泸沽湖浮游生物多样性及垂直变化规律研究

黄朔; 陈远超; 李丹洁; 李连翔

doi:10.12131/20210074

泸沽湖浮游生物多样性及垂直变化规律研究

doi: 10.12131/20210074

1.
云南省高校极小种群野生动物保育重点实验室/西南林业大学生物多样性保护与利用学院，云南昆明 650224
2.
泸沽湖省级自然保护区管护局，云南宁蒗 674300

基金项目: 国家自然科学基金项目 (31860603)；云南省科技厅农业联合面上项目 (2017FG001-31)；云南省重点学科野生动植物保护与利用 (XKZ200904)；云南省林学一流学科建设项目 (51600625)

详细信息

作者简介:
黄朔：黄　朔 (1994—)，男，硕士研究生，研究方向为野生动植物保护与利用。E-mail: huangshuokm@163.com

通讯作者:
李连翔 (1975—)，男，高级工程师，从事自然保护区管理工作。E-mail: 925872506@qq.com

中图分类号: Q 179.1
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出版历程
- 收稿日期: 2021-03-04
- 修回日期: 2021-06-29
- 录用日期: 2021-07-20
- 网络出版日期: 2021-12-21
- 刊出日期: 2022-02-11

Diversity and vertical variation of plankton in Lugu Lake

1.
College of Biodiversity Conservation and Utilization, Southwest Forestry University/Key Laboratory of Wildlife Conservation for Minimal Population in Universities of Yunnan Province, Kunming 650224, China
2.
Provincial Nature Reserve Management Bureau of Lugu Lake, Ninglang 674300, China

摘要

摘要: 2020年1月、5月、9月利用系统抽样法对泸沽湖浮游生物多样性、密度和生物量进行调查，并对浮游生物密度垂直变化规律进行研究，为泸沽湖渔业管理、珍稀濒危鱼类的生境恢复及水生生态环境保护提供科学依据。调查共鉴定浮游生物243种，其中浮游植物7门10纲23目41科85属148种，小转板藻 (Mougeotia parvula)、克洛脆杆藻 (Fragilaria crotonensis) 为主要优势类群；浮游动物12目28科58属95种，透明溞 (Daphnia hyaline)、方形网纹溞 (Ceriodaphnia quadrangular) 为主要优势类群。由于水质变化及人为干扰，泸沽湖浮游生物物种组成已发生一定程度变化。浮游动植物Shannon-Wiener多样性指数 (H') 与Pielou均匀度指数 (J') 在各采样月份波动一致，均为1月>5月>9月。浮游生物密度与生物量在不同采样月份呈现较大差异，浮游植物密度9月>5月>1月，而各采样月份浮游动物的密度差别较小，浮游植物生物量1月>9月>5月，浮游动物生物量5月>9月>1月，相关分析结果显示，在5月和9月，捕食关系密切的物种之间在密度和生物量上均表现出显著的正相关。浮游生物密度垂直变化规律研究表明：浮游生物密度的垂直变化与泸沽湖水体温度的垂直变化有密切关系，浮游植物密度在1月和5月随着水层深度的增加先升高后降低，而在9月先降低后升高；浮游动物密度在1月随着水层深度的增加而降低，在5月先升高后降低，在9月先降低后升高；浮游动植物关系在不同水层也有一定的差异。初步推断温度的垂直变化是影响部分水层中浮游动植物分布以及两者关系的重要因素。
- 浮游生物 /
- 多样性指数 /
- 垂直变化 /
- 生物量 /
- 季节变化 /
- 泸沽湖
Abstract: To provide scientific basis for the fishery management, the habitat restoration of rare and endangered fish, and the aquatic ecological environment protection in Lugu Lake, we investigated the biodiversity, density and biomass of plankton in Lugu Lake in January, May and September of 2020 by using the systematic sampling method. Meanwhile, we studied the vertical variation of plankton density. A total of 148 species of phytoplankton had been identified, which belonged to 7 Phyla, 10 Classes, 23 Orders, 41 Families and 85 Genera, among which Mougeotia parvula and Fragilaria crotonensis were the main dominant phytoplanktons. A total of 95 species of zooplankton had been identified, which belonged to 12 Orders, 28 Families and 58 Genera, among which Daphnia hyalina and Ceriodaphnia quadrangula were the main dominant zooplanktons. The species composi tion of plankton in Lugu Lake had changed to some extent due to water quality change and human disturbance. The phytoplankton Shannon-Wiener index (H') and Pielou evenness index (J') were consistent in the sampling months, with a descending order of January>May >September. The density and biomass of plankton were significantly different in the sampling months, and the density of phytoplankton followed a descending order of September>May>January. The density of zooplankton varied little in the sampling months. The phytoplankton biomass followed a descending order of January>September>May. The zooplankton biomass followed a descending order of May>September>January. The results of correlation analysis show that in May and September, there were significant positive correlations in the density and biomass between species with close predation relationship. The vertical variation of plankton in Lugu Lake shows that the vertical variation of plankton was related to the appearance and movement of thermodynamic stratification in the lake. With the increase of water depth: 1) The density of phytoplankton first increased and then decreased in January and May, but first decreased then increased in September. 2) The density of zooplankton decreased in January, first increased and then decreased in May, but decreased and then increased in September. The zooplankton-phytoplankton relationship also varied at different water layers. It is preliminarily assumed that the vertical change of temperature affects the vertical distribution of plankton, and their relationships in different water layers are also affected.
- Plankton /
- Diversity index /
- Vertical variation /
- Biomass /
- Seasonal variation /
- Lugu Lake

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图 1 泸沽湖浮游生物样线分布

Figure 1. Distribution of sampling line in Lugu Lake

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图 2 泸沽湖浮游植物密度垂直变化趋势图

Figure 2. Vertical variation trend of phytoplankton density in Lugu Lake

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图 3 泸沽湖浮游动物密度垂直变化趋势图

Figure 3. Vertical variation trend of zooplankton density in Lugu Lake

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表 1 泸沽湖浮游生物样点坐标

Table 1. Coordinate of plankton samplinig sites in Lugu Lake

样线编号 Line No.	样方坐标 Quadrat coordinate
样线编号 Line No.	10 m	20 m	30 m	40 m
1	100°49'47"E, 27°41'58"N	100°49'29"E, 27°41'53"N	100°49'21"E, 27°41'41"N	100°49'08"E, 27°41'05"N
2	100°48'54"E, 27°40'29"N	100°48'52"E, 27°40'30"N	100°48'50"E, 27°40'32"N	100°48'45"E, 27°40'38"N
3	100°47'52"E, 27°41'45"N	100°47'53"E, 27°41'43"N	100°47'54"E, 27°41'43"N	100°48'02"E, 27°41'34"N
4	100°46'33"E, 27°40'40"N	100°46'35"E, 27°40'43"N	100°46'39"E, 27°40'46"N	100°46'41"E, 27°40'50"N
5	100°45'14"E, 27°41'41"N	100°45'17"E, 27°41'41"N	100°45'19"E, 27°41'45"N	100°45'52"E, 27°41'58"N
6	100°46'37"E, 27°42'10"N	100°46'38"E, 27°42'11"N	100°46'39"E, 27°42'13"N	100°46'41"E, 27°42'20"N
7	100°45'01"E, 27°43'29"N	100°45'01"E, 27°43'28"N	100°45'02"E, 27°43'27"N	100°45'11"E, 27°43'18"N
8	100°45'35"E, 27°43'33"N	100°45'38"E, 27°43'34"N	100°45'51"E, 27°43'35"N	100°46'22"E, 27°43'35"N
9	100°48'01"E, 27°42'05"N	100°48'01"E, 27°42'05"N	100°47'59"E, 27°42'07"N	100°47'51"E, 27°42'08"N
10	100°48'01"E, 27°44'50"N	100°48'02"E, 27°44'38"N	100°48'02"E, 27°44'27"N	100°48'05"E, 27°44'20"N
11	100°49'05"E, 27°43'55"N	100°48'50"E, 27°43'55"N	100°48'19"E, 27°43'43"N	100°48'04"E, 27°43'31"N

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表 2 泸沽湖浮游植物多样性指数和均匀度指数

Table 2. Shannon-Wiener index and Pielou evenness index of phytoplankton

类群　 Group	指数　Index	1月 Jan.	5月 May	9月 Sep.	均值 Mean
浮游生物 Plankton	多样性指数 Shannon-Wiener (H')	2.549	2.153	0.713	1.805
浮游生物 Plankton	均匀度指数 Pielou evenness (J')	0.422	0.355	0.128	0.302
浮游植物 Phytoplankton	多样性指数 Shannon-Wiener (H')	2.461	2.087	0.704	1.751
浮游植物 Phytoplankton	均匀度指数 Pielou evenness (J')	0.518	0.421	0.156	0.365
浮游动物 Zooplankton	多样性指数 Shannon-Wiener (H')	4.084	4.034	3.616	3.911
浮游动物 Zooplankton	均匀度指数 Pielou evenness (J')	0.810	0.793	0.789	0.797

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表 3 泸沽湖各季节浮游生物密度与生物量

Table 3. Seasonal density and biomass of plankton in Lugu Lake

项目 Item		1月 Jan.		5月 May
项目 Item		范围 Range	均值±标准差 $\overline { X}\pm { \rm {SD} }$	范围 Range	均值±标准差 $\overline { X}\pm { \rm {SD} }$
浮游生物 Plankton	密度 Density/(10⁴个·L⁻¹)	0.902 3~22.527 5	4.072 4±3.500 4	2.528 8~15.540 0	6.266 5±2.730 8
浮游生物 Plankton	生物量 Biomass/(mg·L⁻¹)	0.130 6~5.115 4	0.692 7±0.788 6	0.422 7~3.984 3	1.306 9±0.898 6
浮游植物 Phytoplankton	密度 Density/(10⁴个·L⁻¹)	0.900 0~22.525 0	4.068 7±3.500 2	2.5250~15.5375	6.263 0±2.730 7
浮游植物 Phytoplankton	生物量 Biomass/(mg·L⁻¹)	0.004 1~0.4899	0.141 8±0.101 0	0.012 5~0.129 3	0.051 8±1.019 9
浮游动物 Zooplankton	密度 Density/(10⁴个·L⁻¹)	0.001 3~0.009 0	0.003 7±0.001 6	0.013 0~0.063 0	0.003 5±0.001 3
浮游动物 Zooplankton	生物量 Biomass/(mg·L⁻¹)	0.030 4~4.900 7	0.550 9±0.664 4	0.316 6~3.970 0	1.255 1±0.897 6

项目 Item		9月 Sep.		年均值 Annual average
项目 Item		范围 Range	均值±标准差 $\overline { X}\pm { \rm {SD} }$	年均值 Annual average
浮游生物 Plankton	密度 Density/(10⁴个·L⁻¹)	8.792 0~168.018 3	62.116 4±42.715 2	24.151 8
浮游生物 Plankton	生物量 Biomass/(mg·L⁻¹)	0.091 8~1.495 0	0.871 7±0.349 0	0.990 4
浮游植物 Phytoplankton	密度 Density/(10⁴个·L⁻¹)	8.787 5~168.012 5	62.112 8±42.715 1	24.148 2
浮游植物 Phytoplankton	生物量 Biomass/(mg·L⁻¹)	0.044 5~0.337 0	0.113 7±0.063 0	0.102 4
浮游动物 Zooplankton	密度 Density/(10⁴个·L⁻¹)	0.001 5~0.007 5	0.003 6±0.001 4	0.003 6
浮游动物 Zooplankton	生物量 Biomass/(mg·L⁻¹)	0.023 0~1.383 5	0.758 0±0.327 5	0.888 0

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表 4 各季节浮游动物-浮游植物密度相关性分析

Table 4. Density correlation analysis of zooplankton-phytoplankton in different seasons

类别 Category		蓝藻门 Cyanophyta			硅藻门 Bacillariophyta			金藻门 Chrysophyta			甲藻门 Pyrrophyta			裸藻门 Euglenophyta	绿藻门 Chlorophyta
类别 Category		1月 Jan.	5月 May	9月 Sep.	1月 Jan.	5月 May	9月 Sep.	1月 Jan	5月 May	9月 Sep.	1月 Jan.	5月 May	9月 Sep.	1月 Jan.	1月 Jan.	5月 May	9月 Sep.
原生动物 Protozoa	R	−0.038	0.002	−0.049	0.307^*	−0.042	−0.055	0.227	0.192	0.014	0.239	−0.247	0.599^**	0.254	0.222	−0.122	−0.079
原生动物 Protozoa	P	0.805	0.990	0.750	0.042	0.785	0.724	0.138	0.212	0.928	0.118	0.106	0.000	0.096	0.148	0.429	0.609
轮虫类 Rotifera	R	0.015	−0.233	−0.074	0.011	−0.045	−0.037	0.168	0.008	0.035	−0.095	0.128	0.226	0.267	−0.015	0.101	0.105
轮虫类 Rotifera	P	0.921	0.128	0.634	0.944	0.770	0.810	0.276	0.959	0.824	0.538	0.407	0.140	0.080	0.922	0.516	0.497
枝角类 Cladocera	R	−0.163	0.099	0.106	−0.057	0.218	0.148	−0.060	−0.019	−0.267	0.361^*	0.024	0.210	−0.260	0.130	0.395^**	−0.237
枝角类 Cladocera	P	0.291	0.521	0.492	0.713	0.155	0.337	0.701	0.900	0.080	0.016	0.877	0.171	0.089	0.399	0.008	0.122
桡足类 Copepods	R	−0.088	0.110	0.056	0.168	−0.034	0.083	−0.072	0.222	−0.012	0.284	0.151	0.375^*	−0.086	0.382^*	−0.146	0.015
桡足类 Copepods	P	0.569	0.476	0.718	0.276	0.824	0.591	0.645	0.147	0.937	0.062	0.329	0.012	0.580	0.011	0.344	0.921
注：. P<0.05；. P<0.01；后表同此。 Note: . P<0.05; **. P<0.01; the same case in the following tables.

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表 5 各季节浮游动物-浮游植物生物量相关性分析

Table 5. Biomass correlation analysis of zooplankton-phytoplankton in different seasons

类别 Category		蓝藻门 Cyanophyta			硅藻门 Bacillariophyta			金藻门 Chrysophyta			甲藻门 Pyrrophyta			裸藻门 Euglenophyta	绿藻门 Chlorophyta
类别 Category		1月 Jan.	5月 May	9月 Sep.	1月 Jan.	5月 May	9月 Sep.	1月 Jan.	5月 May	9月 Sep.	1月 Jan.	5月 May	9月 Sep.	1月 Jan.	1月 Jan.	5月 May	9月 Sep.
原生动物 Protozoa	R	0.004	−0.129	−0.005	0.274	−0.025	−0.088	0.235	0.198	0.040	0.268	−0.254	0.626^**	0.241	0.230	0.118	−0.096
原生动物 Protozoa	P	0.979	0.405	0.972	0.072	0.873	0.570	0.124	0.199	0.794	0.078	0.096	0.000	0.116	0.132	0.445	0.535
轮虫类 Rotifera	R	−0.113	−0.252	−0.112	−0.064	−0.092	−0.041	0.195	−0.073	0.056	−0.110	0.095	0.225	0.161	0.032	−0.303^*	0.159
轮虫类 Rotifera	P	0.465	0.099	0.468	0.682	0.554	0.790	0.205	0.639	0.718	0.477	0.539	0.143	0.298	0.838	0.046	0.304
枝角类 Cladocera	R	−0.082	0.173	0.103	−0.284	0.157	0.142	−0.111	−0.018	−0.278	0.227	0.047	0.287	−0.259	−0.236	0.382^*	−0.235
枝角类 Cladocera	P	0.599	0.263	0.506	0.061	0.309	0.359	0.472	0.910	0.067	0.139	0.763	0.059	0.090	0.123	0.011	0.125
桡足类 Copepods	R	−0.075	0.043	−0.017	−0.233	0.070	0.056	−0.118	0.236	−0.032	0.080	0.097	0.355^*	−0.006	0.022	−0.150	−0.018
桡足类 Copepods	P	0.628	0.782	0.913	0.128	0.653	0.719	0.447	0.123	0.837	0.607	0.532	0.018	0.969	0.888	0.331	0.905

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表 6 各季节浮游动植物密度与样点平均水温相关分析

Table 6. Correlation analysis of phytoplankton and zooplankton density and average water temperature in differrent seasons

类群 Group	1月均温 Average temperature in Jan.		5月均温 Average temperature in May		9月均温 Average temperature in Sep.
类群 Group	R	P	R	P	R	P
浮游植物 Phytoplankton	−0.030	0.846	−0.500^*	0.020	−0.563^*	0.027
浮游动物 Zooplankton	−0.269	0.077	0.581^*	0.016	0.611^**	<0.001

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表 7 各水层浮游动植物密度相关分析

Table 7. Correlation analysis of phytoplankton and zooplankton density at different water layers

水层 Water layer/m	1月 Jan.		5月 May		9月 Sep.
水层 Water layer/m	R	P	R	P	R	P
0~10	0.142	0.678	0.288	0.391	0.784^**	0.004
10~20	−0.182	0.592	−0.320	0.337	0.239	0.480
20~30	0.776^**	0.005	0.100	0.769	0.349	0.292
30~40	−0.060	0.861	0.283	0.399	−0.313	0.348

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