|
|
||
|
确定性过程主导高原典型河流浮游植物地理分布格局和群落构建
生物多样性
2023, 31 (7):
23092-.
DOI: 10.17520/biods.2023092
浮游植物在河流生态系统的生物地球化学循环中起着重要作用, 然而, 雅鲁藏布江作为我国典型的高寒河流, 关于调控其浮游植物群落结构的机制尚不清楚。为探究雅鲁藏布江中上游浮游植物群落分布格局及其构建机制, 我们于2019年8月(夏季)、11月(秋季)和2020年5月(春季)对该水域进行了浮游植物样品采集、鉴定及水体理化因子测定。通过固定染色法鉴定浮游植物物种、统计物种丰度。结果表明: 雅鲁藏布江中上游共鉴定浮游植物452种, 隶属8门11纲24目44科121属。浮游植物群落的构建由环境异质性、扩散限制和物种互作关系共同影响。研究区域浮游植物群落在时空上存在显著的地理距离衰减趋势和环境距离衰减趋势; 物种互作关系以协作关系为主; 地理因素中的海拔(ALT)与水环境因子中的酸碱度(pH)、总溶解性固体(TDS)、盐度(Salt)、溶解氧(DO)、浊度(TUR)和水流速度(V)是驱动雅鲁藏布江中上游浮游植物群落构建的重要影响因子, 可通过驱动浮游植物自身的代谢速率及其生态适应性影响群落的地理分布和时空分布格局, 间接介导浮游植物群落的构建过程。距离衰减和中性模型结果表明: 确定性(环境选择)主导了雅鲁藏布江中上游的浮游植物群落构建。  View image in article
图4
基于雅鲁藏布江中上游浮游植物群落Bray-Curtis相似性的主坐标分析(PCoA)。(a)不同季节浮游植物群落的主坐标分析(PCoA); (b)不同海拔浮游植物群落主坐标分析(PCoA)。YJA、YJB、YJC见
正文中引用本图/表的段落
通过浮游植物群落距离衰减模式(distance- decay patterns)对地理距离(基于Bray-Curtis距离)和环境距离(基于Euclidean距离)之间的关系进行讨论, 探究环境异质性(环境距离)和扩散限制(地理距离)对浮游植物群落构建过程的影响(Nekola & White, 1999; Hanson et al, 2012)。利用Mantel检验(Spearman相关系数)计算浮游植物各季节丰度和环境因子距离之间的相关性。Mantel检验使用软件R 4.2.1中的vegan包完成。在计算浮游植物的群落距离(Bray-Curtis)前, 先对数据进行Hellinger转化, 各环境因子(除pH以外)经过log(x + 1)转化; 共现网络构建利用R 4.2.1中的psyc包进行Spearman相关性分析, 选择具有相关性(|R| > 0.6, P < 0.05)的节点代入分析, 利用Gephi (V0.9.7)软件进行计算与可视化处理。本文除以上所述的绘图均在R 4.2.1和Origin 2021软件中完成。
基于Bray-Curtis距离的主坐标分析结果表明, 雅鲁藏布江中上游浮游植物群落在时空分布上存在差异性。时间上, 主坐标的第一轴能解释雅鲁藏布江中上游浮游植物群落5.49%的变化, 第二轴能解释7.56%的变化; 空间上主坐标的第一轴能解释雅鲁藏布江中上游浮游植物群落21.53%的变化, 第二轴能解释27.89%的变化。相似性分析结果表明, 雅鲁藏布江中上游浮游植物群落在不同季节(R =0.546, P < 0.01)和海拔(R = 0.343, P < 0.01)间存在时空分布差异性(图4)。
本研究结果显示雅鲁藏布江中上游浮游植物的时间与空间分布表现出明显的区域性差异, 表明不同季节与海拔梯度的浮游植物群落结构具有显著差异(图4)。在地理距离中(图5), 除春季外, 不同时空的浮游植物群落存在地理衰减, 这与浙江省不同季节水域微生物群落相似性皆呈现显著地理衰减的研究结果不同(Wang et al, 2020), 春季浮游植物群落不存在地理衰减可能是由于春季的物种相似性高且物种迁移和扩散能力较强, 物种均匀度也更高, 这与中性模型的研究结果相同, 春季的迁移率较夏、秋大。在环境距离中(图5), 不同时空浮游植物群落的相似度皆呈现显著衰减趋势, 也说明了不同时空下环境异质性的增加。这与在长江中硅藻的研究结果相似(Wang et al, 2019), 即环境距离在限制浮游藻类的组成和分布方面都发挥了重要作用, 进而使得环境异质性可能是导致浮游藻类生态位分化的重要原因之一。此结果也说明雅鲁藏布江中上游浮游藻类的分布受扩散限制和环境选择共同影响。
本文的其它图/表
|
