北方深水饮用水水库浮游动物分类结构与功能群对环境梯度的非一致响应及互补性

《Water》：Spatiotemporal Patterns and Environmental Associations of Zooplankton Community Structure and Functional Groups in Guanyinge Reservoir, Northeast China

　　

摘要

在北方深水饮用水水库中，确定浮游动物的分类结构和功能结构是否对环境梯度产生一致响应，对于理解季节性群落变化以及评估分类学指标与功能群指标所提供的互补生态信息具有重要意义。本研究在观音阁水库开展了跨越四季、不同水平区域和不同水层的季节性调查。采用群落结构分析、功能群分类、Mantel检验、Pearson置换相关分析和冗余分析（RDA），考察了浮游动物群落及功能群的时空分布格局及其与环境因子的关联。结果显示，水环境因子和浮游动物群落特征均表现出比空间分异更为显著的季节分异，且四季调查期间水库均维持在中营养状态范围内。共鉴定浮游动物98种，隶属于5个类群的68属。物种丰富度在秋季达到峰值，春季最低；而浮游动物丰度和生物量分别在夏季达到最大值，冬季最低。这种非同步变化表明，物种丰富度的季节变化与浮游动物丰度和生物量的变化并不一致。基于丰度和生物量的格局在优势种和功能群水平上也存在差异。具体而言，相对丰度以PF、RF和PC为主导，而LCF、SCF、RC和RF则贡献了大部分相对生物量，表明数量上的优势并不对应于生物量的贡献。进一步的环境响应分析表明，水温（WT）和总氮（TN）与浮游动物群落的整体特征密切相关。硝酸盐氮（-N）在基于丰度和生物量的优势种及主要功能群的RDA分析中均表现出显著的独立解释效应，是这些分析层次中最一致的氮素相关解释变量。相比之下，水温（WT）、亚硝酸盐氮（-N）、透明度（SD）和总磷（TP）与浮游动物结构的不同组分呈现出水平特异性的关联。总体而言，观音阁水库浮游动物群落的时空变化主要与季节性环境变化有关。此外，分类结构与功能群结构，以及基于丰度和生物量的格局，与环境梯度之间表现出非一致的关联。将分类学指标与基于丰度和生物量的功能群指标相结合，可以更全面地刻画北方深水水库的季节性群落变化和环境关联。本研究为饮用水源地水库的生态监测、保护及生态状况评估提供了互补的生态信息。