河流水体变化中轮虫适应性生态研究

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为了研究富营养化水体中轮虫群落生态结构影响以及生活史变化,本研究分别进行了野外实验和室内试验。野外实验主要通过研究安徽巢湖支流双桥河的底泥疏浚工程对轮虫群落生态结构的影响以及研究轮虫对河流水质监测的响应作用,主要对比分析双桥河底泥疏浚前后水质理化因子指标变化、轮虫群落生态结构及其生物多样性浮动变化、轮虫密度、生物量与水环境因子间的关系,评价双桥河底泥疏浚工程对富营养化水体的效果和轮虫群落生态结构的影响;室内实验主要是模拟富营养化水体的环境,选用巢湖流域出现密度最高的萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)为研究对象进行生命表实验研究,在15℃、25℃、35℃以及不同斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)浓度下,探究铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)对萼花臂尾轮虫生活史参数的影响。主要结果如下:1、野外实验:双桥河疏浚河段共发现轮虫30种,隶属3目、7科、11属。其中臂尾轮属最多,共有10种,其次是龟甲轮属6种,鼠轮虫属3种,平甲轮属2种,晶囊轮属2种,三肢轮虫属2种以及轮虫属1种,疣毛轮虫属1种,囊足轮虫属1种,须足轮虫属1种和裂足轮属1种。底泥疏浚后双桥河的氮(N)、磷(P)营养盐含量都有了明显的下降,分别降低48.06%和18.18%,轮虫密度在底泥疏浚后有显著的下降,轮虫的生物量和多样性指数反有所上升,Margalef丰富度指数从底泥疏浚前的2.64上升到底泥疏浚后3.62;Shannon—Wiener多样性指数从底泥疏浚前的1.55上升到疏浚后的1.62。将轮虫的密度与水环境因子进行Pearson相关性分析发现,吮吸性轮虫与铵态氮、硝态氮呈现显著正相关(P<0.05),与可溶性磷呈现显著负相关(P<0.05);掠食性轮虫与温度、铵态氮、硝态氮呈现极显著正相关(P<0.01),与可溶性氮、总氮呈显著正相关(P<0.05),与可溶性磷呈显著负相关(P<0.05)。双桥河轮虫相互关系中滤食性轮虫与捕食性轮虫呈现极显著正相关(P<0.01),吮吸性轮虫与掠食性轮虫呈现极显著正相关(P<0.01)。研究表明了底泥疏浚工程在削减河流N、P营养盐,提升水质的同时,会造成轮虫群落中滤食性轮虫、捕食性轮虫密度上升,掠食性轮虫、吮吸性轮虫密度下降,而不同食性轮虫的密度变化可以作为水质评价和水生态系统安全的一个重要指标,可以很好的反应浮游植物以及环境质量的变化。2、室内试验:模拟富营养化水体的环境,在温度、斜生栅藻浓度以及二者交互作用下,铜绿微囊藻均对萼花臂尾轮虫的净生殖率(R0)、世代时间(T)和内禀增长率(rm)有显著影响(p<0.05)。当斜生栅藻浓度分别为105cells/ml、106cells/ml时,处理组相对于对照组,温度在15℃时,R0分别下降了9.4%、69.3%,rm分别下降了20%、63.6%,铜绿微囊藻在斜生栅藻浓度充足时对萼花臂尾轮虫的繁殖与生长的抑制作用要大于斜生栅藻浓度紧缺时;温度在25℃时,R0分别下降了66.3%、45.6%,rm分别下降了77.8%、22.2%,铜绿微囊藻对萼花臂尾轮虫的抑制作用随着斜生栅藻浓度的提升而减小;温度在35℃时,R0分别下降了71.8%、83%,rm分别下降了90%、70.7%,铜绿微囊藻对轮虫的抑制作用随着斜生栅藻浓度的提升而加大。实验结果表明铜绿微囊藻对轮虫的作用受其他可食性绿藻食物浓度的影响,并且这种影响会随着温度的变化而产生变化。综合研究结果表明,轮虫在富营养化水体中,群落结构以及种群密度会受富营养化水体中各种营养盐以及温度、藻类的影响,并且在湖泊、河流进行修复治理时也会受到修复工程的影响,进而改变轮虫的群落结构,轮虫也通过多样性指数的变化反过来监测了水质的变化,对水质指标进行响应的作用。本研究通过野外实验和室内试验的研究,主要为了表明不同食性轮虫密度变化可以标记河流水质和水生态系统的影响变化,也希望通过模拟富营养化水体,通过测定不同温度和不同食物浓度间的交互作用对萼花臂尾轮虫一些重要的生活史参数和生命表因子的影响来了解一些它的基本生物学特征以及为以后研究野外环境中各种因子对轮虫影响中所起的作用做好数据与理论的铺垫。
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