朱玉磊，胡曉東，豐 葉 ，陳文猛

(1.江蘇省水利科學(xué)研究院，江蘇 南京 210017；2.河海大學(xué)農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 211100)

作為湖泊生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，浮游植物貢獻(xiàn)了全球50%的初級(jí)生產(chǎn)力[1]，且具有種群規(guī)模大、世代時(shí)間短的特點(diǎn)，能夠?qū)Νh(huán)境變化作出快速反應(yīng)[2]。對(duì)于湖泊和水庫(kù)這類(lèi)靜態(tài)的水體，長(zhǎng)時(shí)間的停留和低流速會(huì)促使浮游植物快速增長(zhǎng)和大量繁殖[3]。

浮游植物的群落結(jié)構(gòu)可以反映湖泊的水質(zhì)狀況，優(yōu)勢(shì)種能夠指示水體的營(yíng)養(yǎng)情況[4]，因此浮游植物常被用來(lái)反映水體特征和水生態(tài)情況[5-7]。崔揚(yáng)等[8]研究天目湖沙河水庫(kù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，浮游植物種群結(jié)構(gòu)的時(shí)空分布與水質(zhì)時(shí)空差異關(guān)系密切。王瑜等[9]則采用浮游植物的群落結(jié)構(gòu)來(lái)評(píng)價(jià)白洋淀的水質(zhì)狀況。王俊莉等[10]通過(guò)研究浮游植物的群落結(jié)構(gòu)對(duì)安徽太平湖進(jìn)行水環(huán)境生態(tài)評(píng)價(jià)。不僅如此，浮游植物的特征及其對(duì)環(huán)境因子的響應(yīng)已成為當(dāng)前研究水生態(tài)環(huán)境情況的熱門(mén)話(huà)題，部分環(huán)境因子也成為預(yù)測(cè)浮游植物群落演變趨勢(shì)的重要方法[11-12]。通過(guò)研究滇池浮游植物的群落特征及其與環(huán)境因子的關(guān)系，王華等[13]揭示了滇池浮游植物的群落結(jié)構(gòu)、生態(tài)規(guī)律及其影響群落分布的主要環(huán)境變量。因此，浮游植物的群落結(jié)構(gòu)和空間格局與環(huán)境因子密切相關(guān)，識(shí)別某一特定水體中浮游植物的主要控制因子，是管理和保護(hù)該水生態(tài)系統(tǒng)必不可少的途徑[3]。

寶應(yīng)湖是淮河下游重要的調(diào)蓄型湖泊之一，在防洪排澇、供水灌溉、生態(tài)補(bǔ)水以及景觀娛樂(lè)等方面均有重要作用。對(duì)于寶應(yīng)湖浮游植物的研究較少，年代較早[14-16]，且這些研究還未從較長(zhǎng)時(shí)間序列上揭示寶應(yīng)湖浮游植物群落變異與水質(zhì)之間的關(guān)系。特別是近年來(lái)，寶應(yīng)湖在發(fā)揮南水北調(diào)東線(xiàn)工程重要調(diào)水功能時(shí)，缺少相應(yīng)的浮游植物、水體水質(zhì)變化研究。因此，該研究主要從2014—2019年寶應(yīng)湖浮游植物群落結(jié)構(gòu)演變的角度出發(fā)，調(diào)查寶應(yīng)湖浮游植物的現(xiàn)狀及其演變趨勢(shì)，并分析其主要的環(huán)境因子，評(píng)估寶應(yīng)湖的水質(zhì)狀況，為寶應(yīng)湖管理與保護(hù)提供支撐。

1 研究區(qū)和研究方法

1.1 研究區(qū)概況

寶應(yīng)湖位于江蘇省揚(yáng)州市，其地理坐標(biāo)為33°02′46″～33°24′55″ N，119°07′43″～119°42′51″ E，位于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)[15]。寶應(yīng)湖是運(yùn)西湖群中面積最小的一個(gè)湖泊，屬于淺水封閉型湖泊。寶應(yīng)湖湖面狹長(zhǎng)，全湖長(zhǎng)23.8 km，最大寬度4.4 km，平均寬度1.8 km，面積42.8 km2，最大水深2.20 m，平均水深1.13 m。寶應(yīng)湖多年平均水位6.06 m，歷年最高水位7.16 m，最低水位5.09 m，絕對(duì)變幅2.07 m(國(guó)家農(nóng)業(yè)科學(xué)數(shù)據(jù)共享中心，2019年)。

1.2 調(diào)查方法

全湖設(shè)立5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位(圖1)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)基本覆蓋了寶應(yīng)湖的全部功能區(qū)域以及代表性地形。監(jiān)測(cè)頻率為每月1次。

圖1 寶應(yīng)湖生態(tài)監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)

水溫、濁度、電導(dǎo)率、礦化度、pH值、溶解氧(DO)濃度、葉綠素a(Chl-a)濃度等參數(shù)采用YSI公司生產(chǎn)的EXO型水質(zhì)多參數(shù)分析儀測(cè)定；透明度(SD)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、氨氮(NH4+-N)濃度、總磷(TP)濃度、總氮(TN)濃度、化學(xué)需氧量(COD)和生化需氧量(BOD5)參照文獻(xiàn)[17]測(cè)定。

依據(jù)DB32/T 3202—2017《湖泊水生態(tài)監(jiān)測(cè)規(guī)范》[18]開(kāi)展寶應(yīng)湖水生生物的監(jiān)測(cè)工作。測(cè)定浮游植物時(shí)，采集表層500 mL湖水裝瓶，立即用魯哥氏液加以固定，固定劑量為水樣的1%(5 mL)，并將其帶回室內(nèi)，在筒形分液漏斗中進(jìn)行沉淀和濃縮，靜置沉淀時(shí)間一般為48 h。吸掉上清液，最后留下約20～30 mL，將沉淀物放入容積為50 mL的試劑瓶中。用顯微鏡計(jì)數(shù)，獲得單位體積(一般為1 L)中浮游植物數(shù)量(豐度)。浮游植物種屬的鑒定參照文獻(xiàn)[19]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

1.3.1優(yōu)勢(shì)度

按如下公式計(jì)算物種優(yōu)勢(shì)度(Y)[10]：

Y=ni/N×fi。

(1)

式(1)中，ni為樣品中第i種生物的個(gè)體數(shù)量；N為樣品中所有種的個(gè)體總數(shù)；fi為第i種生物在各樣品中出現(xiàn)的頻率；將Y>0.02作為優(yōu)勢(shì)種[20]。

1.3.2多樣性指數(shù)

選擇Shannon-Weiner指數(shù)(H′)作為參照，計(jì)算公式為[10]

(2)

采用Pielou均勻度指數(shù)表征物種均勻度(J)，計(jì)算公式為[10]

J=H′/lnS。

(3)

式(3)中，S為群落內(nèi)物種數(shù)。

1.3.3數(shù)據(jù)分析方法

使用SPSS 20.0軟件對(duì)寶應(yīng)湖環(huán)境因子與浮游植物種類(lèi)數(shù)量進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，并使用Canoco 5軟件對(duì)浮游植物種類(lèi)和環(huán)境因子數(shù)據(jù)先進(jìn)行去趨勢(shì)對(duì)應(yīng)分析(detrended correspondence analysis，DCA)，再根據(jù)DCA結(jié)果中第一軸的梯度長(zhǎng)度選擇冗余分析(redundancy analysis，RDA)[21-22]。

1.4 水質(zhì)評(píng)價(jià)方法

利用浮游植物多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)對(duì)寶應(yīng)湖水體進(jìn)行水質(zhì)狀況評(píng)價(jià)，H′>3.0為無(wú)污染或清潔，2≤H′≤3為β-中污染，1≤H′≤2為α-中污染，H′<1為重度污染[23]；J<0.3為重度污染，0.3≤J<0.5為中度污染，0.5≤J≤0.8為輕度污染，>0.8為清潔[24]。

2 結(jié)果與分析

2.1 水體環(huán)境因子

根據(jù)寶應(yīng)湖月度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，按季度計(jì)算均值，得到11個(gè)環(huán)境因子數(shù)據(jù)，如表1所示。

根據(jù)GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[25]，寶應(yīng)湖各站點(diǎn)綜合水質(zhì)類(lèi)別為Ⅲ～劣Ⅴ類(lèi)?？梢钥闯?，除pH值外，各環(huán)境因子季度差異顯著。夏季水體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度明顯高于冬季。年際間SD、TN濃度和COD等變化明顯。其中SD各年度較同期相比均有所下降；TN濃度在2016年夏天顯著增長(zhǎng)，隨后又大幅回落；COD年際間波動(dòng)明顯。

2.2 浮游植物群落組成

寶應(yīng)湖各采樣點(diǎn)浮游植物的群落組成調(diào)查結(jié)果如表2所示。

表1 2014—2019年寶應(yīng)湖各季度水體環(huán)境因子均值

2014—2019年浮游植物屬類(lèi)數(shù)量呈上升—下降—上升—下降的波動(dòng)趨勢(shì)，2014年屬類(lèi)數(shù)量最少，僅有51屬；2016年屬類(lèi)數(shù)量增長(zhǎng)最多，達(dá)到69屬，增長(zhǎng)了35.3%；2018—2019年浮游植物屬類(lèi)有所波動(dòng)，2019年有68屬，比2014年增長(zhǎng)了17屬；2014—2019年浮游植物種類(lèi)數(shù)量總體呈上升趨勢(shì)，2014—2018年種類(lèi)數(shù)量基本穩(wěn)定，2018—2019年種類(lèi)數(shù)量大幅增加，其中藍(lán)藻門(mén)和硅藻門(mén)種類(lèi)增加最多，分別增加15和8種。寶應(yīng)湖浮游植物中綠藻門(mén)的種類(lèi)數(shù)量最多，硅藻門(mén)和藍(lán)藻門(mén)次之。

表2 2014—2019年寶應(yīng)湖浮游植物調(diào)查結(jié)果

2.3 浮游植物優(yōu)勢(shì)種

優(yōu)勢(shì)度指數(shù)顯示，2014—2019年浮游植物的優(yōu)勢(shì)種主要包括小球藻(Chlorellasp.)、小環(huán)藻(Cyclotellasp.)、顆粒直鏈藻極狹變種(Melosiragranulatavar.angustissima)、密集錐囊藻(Dinobryonsertularia)、嚙蝕隱藻(Crypomonaserosa)、魚(yú)腥藻(Anabaenasp.)、四尾柵藻(Scenedeamusquadricauda)、直鏈藻(Melosirasp.)、色球藻(Chroococcussp.)、雙對(duì)柵藻(Scenedeamusbijuga)、細(xì)小平裂藻(Merismopediaminima)、鏈狀偽魚(yú)腥藻(Pseudanabaenacatenata)、藍(lán)隱藻(Chroomonasacuta)、四尾柵藻(Scenedeamusquadricauda)、黃群藻(Synurasp.)、衣藻(Chlamydomonassp.)、針桿藻(Synedrasp.)、華麗四星藻(Tetrastrumelegans)、舟形藻(Naviculasp.)、微囊藻(Microcystissp.)、顫藻(Oscillatoriasp.)、水華束絲藻(Aphanizomenonflosaquae)、小席藻(Phormidiumtenu)、具尾藍(lán)隱藻(Chrcomonascaudata)、空球藻(Eudorina)、肥壯蹄形藻(Kirchneriellaobesa)、紙形席藻(Phormidiumpapyraceum)、皮狀席藻(Phormidiumcorium)、點(diǎn)形平裂藻(Merismopediapunctatus)、分歧錐囊藻(Dinobryondivergens)等。各門(mén)類(lèi)優(yōu)勢(shì)種數(shù)量如圖2所示。

圖2 2014—2019年寶應(yīng)湖浮游植物各門(mén)類(lèi)優(yōu)勢(shì)種數(shù)量Fig.2 Number of dominant species of phytoplankton in Baoying Lake from 2014 to 2019

調(diào)查結(jié)果顯示，寶應(yīng)湖浮游植物優(yōu)勢(shì)種的種類(lèi)數(shù)量呈上升趨勢(shì)，春季、夏季和秋季浮游植物優(yōu)勢(shì)種主要以硅藻門(mén)、綠藻門(mén)和藍(lán)藻門(mén)為主，冬季則主要以硅藻門(mén)和綠藻門(mén)為主。年際上，寶應(yīng)湖浮游植物的優(yōu)勢(shì)種有向藍(lán)藻門(mén)、硅藻門(mén)發(fā)展的趨勢(shì)，優(yōu)勢(shì)種中指示營(yíng)養(yǎng)水平較高的藍(lán)藻門(mén)、硅藻門(mén)[26]數(shù)量逐年增加，占比逐年加大。2014、2016、2018和2019年度寶應(yīng)湖浮游植物優(yōu)勢(shì)種中藍(lán)藻門(mén)的種類(lèi)數(shù)量分別為0、5、6、11種，硅藻門(mén)分別為2、3、4、4種。

優(yōu)勢(shì)種種類(lèi)有所變化，說(shuō)明寶應(yīng)湖水環(huán)境未處于穩(wěn)定狀態(tài)。與附近的白馬湖[27]和高郵湖[28]相比，寶應(yīng)湖的湖域要小很多，且湖面窄而狹長(zhǎng)，因此更易受到外界自然因素或人為因素的影響而改變浮游植物的生境，進(jìn)而引起浮游植物群落結(jié)構(gòu)的變化。

2.4 浮游植物豐度

2014—2019年寶應(yīng)湖浮游植物豐度呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)(表3)。

表3 2014—2019年寶應(yīng)湖各季度浮游植物豐度

寶應(yīng)湖浮游植物平均豐度從2014年的3.14×106L-1增加到2019年的26.87×106L-1，上漲了755.73%。其中2019年度漲幅最大，相較于2018年上漲了113.7%。從年內(nèi)各季度來(lái)看，寶應(yīng)湖浮游植物的豐度在各季度有較大變化，一般夏季豐度最高、冬季豐度最低，且均呈現(xiàn)冬春季減少、夏秋季增多的趨勢(shì)。這主要是因?yàn)橄那锛緦殤?yīng)湖浮游植物主要以綠藻門(mén)和藍(lán)藻門(mén)為主，而冬春季以硅藻門(mén)和綠藻門(mén)為主。2014年硅藻和綠藻占主導(dǎo)地位，年平均相對(duì)豐度超過(guò)70%，藍(lán)藻比例較小，相對(duì)豐度不足5%；2016年以后，藍(lán)藻爆發(fā)式增長(zhǎng)，成為占比最高的浮游植物門(mén)類(lèi)，2016年夏季其相對(duì)豐度甚至高達(dá)92%；2018和2019年夏季藍(lán)藻相對(duì)豐度分別回落至78%和63%，仍占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。硅藻和綠藻的豐度均逐年增加，但由于藍(lán)藻的爆發(fā)式增長(zhǎng)，其相對(duì)豐度大幅度下降，2種藻類(lèi)的年均相對(duì)豐度從2014年最高的71%驟降到2016年的33%，降幅超過(guò)一半，2018和2019年也僅占46%和36%。

寶應(yīng)湖浮游植物豐度在空間分布上也存在較大差異(圖3)。2014年2號(hào)點(diǎn)位浮游植物豐度最高， 1號(hào)點(diǎn)豐度最低；2016年3和4號(hào)點(diǎn)浮游植物豐度較高， 5號(hào)點(diǎn)豐度最低；而2018和2019年5號(hào)點(diǎn)浮游植物豐度最高，1和2號(hào)點(diǎn)位浮游植物豐度較低，說(shuō)明寶應(yīng)湖浮游植物的空間分布差異明顯，且在不斷變化。2018年以后，寶應(yīng)湖浮游植物豐度較高的監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要分布在湖區(qū)中南部(4和5號(hào)點(diǎn)位)的生態(tài)養(yǎng)殖區(qū)，屬于湖泊下游。這種變化可能是由于寶應(yīng)湖架橋及拆掉湖中圍網(wǎng)，導(dǎo)致大量湖底營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水體，再加上受上游來(lái)水以及沿岸面源污染物的影響，大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)逐漸在寶應(yīng)湖下游沉積，底泥及水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，使得水體富營(yíng)養(yǎng)化程度增大，從而導(dǎo)致附近浮游植物尤其是藍(lán)藻門(mén)的豐度顯著增加。

圖3 2014—2019年寶應(yīng)湖浮游植物豐度空間變化

2.5 浮游植物多樣性指數(shù)

2014—2019年寶應(yīng)湖各采樣點(diǎn)浮游植物的多樣性指數(shù)如圖4所示。

圖4 2014—2019年寶應(yīng)湖各采樣點(diǎn)浮游植物的多樣性指數(shù)均值Fig.4 Average value of phytoplankton diversity index of different sampling points in Baoying Lake from 2014 to 2019

寶應(yīng)湖浮游植物的Shannon-Weiner多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)年均值呈現(xiàn)先下降、后回升的趨勢(shì)。2014年寶應(yīng)湖浮游植物的多樣性指數(shù)最高，達(dá)到2.388， 2016年降至最低，為1.778，此后一直到2019年多樣性指數(shù)均逐年上升?？臻g分布上，1、2號(hào)點(diǎn)位外，其他點(diǎn)位的多樣性指數(shù)年際變化與寶應(yīng)湖總體變化趨勢(shì)基本相同， 1、2號(hào)點(diǎn)位到2018年降至最低，2019年開(kāi)始回升。

寶應(yīng)湖浮游植物的Pielou均勻度指數(shù)同樣在2014年最高，達(dá)到0.76，2016年降至最低，為0.612，此后一直到2019年，浮游植物的均勻度指數(shù)均在逐年上升。空間上，除5號(hào)點(diǎn)位外，其他點(diǎn)位的均勻度指數(shù)年際變化與寶應(yīng)湖總體變化趨勢(shì)基本相同，而5號(hào)點(diǎn)位的均勻度指數(shù)到2019年降至最低，為0.61。從季節(jié)性來(lái)看，2014、2016和2018年夏季寶應(yīng)湖浮游植物均勻度指數(shù)最低，分別為0.71、0.36和0.62，2019年秋季均勻度指數(shù)最低，為0.66；2014和2018年冬季寶應(yīng)湖浮游植物均勻度指數(shù)最高，分別為0.82和0.79，2016和2019年春季最高，分別為0.70和0.73?？傮w呈現(xiàn)春冬季升高，夏秋季降低的規(guī)律。

2.6 水質(zhì)狀況評(píng)價(jià)

寶應(yīng)湖各年度Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)的比較結(jié)果見(jiàn)表4。

2014年寶應(yīng)湖浮游植物的多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)最高，即湖水水質(zhì)狀況最好，為輕度污染或β-中污染；2016年多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)最低，說(shuō)明湖水受到較為嚴(yán)重的污染，水質(zhì)狀況最差；2018和2019年，寶應(yīng)湖浮游植物多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均有所回升，說(shuō)明污染有所緩解，水質(zhì)稍有改善，但仍遜于2014年。

表4 2014—2019年寶應(yīng)湖多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)Pielou均勻度指數(shù)的評(píng)價(jià)結(jié)果，2014—2019年寶應(yīng)湖的水質(zhì)均處于輕度污染狀態(tài)，但是根據(jù)Shannon-Wiener多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)，寶應(yīng)湖水質(zhì)處于α-中污染或β-中污染狀態(tài)，2種指數(shù)的評(píng)價(jià)結(jié)果不一致。姜雪芹等[29]在研究上海城區(qū)河道水質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，利用浮游植物生物多樣性指數(shù)對(duì)水質(zhì)的評(píng)價(jià)與通過(guò)優(yōu)勢(shì)種、數(shù)量、生物量對(duì)水質(zhì)的評(píng)價(jià)結(jié)果有差異；俞秋佳等[7]在對(duì)蘇州河水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)同樣發(fā)現(xiàn)，利用多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)并不能完全反映蘇州河水質(zhì)污染情況和富營(yíng)養(yǎng)水平。多樣性指數(shù)對(duì)于水質(zhì)的評(píng)價(jià)結(jié)果可供參考作用，要得到完整且準(zhǔn)確的水質(zhì)結(jié)果還需結(jié)合其他生物指標(biāo)和理化指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2.7 浮游植物與環(huán)境因子的關(guān)系

2.7.1相關(guān)性分析

將2014、2016、2018、2019年寶應(yīng)湖各季度浮游植物種類(lèi)數(shù)與11個(gè)環(huán)境因子數(shù)據(jù)做Pearson相關(guān)性分析。結(jié)果表明，種類(lèi)最多的綠藻門(mén)與COD、水溫、CODMn、TP濃度、NH4+-N濃度呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與DO濃度呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(表5)；種類(lèi)數(shù)增長(zhǎng)最多的藍(lán)藻門(mén)與NH4+-N濃度呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與SD呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。這表明寶應(yīng)湖水體NH4+-N濃度的增加和SD的降低可能是導(dǎo)致藍(lán)藻爆發(fā)式增長(zhǎng)的主要原因。此外裸藻門(mén)、甲藻門(mén)和黃藻門(mén)均與SD呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明SD的降低能夠促進(jìn)這些藻類(lèi)的生長(zhǎng)。硅藻門(mén)和隱藻門(mén)與COD呈顯著正相關(guān)關(guān)系；金藻門(mén)與TN濃度顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。

表5 寶應(yīng)湖各環(huán)境因子與浮游植物種類(lèi)的Pearson相關(guān)性分析

2.7.2冗余分析

將11個(gè)環(huán)境因子數(shù)據(jù)與寶應(yīng)湖浮游植物8個(gè)藻類(lèi)的種類(lèi)數(shù)量先進(jìn)行去趨勢(shì)對(duì)應(yīng)分析(DCA)，得到第1軸的梯度長(zhǎng)度(gradient length)為0.25，小于3，故選擇冗余分析(RDA)對(duì)浮游植物種類(lèi)與環(huán)境因子的關(guān)系進(jìn)行分析[30]。

使用Canoco5軟件進(jìn)行分析時(shí)，選擇對(duì)物種數(shù)據(jù)與環(huán)境因子數(shù)據(jù)進(jìn)行l(wèi)g (y+1)轉(zhuǎn)換，并使用變量預(yù)篩選功能(forward selection of variables)[5]，在選取的11個(gè)環(huán)境因子中，經(jīng)500次蒙特卡羅檢驗(yàn)，有2個(gè)環(huán)境因子與浮游植物種類(lèi)數(shù)量顯著相關(guān)，分別為SD和TP濃度，這兩者共同解釋了浮游植物種類(lèi)數(shù)量53.97%的變化(表6)。

為研究所有環(huán)境因子對(duì)浮游植物種類(lèi)數(shù)量變化的作用和影響，將11個(gè)環(huán)境因子全部進(jìn)行冗余分析，共生成4個(gè)排序軸(表7)，累計(jì)解釋變量為83.25%。前2個(gè)排序軸的特征值分別為0.558 3和0.126 5，累計(jì)解釋變異百分?jǐn)?shù)(cumulative explained variation)分別為55.83%和68.48%[31]；前2個(gè)環(huán)境因子軸與物種軸的相關(guān)系數(shù)分別為0.971 2和0.956 4；所有軸進(jìn)行蒙特卡羅檢驗(yàn)，結(jié)果為F=2.5，P=0.028(P<0.05)，說(shuō)明數(shù)據(jù)具有統(tǒng)計(jì)意義[32]。

冗余分析排序如圖5所示。葉綠素a與第1排序軸夾角最小，即相關(guān)性最大(負(fù)相關(guān))；ρ(TN)、CODMn和ρ(DO)與第2排序軸的夾角較小，相關(guān)性較大，其中ρ(DO)與第2排序軸負(fù)相關(guān)。寶應(yīng)湖浮游植物種類(lèi)占比最多的綠藻門(mén)與水溫的正相關(guān)性最大，與COD、ρ(NH4+-N)、CODMn和ρ(TP)也有較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，與ρ(DO)和pH值負(fù)相關(guān)；近幾年種類(lèi)增長(zhǎng)最多的藍(lán)藻門(mén)和綠藻門(mén)與COD的相關(guān)性最大，與ρ(NH4+-N)、ρ(TP)也是正相關(guān)，與BOD5、ρ(DO)和pH值負(fù)相關(guān)。其中，ρ(TP)和ρ(NH4+-N)對(duì)綠藻門(mén)和藍(lán)藻門(mén)種類(lèi)數(shù)量的促進(jìn)作用最大，ρ(DO)和SD對(duì)其的抑制作用最大。甲藻門(mén)、黃藻門(mén)、硅藻門(mén)和隱藻門(mén)比較接近，與ρ(Chl-a)的正相關(guān)性最大，與SD呈較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)。裸藻門(mén)和金藻門(mén)與SD負(fù)相關(guān)，且SD對(duì)其的抑制作用最大。綜合來(lái)看SD、ρ(TP)、ρ(NH4+-N)和ρ(DO)是影響寶應(yīng)湖浮游植物種類(lèi)數(shù)量變化的主要環(huán)境因子。這一結(jié)論與吳小偉等[16]2014年的研究結(jié)果相似，由于大面積的水網(wǎng)養(yǎng)殖，氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽成為影響寶應(yīng)湖浮游植物種群的主要環(huán)境因子。

表6 環(huán)境因子的蒙特卡羅檢驗(yàn)結(jié)果

表7 寶應(yīng)湖浮游植物與環(huán)境因子的RDA結(jié)果統(tǒng)計(jì)

氮、磷等是浮游植物生長(zhǎng)不可或缺的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，適量濃度的氮、磷對(duì)浮游植物的生長(zhǎng)能夠起到積極的促進(jìn)作用[33-34]，但過(guò)高濃度的氮、磷不僅能夠影響浮游植物的群落結(jié)構(gòu)，是引起湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的主要因子，其濃度的高低主要取決于湖泊內(nèi)部消耗與外界輸入的動(dòng)態(tài)平衡。由于湖中架橋、拆除圍網(wǎng)以及水生植物打撈等人工干預(yù)行為，致使2019年寶應(yīng)湖氮、磷濃度增高，浮游植物種類(lèi)及其豐度大幅度增加，尤其是藍(lán)藻出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。SD和DO濃度是湖水的重要理化特性，湖水SD逐年降低，這是非常明顯的可視性水質(zhì)變化信號(hào)。雖然現(xiàn)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)越來(lái)越受到重視，但和多數(shù)湖泊一樣，寶應(yīng)湖的保護(hù)和恢復(fù)工作仍任重道遠(yuǎn)。

圖5 寶應(yīng)湖浮游植物種類(lèi)與環(huán)境因子的RDA排序Fig.5 RDA sequence of phytoplankton species and environmental factors

3 結(jié)論

從水生態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，寶應(yīng)湖的水生態(tài)環(huán)境處于不穩(wěn)定狀態(tài)。寶應(yīng)湖浮游植物的種類(lèi)數(shù)量以及豐度在2014—2019年呈上漲趨勢(shì)，且在2019年漲幅最大；優(yōu)勢(shì)種中藍(lán)藻門(mén)增長(zhǎng)最多；Shannon-Weiner多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)年際間波動(dòng)顯著，空間上差異明顯。

根據(jù)多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)反映的水質(zhì)情況，寶應(yīng)湖的水質(zhì)在2014年最好，2016年最差，達(dá)到中度污染水平，在2018和2019年寶應(yīng)湖水質(zhì)稍有改善，但仍達(dá)到了輕度污染水平。

寶應(yīng)湖環(huán)境因子分析結(jié)果顯示，SD、TP濃度、NH4+-N濃度和DO濃度是影響浮游植物群落結(jié)構(gòu)和種類(lèi)數(shù)量的主要環(huán)境因子。其中NH4+-N濃度和TP濃度是影響綠藻門(mén)和藍(lán)藻門(mén)種類(lèi)數(shù)量的主要驅(qū)動(dòng)因子。