孫曉梅，劉紹平，段辛斌，陳大慶，韋金明，于 琪，王 珂

(1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院長(zhǎng)江水產(chǎn)研究所，武漢 430223；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，武漢 430070)

浮游生物是水域生態(tài)系統(tǒng)中能量和物質(zhì)傳遞的重要環(huán)節(jié)，是承接上行效應(yīng)和下行效應(yīng)的關(guān)鍵樞紐，在調(diào)節(jié)水域生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)力及漁業(yè)資源方面具有重要作用[1]。浮游植物作為水域生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者，是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的基礎(chǔ)，能夠綜合、真實(shí)地反映出水體的生態(tài)條件和營(yíng)養(yǎng)狀況，還將直接影響水體漁業(yè)產(chǎn)量[2]。浮游動(dòng)物作為消費(fèi)者以浮游植物為食，在水生食物鏈中具有重要作用[3]。同時(shí)浮游生物對(duì)水體環(huán)境中各環(huán)境因子的變化相當(dāng)敏感，環(huán)境條件的改變會(huì)直接或間接影響其種類及數(shù)量的變化，從而對(duì)環(huán)境變化起到指示作用[4]。

長(zhǎng)江中游上起湖北宜昌下至江西湖口，長(zhǎng)約950 km，擁有豐富的漁業(yè)資源，同時(shí)是多種經(jīng)濟(jì)魚類的重要棲息和繁殖場(chǎng)所[5]。近年來，航道工程、工業(yè)排污等人類活動(dòng)引起的水文、水質(zhì)條件的改變，導(dǎo)致河流浮游生物的生態(tài)學(xué)特征呈現(xiàn)出顯著的時(shí)空差異性[6]。據(jù)報(bào)道有眾多學(xué)者對(duì)長(zhǎng)江中游水域浮游生物群落結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了研究[7,8]，而對(duì)該流域浮游生物與環(huán)境因子的關(guān)系報(bào)道甚少[9]。因此，本研究于2019年7、10月，2020年1、5月對(duì)長(zhǎng)江中游江段浮游生物群落結(jié)構(gòu)、環(huán)境因子進(jìn)行了季節(jié)性調(diào)查，并運(yùn)用冗余分析(RDA)探究浮游生物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的關(guān)系，從而及時(shí)掌握長(zhǎng)江中游江段餌料生物的分布情況及變化特點(diǎn)，以期為該流域水環(huán)境研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣時(shí)間和采樣點(diǎn)設(shè)置

于2019年7月(夏季)、10月(秋季)、2020年1月(冬季)、5月(春季)對(duì)長(zhǎng)江中游江段進(jìn)行了4次浮游生物及相關(guān)環(huán)境因子采樣。根據(jù)長(zhǎng)江中游的河道特點(diǎn)、浮游生物的生態(tài)習(xí)性，以及考慮到采樣斷面分布要遵循代表性和可行性的原則[5]，本次調(diào)查在長(zhǎng)江中游自上而下設(shè)置8個(gè)采樣斷面，依次為宜昌(S1)、枝江(S2)、沙市(S3)、監(jiān)利(S4)、洪湖(S5)、武漢(S6)、武穴(S7)、湖口(S8)，每個(gè)斷面分左、中、右三個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行采樣。具體采樣點(diǎn)分布見圖1。

1.2 樣品采集與鑒定

浮游生物定性與定量樣品的采集方法均參照《淡水浮游生物研究方法》[10]。浮游植物定性采用25#浮游生物網(wǎng)(孔徑為0.064 mm)，在水面下0.5 m處劃“∞”型大約5～10 min，將濾出液放入樣品瓶中并加入4%的甲醛溶液進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)固定；定量采用1 L有機(jī)玻璃采水器，將采集到的水樣倒入1 L樣品瓶中，現(xiàn)場(chǎng)加入15 mL魯哥試液固定，實(shí)驗(yàn)室靜置沉淀48 h后濃縮至30 mL，參照《中國(guó)淡水藻類：系統(tǒng)、分類及生態(tài)》[11]等進(jìn)行樣品種類鑒定及生物量換算。

圖1 長(zhǎng)江中游江段采樣點(diǎn)的分布Fig.1 Distribution of sampling sites in the middle reaches of the Yangtze River

浮游動(dòng)物定性采用13#浮游生物網(wǎng)(孔徑為0.112 mm)在水面下0.5 m處劃“∞”型大約5～10 min，將濾出液放入樣品瓶中并加入4%的甲醛溶液進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)固定；定量使用1 L有機(jī)玻璃采水器在不同水層采集10 L的水樣，并用25#浮游生物網(wǎng)過濾、收集到樣品瓶中，加入4%的甲醛溶液進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)固定，帶回實(shí)驗(yàn)室靜置沉淀48 h后，濃縮至30 mL的樣品瓶中，參照《原生生物學(xué)》、《淡水浮游生物圖譜》[12,13]進(jìn)行樣品分類鑒定及生物量換算。

1.3 水質(zhì)理化指標(biāo)及測(cè)定方法

水溫(WT)、溶解氧(DO)、透明度(SD)、pH等在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)定并記錄。WT和DO采用上海維賽儀器公司的YSI550A溶氧儀測(cè)定，SD用黑白的塞奇圓盤進(jìn)行測(cè)定，pH值采用上海維賽儀器公司的YSIpH100測(cè)定。每個(gè)采樣點(diǎn)采集一瓶50 mL的水樣，低溫保存，帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定氨氮(NH3-N)、總氮(TN)、總磷(TP)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)。NH3-N采用水楊酸法測(cè)定，TN采用過硫酸鹽氧化法測(cè)定，TP采用消解-抗壞血酸法進(jìn)行測(cè)定，CODMn采用消解比色法進(jìn)行測(cè)定。分析使用儀器為哈希公司型號(hào)DRB200消解器和型號(hào)DR1900的可見分光光度計(jì)。

1.4 數(shù)據(jù)分析與處理

根據(jù)浮游生物Mcnaughton優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(Y)、Shannon-wiener多樣性指數(shù)(H)、Margalef豐富度指數(shù)(d)與Pielou均勻度指數(shù)(J)對(duì)長(zhǎng)江中游水體中浮游生物生態(tài)學(xué)特征及水質(zhì)狀況進(jìn)行分析評(píng)價(jià)[14,15]，上述各項(xiàng)指數(shù)采用PRIMER5.0軟件(Plymouthroutines in multivariate ecologicalresearch)進(jìn)行計(jì)算[16]。

運(yùn)用Canoco5.0軟件對(duì)浮游生物優(yōu)勢(shì)種與環(huán)境因子進(jìn)行RDA分析，根據(jù)去趨勢(shì)分析(Detrended Correspondence Analysis,DCA)的結(jié)果(前兩軸軸長(zhǎng)<3)，選擇線性模型—冗余分析(Redundancy analysis,RDA)來探討優(yōu)勢(shì)種與環(huán)境因子的關(guān)系，并通過前項(xiàng)選擇(Forward selection)選出與各季節(jié)優(yōu)勢(shì)種顯著相關(guān)的環(huán)境因子[17,18]。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理在Microsoft Excel 2016中完成，Origin 2018軟件完成圖形繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 水體環(huán)境因子

長(zhǎng)江中游江段水體理化因子的時(shí)間分布見表1。全年平均WT變化范圍為12.19～27.18 ℃，SD變化范圍為0.47～0.87 m。根據(jù)國(guó)家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[19]對(duì)水體理化因子進(jìn)行評(píng)價(jià)，全年NH3-N含量變化范圍符合Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)，DO和CODMn平均含量均屬于Ⅰ～Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，TP和TN含量均屬于Ⅲ～Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

表1 水體理化因子的時(shí)間分布Tab.1 Time distribution of water chemical and physical factors

長(zhǎng)江中游江段水體理化因子的空間分布見表2。各采樣江段的WT和pH差異不明顯，WT平均變化范圍在19.68～21.05 ℃，pH平均變化范圍為7.93～8.35，水體總體呈弱堿性。各采樣江段透明度差異性較大，平均變化范圍為0.41～1.14 m；各采樣點(diǎn)DO變化范圍8.32～9.10 mg/L，其中最小值位于武穴(S7)，最大值位于洪湖(S5)；NH3-N變化范圍為0.01～0.19 mg/L，其中最小值位于監(jiān)利(S4)，最大值位于湖口(S8)；TP變化范圍為0.19～0.46 mg/L，其中最小值位于沙市(S3)，最大值位于武漢(S6)；TN變化范圍為1.05～2.38 mg/L，其中最小值位于宜昌(S1)，最大值位于武漢(S6)；CODMn在監(jiān)利(S4)江段最小為1.28 mg/L，枝江(S2)江段最大為2.81 mg/L。

表2 全年平均水體理化因子的空間分布Tab.2 Spatial distribution of annual average water chemical and physical factors

2.2 浮游生物物種組成

長(zhǎng)江中游江段共鑒定出浮游植物6門76屬117種，其中硅藻門27屬51種，占種類總數(shù)的43.59%；其次為綠藻門23屬35種，占29.91%；藍(lán)藻門19屬23種，占19.66%；裸藻門3屬4種，占3.42%；甲藻門3屬3種，占2.56%；黃藻門1屬1種，占0.86%。由圖2(左)可知，浮游植物種類組成全年以硅藻占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，秋冬季硅藻門所占比例較大，夏季藍(lán)藻門和綠藻門所占比例大于其他季節(jié)。由圖3可知，浮游植物種類數(shù)季節(jié)分布差異較大，夏季最多為71種，其次是春季51種，秋季和冬季分別是39種和38種。各采樣江段的浮游植物種類數(shù)變化差異不大，S2和S3浮游植物種類數(shù)最多，均為54種，S6種類數(shù)最少，為38種。具體各采樣江段浮游植物種類數(shù)為S2(54)=S3(54)>S1(51)>S4(48)>S5(44)>S8(42)>S7(41)>S6(38)。

長(zhǎng)江中游江段共鑒定出浮游動(dòng)物44屬74種，其中輪蟲21屬36種，占浮游動(dòng)物總物種數(shù)的48.65%；原生動(dòng)物10屬15種，占20.27%；橈足類3屬14種，占18.92%；枝角類9屬9種，占12.16%。由圖2(右)可知，浮游動(dòng)物種類組成全年均以輪蟲為主，原生動(dòng)物、橈足類和枝角類在各季節(jié)所占比例相差不大。由圖3可知，夏季浮游動(dòng)物種類數(shù)最多為52種，其次是秋季51種和冬季50種，春季最少為39種。各采樣江段的浮游動(dòng)物種類數(shù)變化范圍較大，S8浮游動(dòng)物種類數(shù)最多，為52種，S1種類數(shù)最少，為24種。具體各采樣江段浮游動(dòng)物種類數(shù)為S8(52)>S5(44)>S3(41)=S7(41)>S4(39)>S6(36)>S2(31)>S1(24)。

隨著社會(huì)各行業(yè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的不斷進(jìn)步與發(fā)展，帶動(dòng)交通物流行業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，在加強(qiáng)信息交流的同時(shí)使跨區(qū)域之間的資源配置得到合理化、規(guī)范化、科學(xué)化的管理。同時(shí)，畜牧業(yè)的發(fā)展變革也隨著國(guó)家針對(duì)產(chǎn)業(yè)布局的轉(zhuǎn)變發(fā)生重要的變化，一方面，傳統(tǒng)的畜牧方式方法被現(xiàn)代化的畜牧技術(shù)打破，產(chǎn)業(yè)技術(shù)正隨著科技的發(fā)展而革新；另一方面，原有的獨(dú)立、封閉、單一的畜牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系，隨著物流網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的不斷深入使跨地區(qū)、跨周邊行業(yè)發(fā)展連成一片，逐步成為畜牧產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展集群，使抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力逐步增強(qiáng)[1]。

2.3 浮游生物密度和生物量

由長(zhǎng)江中游江段浮游植物密度和生物量的時(shí)空分布可知(圖4)，各采樣江段浮游植物年平均密度變化范圍1.51×105～19.68×105cells/L，年平均密度為5.3×105cells/L，其中S2浮游植物年平均密度最低，S5浮游植物年平均密度最高；浮游植物年平均生物量變化范圍0.51～6.07 mg/L，年平均生物量為1.54 mg/L，其中S7浮游植物年平均生物量最低，S5浮游植物年平均生物量最高。浮游植物密度和生物量季節(jié)變化差異較明顯，春季浮游植物密度和生物量均較高，夏季和秋季次之，冬季最少。

由長(zhǎng)江中游江段浮游動(dòng)物密度和生物量的時(shí)空分布可知(圖5)，各采樣江段浮游動(dòng)物年平均密度變化范圍14.25～237.13 ind./L，年平均密度為69.61 ind./L，其中S3浮游動(dòng)物年平均密度最低，S8浮游動(dòng)物年平均密度最高；浮游動(dòng)物年平均生物量變化范圍0.06～1.72 mg/L，年平均生物量為0.61 mg/L，其中S7浮游動(dòng)物年平均生物量最低，S5浮游動(dòng)物年平均生物量最高。浮游動(dòng)物密度和生物量季節(jié)變化差異明顯，夏季浮游動(dòng)物密度和生物量最高，春季和秋季次之，冬季最少。

圖2 長(zhǎng)江中游江段浮游植物(左)和浮游動(dòng)物(右)豐度百分比的季節(jié)分布Fig.2 Seasonal distribution of the abundance percentage of phytoplankton(left) and zooplankton(right) in the middle reaches of the Yangtze River

圖3 長(zhǎng)江中游江段浮游生物物種數(shù)的空間分布(左)和季節(jié)動(dòng)態(tài)(右)Fig.3 Spatial distribution(left) and seasonal dynamics(right) of plankton species in the middle reaches of the Yangtze River

圖4 長(zhǎng)江中游江段浮游植物密度(左)和生物量(右)的時(shí)空分布Fig.4 Spatial and temporal distribution of phytoplankton density(left) and biomass(right) in the middle reaches of the Yangtze River

圖5 長(zhǎng)江中游江段浮游動(dòng)物密度(左)和生物量(右)的時(shí)空分布Fig.5 Spatial and temporal distribution of zooplankton density(left) and biomass(right) in the middle reaches of the Yangtze River

2.4 浮游生物優(yōu)勢(shì)種

依據(jù)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)Y≥0.02判定優(yōu)勢(shì)種可知(表3)，長(zhǎng)江中游江段浮游植物優(yōu)勢(shì)種為藍(lán)藻門的假魚腥藻(Pseudanabaenasp.)、平裂藻(Merismopediasp.)、澤絲藻(Limnothrixredekei)、長(zhǎng)孢藻(Sphaerospermopsis),變異直鏈藻(Melosiravarians)、顆粒直鏈藻極狹變種(M.granulatavar.angustissima)，硅藻門的小環(huán)藻(Cyclotellasp.)、菱形藻(Nitzschiasp.)、脆桿藻(Fragilariasp.)，其中假魚腥藻、變異直鏈藻、小環(huán)藻為各季節(jié)的共同優(yōu)勢(shì)種。

浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種為橈足類的右突新鏢水蚤(Neodiaptomusschmackeri)、臺(tái)灣溫劍水蚤(Thermocyclopstaihokuensis)，廣布中劍水蚤(Mesocyclopsleuckart)、舌狀葉鏢水蚤(Phyllodiaptomustunguidus)、刺劍水蚤(Acanthocyclopssp.),枝角類的長(zhǎng)額象鼻溞(Bosminalongirostris)、頸溝基合溞(Bosminopsisdeitersi)，輪蟲的疣毛輪蟲(Synchaetasp.)、角突臂尾輪蟲(Brachionusangularis)、鐮形臂尾輪蟲(B.falcatus)、萼花臂尾輪蟲(B.calyciflorus)、壺狀臂尾輪蟲(B.urceus)，原生動(dòng)物的砂殼蟲(Difflugiasp.)、針棘匣殼蟲(Centropyxisaculeate)、累枝蟲(Epistylissp.)、冠砂殼蟲(D.corona)，其中長(zhǎng)額象鼻溞為各季節(jié)的共同優(yōu)勢(shì)種。

表3 長(zhǎng)江中游江段浮游生物優(yōu)勢(shì)種Tab.3 Dominant species of plankton in the middle reaches of the Yangtze River

續(xù)表3

2.5 浮游生物多樣性分析

由圖6(左)可知，浮游植物Shannon-wiener多樣性指數(shù)(H)年均值為1.76，變化范圍1.30～2.14，其最小值出現(xiàn)于S6，最大值出現(xiàn)于S5；Pielou均勻度指數(shù)(J)年平均值為0.75，變化范圍為0.61～0.82，其最小值出現(xiàn)S6，最大值出現(xiàn)于S1；Margalef豐富度指數(shù)(D)年平均為4.32，變化范圍為3.32～5.24，其最小值出現(xiàn)于S6，最大值出現(xiàn)于S7。

由圖6(右)可知，浮游動(dòng)物Shannon-wiener多樣性指數(shù)(H)年平均為2.38，變化范圍為2.21～2.61，其最小值出現(xiàn)于S6，最大值出現(xiàn)于S4；Pielou均勻度指數(shù)(J)年平均為0.84，變化范圍為0.66～0.96，其最小值出現(xiàn)于S6，最大值出現(xiàn)于S4，；Margalef豐富度指數(shù)(D)年平均為5.26，變化范圍為4.66～5.98，其最小值出現(xiàn)于S6，最大值出現(xiàn)于S2。

圖6 長(zhǎng)江中游江段浮游植物(左)和浮游動(dòng)物(右)多樣性指數(shù)的空間分布Fig.6 Spatial distribution of phytoplankton(left) and zooplankton(right) diversity indices in the middle reaches of the Yangtze River

2.6 浮游生物與環(huán)境因子的RDA分析

由圖7(左)可知，長(zhǎng)江中游江段浮游植物群落變化主要受TN、TP和NH3-N的影響，其中TN、TP和NH3-N均與軸一呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.688、-0.254、-0.491；TP和NH3-N均與軸二呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.145、-0.289，TN與軸二呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.848。浮游植物的大部分物種分布在第二排序軸的右側(cè)，與TN、TP和NH3-N呈負(fù)相關(guān)；平裂藻和澤絲藻與TN呈正相關(guān)，長(zhǎng)孢藻、菱形藻、脆桿藻與NH3-N、TP具有正相關(guān)性。

由圖7(右)可知，長(zhǎng)江中游江段浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)變化主要受CODMn、NH3-N和TP的影響，其中CODMn與軸一呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)是0.105，NH3-N和TP與軸一呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.805和-0.251；CODMn和TP與軸二呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別是0.942和0.289，NH3-N和軸二呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.526。浮游動(dòng)物的大部分物種分布在第二排序軸的左側(cè)，與NH3-N、TP呈正相關(guān)，與CODMn具有負(fù)相關(guān)性；長(zhǎng)額象鼻溞與NH3-N正相關(guān)，與TP、CODMn負(fù)相關(guān)；臺(tái)灣溫劍水蚤、冠砂殼蟲、頸溝基合溞與TP、CODMn呈正相關(guān)，與NH3-N呈負(fù)相關(guān)性。

圖7 浮游植物(左)、浮游動(dòng)物(右)與環(huán)境因子的RDA排序圖Fig.7 RDA sequence of phytoplankton(left),zooplankton(right) and environmental factors

3 討論

3.1 浮游生物物種組成及多樣性

調(diào)查期間，長(zhǎng)江中游江段浮游植物種類組成全年以硅藻占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其中夏季藍(lán)藻和綠藻種類數(shù)明顯增加，且夏、春季種類數(shù)多于秋、冬季，這與國(guó)內(nèi)多個(gè)水域的研究結(jié)果一致[20,21]。浮游動(dòng)物種類組成全年以輪蟲為主，其次為原生動(dòng)物，枝角類和橈足類在浮游動(dòng)物種類組成中所占比例較少，這一特征與許多流水性河流中浮游動(dòng)物群落組成相似[22,23]。

通常用生物多樣性指數(shù)、物種豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)來評(píng)價(jià)群落中種類組成的穩(wěn)定程度、數(shù)量分布均勻程度和群落組織結(jié)構(gòu)特征，并常作為描述群落演替方向、速度和穩(wěn)定程度的指標(biāo)，孟順龍等[24]將多樣性指數(shù)的大小劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ級(jí)。本研究顯示，全年各采樣點(diǎn)浮游植物和浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)介于Ⅲ～Ⅳ，表明長(zhǎng)江中游江段浮游生物多樣性較豐富。除多樣性指數(shù)外，群落的均勻度也是反映群落結(jié)構(gòu)特征的一個(gè)重要指標(biāo)，能夠反映出各物種個(gè)體數(shù)目分配的均勻程度，通常以均勻度大于0.3作為浮游生物多樣性較好的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。一般而言，較為穩(wěn)定的群落具有較高的多樣性和均勻度[25]。本研究中，全年各采樣點(diǎn)浮游植物和浮游動(dòng)物的均勻度指數(shù)均大于0.3，則表明長(zhǎng)江中游江段浮游生物均勻度較好。綜合判斷得出長(zhǎng)江中游江段浮游生物群落結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定。

河流水質(zhì)評(píng)價(jià)的方法總體可歸納為生物與非生物兩類，通常利用生物學(xué)評(píng)價(jià)水質(zhì)可以彌補(bǔ)理化監(jiān)測(cè)的不足，通過監(jiān)測(cè)水生生物的動(dòng)態(tài)來反映水質(zhì)的好壞，掌握污染的發(fā)展動(dòng)態(tài)[26]。根據(jù)許晴等[27]的研究認(rèn)為對(duì)均勻度接近、豐富度差異較大的群落進(jìn)行比較時(shí)，利用其多樣性指數(shù)對(duì)水質(zhì)狀況進(jìn)行分析。調(diào)查顯示，長(zhǎng)江中游浮游生物的多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)及均勻度指數(shù)均存在一定差異(P<0.05)，且浮游植物和浮游動(dòng)物的均勻度指數(shù)相差均較小，而豐富度指數(shù)差異相對(duì)較大。故依據(jù)多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)法[15]，初步得出長(zhǎng)江中游宜昌至湖口江段水質(zhì)狀況呈輕度污染-中度污染型。與歷史數(shù)據(jù)相比[15,28]，長(zhǎng)江沙市江段、宜昌至城陵磯江段由以前的β-中度污染過度到輕度污染，表明長(zhǎng)江中游宜昌、沙市江段水體狀況整體有所改善，但靠近主城區(qū)的武漢江段仍是中度污染，這可能是所處地理位置人口密度較高，工礦企業(yè)繁多，大量的生活污水和工業(yè)廢水等外源污染物注入自然水體中，造成水質(zhì)下降[5]。

3.2 浮游生物群落結(jié)構(gòu)時(shí)空變化

本研究中浮游生物密度和生物量的季節(jié)變化明顯，春、夏季密度和生物量明顯高于秋、冬季節(jié)，且浮游植物和浮游動(dòng)物密度和生物量季節(jié)變化趨勢(shì)基本一致，這可能是春、夏季水溫較高、光照充足，水體中營(yíng)養(yǎng)鹽含量增加有利于浮游植物的大量繁殖，從而為浮游動(dòng)物提供了充足的食物來源有關(guān)[29]。浮游生物密度和生物量具有明顯的空間差異性，洪湖、武漢和湖口江段浮游生物密度和生物量均較高，這可能與各江段所處地理位置和水域環(huán)境不同相關(guān)[30]。由于洪湖和湖口江段分別靠近洞庭湖和鄱陽湖，湖泊水的補(bǔ)給，使得該流域水體中有機(jī)碎屑和浮游藻類含量增加，有利于浮游動(dòng)物的生長(zhǎng)、繁殖[31]。浮游生物一般喜歡在中營(yíng)養(yǎng)型水體中生存[32]，武漢人口密集、工業(yè)發(fā)達(dá)，隨著生活污水和工業(yè)廢水的排放使得該江段內(nèi)的有機(jī)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)鹽較為豐富，隨之浮游生物密度和生物量相應(yīng)增加。

3.3 環(huán)境因子對(duì)浮游生物群落結(jié)構(gòu)的影響

浮游生物群落結(jié)構(gòu)受多種環(huán)境因子的綜合影響，比如水溫、溶氧、透明度和pH是影響浮游動(dòng)物群落的直接因子，N、P等營(yíng)養(yǎng)鹽類可通過影響浮游植物生物量而間接影響浮游動(dòng)物[33,34]。據(jù)文獻(xiàn)記載，楊雪[35]2013-2015年對(duì)長(zhǎng)江中游荊江河段浮游生物與環(huán)境因子進(jìn)行了探究，發(fā)現(xiàn)溶解氧、水溫、總?cè)芙夤腆w是影響浮游植物群落的主要環(huán)境因子，而透明度、氨氮等是影響浮游動(dòng)物的主要環(huán)境因子。郭杰等[15]于2017年對(duì)長(zhǎng)江荊江段浮游生物與環(huán)境因子的關(guān)系研究中發(fā)現(xiàn)溶氧、溫度、氨氮是影響浮游生物群落結(jié)構(gòu)的主要因素。本研究RDA分析表明，TP、TN和NH3-N是浮游植物群落分布的主要影響因子；TP、NH3-N、CODMn是浮游動(dòng)物群落分布的主要影響因子。說明不同的水體中浮游生物群落結(jié)構(gòu)變化受不同環(huán)境因子的影響，這可能與所處江段生境狀況不同相關(guān)[21]。水體中營(yíng)養(yǎng)鹽類會(huì)影響浮游植物群落結(jié)構(gòu)分布和種類組成發(fā)生改變[36,37]，本次調(diào)查中，TN、TP、NH3-N均與硅藻門的菱形藻、脆桿藻呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，一般硅藻門分布廣泛，常附著在水底巖石或有機(jī)碎屑表面，喜歡在營(yíng)養(yǎng)鹽相對(duì)較高的水體環(huán)境中生活[38]。而TN、TP、NH3-N與顆粒直鏈藻極狹變種、變異直鏈藻、小環(huán)藻等呈負(fù)相關(guān)性，有研究表明，在一些淡水水體中，氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽是影響浮游植物生長(zhǎng)繁殖的限制因子[39]。從RDA排序圖可知，大部分浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種與TP、NH3-N呈正相性，說明營(yíng)養(yǎng)鹽類會(huì)直接影響浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)分布[35]。其中頸溝基合溞、冠砂殼蟲和長(zhǎng)額象鼻溞等耐污物種與CODMn呈正相關(guān)性，由于CODMn常作為水體中營(yíng)養(yǎng)物污染程度的重要指標(biāo)，一般耐污物種受CODMn影響較大[40,41]。RDA排序圖不僅可全面闡述物種和環(huán)境因子間的關(guān)系，還能反映各個(gè)物種在生活習(xí)性上的差異。角突臂尾輪蟲、萼花臂尾輪蟲和壺狀臂尾輪蟲等輪蟲類在排序圖中位置比較接近，表明它們對(duì)生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)能力接近；而顆粒直鏈藻極狹變種與脆桿藻雖都為硅藻門，但是兩者在排序圖位置較遠(yuǎn)，即二者對(duì)生態(tài)環(huán)境的依賴差異較大[17]。