巢湖流域浮游动物功能群群落格局及其对环境异质性的响应

The application of the functional groups approach is conducive to better understanding of ecosystem variability from a functional perspective. It has great theoretical and practical significance for studying the response of zooplankton functional groups to environmental heterogeneity, and identifying the key environmental factors affecting the succession of zooplankton functional groups. We speculate that in freshwater ecosystems of different trophic status, the key environmental drivers of structural changes in zooplankton functional groups are different. The main works of the study will include three points: (1) to study the classification of zooplankton functional groups, and analyze the spatial-temporal characteristics of zooplankton functional groups community; (2) to study the environmental characteristics (including physicochemical factors, hydrological conditions, dominant species of phytoplankton), and analyze the relationship between the spatial-temporal characteristics of zooplankton functional groups community and environmental characteristics; (3) to establish a dynamic response model of zooplankton functional groups to environmental heterogeneity, and explore the response mechanism of zooplankton functional groups to environmental heterogeneity. The completion of this project has possibly perspectives to provide important scientific support for the biological monitoring and evaluation of freshwater ecosystem and the formulation of ecological management strategies.

功能群方法的应用有助于从功能的角度更好地理解生态系统的变异，因此开展浮游动物功能群对环境异质性响应的研究，对确定影响淡水生态系统浮游动物功能群演替过程中关键环境因子具有重要理论和实际意义。本项目假设：不同营养类型淡水水体中，引起浮游动物功能群结构特征变化的关键环境驱动因素是不同的。本项目拟在巢湖及其支流开展：（1）浮游动物功能群划分的研究，分析浮游动物功能群群落时空格局特征；（2）环境特征（水体理化因子、水文条件、浮游植物优势种）的研究，分析浮游动物功能群群落时空格局特征与环境特征的关系；（3）建立浮游动物功能群对环境异质性动态响应的关系模型，揭示浮游动物功能群对环境异质性的响应机制。本项目的完成可为淡水生态系统的生物监测与评价、生态管理策略的制定提供重要科学依据。

功能群方法的应用有助于从功能的角度更好地理解生态系统的变异，因此开展浮游动物功能群对环境异质性响应的研究，对确定影响淡水生态系统浮游动物功能群演替过程中关键环境因子具有重要理论和实际意义。项目以典型富营养化湖泊巢湖及其7条不同营养类型的支流为研究对象，在进行水体理化分析、浮游植物优势种分析的同时，采用高通量测序和形态学分类方法对浮游动物进行形态学分析、鉴定、划分浮游动物功能群，揭示巢湖及其支流浮游动物功能群结构演替规律及环境因子的动态变化规律，确定影响浮游动物功能群演替过程中关键环境因子，揭示浮游动物功能群对环境异质性的响应机制。研究结果表明：(1)巢湖流域250种浮游动物共划分为16个功能群，浮游动物功能群具有明显的时空异质性，各季节具有相同的优势功能群，也具有独特的优势功能群，巢湖功能群组成明显区别于河流功能群组成，河流之间功能群也存在明显的区别；浮游动物各功能群与环境因子密切相关，基于功能性状方法能反映浮游动物对水体环境变化的响应；(2)巢湖流域河湖系统水环境因子具有明显的时空异质性；四个季节中，柘皋河的氮磷营养盐含量高于东巢湖，南淝河、派河、兆河、白石山河的氮磷营养盐含量高于西巢湖；(3)浮游植物152种共划分为30个功能群，平均密度和生物量分别为1.11×107 ind./L和2.28 mg/L。CCA分析表明MP、X1、W1与原生动物和轮虫功能群正相关，枝角类和桡足类功能群的分布主要受B、C、LM、M正相关影响；(4)以优化WQI的计算为目的，通过高通量测序技术等方法获得水体浮游细菌群落组成以及通过理化指标测定获得水体理化指标据，计算出的WQI和WQImin能够更准确地反应水体浮游细菌群落的特征，对于分析水体的自净能力和生态功能更具有指导价值；(5)构建了巢湖流域七条河流浮游动物生物完整性指数(Z-IBI)，根据Z-IBI、SI和SWQ评估，巢湖流域河流的生态健康状况分别为“中等”、β-中腐殖质和II级(HBR)-III级(BSSR、ZR、YXR、ZGR)-IV级(NFR和PR)，构建的Z-IBI可以作为评估河流生态健康的有效工具。