 小结  54-56
第七章结论  56-59
  7.1 理化因子分析结果  56
  7.2 晋阳湖浮游藻类群落结构与多样性  56-57
  7.3 晋阳湖浮游藻类与环境因子的关系  57
  7.4 晋阳湖浮游硅藻优势生态位研究  57
  7.5 利用白鲢鱼控制富营养化的初步研究  57-59
附表  59-65
参考文献  65-69
发表文章目录  69-70
致谢  70-71
附录  71-72

晋阳湖浮游藻类群落结构与水体生态修复研究

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