淮南煤礦塌陷湖泊浮游植物功能群研究.pdf

1、塌陷湖泊在淮南礦區(qū)生態(tài)修復中占有中心地位，其生態(tài)系統(tǒng)結構與功能健康是保證礦區(qū)水資源可持續(xù)利用的前提條件。而浮游植物是湖泊水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者和食物網(wǎng)的起點，是支撐區(qū)域漁業(yè)功能的基礎，也是水生態(tài)環(huán)境健康的重要指示功能群。本課題旨在分析淮南煤礦塌陷湖泊水體浮游浮游植物群落結構及功能群組成特征，揭示其演替規(guī)律和水環(huán)境因子之間的關系，為生態(tài)系統(tǒng)結構與功能研究提供基礎資料，并且為礦區(qū)生態(tài)環(huán)境修復提供一定的理論指導。
　　選取潘謝礦區(qū)3

2、個小型塌陷湖泊，即潘謝潘集站(PXPJ)、潘謝顧橋站(PXGQ)、潘謝謝橋站(PXXQ)，及及淮南市區(qū)一個小型塌陷湖泊(淮西湖站(XH))，分別開展浮游植物群落結構、演替規(guī)律及營養(yǎng)動力學研究，這些湖泊水生態(tài)環(huán)境條件差異較大。具體如下:
　　(1)于2013-2014年4個季度對潘謝礦區(qū)3個塌陷湖泊，于2015-2016年12個月對淮西湖的浮游植物結構組成特征及其水生態(tài)環(huán)境因子的關系進行了分析。其中，潘謝礦區(qū)3個小型塌陷湖泊共鑒定出

3、浮游植物7門70屬131種，浮游植物種類主要由藍藻、綠藻和硅藻組成。其中綠藻門種類最多，共59種;其次是藍藻，總共24種;硅藻22種。從各門類藻細胞密度的百分比看，PXPJ站點以綠藻、硅藻和隱藻為主;PXGQ站點藍藻在夏秋季數(shù)量上均占據(jù)絕對優(yōu)勢;PXXQ站點隱藻在春季為絕對優(yōu)勢類群，夏秋以藍藻為主。3個湖泊由于水文生態(tài)環(huán)境條件的不同，浮游植物豐度、多樣性和均勻度體現(xiàn)出了一定的差異?；次骱茶b定出浮游植物6門43屬66種，其中綠藻門利類最

4、多，共計38種;其次是藍藻，共13種;硅藻7種。從各門類藻細胞密度的百分比看，全年以隱藻、硅藻和藍藻為主。由于環(huán)境的變化，浮游植物豐度、多樣性和均勻度體現(xiàn)出了一定的波動。典范對應分析(CCA)表明，光照、水溫、溶解氧和營養(yǎng)鹽含量與比率（TN/TP）是影響塌陷湖泊浮游植物群落結構的重要環(huán)境因子。
　　(2)根據(jù)Reynolds和Padisák等提出的功能群分類方法，將潘謝礦區(qū)3個湖泊的浮游植物種類可歸入16個功能群。PXPJ春季S1

5、、X2和Y為主要優(yōu)勢功能群，分別以偽魚腥藻（Pseudanabaenasp.）、具尾藍隱藻(Chroomonas caudata Geitler)和卵形隱藻（Cryptomonas ovata Ehr.）為代表種屬，隨后3個季節(jié)C為第1優(yōu)勢功能群，以鏈形小環(huán)藻（Cyclotella catenata）為代表物種。PXGQ春夏秋3個季節(jié)中均以偽魚腥藻為代表的S1功能群占絕對優(yōu)勢地位，冬季向C（以鏈形小環(huán)藻為代表）和D（以尖針桿藻為代表）為

6、主的功能群演替。PXXQ春季X2和Y為主要優(yōu)勢功能群，分別以具尾藍隱藻和卵形隱藻為代表，夏秋季以偽魚腥藻為代表的S1功能群占據(jù)優(yōu)勢地位，冬季向C（鏈形小環(huán)藻為代表）和E（長錐形錐囊藻為代表）功能群為主的群落結構演替?；次骱?2個月出現(xiàn)的浮游植物種類歸類為19個功能群，主要優(yōu)勢功能群一年變化趨勢為P（1月）→C、P、X1（2月）→X2、Y（3、4、5、6和7月）→L0（8月）→L0、C（9月）→X2（10月）→X2、P（11月和12月）。

7、4個塌陷湖泊功能群都體現(xiàn)水體富營養(yǎng)化、葉綠素高、水體混合等特征;通過功能群與環(huán)境因子CCA分析表明，水溫和光照（透明度）條件是驅(qū)動淮南采煤塌陷湖泊浮游植物功能群演替的關鍵環(huán)境因子，營養(yǎng)鹽和生物因素是導致4個湖泊功能群組成差異的重要原因。
　　(4)在無磷培養(yǎng)基中按梯度添加0-0.64 mg/L的磷，對經(jīng)過磷饑餓的具尾藍隱藻、小環(huán)藻和偽魚腥藻在25℃、4000 Lux光照強度下一次性培養(yǎng)，比較研究磷饑餓下3種藻對外源磷的生長反應，并

8、應用Monod方程得出最大生長速率和半飽和常數(shù)，其分別為0.51 d-1、0.023 mg/L;0.31 d-1、0.035 mg/L;0.84 d-1、0.006 mg/L;其最大增長速率和半飽和常數(shù)大小關系分別為:偽魚腥藻μmax＞具尾藍隱藻μmax＞小環(huán)藻μmax，偽魚腥藻KSP＜具尾藍隱藻KSP＜小環(huán)藻KSP，生長動力學參數(shù)表明:偽魚腥藻比具尾藍隱藻和小環(huán)藻具有更強的磷親和性，因此在磷營養(yǎng)相對缺乏情況下，偽魚腥藻對資源競爭能力更

9、強，更容易在競爭中取得優(yōu)勢;在磷營養(yǎng)豐富情況下，偽魚腥藻仍然能夠取得優(yōu)勢。
　　(5)在無氮培養(yǎng)基中按梯度添加0-12.8mg/L的氮，對經(jīng)過氮饑餓的具尾藍隱藻、小環(huán)藻和偽魚腥藻在25℃、4000 Lux光照強度下一次性培養(yǎng)，比較研究氮饑餓下3種藻對外源氮的生長反應，并應用Monod方程得出最大生長速率和半飽和常數(shù)，其分別為0.66 d-1、1.66 mg/L;0.37 d-1、1.06 mg/L;0.71 d-1、2.26 mg