白洋淀近80年生态环境变化的硅藻记录

摘要

白洋淀是雄安新区实现"以水定城"理念的关键,了解其生态变化轨迹及特征有望为白洋淀的治理提供科学参考依据.本文基于取自白洋淀东南部湖区的一根长79 cm的沉积岩芯,分析该岩芯的硅藻记录并结合沉积物地球物理和化学指标、气象监测数据及人类活动指标,重建了该湖区近80年的硅藻属种组合及多样性变化过程和特征并探讨其变化机制.研究结果表明,Achnanthidium minutissimum、Amphora copulata、Puncticulata praetermissa、Pantocsekiella ocellata和Cyclotella distinguenda是沉积硅藻群落的优势种.本研究分析的物种多样性指数包括物种丰富度、均匀度和β多样性指数(βsor).其中,物种丰富度和均匀度呈总体上升趋势,βsor呈总体下降趋势,说明过去80年硅藻属种数量净获得量增加,但硅藻群落结构变化趋于均匀化.冗余分析(RDA)和变差分解(VPA)显示气候和人类活动因子对硅藻属种组合和多样性变化产生了不同程度的影响,其中年均温、湖水位和沉积物P元素含量的贡献较大.年均温对硅藻属种组合变化的独立解释百分比最大,说明未来气候持续变暖的条件下,气温对白洋淀生态系统的影响可能会增强.湖水位对硅藻多样性变化的贡献最大,说明维持生态需水量对保护白洋淀生物多样性的重要性.基于普通最小二乘法残差的累积和(OLS-CUSUM)未检测出硅藻属种组合和多样性存在突变点,说明过去几十年人类活动和气候变化尚未造成该湖区生态系统稳态的转化.因此,减轻环境压力有望保持该湖区生态系统的恢复力和稳定性.但对于重污染湖区,其硅藻优势种和属种组合变化与本研究湖区存在很大差异,需进一步研究以获得更具针对性的水环境治理对策.