黑龙江黑河江段藻类植物群落与环境因子的典型对应分析

2006-2007两年的5-10月期间,分别在黑龙江黑河段水域进行藻类植物的生态调查,在藻类分类的基础上,应用典型对应分析揭示黑龙江黑河江段6个监测点藻类植物的种群结构与环境因子之间的关系.生化需氧量、总磷、水温和化学需氧量等是影响藻类植物群落分布的主要因素,藻类植物的群落结构随着这些环境因子的变化表现出一定的空间差异,说明藻类植物的群落变化和空间分布与环境因子高度相关.

基于典型对应分析的滇池流域土地利用驱动力分析

土地利用格局的形成受多种因素的影响,驱动力识别有助于对格局进行调整,达到优化的目的。本研究结合昆明市2008年土地利用和自然社会经济数据,尝试采用典型对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)方法,对滇池流域不同用地类型的驱动力进行定量综合分析,将分析结果与Logistic回归分析结果比较进而验证CCA用于驱动力分析的合理性。结果表明,滇池流域耕地和建设用地分布主要受社会经济发展因素影响,并呈现此消彼长的特点,林地、草地分布主要受地形、土壤等自然因素影响;CCA分析结果与Logistic回归结果基本一致,是一种有效的驱动力分析方法;在当前退耕还林、保护自然生境观念被普遍接受的背景下,有效调配建设用地的合理布局以及防止耕地被过度蚕食,是优化流域用地格局的关键。

上海市郊设施大棚次生盐渍化土壤盐分含量调查及典型对应分析

调查和分析了上海市郊出现耕作障碍的设施栽培土壤的盐分特征.随着种植年限的增加,设施栽培盐渍化土壤中含盐量表现出先升高后降低的趋势.大棚盐渍化土壤主要以微盐渍土、轻度盐渍土和盐土为主,分别占17.39%、56.52%和13.04%,其中崇明县芦笋大棚土壤的盐渍化程度最高.大棚土壤盐分离子组成中,阳离子以Ca2+和Na+为主,其次为Mg2+;阴离子以NO-3和SO2-4为主,其次为Cl-.施肥方式、种植年限、作物种类和管理水平都会影响盐渍化程度,使得土壤含盐量和盐分离子的变化较大.典型对应分析发现,Ca2+、Mg2+和NO-3含量受种植年限影响较大;长期施用单一肥料会加重土壤次生盐渍化,混施化肥和有机肥的土壤盐渍化程度较低;根据土壤中盐分离子与样方的关系,上海市郊设施栽培土壤可划分为4种类型,每种类型土壤受不同盐分离子的影响,其中以受Ca2+、Mg2+、NO-3和Cl-影响的土壤最多,应重点控制.

典型对应分析在青藏高原现代湖泊硅藻与环境研究中的应用

利用一种新的多变量分析工具——典型对应分析(CCA),有效地揭示了青藏高原45个湖泊表层沉积硅藻种群与水环境之间的关系.在12个水环境指标中,水深,电导率(conductivity),Cl^-,Mg^(2+),K^+和pH值能够用于硅藻数据的解释,具有独立解释的显著性(p<0.05).CCA前两个轴(λ_1=0.34,λ_2=0.27)捕捉了16.1％的硅藻数据信息,解释57.4％的硅藻与环境指标关系,多余环境变量和异常样品的删除并没有对硅藻数据的解释造成多大的影响.分析表明,水深和盐度是影响青藏高原硅藻分布的两个重要的环境要素梯度,水深梯度主要与轴1相关,矿化度,Cl^-,Mg^(2+)和K^+则与前两个轴均相关,代表了盐度变化的方向.硅藻-环境模式的确定,为硅藻-环境指标的定量化研究提供了重要依据.

漳泽水库浮游植物群落结构特征及其影响因子

为明晰山西省长治市漳泽水库浮游植物的空间分布及关键驱动因子,于2022年第二、三季度对漳泽水库18个采样点的浮游植物及环境因子进行调查分析。结果表明,漳泽水库鉴定出浮游植物8门75种,第二季度呈绿藻-蓝藻型,第三季度呈蓝藻-硅藻型,优势种为小席藻、梅尼小环藻和蓝纤维藻等。浮游植物群落特征指数综合评价表明水库整体处于中度污染状态。Pearson相关性分析和典型对应分析表明:水温和高锰酸盐指数(COD Mn)为影响漳泽水库浮游植物群落结构的关键因素,其次为总磷(TP)和溶解氧(DO)。

澜沧江流域云南松群落分布与地形因子的关系研究

依据2020年在澜沧江流域分层抽样调查的120个云南松样地数据,提取云南松群落数据和地形因子数据,采用典型对应分析法研究澜沧江流域云南松群落的分布与海拔、坡向和坡度的相关关系。结果表明,地形因子中对澜沧江流域云南松群落分布影响较大的因子为海拔,其次为坡度,坡向对云南松林分布的影响较小。

西伯利亚极地海域表层沉积硅藻分布特征及其与海洋环境变量的相关性研究

北冰洋西伯利亚陆架海是北极气候快速变化最为显著的海域之一,而沉积硅藻作为极地海洋生态系统的重要组成部分,对环境变化具有敏感的响应。对楚科奇海、东西伯利亚海和拉普捷夫海表层沉积物开展了硅藻组成鉴定,利用典型对应分析方法分析了硅藻属种与1986~2015年环境变量之间的关系。结果表明,夏季和秋季海冰密集度、表层海水盐度是影响研究区表层硅藻分布特征最主要的因素。此外,根据表层站位与环境变量的典型对应分析,可将西伯利亚极地海域划分为4个区域,分别为海冰硅藻组合带、暖水硅藻组合带、沿岸硅藻组合带和混合硅藻组合带。这些表层站位的分区与相应区域的海流模式有明显的相关性,海冰硅藻组合带仅分布于研究区北部的高纬度地区;暖水硅藻组合带位于受白令水和太平洋海水的分支——阿拉斯加沿岸水影响为主的区域;拉普捷夫海南部的沿岸硅藻组合带则受到河流径流和西伯利亚沿岸流的强烈影响;混合硅藻组合带受极地冷水、海冰覆盖、太平洋暖水和陆地径流的共同影响。

连江鱼类群落多样性及其与环境因子的关系

目前连江梯级开发至12级,为了解梯级开发后连江鱼类群落状况,于2009年3月和2010年4月对连江上、中、下游7个代表江段的鱼类群落结构以及环境因子分别进行了调查,共采集鱼类98种,分属于9目20科75属。海南墨头鱼Garra pingi hainanensis、南方长须鳅鮀Gobiobtia longibarba meridionalis为连江新纪录种。银鮈Squalidus argentatus、黄颡鱼Pelteobagrus fulvidraco、小鳈Sarcocheilichthys parvus、马口鱼Opsariichthys bidens、餐Hemiculter lecuisculus等小型鱼类在鱼类群落结构中占优势地位。对鱼类群落进行聚类分析(CLUSTER)和非度量多维标度排序(NMDS)分析结果表明连江鱼类被划分为3个类群,即下游河口类群、中下游类群及中上游类群;S2、S3两个站位鱼类物种多样性(H')、丰富度(D')和均匀度(J')均高于其他站位。通过对连江各站位鱼类群落与环境因子的典型对应分析发现:河宽、温度、海拔、pH值和水坝之间的距离5个因子与鱼类群落相关性较强(P<0.05)。与历史资料对比后发现,连江鱼类种类、分布、生态类型都发生了巨大变化。

珠江口大型底栖动物的群落结构及影响因子研究

2008年8月至2009年5月,调查了珠江口水域大型底栖动物季节分布以及与环境的关系,结果表明:共鉴定出大型底栖动物34种,多毛类和软体动物是该水域大型底栖动物的主要类群;大型底栖动物的密度和生物量以春季最高,分别为759ind/m2和5.03g/m2,秋季则最低,分别为274ind/m2和2.34/g/m2.食底泥者是珠江口大型底栖动物最主要的功能摄食类群。研究区大型底栖动物的物种多样性指数(H′)、物种均匀度指数(J′)和物种丰富度指数(D)差异均不显著。典型对应分析表明:夏季锌、铜、铅、磷酸盐和透明度等5个因子与珠江口大型底栖动物群落相关性显著;秋季为铵氮;冬季和春季则分别为透明度和温度。

长江中下游地区湖泊硅藻-总磷转换函数

硅藻转换函数的研究为湖泊环境指标的定量重建提供了有效途径．在长江中下游45个湖泊水质和表层沉积硅藻调查的基础上,利用典型对应分析方法开展了表层硅藻与营养态指环的关系研究.15个水质指标中总磷解释了硅藻数据的最大变率,是影响硅藻种群分布的最重要最显著的环境变量．通过对不同加权平均回归方法的比较,选择了反向还原加权平均回归与校正方法建立了研究区硅藻-总磷转换函数模型．依据刀割法统计检验,该模型提供了较低的推导误差(RMSEPjack=0．157)．在删除异常样品后,该硅藻-总磷转换函数的推导能力明显增强,实测值与推导值的回归相关系数大大提高(R2jack=0．82),推导误差(RMSEPjack=0．12)也较原来降低了近21％．该转换函数同世界上其它区域的硅藻-总磷模型相比具有更强的推导能力．长江中下游地区硅藻-总磷转换函数的建立,为今后开展研究区内不同营养类型湖泊营养本底的定量重建奠定了基础,可望为湖泊治理参考目标的制定提供有效的技术支撑．

初始物料组成对堆肥理化、生物和光谱学性质的影响

在中国,厌氧发酵的渣滓——沼渣的主要处理方式是作为有机肥直接施用于土壤,此方式对土壤存在不利影响,本研究采用畜禽粪便与沼渣混和堆肥的方式处理沼渣,可避免传统沼渣处理方式的缺陷,改善土壤质量。初始原料组成对堆肥过程有显著影响。为揭示初始物料组成对堆肥理化、生物和光谱学性质的影响,进行了15组不同物料配比的沼渣、猪粪和鸡粪混合堆肥试验。对堆肥理化和生物指标进行了测定,并采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、同步和三维荧光光谱(3D-EEM)结合区域体积积分(FRI)和平行因子分析(PARAFAC)识别特征光谱参数,表征堆肥光谱学特性,采用典型对应分析(CCA)分别建立堆肥理化生物学性质和光谱学性质与初始物料组成的关系。结果显示:堆肥理化、生物学性质和光谱学性质都与初始物料组成有较高相关性,前4个排序轴分别合并解释了83.9%和97.5%的样本总变异。影响堆肥理化、生物学性质和光谱学性质的环境因子排序分别为:猪粪量>鸡粪量>沼渣量和沼渣量>猪粪量>鸡粪量。富碳原料有利于堆肥腐熟,高比例富氮原料不会导致堆肥氨氮累积。在沼渣混合物料堆肥中,低比例的沼渣有利于腐殖质形成。对沼渣与畜禽粪便混合堆肥发酵效果的评价应综合考虑理化、生物学指标和光谱学参数。

水质对东江流域附生硅藻群落的影响

运用相关分析(CA),典型对应分析(CCA),加权平均分析(WA)研究了影响东江流域附生硅藻的主要水质因子及对应的最适生态范围。CA显示,13项水质指标中溶解氧(Dissolved Oxygen,DO)、氨氮(NH4-N)、亚硝氮(NO2-N)、氯化物(Cl)、五日生化需氧量(BOD5)、磷酸盐(PO4-P)与其它指标间的相关性较强(P<0.05),其余指标间相关性较低(P<0.05)。以相关性较弱的p H、电导率(Cond.)、硅酸盐(Si O2)、总磷(TP)、总氮(TN)、硝氮(NO3-N)、化学需氧量(CODKMn O4)进行CCA分析,排序显示影响附生硅藻的水质因子依次为Cond.、NO3-N、CODKMn O4、TP、TN,对应的生态最适范围分别为39.20—642.00μs/cm、0.46—2.77mg/L、1.0—5.5mg/L、0.02—0.64mg/L、0.48—3.43mg/L。研究表明,Cond、NO3-N、CODKMn O4、TP、TN是影响东江附生硅藻分布的主要水质因子,Cyclostephanos invisitatus、Gomphonema olivaceum、Nitzschia acicularis、N.capitellata、N.intermedia可以指示东江较高的电导率,Aulacoseira ambigua、A.lirata、Cyclotella meneghiniana、Cyclostephanos invisitatus、Eunotia minor、Nitzschia acicularis、N.Clausii、Pinnularia subcapitata是东江TN、TP污染的指示种。Nitzschia acicularis对TN、TP的耐受性最高,Navicula eidrigiana对TN、TP敏感性最强。

三峡库区古夫河着生藻类分布与水质因子的关系

于2010年12月至2011年12月,对位于长江三峡库区内的湖北省兴山县古夫河着生的藻类和水体共采样10次,共鉴定出着生藻类28属,检测水质指标12项。对水质变量进行因子分析,根据特征值大于1的原则选取4个主成分,第一主成分主要代表总氮(TN)和硝酸盐氮(NO3--N),第二主成分主要代表pH和化学需氧量(CODCr),第三主成分主要代表磷酸盐磷(PO34--P)、总磷(TP)和氨氮(NH4+-N),第四主成分主要代表电导率(Cond)和总有机碳(TOC)。将提取的9项主要水质因子与着生藻类重要属进行典型对应分析(CCA),结果可见,古夫河主要水质因子与着生藻类类群分布相关性大小为:CODCr>pH>TN>NO3--N>TOC>TP>PO34--P>Cond>NH4+-N。Monte Carlo显著性检验表明,CODCr和pH对古夫河着生藻类物种组成及空间分布的影响最大,其次为TN、NO3--N和TOC。pH与CODCr呈极强的负相关关系,古夫河着生藻类大多数类群均与CODCr表现出正相关关系,仅胶毛藻属(Chaetophora)倾向低CODcr和偏碱性的环境。TN和NO3--N有很强正相关性,而两者均与TOC有强负相关,它们将古夫河着生藻类大体上分为两类,即亲碳元素的类群和亲氮元素的类群。TP通常是河流生态系统中的限制性营养因子,但在古夫河流域中并不是影响着生藻类物种分布的主要水质因子。

南京市两个小型富营养湖泊浮游硅藻的季节性变化

为研究浅水富营养湖泊硅藻季节演替的规律,选择南京两个城市湖泊(前湖和月牙湖)作为对象,对水体硅藻和水质进行逐月采样和实验分析.结合数理统计分析手段,对2006年硅藻浓度、种群组合变化及其与环境因子的关系进行了讨论.结果表明:两湖硅藻都呈现较明显的季节演替特点,冬季浮游硅藻组合主要由Cyclostephanos的种类为主,代表了冷水富营养种组合类型;夏季和秋季以Cyclotella atomus和C.meneghiniana暖水耐营养种优势组合为主.硅藻和环境指标月富营养湖泊,春季硅藻丰度增加对初级生产量的贡献很小;随着营养程度的不断提高,温度对浮游硅藻的限制更为突出.

碧流河水库及其流域河流浮游植物的群落结构研究

为评价碧流河水库污染状况和对未来发展提供指导依据,于2014年8月至2015年5月按季度采样研究碧流河水库及其流域河流理化因子、浮游植物种类组成、密度、生物量及物种多样性,结合典范对应分析（CCA）研究了它们之间的关系。结果表明：共发现浮游植物8门124属310种,其中蓝藻门17属35种,硅藻门26属86种,裸藻门9属20种,绿藻门59属148种,其它分别是甲藻门、金藻门、黄藻门及隐藻门。碧流河流域4个季度优势种种类多,且优势度不高。河流附着藻优势种为硅藻,库区优势种存在季节差异。碧流河浮游植物密度和生物量变化在0.28~1.23×107ind./L和1.41~5.50 mg/L之间,从数量上看,浮游植物密度5月最高,8月次之,之后是10月和1月。多样性指数和均匀度指数较好,群落结构较为稳定。CCA分析表明TP、TN、DO、亚硝酸氮,氨氮与整个库区浮游植物密度、生物量、叶绿素a含量具有相关性。库区内整体营养状态处于中营养型,并与历史资料进行了比较,表明碧流河近年来水质状况趋于稳定,未有较大变化。

武汉月湖水体主要元素与浮游植物的PCA与CCA分析

通过2007年1—12月对武汉月湖不同的取样点进行监测,并选择汉江琴台段水域作为研究对照,调查了月湖水体硅藻、蓝藻与水体主要元素的种类,采用PCA、CCA分析法探讨了月湖水体硅藻、蓝藻与水体元素种类的关系。结果表明:月湖水体中所含元素全年监测出28种;汉江琴台段水域中所含元素全年监测出27种。经PCA分析表明,月湖水体中累计贡献率较大为磷(P)、砷(As)、铁(Fe)、铜(Cu)、锰(Mn);汉江琴台段水域累计贡献率较大为硅(Si)、锑(Sb)、镉(Cd)、钒(V)、钡(Ba)、Ag(银)、钼(Mo)。月湖水体中蓝藻密度大于硅藻,汉江琴台段水域硅藻密度大于蓝藻。经CCA分析表明,月湖硅藻密度与硒(Se)、锶(Sr)、银(Ag)、Ba、铝(Al)呈正相关关系;月湖蓝藻密度与P、Cu、铬(Cr)呈正相关关系,月湖蓝藻密度与镁(Mg)、镍(Ni)、钙(Ca)、锌(Zn)、硫(S)呈负相关关系。CCA分析中,汉江琴台段硅藻密度与铅(Pb)、硼(B)、As、Cr、Zn、Al、Cu、Mn、Fe、P呈负相关关系,汉江琴台段硅藻密度与Mo、Ca、钴(Co)、V、Sr、Ag呈正相关关系;汉江琴台段蓝藻密度与钠(Na)、S、Mg、Ni、钾(K)呈负相关关系。月湖水体缺乏可溶硅(dissolved silicon,DSi),硅藻会提升对其他元素(Se、Sr、Ag、Ba、Al)的吸收能力,这些元素会起到缺乏元素(Si)近似的作用,替代性可能出现。水中各种元素的组态是导致月湖浮游植物群落发生演变的重要原因之一。

新宝象河浮游生物群落结构与环境因子的关系

新宝象河是滇池流域典型的城市城郊复合型河流,污染因素复杂,污染治理困难。从"十一五"以来,昆明市针对新宝象河城郊、城区和河口段的不同特征,有针对性地采取了系列综合整治措施,水质和水生态得到了明显改善。论文采用描述性统计分析、典范对应分析和冗余分析等方法,分析了治理工程之后,新宝象河的浮游生物群落结构特征和主要水环境因子,探讨了水环境因子与浮游生物群落结构特征的关系,在此基础上对新宝象河的生态恢复效果进行了评估。结果显示治理工程之后,新宝象河中浮游生物主要受水温影响而呈现出明显的季节性变化,空间分布差异性已不显著;浮游植物的环境影响因子包括水温、SS和DO,COD和氮磷污染的影响已不显著;浮游动物环境影响因子主要是水温、SS和COD,氮磷污染负荷对其群落结构影响已不显著。表明经过综合整治之后,新宝象河生态环境已有了明显的改善,水质处于较为清洁状态,水生态环境处于生态修复阶段,主要污染因子氮磷和COD对浮游生物群落结构的影响已不再明显。

桂江流域附生硅藻群落特征及影响因素

研究了桂江流域水质、土地利用、地理因素对河流附生硅藻群落的影响。结果显示,桂江流域电导率(Conductivity,Cond.)由下游至源头呈降低趋势,其它水质参数变化趋势不明显。主成分分析(Principle Component Analysis,PCA)显示前两个主成分共解释了56.2%的水质特征,第一轴反映了氨氮(NH4-N)、硝氮(NO3-N)、总氮(Total Nitrogen,TN)的变化梯度,第二轴反映了水温(WT)、pH、Cond.、溶解氧(Dissolve Oxygen,DO)的变化梯度。桂江流域硅藻特定污染敏感指数(Specific PolluoSensitivity Index,IPS)和硅藻生物指数(Biological Diatom Index,IBD)下游低于源头,差异不显著,与多项水质、土地利用以及地理因子呈线性显著相关。24个样地共发现112种硅藻,丰富度大于5%的37种,丰富度最大的几个种类依次为Achnanthidium minutissimum,A.pusilla,A.tropica,Cymbella laevis。对应分析(Corresponding Analysis,CA)显示桂江流域存在3个差异较大的硅藻群落,流域下游以Nitzschia recta为优势种,A.lanceolata、Amphora montan、Planothidium frequentissimum在中下游丰度较高,上游区域种类较多。典型相关分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)排序前两轴解释了硅藻群落变异程度的28.60%,CCA排序轴1与水质(Cond.、WT、NH4-N、NO3-N、TN)和土地利用(城市面积、农田面积、植被覆盖)显著负相关,与地理因素(流域面积、海拔、坡度)显著正相关,第二轴与浊度(NTU)显著正相关(P<0.05)。偏典型相关分析(Partial CCAAnalyses)显示,土地利用、地理因子、水质分别解释了桂江流域硅藻群落变异的7.20%,17.50%,48.50%。结果表明,桂江流域附生硅藻群落结构是水质、地理因子和土地利用共同作用的结果,水质起决定性作用,电导和不同形态的氮是影响附生硅藻群落结构的主要水质因素。

北京北部山区小水体生态评价指标筛选

为了保护分布广泛的北京郊区小水体,构建典型半干旱区的小水体生态评价体系,该研究选择北京北部山区无污染、受人为干扰相对较小的6个小水体为研究对象,在2007年7—8月调查了9个环境因子,并采集了17个样点的底栖动物数据。采用Pearson相关系数分析了16个代表底栖生物群落组成和多样性的生物指数以及9个环境因子间的相关性,从中筛选出5个相关性较低的生物指数(包括双翅目、蜉蝣目、集食者和优势分类单元所含个体数各占其捕获个体总数的百分比、Margalef物种丰富度)和3个环境因子(包括氨氮、水深、流速),构成北京北部山区小水体生态评价的基本框架。典型对应分析表明,所选择的3个环境因子可以解释所调查的6个小水体中59.4%的底栖生物群落的组成和多样性变化。

2012年春季和秋季长江口无脊椎动物群落结构及其与环境因子的关系

根据2012年春季和秋季长江口及邻近海域无脊椎动物的底层拖网资料和环境调查数据，分析了该海域春、秋季无脊椎动物群落结构特征及其与环境因子的关系。结果表明，长江口及邻近海域2个季节共捕获无脊椎动物5目14科25种，其中甲壳动物是最主要的无脊椎动物类群。长江口无脊椎动物资源量占优势的种类包括三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus）、脊腹褐虾（Crangon af fihis）、细点圆趾蟹（Ovalipes punctatus）和葛氏长臂虾（Palaemon gravieri），春季和秋季对无脊椎动物资源量贡献最大的种类不同。各站次Margalef种类丰富度指数（D）的范围在0．31～2．02之间，Shannon-Wiener多样性指数（H′）的范围在0．37～1．92之间，Pielou均匀度指数（J′）的范围在0．17～0．95之间。春季和秋季长江口无脊椎动物资源量和多样性季节间变异不显著。等级聚类分析（CLUSTER）和非参数的多维标度排序（NMDS）分析表明，无脊椎动物样本可以区分为春季组与秋季组2个组群。单因子相似性分析（ANOSIM）表明，春、秋季组群间无脊椎动物群落结构差异极显著。典型对应分析（CCA）表明，表层磷酸盐、底层溶解氧、底层硅酸盐和底层硝酸盐是影响长江口及邻近海域无脊椎动物群落结构变异的主要环境因子。长江口无脊椎动物季节变异主要体现在种类的季节演替上，营养盐和溶解氧浓度是无脊椎动物种类季节分布的主要限制因素。