图 6硅藻群落的显著性差异物种的标识

Fig. 6 Identity of diatom genus with significant difference between differences groups

样的生物标记物分别为13, 9, 8和2个。由此可以看出, 沉积物中的生物标志物比水中多, 可能是由沉积物不具流动性而具有明显的空间异质性导致的。水体中, 秋季的生物标志物比春季多, 可能是由于秋季各个环境因子的变化较大所致。在差异性物种中, 秋季沉积物中的硅藻纲(Bacillariophyceae) 对硅藻群落的影响力最大, 其次是春季水样中的冠盘藻属(Stephanodiscus)。

图6为差异性物种在系统发育下的进化分支图,由内至外辐射状地展示从门至属的分类, 圆圈直径与相对丰度呈正比。由图6可知, 春季沉积物硅藻中, 生物标记物是4个目(Achnanthales, Bacillariophycidae, Surirellales和coscinodiscophycidae); 秋季沉积物硅藻中, 生物标记物有Bacillariophyceae纲,特别是 Bacillariales 目。其中, 秋季沉积物中Bacillariophyceae纲和沉积物中achnanthales目的相对丰度较大。

2.4 硅藻物种与环境因子的相关性

为研究硅藻物种与环境因子的相关性, 本研究选择相对丰度居前50的物种(属水平)以及9个环境因子(WT, DO, ph, Cond, NH3-N, NO3-N, TN, TP和COD), 绘制相关性Heatmap图和聚类树分析图(图7), 分析硅藻群落对环境因子的响应。图7中红色表示正相关, 蓝色表示负相关, 星号代表显著性(1个星号代表0.05显著性水平, 2个星号代表0.01显著 性水平, 3个星号代表0.001显著性水平)。

由图7可知, 硅藻不同物种对PH和DO的响应基本上一致, 对水温的响应则相反。这是因为水温越高, 溶解氧越低。Aulacoseira, Urosolenia, Encyonema, Caloneis, Achnanthidium, Bacillaria, Cyclostephanos, Epithemia, Stephanodiscus, Sellaphora和cymatopleura等硅藻物种适于在偏碱性的低温环境下生存, 尤其是冠盘藻属的Stephanodiscus; 而Skeletonema, Conticribra, Entomoneis, Craticula, Cocconeis, Gomphonema, Synedra, Planothidium和Geissleria等更适于在偏酸性的高温环境下生存。

ph对藻类代谢生长有重要影响[34], 根据代谢情况, 可将硅藻分为酸性、嗜酸性、中间型、嗜碱性和碱性生物型[31]。温度对硅藻物种的影响也较显著, Stephanodiscus与温度显著负相关, Cyclotella与温度正相关。硅藻可以分为低温种、高温种和中温种, 大部分硅藻的适宜温度范围为15~25°C[35],大部分小环藻的适宜温度为30~40°C, 也有部分小环藻、直链藻和脆杆藻(如Cyclotella stelligera., Aulacoseira distans var. tenella, A. ambigua, Fragilaria pinnata)在温度较低的环境下生长[21,30]。Cyclotella meneghiniana在13~25°c下随温度升高呈线性增长[28], 最佳温度为23°C[29]。电导率是影响硅藻群落组成的重要因素, 不同硅藻物种对电导率的敏感程度不同, 这与Potapova等[32–33]的研究结果