古夫河着生藻类优势种体积与水质因子的相关性研究

刘奕伶，葛继稳*，李艳元，彭凤姣，甘　娟，谷金普，2（.中国地质大学湿地演化与生态恢复湖北省重点实验室，生态环境研究所，湖北 武汉 430074；2.中环国评（北京）科技有限公司武汉分公司，湖北 武汉 430073）

古夫河着生藻类优势种体积与水质因子的相关性研究

刘奕伶1，葛继稳1*，李艳元1，彭凤姣1，甘娟1，谷金普1，2（1.中国地质大学湿地演化与生态恢复湖北省重点实验室，生态环境研究所，湖北 武汉 430074；2.中环国评（北京）科技有限公司武汉分公司，湖北 武汉 430073）

通过研究长江三峡库区古夫河着生藻类优势种体积的变化，探索影响其体积的主要水质因子，为河流水质评价提供依据.于2010年12月至2012年2月，对古夫河着生藻类和地表水采样11次，共鉴定着生藻类197种，检测水质指标10项.选取Mcnaughton优势度指数（Y）＞0.02的着生藻类（共30种）作为优势种并计算体积；利用主成分分析（PCA）分析优势种藻类在不同月份的体积变化.结果显示，硅藻门对冷暖季的变化较为敏感.将水质因子与优势种藻类体积进行典范对应分析（CCA），结果显示水质因子与藻类体积相关性大小为：溶解氧＞氨氮＞叶绿素a＞酸碱度＞硝态氮＞总磷＞水温＞总氮＞总有机碳＞化学需氧量.Monte Carlo显著性检验结果为溶解氧和氨氮对着生藻类体积的影响最大，其次为叶绿素a、酸碱度和硝态氮.硅藻门藻类体积的变化可以判断古夫河水体中溶解氧、氨氮、叶绿素a、酸碱度、硝态氮的含量与变化.

着生藻类体积；优势种；水质因子；典范对应分析（CCA）；古夫河

着生藻类是河流生态系统的初级生产者［1］，其功能表现在是水体物质循环和能量流动的重要一环、吸收水体中重金属等化学元素、在流速较快的河流中稳定基质及为其他水生生物提供生存环境和栖息地等方面［2-4］.在水质评价领域，学者研究发现进行一次着生藻类监测评价远比仅进行一次水体理化特征分析所获得的信息更有价值，因此着生藻类在水质评价中的作用越来越受到重视［5］.目前国内外学者应用着生藻类进行水质评价的主要方法有：（1）根据藻类物种组成对水环境因子耐受能力指示环境污染［6］；（2）利用藻类群落结构参数评价［7］；（3）生物指数法.生物指数法将群落结构（主要为物种组成、多样性、密度、丰富度）与功能及耐受指数等参数结合起来，成为水质评价的主导研究方向［8-9］.

着生藻类的体积亦是藻类群落结构参数的重要指标，直接反应藻类生长状态.研究表明，藻类分布与局部水体状态有关，其生长状态反应了不同的水体质量［10］.由于不同季度水质条件的差异，对各门类着生藻类体积的变化产生不同影响［7］.目前针对着生藻类体积与水质因子的相关性研究较少.本文从着生藻类的体积入手，以期得到着生藻类体积变化对水质因子的响应方式.

古夫河流域发源于湖北省神农架林区，是香溪河最大的一条支流水系.目前，国内外专家对三峡库区香溪河干流的研究较多［11-13］，但对源头河流水体影响着生藻类的研究相对较少.笔者认为，对支流水质开展研究能更科学地反应香溪河流域及三峡库区的水质状况.为此，本文在周年野外监测的基础上，通过主成分分析和典范对应分析，探讨古夫河流域着生藻类优势种体积与环境因子之间的关系，以期为古夫河水质评价和综合管理提供基础.

1　材料与方法

1.1研究区域与采样点设置

古 夫 河 流 域 （31°04′～31°34′N，110°32′～111°57′E）位于湖北省神农架林区和兴山县北部，发源于神农架林区新华乡处，在响滩汇入香溪河，干流全长64.5km.古夫河上游山高坡陡、水流湍急，中游山势、水流平缓，古洞口水库建于此段，下游流经古夫镇，服务于当地农业、水电开发等.本研究在古夫河流域范围内选取流域封闭好、人为干扰小的地方布置13个样点（图1），样点海拔在 478～1041m之间，各样点间平均海拔落差约47m.

图1　古夫河样点分布示意Fig.1　Sampling sites in Gufu River

1.2样品采集与测定方法

2010年12月～2011年8月每月月中采样一次（除2011年1月冰雪封山无法采样），2011年9月～2012年2月每两月采样1次，共采样11次，获取水样和着生藻类样品143组.

藻类鉴定：依据美国环保局的采样方法［14］，在每个样点随机选取3块形状规则、表面平整的石头，刷取半径为2.7cm的圆形塑料盖下的藻类（先用硬毛刷刷去盖子周围的藻类，用蒸馏水冲洗干净，然后把盖住部分藻类刷到380mL的纯水中）.充分摇匀后装入2个50mL标本瓶中，并立即用甲醛溶液进行固定.藻类固定样品在实验室避光静置沉淀48h后浓缩至20mL，取0.1mL均匀样品于 10×40倍显微镜下进行种类鉴定和细胞计数［15］.

环境因子测定：环境因子的取样测定与着生藻类采集同步进行.现场测定的环境因子有测定溶解氧和水温、pH值、电导率；室内测定的有叶绿素a、总氮、总磷、氨氮、化学需氧量、总有机碳，分析方法均按照《水和废水监测分析方法》［16］.

1.3数据处理及分析

藻类优势种：本文采用 Mcnaughton优势度指数来判定优势种的组成，选取Mcnaughton优势度指数（Y）＞0.02的藻类作为本流域中的优势种.公式如下：

Y = （ni/N）fi（1）

式中：N为所有藻类的总细胞数；ni为第i种藻类的细胞总数；ni/N为第 i种藻类的细胞数占所有藻类总细胞数的比值；fi为第i种藻类在样点中出现的频率.

藻类体积：在显微镜下测得着生藻类的直径、长度、宽度等数据，然后依据“海洋浮游植物细胞体积和表面积模型及其转换生物量”［17］的相关计算方法，得出着生藻类的体积.

应用主成分分析方法（PCA）分析藻类体积的季节性变化规律，应用典范对应分析（CCA）将环境因子与古夫河着生藻类优势种体积进行分析，探讨影响着生藻类优势种体积的主要水质因子.

2　结果与分析

2.1着生藻类的优势种

优势种是指群落中占有明显优势地位的物种，它们对群落中其他物种具有很强的控制作用，其主要识别特征是个体数量多（或生物量大）.通常认为，一个物种在群落中的优势度越大，其在群落中就具有更强的竞争优势，并能通过竞争排除来取得它们的优势.流域中共采集到着生藻类197种（44变种），隶属于8门41科75属.本文选取Mcnaughton优势度指数（Y）＞0.02的藻类作为本流域中的优势种.

表1　古夫河着生藻类优势种Table 1　Dominant species of periphytic algae in Gufu River

续表1

经计算和统计得出，古夫河着生藻类优势度指数Y大于0.02的物种共3门18属30种（变种）（见表1）.其中，蓝藻门9属15种，占古夫河着生藻类优势种总种数的50.00%；硅藻门6属12种，占总数的40%；绿藻门3属3种，仅占总种数的10%.硅藻门曲壳藻属优势种的数目最多，包括4种不同的藻类.

蓝藻门的窝形席藻和鞘丝藻的优势度指数远远大于其他优势种的优势度指数，表明该二种藻类数量较多，出现频率较高，占有较丰富的环境资源，为该流域的主要优势种；优势度指数大于 1的物种还有蓝藻门的溪生隐球藻和席藻，硅藻门的线性曲壳藻、披针形曲壳藻和扁圆卵形藻多孔变种，表明蓝藻门和硅藻门的优势种在该流域的优势种群落中占有优势地位；其他23种优势种的优势度指数均小于1.

2.2着生藻类的体积

着生藻类大小一方面反映了藻细胞所在物理环境的营养状况，另一方面体现了自身的竞争能力和在群落中的地位.经计算分析得出古夫河着生藻类优势种各月份体积如表 2；各门类优势种平均体积排序依次为硅藻门（632.4mm3）、绿藻门（153.2mm3）、蓝藻门（19.7mm3）.

表2　各月份古夫河着生藻类优势种体积（×102mm3）Table 2　The volume of dominant periphytic algae species in Gufu River in each month （×102mm3）

续表2

古夫河着生藻类优势种在不同时期呈现出不同的体积，且每一种优势藻类体积最大和最小值出现在不同的月份.在古夫河着生藻类30种优势种中，扁圆卵形藻多孔变种的平均体积最大（4.46×103mm3），远远大于其他优势藻类；鞘丝藻sp.1和鞘丝藻 sp.的平均体积最小，仅为4.2mm3，约为扁圆卵形藻多孔变种体积的千分之一.通过方差计算优势种体积在各月份间的波动得出：扁圆卵形藻多孔变种体积在各月份变化最大，方差达 1598.8；其次为湖北小环藻、短小舟形藻、偏肿桥弯藻、纤细桥弯藻、海德曲壳藻、卵囊藻，方差值在1～7之间波动；其余藻类的体积变化相对较小，方差值均小于 1；仅在个别月份出现的鞘丝藻sp.、鞘丝藻sp.1和鞘丝藻sp.2的体积在各月份几乎无变化.

2.3着生藻类体积的季节性变化规律

利用主成分分析（PCA）对藻类在不同月份的体积变化进行分析，如表3所示，第一排序轴和第二排序轴为主成分轴，特征值分别为0.3912和0.2769，所能解释的着生藻类种数据比例为66.81%.

表3　PCA分析中排序轴特征值及每一轴对着生藻类体积的解释量Table 3　Eigenvalue and explained variation of periphytic algae in every axis using PCA

由图2可知，藻类的体积变化呈季节性的聚类，2011年2～4月聚为一类，2011年5、6、8月基本聚为一类，2011年12月和2012年2月聚为一类.湖北小环藻、海德曲壳藻、扁圆卵形藻多孔变种、喙头舟形藻和短小曲壳藻在冷季（12、2、3、4月）体积爆发，而短小舟形藻、窄异极藻、纤细桥弯藻和弯月形舟形藻的体积在暖季（5、6、8月）迅速增长.其余藻类体积的增长也大致可以分为冷季和暖季两类，增长速度各有差异.

图2　古夫河着生藻类优势种不同月份体积的PCA二维排序Fig.2　PCA ordination map about the volume of dominant periphytic algae species in different month in Gufu River

2.4着生藻类体积与水环境因子的关系

将古夫河10项水质因子（表4）与着生藻类优势种体积数据进行CCA，以识别影响古夫河着生藻类优势种体积的主要水质因子.由表5可知，第一排序轴和第二排序轴为主成分轴，特征值分别为0.191和0.085，水质因子所能解释的着生藻类数据比例为56.2%，因此，第一、二排序轴能够真实的反映水质因子对着生藻类分布的影响情况.

箭头与箭头之间的连线长度代表着水质因子与着生藻类体积相关性的大小，长度越长，相关性越大；箭头连线和排序轴的夹角代表水质因子与排序轴间相关性的大小，夹角越小相关性越高.从图3可以看出，古夫河水质因子对着生藻类体积大小的影响程度为溶解氧＞氨氮＞叶绿素 a＞酸碱度＞硝态氮＞总磷＞水温＞总氮＞总有机碳＞化学需氧量.

最后，通过 Monte Carlo置换检验进行显著性检验.古夫河水质因子与着生藻类优势种体积的相关系数分别为：R（溶解氧）=-0.7291、R（氨氮）=0.7002、R（叶绿素 a）=-0.6256、R（酸碱度）=-0.5324、R（硝态氮）=-0.5155、R（总磷）=0.4256、R（水温）=0.3429、R（总氮）=-0.2821、R（总有机碳）=-0.1491、R（化学需氧量）=-0.1296.由此可得，溶解氧和氨氮对古夫河着生藻类体积的影响最大，其次为叶绿素a、酸碱度和硝态氮.

表4　古夫河各月份水质因子变量Table 4　The water quality parameters in each month of Gufu River

表5　CCA分析中每排序轴特征值及水质因子对着生藻类体积的解释量Table 5　Eigenvalue and cumulative percentage variance of the water quality parameters to periphytic algae’s volume in every axis using CCA

图3　古夫河着生藻类优势种体积与水质因子的CCA二维排序Fig.3　CCA ordination map about the volume of dominant periphytic algae species and the water quality parameters in Gufu River

3　讨论

本文利用Mcnaughton优势度指数从古夫河194种着生藻类中筛选出30种优势种，分属与蓝藻门、硅藻门、绿藻门.其中蓝藻门以9属15种占较大优势，硅藻门12种次之.

3.1着生藻类优势种体积及其季节性变化分析

三大着生藻类中，平均体积最大的为硅藻，绿藻次之，蓝藻最小，体积比率为32 ： 8 ： 1，从个体大小的角度看，硅藻和绿藻占优势，而蓝藻则处于劣势，这与香溪河流域着生藻类中硅藻占绝对优势地位［18-19］的研究结论相同.同一种藻类在不同月份、不同采样点的体积各不相同，有的相差较小，有的相差则较大，说明古夫河流域环境和资源在时空分布上多样性.唐涛［20］2003年对香溪河水系的研究表明，扁圆卵形藻多孔变种为绝对优势种；贾兴焕等［21］2008年的研究表明香溪河水系扁圆卵形藻多孔变种的优势地位正逐渐被线性曲壳藻取代.本研究证实了这种演替，二者皆为古夫河流域的主要优势种，但线性曲壳藻的优势度更高.

着生藻类体积的季节性变化规律分析表明，硅藻门的湖北小环藻、海德曲壳藻、扁圆卵形藻多孔变种、喙头舟形藻、短小曲壳藻、短小舟形藻、窄异极藻、纤细桥弯藻和弯月形舟形藻表现出明显的季节性爆发，说明硅藻门对冷暖季的变化较为敏感，在环境条件适宜的情况下体积急增.绿藻门藻类在暖季体积增长速率较快，蓝藻门在不同的季节体积增长情况不一.这与硅藻对水温、酸碱度、电导率、营养盐浓度等水环境因子的变化极其敏感［22］的结论是一致的.有研究者总结了硅藻在水质监测中的指示作用，喜欢生活在贫营养水体的种类有卵形藻属、曲壳藻属，优势种多以指示洁净水体的种类为主，如披针形曲壳藻、窄异极藻、扁圆卵形藻等偏向于生活在清洁水体中；菱形藻属、桥弯藻属喜欢生活在富营养水体中［23］.本研究中，古夫河流域的着生藻类的优势种群主要是贫至中营养型水体的指示物种，而耐污藻类数量较少且优势度低，且向富营养化转变的趋势并不明显，说明古夫河流域目前整体水环境状况处于贫至中营养状态.

3.2着生藻类生长状况对水质因子的响应

着生藻类的生长速率和光合作用效率受到水动力过程、营养物质、光照以及摄食等各因子及其之间的相互作用共同影响，决定了着生藻类的生长状态、群落结构及其空间分布的变化［24］.有研究者从生态区（气候、地质和土地利用等）、流域（生境物理化学因子）、河段和着生藻类生长基质（营养物质、流速等）等不同空间尺度将环境对着生藻类的影响进行研究，指出土地利用和城镇化等人为活动是引起着生藻类群落剧变的主要因素［25］.本研究中将水质因子与着生藻类优势种体积进行CCA得知，溶解氧和氨氮对古夫河着生藻类优势种体积的影响最大，其次为叶绿素a、酸碱度和硝态氮.藻类体积与营养盐浓度（总磷、硝态氮、氨氮等）等反映人为活动强度的水环境因子间显著的负相关性，进一步验证了上述结论.

溶解氧是藻类生长必不可少的条件，藻类需要氧气进行生长繁殖，完成新陈代谢，同时通过光合作用产生氧气.由于着生藻类附着在石头上，与空气之间隔着水层，因此水体中的溶解氧对着生藻类的生长发育起着极大的作用，古夫河着生藻类丰富度与溶解氧呈极显著的正相关关系，即水体中溶解氧的增加会促进着生藻种类的增加［26］；本研究表明着生藻类优势种与溶解氧之间呈现负相关关系，即溶解氧的增加会一定程度上影响藻类体积的增大；初步确定为藻类光合作用释放氧气，若水体中溶解氧含量较高则通过植物的反馈作用限制光合作用从而抑制体积的增加，有待进一步研究.溶解氧在着生藻类群落结构不同方面扮演着不同的角色，一方面丰富了藻类的群落结构组成，另一方面却限制了藻类个体的增长，从而保持了着生藻类整个群落的稳定性，保证了着生藻类合理的利用环境资源.

氮是影响藻类生长的重要因素之一，且无机氮在藻类生长中扮演着极其重要的作用［27］.文航等［28］研究了滇池流域着生藻类群落特征与水环境因子的相关性，指出影响着生藻类生长和分布的主要水质因子为总氮、氨氮和总磷；另有研究表明，水生植被的物种组成、溶解氧浓度和藻类的丰度会随着氮和磷浓度的升高受到影响，而藻类（尤其是硅藻）也对氮和磷有较好的指示作用［29］.这与本研究的结果有相似之处. 氨氮是着生藻类偏好的氮源［30］，氨氮比硝态氮生物有效性高［31］；CCA分析可知，古夫河水体中的氨氮对着生藻类体积影响较硝态氮显著，这也证实了前述研究结果.藻类体积和氨氮、硝态氮之间呈一定的负相关关系，解释为藻类消耗古夫河水体中的氮源增长体积.

相较于氮源，水体中的总磷对着生藻类体积的影响不显著，归因于古夫河水体中总磷含量均较低且各采样处差异不大，较低的总磷含量限制了着生藻类的生长繁殖；同时流域内总磷含量变化较小，而此地区在地质构造上分布有丰富的磷，古夫河上游有大型磷矿开采，表明由于对磷矿开采严格的管理使得矿物磷释放较小，没有对该流域造成严重污染.

叶绿素 a是藻类进行光合作用的重要色素且易与分析测试，叶绿素a的浓度往往与藻类的生物量有着密切的联系，通常被用于测定藻类的初级生产力［32］.CCA分析显示，叶绿素a在一定程度上对藻类体积产生影响，呈现负相关性.藻类需要一定的叶绿素a含量进行光合作用，释放氧气，产生有机物维持自身代谢.当叶绿素a浓度较低时藻类通过增加体积来维持其含量，相反叶绿素a浓度较高时则减少体积.

水体酸碱度是一个重要的生态因子，与藻类生长密切相关［33］.本研究得出的酸碱度为着生藻类体积影响最大的水质因子之一支持了这一结果.相关研究表明［34］，酸碱度为 8.5时为水体碳酸系统稳定性较高的一个数值，在这一酸碱度下藻类生长状态也最好.研究发现，古夫河流域水体酸碱度的平均值为8.63，其中最大值为8.82，最小值为8.39，酸碱度在8.5上下较小范围内波动.藻类种群密度的增大会使酸碱度逐渐增加［35］，但由于山区型河流与空气交换频繁，大气中的二氧化碳较容易进入水体，通过二氧化碳平衡系统中和水中的碱性离子，从而减低酸碱度值，使水体中的酸碱度维持在一个相对稳定的状态.水体的酸碱度在一定程度上影响着生藻类体积的大小：酸碱度值越大，着生藻类体积越小；酸碱度值越小，着生藻类体积越大.这与研究者得出的古夫河偏碱性水质对着生藻类的生长造成了抑制作用［4］的结论是一致的.兴山县矿业发达，需严防工矿污染，避免产生酸雨污染古夫河水质、影响着生藻类群落.

硅藻门藻类体积的变化可以用于判断古夫河水体中溶解氧、氨氮、叶绿素a、酸碱度、硝态氮的含量与变化.研究者对三峡库区香溪河库湾及各支流的研究表明，水体中氮含量丰富.氮元素并非引发富营养化的限制因子，磷为主要的限制因子［36-37］；本研究中磷元素含量低使得藻类不能大量生长验证了这一观点.对香溪河支流高岚河水华现象的研究表明营养盐（氮、磷）、水温、流速为主要诱因［38］，本研究表明古夫河流域目前水质为贫至中营养型，然而着生藻类物种的贫乏性、较低的生物多样性使得古夫河极易受到各种环境因子的干扰，人为活动的影响尤为突出.为了保持古夫河流域生态系统的稳定性，建议加强防御治理流域内污染、破坏生态环境的工农业生产活动，重点加强对磷矿开采、河床采砂石的监理和管制.

4　结论

4.1古夫河流域三种门类着生藻类优势种中，硅藻门藻类的体积对冷暖季变化较为敏感.湖北小环藻、海德曲壳藻、扁圆卵形藻多孔变种、喙头舟形藻和短小曲壳藻在冷季体积爆发，短小舟形藻、窄异极藻、纤细桥弯藻和弯月形舟形藻的体积在暖季迅速增长.

4.2着生藻类体积与水质因子相关性大小为：溶解氧＞氨氮＞叶绿素 a＞酸碱度＞硝态氮＞总磷＞水温＞总氮＞总有机碳＞化学需氧量.其中相关性最大的溶解氧及氨氮与着生藻类体积的相关系数分别为R（溶解氧）：-0.7291、R（氨氮）：0.7002. 4.3硅藻门着生藻类体积的变化可以用于判断古夫河水体中溶解氧、氨氮、叶绿素a、酸碱度、硝态氮的含量与变化.其中氨氮与着生藻类体积正相关，其余4种为负相关.

［1］ 吴述园，葛继稳，苗文杰，等.三峡库区古夫河着生藻类叶绿素 a的时空分布特征及其影响因素 ［J］. 生态学报，2013，33（21）：7023-7034.

［2］ Hauer F R，Lamberti G A. Methods in Stream Ecology. 1st edi. San Diego： Academic Press，1996.

［3］ Biggs B J F，Kilroy C. Stream periphyton monitoring manual ［M］. Christchurch： NIWA，2000.

［4］ 王自业，葛继稳，李建峰，等.三峡库区古夫河着生藻类分布与水质因子的关系 ［J］. 植物科学学报，2013，31（3）：219-227.

［5］ Stevenson R J，Pan Y D，van Dam H. Assessing environmental conditions in rivers and streams with diatoms ［M］. Stoermer E F，Smol J P，eds. The Diatom： Applications for the Environmental and Earth Sciences. Cambridge： Cambridge University Press，1999.

［6］ Kutka F J，Richards C. Relating diatom assemblage structure to stream habitat quality ［J］. Journal of the North American Benthological Society，1996，15（4）：469-480.

［7］ Euan D R，Terri M J，Ted R A，et al. Algal assemblages for large river monitoring comparison among biovolume，absolute and relative abundance metrics ［J］. Ecological Indicators，2010，10（2）：167-177.

［8］ 张锦平，邵良.苏州河着生生物、底栖生物群落的调查与评价［J］. 上海环境科学，1998，17（11）：28-32.

［9］ Hill B H，Herlihyb A T，Kaufmannc P R，et al. Assessment of the streams of eastern United States using a periphyton index of biotic integrity ［J］. Ecological Indicators，2003，2（4）：325-338.

［10］ 谢强，梁峰，黄东群，等.桂林漓江流域藻类生态分布与水质的相关性研究 ［J］. 广西师范大学学报（自然科学版），2002，20（4）：85-89.

［11］ 张敏，徐耀阳，邵美玲，等.三峡水库香溪河库湾底泥中总氮、总磷含量的时空分布 ［J］. 应用生态学报，2009，20（11）：2799-2805.

［12］ 叶磷，徐耀阳，蔡庆华.香溪河库湾春季水华期间硝酸盐、磷酸盐的时空分布 ［J］. 水生生物学报，2006，30（1）：75-79.

［13］ 付长营，陶敏，方涛，等.三峡水库香溪河库湾沉积物对磷的吸附特征研究 ［J］. 水生生物学报，2006，30（1）：31-36.

［14］ Lazorchak J M，Klemm D J，Peck D V. Environmental monitoring and assessment program-surface waters： Field operations and methods for measuring the ecological condition of wadeable streams ［M］. Washington，D.C.： U. S. Environmental Protection Agency，1998：119-120.

［15］ 黄祥飞.湖泊生态调查观测与分析 ［M］. 北京：中国标准出版社，1999.

［16］ 国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法 ［M］. 4版.北京：中国环境科学出版社，2002：252-254.

［17］ 孙军.海洋浮游植物细胞体积和表面积模型及其转换生物量［D］. 青岛：中国海洋大学，2004.

［18］ 彭成荣，陈磊，毕永红，等.三峡水库洪水调度对香溪河藻类群落结构的影响 ［J］. 中国环境科学，2014，34（7）：1863-1871.

［19］ 龙天渝，周鹏瑞，吴磊.环境因子对香溪河春季藻类生长影响的模拟实验 ［J］. 中国环境科学，2011，31（2）：327-331.

［20］ 唐涛.香溪河附石藻类特征及河流生态系统管理研究 ［D］.武汉：中国科学院水生生物研究所，2003.

［21］ 贾兴焕，吴乃成，唐涛，等.香溪河水系附石藻类的时空动态［J］. 应用生态学报，2008，19（4）：881-886.

［22］ Bellinger B J，Cocquyt C，O’Reilly C M. Benthic diatoms as indicators of eutrophication in tropical streams ［J］. Hydrobiologia，2006，573：75-87.

［23］ 李国忱，刘录三，汪星，等.硅藻在河流健康评价中的应用研究进展 ［J］. 应用生态学报，2012，23（9）：2617-2624.

［24］ Moreau S，Bertru G，Buson C. Seasonal and spatial trends ofnitrogen and phosphorus loads to the upper catchment of the river Vilaine （Brittany）： relationships with land use ［J］. Hydrobiologia，1998，373-374：247-258.

［25］ Stevenson R J. Scale-dependent determinants and consequences of benthic algal heterogeneity ［J］. Journal of the Notrh American Benthological Society，1997，16（1）：248-262.

［26］ 谷金普，葛继稳，唐佳，等.古夫河着生藻类优势种生态位研究［J］. 长江流域资源与环境，2014，23（10）：1456-1462.

［27］ 许海，秦伯强，朱广伟.太湖不同湖区夏季蓝藻生长的营养盐限制研究 ［J］. 中国环境科学，2012，32（12）：2230-2236.

［28］ 文航，蔡佳亮，苏玉，等.滇池流域入湖河流丰水期着生藻类群落特征及其与水环境因子的关系 ［J］. 湖泊科学，2011，23（1）：40-48.

［29］ Houser J N，Richardson W B. Nitrogen and phosphorus in the Upper Mississippi River： transport，processing，and effects on the river ecosystem ［J］. Hydrobiologia，2010，640（1）：71-88.

［30］ McCarthy J J，Wynne D，Berman T. The uptake of dissolved nitrogenous nutrients by Lake Kinneret microplankton ［J］. Limnology and Oceanography，1982，27（4）：673-680.

［31］ Von Schiller D，Marti E，Lluis J，et al. Effects of nutrients and light on periphyton biomass and nitrogen uptake in Mediterranean streams with contrasting land uses ［J］. Freshwater Biology，2007，52（5）： 891-906.

［32］ 郭劲松，陈园，李哲，等.三峡小江回水区叶绿素 a季节变化及其同主要藻类的相互关系 ［J］. 环境科学，2011，32（4）：976-981.

［33］ 游亮，崔莉凤，刘载文，等.藻类生长过程中 DO、pH与叶绿素相关性分析 ［J］. 环境科学与技术，2007，143（9）：42-44.

［34］ 刘春光，金相灿，孙凌，等. pH值对淡水藻类生长和种类变化的影响 ［J］. 农业环境科学学报，2005，24（2）：294-298.

［35］ 刘春光，金相灿，孙凌，等.水体pH和曝气方式对藻类生长的影响 ［J］. 环境污染与防治，2006，28（3）：161-163.

［36］ 张晟，李崇明，郑炳辉，等.三峡库区次级河流营养状态及营养盐输出影响 ［J］. 环境科学，2007，28（3）：500-505.

［37］ 周广杰，况琪军，胡征宇，等.三峡库区四条支流藻类多样性评价及“水华”防治 ［J］. 中国环境科学，2006，26（3）：337-341.

［38］ 杨霞，刘德富，杨正健.三峡水库香溪河库湾春季水华暴发藻类种源研究 ［J］. 生态环境学报，2009，18（6）：2051-2056.

致谢：对中国科学院水生生物研究所及中国地质大学（武汉）生态环境研究所参与藻类采样、鉴定的研究人员表示感谢.

Correlations between the volume of dominant periphytic algae species and the water quality parameters in GufuRiver.

LIU Yi-ling1，GE Ji-wen1*，LI Yan-yuan1，PENG Feng-jiao1，GAN Juan1，GU Jin-pu1，2（1.Hubei Key Laboratory of Wetland Evolution and Ecological Restoration，Institute of Ecology and Environmental Sciences，China University of Geosciences，Wuhan 430074，China；2.Wuhan Branch of China Environmental Impact Assessment Technology Corporation Limited （Beijing），Wuhan 430073，China）.

China Environmental Science，2015，35（7）：2182～2191

Changes in volume of periphytic algae dominant species in Gufu River of Three Gorges Reservoir Area were studied and the main parameters of water quality influencing the change were explored，in order to provide an evidence for the quality assessment of river water. Periphytic algae and water quality samples were collected eleven times from December 2010 to February，2012. A total of 197 species were identified from the periphytic algae samples，and ten water quality factors were measured. The species of which Mcnaughton dominance-index （Y） was large than 0.02 were chosen as the dominant species and their volumes were calculated. The analysis of the volume changes of these dominant species （thirty species） during various months by using the Principal Component Analysis （PCA） showed that Bacillariophyta were more sensitive to the seasonal variations. The analysis of the relationship between the water quality parameters and the volume of dominant species by Canonical Correlation Analysis （CCA） demonstrated that the sequencing of the correlations between the water quality and algae volumes were： DO ＞NH4+-N ＞ chlorophyll a ＞ pH ＞NO3--N＞ TP ＞Tem. ＞ TN ＞ TOC ＞ COD. Monte Carlo significance test showed that the volume of dominant species was most influenced by COD and ，and less by chlorophyll a，pH and . The results suggest that the variations of the volume of Bacillariophyta could partly reflect the variation of the concentrations of COD，chlorophyll a，pH and in Gufu River.

volume of periphytic algae；dominant species；water quality parameters；Canonical Correlation Analysis （CCA）；Gufu River

X173

A

1000-6923（2015）07-2182-10

2014-12-08

国家自然科学基金项目（40972218）；中国地质大学（武汉）中央高校基本科研业务费专项（1323521225，1323521325）

* 责任作者，教授，gejiwen2002@aliyun.com

刘奕伶（1991-），女，蒙古族，内蒙古巴彦淖尔人，中国地质大学（武汉）硕士研究生，主要从事生态环境研究.