城市的發(fā)展促進(jìn)了人類(lèi)文明和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界上絕大多數(shù)城市是沿河而建，21世紀(jì)以來(lái)我國(guó)東南沿海地區(qū)城鎮(zhèn)化建設(shè)取得了巨大成績(jī)，然而快速城市化進(jìn)程中環(huán)境與發(fā)展的矛盾突出。
由城市化引起的土地利用變化，不僅會(huì)改變周?chē)锢?、化學(xué)環(huán)境條件，還會(huì)對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生多重影響；例如，不合理的人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致一些城市化流域出現(xiàn)水環(huán)境惡化、水生態(tài)退化和生物多樣性喪失等問(wèn)題，進(jìn)而威脅到水資源利用、水安全保障和水文化建設(shè)。
浮游植物是水生態(tài)系統(tǒng)重要的初級(jí)生產(chǎn)者，在物質(zhì)循環(huán)、污染物降解和水體自?xún)舻确矫姘l(fā)揮基礎(chǔ)和關(guān)鍵作用。絕大多數(shù)淡水浮游植物是單細(xì)胞生物、對(duì)環(huán)境變化敏感，它們的變化不僅能夠反映水生生態(tài)系統(tǒng)的健康狀態(tài)，還可以影響水生生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。
然而，在亞熱帶地區(qū)小流域中，人類(lèi)活動(dòng)驅(qū)動(dòng)的城市化對(duì)河流浮游植物群落的影響過(guò)程、效應(yīng)和機(jī)制尚不清楚。
中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所水生態(tài)健康研究組(楊軍團(tuán)隊(duì))自2011年起建立了典型城市化小流域生態(tài)觀測(cè)站。
該研究中，選擇廈門(mén)市第二大河流(后溪)流域?yàn)檠芯繀^(qū)，沿著城市化梯度設(shè)置采樣站位，從2013到2018年連續(xù)6年進(jìn)行干、濕季采樣，對(duì)浮游植物群落結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行了研究。共鑒定浮游植物318種，隸屬7門(mén)120屬，主要以硅藻、綠藻、藍(lán)藻為主；發(fā)現(xiàn)城市化水平對(duì)浮游植物群落結(jié)構(gòu)(生物量、群落組成和多樣性)和功能(資源利用效率)均有顯著影響。
進(jìn)一步分析表明，浮游植物群落在后溪上游(飲用水水源保護(hù)區(qū))、中游(半城市化區(qū))和下游(城市化區(qū))的種類(lèi)組成差異顯著，由上游的綠藻優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變?yōu)橄掠蔚墓柙鍍?yōu)勢(shì)。從上游到下游，硅藻生物量顯著增加、綠藻和藍(lán)藻生物量顯著下降；浮游植物多樣性和資源利用效率顯著降低。
浮游植物資源利用效率與物種數(shù)呈顯著正相關(guān)，與均勻度指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)；浮游植物物種數(shù)對(duì)資源利用效率的影響在多樣性較低的下游群落中更強(qiáng)，說(shuō)明城市化通過(guò)減少浮游植物生物多樣性降低浮游植物資源利用效率。
流域城市建成區(qū)面積百分比、水體流速、濁度、總氮、氨氮、總磷、磷酸鹽等環(huán)境因子與浮游植物生物量、多樣性和資源利用效率顯著相關(guān)，其中資源利用效率對(duì)環(huán)境因子的響應(yīng)更強(qiáng)；表明城市化通過(guò)改變土地利用和水體物理化學(xué)條件，直接或間接地影響浮游植物群落結(jié)構(gòu)和功能。
該研究揭示了流域城市化對(duì)河流浮游植物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響過(guò)程與效應(yīng)，表明城市化通過(guò)改變環(huán)境進(jìn)而降低浮游植物資源利用效率。研究結(jié)果為我國(guó)東南地區(qū)流域綜合管理、河流水資源可持續(xù)利用和水生態(tài)保護(hù)修復(fù)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)。
研究結(jié)果以“Urbanization reduces resource use efficiency of phytoplankton community by altering the environment and decreasing biodiversity”為題發(fā)表于生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域國(guó)際期刊 Journal of Environmental Sciences, 2022, 112, 140-151。中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所碩士研究生楊義剛為第一作者，楊軍研究員為通訊作者。該研究得到了中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金和福建省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
原標(biāo)題：城市環(huán)境所在城市化對(duì)河流浮游植物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響方面取得進(jìn)展
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