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上海市鲁迅公园浮游植物群落结构分析及评价

来源:用户上传      作者:崔丹 李莹 陈体达 黄民生

  关键词:浮游植物;密度;生物量;环境因子
  0引言
  浮游植物是水生态系统的重要组成部分,其作樗生态系统中的初级生产者[1-2],极大程度上决定了水体的生产力,进而影响水体的状态和功能;同时,浮游植物对环境因素的变化极其敏感,可以对水体中营养元素浓度的波动快速响应[3],其群落结构的变化可以较为准确地反映水体水质情况和水体富营养化程度[4-7],在水质监测与评价中具有重要的指示作用[8].
  目前,国际上对浮游植物群落的研究主要着重于大尺度、大区域范围[9-10].例如,2019年麻省理工学院的Dutkiewicz等[11]运用基于全球特征的生态系统模型对全球海洋中的浮游植物多样性进行了深入分析;苏黎世联邦理工学院的Righetti等[12]使用生态位模型分析了温度和环境变化对全球海洋浮游植物多样性的影响;Belin等[13]对法国沿海水域浮游植物及其藻毒素进行了研究.国内关于浮游植物群落的研究也主要集中于大型自然水体[14-16],对城市公园水体的研究则相对较少.本研究以浮游植物为切入点,通过研究鲁迅公园水体浮游植物群落变化来揭示鲁迅公园水生态健康状态,为其水体保护和预警提供参考和依据.
  1研究区域与方法
  1.1 研究区域
  鲁迅公园位于上海市虹口区四川北路甜爱支路280号,占地面积28.63万m2.其前身始建于19世纪末,原本作为公共租界工部局所属四川路(今四川北路)界外靶子场而设,后来划出部分于1905年建为“新靶子场公园”;1922年改称“虹口公园”;1956年秋季,鲁迅逝世20周年时,鲁迅墓从万国公墓迁到虹口公园内;1988年正式改名为“鲁迅公园”.园内的鲁迅纪念馆是中华人民共和国成立后的第一个人物类纪念馆,2009年被国家文物局评定为全国首批一级博物馆.鲁迅公园是上海主要历史文化纪念性公园和中国第一个体育公园[17],西侧为虹口足球场,公园客流量极大,是虹口区重要的生态资源和游乐观光场所.
  公园水体面积约4万m2,东西跨度约350m,南北跨度约600m,形态呈现为不规则的“海马”形.其东北部水域较大,中部及西南侧水域较小,水深0.5~2.2m.东北部大湖和西南侧海战船区域可驾驶电动游船观光及娱乐,西南侧钓鱼池区域可供游人垂钓,鲁迅公园水体具有重要的娱乐及休闲观光功能.公园水体不与外界水体连通,相对独立,污染源主要为公园内路面径流污染以及大气干湿沉降污染.
  1.2 研究方法
  分别于2019年1月、4月、7月、10月,代表冬、春、夏、秋4个季节对鲁迅公园水体中的浮游植物进行采样调查,公园区位及周边水系如图1所示.共设置10个采样点,根据水体形态特征分为3个区域,采样点分布如图2所示:北侧大湖5个(黄圈区域),中部连通走廊3个(绿圈区域),西南侧水体2个(粉红圈区域).
  1.3 样品采集和保存
  使用可伸缩长柄勺在0.5m水深处汲取1L水样,转移至黑色聚乙烯塑料瓶中,并立即加入15mL鲁哥试剂进行固定及染色,回到实验室后将处理过的水样摇匀,倒入1L筒形分液漏斗中,静置沉淀24h,然后用虹吸管抽掉上层清液,浓缩至30~50mL,转移至容量瓶中[18],加入2mL浓度为40%的甲醛溶液以长期保存.
  1.4 浮游植物鉴定及计数
  浮游植物采用视野法计数[19-20],鉴定品种参考《中国藻类志》《中国常见淡水藻类图谱》等书籍.浮游植物密度计算公式为式中:N为浮游植物密度(个/L);Pn为计数出的浮游植物个数;Cs为计数框面积(mm2),一般为400mm2;Fs为每个视野的面积(mm2);Fn为计数过的视野数;V为1L水样浓缩后体积(mL);U为计数框容积(mL).
  1.5 数据处理
  图表采用ArcGIS10.6和Origin2019绘制,去趋势分析(DetrendedCorrespondenceAnalysis,DCA)和冗余分析(RedundancyAnalysis,RDA)采用CanocoforWindows4.5软件进行,详见表1.
  2结果与分析
  2.1 浮游植物物种组成
  鲁迅公园水体于2019年冬、春、夏、秋四季监测到浮游植物8大门类,分别为蓝藻门(Cyanophyta)、绿藻门(Chlorophyta)、硅藻门(Diatoms)、甲藻门(Dinophyta)、黄藻门(Xanthophyta)、金藻门(Chrysophyta)、裸藻门(Euglena)和隐藻门(Cryptophyta),共83属,其中蓝藻门13属,绿藻门32属,硅藻门22属,甲藻门5属,黄藻门3属、金藻门2属、裸藻门5属,隐藻门1属,主要藻属及污染指示种类如表2所示[22].
  2.2 浮游植物群落细胞密度时空变化
  由图3可知,4个季节里蓝藻、绿藻和硅藻是鲁迅公园水体中主要的浮游植物群类,这3门藻类密度在春季的占比稍低,为92%,其他季节均超过了95%.在冬季,蓝藻占比18%,绿藻32%(其中小环藻占比9.75%),硅藻占比44%(其中小环藻占比19.55%,针杆藻占比11.26%).在春季,蓝藻占比为12%,变化不大;绿藻占比大幅上升,达到了68%(其中栅藻占比25.18%);而硅藻占比大幅下降,仅为12%.在夏季,蓝藻和硅藻占比均有所上升,分别达到了28%和30%,绿藻下降为37%.在秋季,蓝藻占比大幅上升至62%(其中平裂藻和微囊藻占比23.71%和14.14%),绿藻和硅藻占比17%和18%.
  鲁迅公园水体浮游植物群落密度随季节变化明显,变化范围极大,详见图4.冬季S9号点密度仅0.34×106ind/L,最大值出现在秋季S6号点,密度高达59.33×106ind/L.浮游植物的细胞密度整体上呈现从冬季到秋季逐季增长的趋势,冬季各点位平均密度仅为2.4×106ind/L,而春季则达到了9.62×106ind/L,增幅超过4倍,原因可能是冬季过于寒冷抑制了藻类的生长和繁殖,随着气温上升和光照强度的增加,藻类的生长得到了极大的促进[23],进入夏季,浮游植物密度继续升高至15.9×106ind/L,秋季浮游植物密度达到峰值,为28.7×106ind/L,8月里盛夏的高温和强烈的光照应是直接原因[24].鲁迅公园浮游植物的细胞年平均密度为14.01×106ind/L,高于顾村公园、桂林公园和世纪公园,低于黄兴公园,浮游植物的细胞密度变化与上海市其他公园水体相比存在较大差异,桂林公园、和平公园、世纪公园的浮游植物细胞密度峰值都出现在夏季,密度变化趋势基本为冬季至夏季升高,秋季降低[25].

nlc202206241248



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