重庆长寿湖浮游生物和水质周年变化以及基于eDNA技术的鱼类组成研究

摘要

长寿湖是重庆市最大的湖泊旅游风景区，也是西南地区最大的人工湖，为重点城市饮用水源水库，然而随着流域内工农业、旅游业快速发展和城镇化进程加快，加之上世纪90年代开展的大水面网箱养殖和拦网投饵养殖，导致长寿湖水体富营养化迅速加快，水质恶化。近年来，重庆市环保部门对长寿湖的生态环境保护工作高度重视，开展一系列的综合整治措施以恢复长寿湖的水生态环境，取得了一定的成效。本研究运用常规水生生物和水质调查方法，同时探索一种基于水环境DNA的无损伤的鱼类多样性分析方法，旨在了解长寿湖水生生物、水质和鱼类组成现状，并进行分析评价，为其生态环境保护提供基础数据。
　　样本采集分别于2015年2月、4月、6月、10月、12月分五批次对长寿湖3个监测水域的浮游动物、浮游植物和主要的水质理化指标，包括水温、溶氧（DO）、总氮（TN）、总磷（TP）、化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、亚硝酸氮（NO2-N）、pH等，浮游生物进行检测分析，并运用环境DNA技术对长寿湖的鱼类物种组成进行初步调查，主要研究结果如下：
　　对长寿湖浮游生物样本观察鉴定得出，2015年长寿湖共有浮游植物8门，75属，199种，其中绿藻门最多，占藻类总种类数的39.2％，其次是硅藻门和蓝藻门，分别占28.6%和15.6%。浮游植物密度平均值为483.462104ind/L，生物量平均值为3.889 mg/L。2015年长寿湖共检测出浮游动物51属，101种，原生动物、轮虫动物和节肢动物分别占44.6%、28.7%和26.7%。浮游动物平均密度为150644.4 ind/L，平均生物量为4.885mg/L。用浮游植物和浮游动物的Shannon-Weiner多样性指数（H值）和Pielou均匀度指数（J值）对长寿湖进行水质状况评价，浮游动物多样性指数评价结果显示长寿湖总体处于中度富营养化到轻度富营养化，浮游植物多样性指数评价结果显示长寿湖基本处于无污染状态。
　　长寿湖水质理化指标监测结果显示，长寿湖平均水温20.7℃；总氮浓度变化范围在0.491-7.804 mgL-1，平均值为3.435 mgL-1。总磷浓度变化范围在0.057-0.264 mgL-1，平均值为0.110mgL-1。CODMn浓度变化范围在4.24-10.05 mgL-1，平均值为6.13mgL-1。NH3-N浓度全年平均值为0.159mgL-1。NO2-N浓度全年平均值为0.089mgL-1。总体表现出春冬季节低、夏秋季节高的趋势。单因子评价结果显示，总氮、总磷是长寿湖最主要的污染物。内梅罗综合污染指数法评价结果P值为4.3，显示长寿湖水质处于重富营养化水平。
　　通过提取长寿湖水样eDNA，运用鱼类通用引物进行PCR扩增，分别采用随机挑选克隆法和Illumina MiSeq测序法进行鱼类物种分析，分析序列结果显示，随机挑选克隆法共检测出鲢（Hypophthalmichthys molitrix）、鳙（Hypophthalmichthys nobilis）、鲤（Cyprinus carpio）、草鱼（Ctenopharyngodon idellus）、麦穗鱼（Pseudorasbora parva）5种鱼，Illumina MiSeq测序法共检测出鲢、鳙、鲤、草鱼、麦穗鱼、圆筒吻鮈（Rhinogobio cylindricus）、鳤（Ochetobibus elongatus）等7种鱼。

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第一章 文献综述

1.1长寿湖概况

1.2鱼类多样性

1.3环境DNA技术

1.4 基于浮游生物的水质评价

第二章 引 言

2.1选题背景

2.2 选题目的及意义

2.3 实验设计和技术路线

第三章 长寿湖基于水质理化因子和浮游生物的水质监测与评价

3.1前言

3.2 实验材料和方法

3.3 水质评价方法和标准

3.4 结果与分析

3.5讨论

3.6小结

第四章 运用环境DNA技术检测长寿湖鱼类物种组成

4.1 前言

4.2 实验材料和方法

4.3 实验结果与分析

4.4 讨论

4.5 小结

第五章 结 论

一、水质理化指标和水生生物周年变化

二、长寿湖水质健康状况评价

三、长寿湖鱼类组成分析

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文及参与科研项目