娘子关泉域大型藻类群落结构特征的研究

论文摘要

娘子关泉域是我国北方最大的岩溶泉。其分布跨越海河及黄河两大流域,主要河流为桃河、温河、松溪河、清漳河。娘子关泉域位于山西省东部,娘子关镇附近,出露于桃河与温河汇集地段。地理位置介于北纬36°55′-38°15′,东经112°20′-113°55′之间,全区面积7436 km2。主要泉组分布在自程家至苇泽关约7km长的河漫滩及阶地上,出露高程360-392m。娘子关泉域岩溶地下水汇水面积7436 km2,泉群多年平均流量10.6m3·s-1。娘子关泉域属温带大陆性季风气候,四季分明,年平均气温8.6℃-10.7℃,年平均降雨量538-578mm。泉水化学类型一般为SO4·HCO3-Ca·Mg或SO4·HCO3-Ca型水,溶解性总固体600—700mg·L-1,总硬度均450—480mg·L-1,水温稳定,平均19℃。从2002年4月至2007年1月先后11次在娘子关泉域采集标本,共采得大型藻类标本300余号。经鉴定,娘子关泉域大型藻类植物共计有116种（包括变种）,分别隶属于6门,9纲,16目,23科,39属。以绿藻门包含的种类最多,其次是蓝藻门。娘子关泉域大型藻类植物的主要群落类型有11个,即刚毛藻+红毛菜群落（Comm.Cladophora+Bangia）、轮藻群落（Comm.Chara）、刚毛藻+弯枝藻群落（Comm.Cladophora+Compsopogon）、无隔藻群落（Comm.Vaucheria）、水绵+微孢藻群落（Comm.Spirogyra+Microspora）、颤藻群落（Comm.Oscillatoria）、毛枝藻+羽枝藻群落（Comm.Stigeoclonium+Cloniophora）奥杜藻群落（Comm.Audouinella）、席藻+鞘丝藻群落（Comm.Phormidium+Lyngbya）、刚毛藻群落（Comm.Cladophora）、串珠藻群落（Comm.Batrachospermum）。从大型藻类植物总种类数的平面分布来看,五龙泉分布种类最多,有60种;平阳湖次之,有51种;滚泉第三,有49种;苇泽关泉第四,有30种;坡底泉第五,有28种;城西泉第六,有25种;水帘洞泉最少,有21种。从各门类大型藻类植物在各点的分布看,绿藻门植物的数量都是最多的,蓝藻门和硅藻门种类分布较均匀,在各采集点的分布相差不多。轮藻门和红藻门种类较少。通过计算索仁森相似指数,发现娘子关泉域与辛安泉的相似指数很高（0.712）,与世界其它国家大型藻类差异较大,相似率普遍偏低,在0.028-0.169之间。泉溪大藻的分布具有明显的地域性和生殖隔离现象。从2006年3月到2007年1月,每两月对7个采集点进行标本采集和水样检测,对泉溪大型藻类的区系组成、生物多样性及其环境因子的影响进行了研究。从多样性分析的结果来看,在大多数月份,1#（五龙泉）的多样性指数和均匀度指数最大,其次是6#（平阳湖）;7#（坡底泉）和5#（城西泉）较小。而优势度指数反映,在大多数时间,1#（五龙泉）最小,其次是6#（平阳湖）,7#（坡底泉）和5#（城西泉）最大。从多样性指数的周年变化可以看出多样度与均度的变化趋势呈正相关;多样度与优势度的变化趋势呈负相关,这三种多样性指标反应的结果基本上一致,都能较好地表达娘子关泉域大型藻类的多样性。对环境因子主成分分析表明,全年影响各采集点分布的最主要的因子是流速,其次是水宽和水深,还受控于其它理化因子。对娘子关泉域10个主要的群落的生物量与环境因子进行了CCA分析,结果显示,流速是影响各个群落的一个主要因素,刚毛藻+红毛菜群落、刚毛藻+弯枝藻群落、无隔藻群落、奥杜藻群落、颤藻群落、毛枝藻+羽枝藻群落、席藻+鞘丝藻群落、水绵+微孢藻群落都与流速成正相关,串珠藻群落和轮藻群落与流速成负相关。温度也是影响群落生长的主要因素,与温度成正相关的有毛枝藻+羽枝藻群落、颤藻群落、席藻+鞘丝藻群落、水绵+微孢藻群落,与温度成负相关的有刚毛藻+红毛菜群落、刚毛藻+弯枝藻群落、轮藻群落及串珠藻群落。电导也是影响群落的重要因素,与电导成正相关的有奥杜藻群落,刚毛藻+弯枝藻群落和席藻+鞘丝藻群落,负相关的有无隔藻群落。从化学因子来看,受化学因子影响较大的群落是毛枝藻+羽枝藻群落、无隔藻群落,与大多数化学因子的关系都比较密切。而颤藻群落和串珠藻群落与pH呈现负相关性。颤藻群落、毛枝藻+羽枝藻群落适宜在氮、磷浓度较高的水体中生活,串珠藻群落却相反。分布于不同采集点的类群,影响群落生长的主要环境因子有一定的差异性。分布于同一个采集点的群落类型,环境因子对它们的影响是相似的。娘子关泉域大型藻类的附生藻类共计148种,隶属于4门,6纲,12目,19科,36属。其中硅藻门占绝对优势,有118种,约占总种数的79.7%。从分布上来看,平阳湖的附生藻种类最多,有89种,最少的是坡底泉,仅22种。附生藻类在春季最多,其次是秋季,冬季最少。研究结果还显示附生藻类和大型藻类种类表现出相似的季节性变化,两者存在正相关（r=0.963,p＜0.05）。本文最后还对分析了娘子关泉域大型藻类生存危机的原因并提出了相应的保护对策。

论文目录

• 目录（中文）
• 目录（英文）
• 摘要（中文）
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1 大型藻类在淡水生态系统中的作用
• 2 泉溪大型藻类研究现状
• 2.1 国外泉溪大型藻类研究现状
• 2.2 国内泉溪大型藻类研究现状
• 3 我国泉溪大型藻类研究的目的和意义
• 3.1 我国泉溪大型藻类研究的意义
• 3.2 娘子关泉域大型藻类研究现状及研究意义
• 第二章 娘子关泉域自然概况及研究区域和方法
• 1 娘子关泉域自然地理概况
• 1.1 地理位置
• 1.2 气象
• 1.3 水质
• 2 研究方法
• 2.1 采集点概况
• 2.2 采集方法
• 2.3 标本的保存
• 2.4 硅藻的制片
• 2.5 标本的鉴定
• 2.6 生物量测定
• 2.7 水体理化因子的检测
• 3 标本采集记录
• 第三章 娘子关泉域大型藻类植物的组成
• 1 娘子关泉域大型藻类植物的种类组成
• 2 娘子关泉域大型藻类植物的形态描述
• 3 娘子关泉域大型藻类植物与世界其它地区的比较
• 第四章 娘子关泉域大型藻类植物的主要群落类型和分布特点
• 1 娘子关泉域大型藻类植物的主要群落类型
• 1.1 刚毛藻+红毛菜群落（Comm.Cladophora+Bangia）
• 1.2 串珠藻群落（Comm.Batrachospermum）
• 1.3 刚毛藻+弯枝藻群落（Comm.Cladophora+Coeruleus）
• 1.4 毛枝藻+羽枝藻群落（Comm.Stigeoclonium+Cloniophora）
• 1.5 轮藻群落（Comm.Chara）
• 1.6 无隔藻群落（Comm.Vaucheria）
• 1.7 水绵+微孢藻群落（Comm.Spirogyra+Microspora）
• 1.8 刚毛藻群落（Ccomm.Cladophora）
• 1.9 颤藻群落（Comm.Oscillatoria）
• 1.10 奥杜藻群落（Comm.Audouinella）
• 1.11 席藻+鞘丝藻群落（Comm.Phormidium+Lyngbya）
• 2 娘子关泉域大型藻类的平面分布特点
• 2.1 娘子关泉域不同采集点大型藻类的组成
• 2.2 娘子关泉域不同采集点大型藻类的分布特点
• 3 讨论
• 3.1 不同小生境的差异造成种类数分布的不平衡
• 3.2 物种适应性的差异造成其分布范围的差异
• 第五章 娘子关泉域大型藻类植物多样性的研究
• 1 调查区域和方法
• 1.1 研究区域概况
• 1.2 研究方法
• 1.3 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 大型藻类组成和分布
• 2.2 娘子关泉域大型藻类的生物多样性
• 3 讨论
• 3.1 生物多样性分析方法的比较
• 3.2 不同采集点多样性指数的比较
• 3.3 不同月份多样性指数的比较
• 第六章 环境因子对娘子关泉域大型藻类植物生长的影响
• 1 调查区域和方法
• 1.1 研究方法
• 1.2 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 环境因子的特征
• 2.2 环境因子主成分分析
• 2.3 娘子关泉域大型藻类主要群落的CCA分析
• 3 讨论
• 3.1 环境因子主成分分析讨论
• 3.2 娘子关泉域大型藻类主要群落的CCA分析讨论
• 第七章 娘子关泉域大型藻类附生藻的研究
• 1 材料和方法
• 1.1 研究区域概况
• 1.2 附生藻类的采集和处理
• 1.3 统计分析
• 2 研究结果
• 2.1 附生藻类的组成
• 2.2 附生藻类的季节性变化
• 3 讨论
• 第八章 娘子关泉域大型藻类的生存危机及保护对策
• 1 娘子关泉域大型藻类的生存危机
• 1.1 娘子关泉域大型藻类植物不同年度比较
• 1.2 娘子关泉域藻类植物减少的主要原因
• 2 娘子关泉域大型藻类的保护对策
• 2.1 加强泉溪大型藻类的基础性研究
• 2.2 模拟自然环境,进行人工培养的研究
• 2.3 限制地下水的开采,保证生存环境中足够的水源
• 2.4 限制污水的排放,保证生存环境的水质
• 2.5 建立自然保护区,严格管理和保护
• 3 今后的研究发展方向
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文和论著及授权专利
• 个人简况及联系方式