王狄寧，艾克拜爾·依米提，呂海英*

(1 新疆師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院 新疆特殊環(huán)境物種保護(hù)與調(diào)控生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830054；2 新疆師范大學(xué) 干旱區(qū)植物逆境生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830054)

鼓藻類植物(desmids)是綠藻門雙星藻綱中種群數(shù)量較大的一類群，其個(gè)體形態(tài)獨(dú)特，種類復(fù)雜繁多且生態(tài)幅度很寬，而且其群落分布受環(huán)境因子影響很大[1]。鼓藻類植物對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)和生物環(huán)境中具有重要監(jiān)測(cè)作用，是水環(huán)境的重要指示植物[2]。鼓藻類植物對(duì)水化學(xué)很敏感，不同鼓藻類植物生活的水域環(huán)境其營(yíng)養(yǎng)類型和水化學(xué)組成不相似，利用鼓藻類植物對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)，越來(lái)越引起人們的重視[3]。

新疆北部地區(qū)濕地資源比較豐富，擁有多種濕地類型，濕地的垂直分布涵蓋-155 m至山地4 800 m，形成了區(qū)別于沿海與中部地區(qū)，獨(dú)特的復(fù)雜多樣的內(nèi)陸干旱區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)[4]。鼓藻類植物的不少種類呈現(xiàn)出明顯的局限分布和地理分布隔離[5]，有的鼓藻類植物則是某一個(gè)地區(qū)的地方性種類，在其生物區(qū)系分布上具有獨(dú)特的特征。目前，新疆北部地區(qū)鼓藻類植物研究主要集中在物種的新紀(jì)錄[6-19]以及分類學(xué)[20-21]上，關(guān)于鼓藻類植物的生態(tài)分布及其多樣性的研究鮮有報(bào)道。因此，研究該地區(qū)鼓藻類植物的分布規(guī)律及特征有著重要的意義。

近年來(lái)，植物分類排序被廣泛應(yīng)用到生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域，成為生態(tài)學(xué)研究物種分布及多樣性與環(huán)境因子關(guān)系的重要方法之一，運(yùn)用該方法不僅可以把植物物種的分布格局與環(huán)境資料進(jìn)行客觀定量地分析，而且可以給出群落物種分布及其環(huán)境指標(biāo)的具體關(guān)系，具有重要的生態(tài)學(xué)研究意義[22]。鑒于此，為了更加明確新疆北部主要地區(qū)鼓藻類植物的分布規(guī)律及特征，本研究以文獻(xiàn)查閱和標(biāo)本采集鑒定為依托，基于G-F指數(shù)方法、Person相關(guān)分析和冗余分析(RDA) 3種分析方法，研究該區(qū)域鼓藻類植物物種組成分布及其多樣性受環(huán)境因子的影響，進(jìn)一步揭示新疆北部地區(qū)鼓藻類植物與環(huán)境之間的生態(tài)關(guān)系，為新疆鼓藻類植物的深入研究奠定基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況

新疆北部地區(qū)即北疆，天山以北的地區(qū)，主要包括烏魯木齊、阿勒泰、伊犁等地區(qū)(圖1)。阿勒泰地區(qū)地處新疆的最北部，阿爾泰山中段西南麓、準(zhǔn)噶爾盆地北部，87°30′～91°00′ E，46°30′～48°10′ N，緯度較高，為北溫寒帶大陸性氣候，晝夜溫差大，光照充足，全年多季風(fēng)，年均氣溫為4.5 ℃；年均降水量為200 mm左右[23]。烏魯木齊及周邊地區(qū)位于新疆中部，地處天山北麓，準(zhǔn)噶爾盆地南部，86°37′～88°58′ E，42°45′～45°0′N，屬中溫帶大陸性干旱氣候，年平均氣溫8.5 ℃，年降水量35 mm[7]。伊犁地區(qū)地處新疆西部天山北部的伊犁河谷內(nèi)，80°09′～84°56′ E，42°14′～44°53′ N，氣候溫和濕潤(rùn)，屬于溫帶大陸性氣候，年平均氣溫7.4～9.1 ℃，年降水量417.6 mm[24]。

圖1 研究區(qū)域在新疆維吾爾自治區(qū)位置圖Fig.1 Location of the study area in Xinjiang

2 材料和方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究所分析的數(shù)據(jù)除從研究區(qū)域收集的環(huán)境因子指標(biāo)和藻類樣本外，還包含來(lái)源于《中國(guó)淡水藻志》、國(guó)內(nèi)期刊論文數(shù)據(jù)。文獻(xiàn)以“新疆”和“藻類”2個(gè)關(guān)鍵詞對(duì)知網(wǎng)、萬(wàn)方及維普3個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索[25]。所收錄文獻(xiàn)從1995年至2021年，篩選出含新疆和藻類2個(gè)關(guān)鍵詞的文獻(xiàn)[2-4,6-19]。

2.2 研究材料的采集與研究方法

實(shí)驗(yàn)室于2010年至2021年，每年的6-8月在阿爾泰山兩河源國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、喀納斯國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)等阿勒泰地區(qū)主要沼澤濕地、青格達(dá)湖濕地自然保護(hù)區(qū)及烏魯木齊周圍水體、新疆伊犁河中上游流域主要濕地等地區(qū)采集藻類標(biāo)本。用浮游生物網(wǎng)(25號(hào))采集水樣，裝入100 mL采樣瓶，采集的標(biāo)本用4%(體積分?jǐn)?shù))甲醛固定[26]，置于標(biāo)本瓶中保存。同時(shí)記錄采樣點(diǎn)的海拔(altitude)、緯度(latitude)、經(jīng)度(longitude)、水溫(WT)、大氣溫度(AT)、電導(dǎo)率(COND)和pH值等。藻類標(biāo)本帶回實(shí)驗(yàn)室后用光學(xué)顯微鏡觀察和拍照(日本尼康相差數(shù)碼生物顯微鏡，型號(hào)：Ci-L)，依據(jù)形態(tài)特征為主的經(jīng)典分類學(xué)方法對(duì)鼓藻類植物種類進(jìn)行鑒定[27-29]。

2.3 藻類植物多樣性的確定

采用由蔣志剛與紀(jì)力強(qiáng)提出的G-F指數(shù)方法[30]，在科、屬水平上測(cè)定一個(gè)地區(qū)某類生物類群的多樣性，不同于傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)上基于Shannon-Wiener多樣性指數(shù)側(cè)重于研究生物群落中物種組成及中間個(gè)體的方法，快捷有效，只需要當(dāng)?shù)貏?dòng)、植物名錄就可以計(jì)算，且不同地區(qū)可進(jìn)行比較。采用G-F指數(shù)方法對(duì)研究區(qū)藻類的物種多樣性進(jìn)行分析，分別計(jì)算屬的多樣性指數(shù)DG值、科的多樣性指數(shù)DF值、標(biāo)準(zhǔn)化DG-F值。

1)某地區(qū)的F指數(shù)(DF)。

2)某地區(qū)的G指數(shù)(DG)。

3)G-F指數(shù)

DG-F=1-DG/DF

如果藻類植物中所有的科都是單種科，即DF=0時(shí)，則DG-F=0，或者僅有幾個(gè)分布在不同科的物種，則定義該地區(qū)G-F指數(shù)為零。

利用Origin Pro 2021b軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析并繪圖，選出最優(yōu)擬合模型對(duì)鼓藻類植物種類數(shù)和經(jīng)緯度的關(guān)系進(jìn)行線性與非線性擬合；采用Pearson相關(guān)性分析，研究物種多樣性與環(huán)境因子之間的關(guān)系；利用Canoco 5.0對(duì)浮游植物數(shù)據(jù)進(jìn)行降趨勢(shì)對(duì)應(yīng)分析(DCA)。分析前，先對(duì)環(huán)境因子進(jìn)行對(duì)數(shù)化處理(除pH)，使數(shù)據(jù)正態(tài)分布，進(jìn)而對(duì)物種組成與環(huán)境因子進(jìn)行冗余分析(RDA)，判別影響鼓藻類植物地區(qū)組成和分布的主要環(huán)境因子。

3 結(jié)果與分析

3.1 研究區(qū)域鼓藻類植物的組成

從表1可知，研究區(qū)域鼓藻類植物共有189種，隸屬于1門1綱2目6科18屬。其中鼓藻科(Desmidiaceae)種類最多，12屬154種，占總種數(shù)的81.48%；其次是新月藻科(Closteriaceae)1屬23種，占總種數(shù)的12.17%；柱形鼓藻科(Peniaceae)1屬6種，占總種數(shù)的3.17%；棒形鼓藻科(Gonatozygaceae)1屬3種，占總種數(shù)的1.60%；中帶鼓藻科(Mesotaeniaceae)2屬2種，占總種數(shù)的1.06%；雙星藻科(Zygnemataceae)僅有1種，占總種數(shù)的0.53%。

表1 研究區(qū)域鼓藻類植物的組成

3.1.1 科的組成參照文獻(xiàn)[31-32]的方法，將所含屬≥4屬，且所含藻類種類數(shù)≥16的科定為優(yōu)勢(shì)科，將含藻類植物種數(shù)≥16種的屬定為優(yōu)勢(shì)屬。

研究區(qū)域只有一個(gè)優(yōu)勢(shì)科，為鼓藻科，共有12個(gè)屬154個(gè)種，分別占總屬數(shù)的66.67%和總種數(shù)的81.48%，同時(shí)，研究區(qū)域內(nèi)單種科、寡種科較多，共4科，占研究區(qū)域鼓藻類植物總科數(shù)的三分之二，表明研究區(qū)內(nèi)鼓藻類植物較集中，優(yōu)勢(shì)科現(xiàn)象較明顯。

3.1.2 屬的組成研究區(qū)域共有3個(gè)優(yōu)勢(shì)屬，分別是鼓藻屬(CosmariumCorda ex Ralfs)、角星鼓藻屬(StaurastrumRalfs)、新月藻屬(ClosteriumNitzsch)，占總屬數(shù)的16.67%，共有鼓藻類植物137種，占總種數(shù)的72.49%(表2)。其中鼓藻科的鼓藻屬和新月藻屬2屬共116種，占總數(shù)的61.38%。研究區(qū)域內(nèi)單種屬、寡種屬[裂頂鼓藻屬TetmemorusRalfs、瘤接鼓藻屬SphaerozosmaRalfs、梭形鼓藻屬Netrium(N?geli) Itzigson & Rothe、圓絲鼓藻屬HyalothecaRalfs、柱胞鼓藻屬CylindrocystisMeneghini、轉(zhuǎn)板藻屬M(fèi)ougeotiaAgardh]比較豐富，占研究區(qū)域內(nèi)鼓藻類植物總屬數(shù)的66.70%，但是所含種類數(shù)量?jī)H占總種數(shù)的3.17%。這在一定程度上反映出研究區(qū)域鼓藻類植物集中在少數(shù)屬中，優(yōu)勢(shì)屬現(xiàn)象較明顯。

表2 研究區(qū)域鼓藻類植物的優(yōu)勢(shì)屬

3.2 研究區(qū)域鼓藻類植物的空間分布

研究區(qū)域內(nèi)的鼓藻類植物種數(shù)及其組成在地區(qū)分布上有很大的差異(圖2)。阿勒泰地區(qū)鼓藻類植物屬數(shù)和種數(shù)明顯多于其他兩個(gè)地區(qū)，并且從阿勒泰地區(qū)到烏魯木齊周邊再到伊犁地區(qū)鼓藻類物種數(shù)逐漸減少。阿勒泰地區(qū)共17屬124種，以鼓藻屬占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，占該地區(qū)鼓藻類植物總數(shù)的38.71%，其次是角星鼓藻屬和新月藻屬，各占12.90%。烏魯木齊及周邊地區(qū)共8屬69種，同樣以鼓藻屬占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其次是新月藻屬，占17.39%。伊犁地區(qū)共7屬12種，也是鼓藻屬最多，占三分之一；其次是新月藻屬，僅占四分之一。各地區(qū)中，鼓藻屬占比最高的是烏魯木齊及周邊地區(qū)(71.01%)，最低的是伊犁地區(qū)(33.33%)。

S1.柱胞鼓藻屬；S2.轉(zhuǎn)板藻屬；S3.柱形鼓藻屬；S4.圓絲鼓藻屬；S5.新月藻屬；S6.微星鼓藻屬；S7.梭形鼓藻屬；S8.瘤接鼓藻屬；S9.裂頂鼓藻屬；S10.寬帶鼓藻屬；S11.角星鼓藻屬；S12.角絲鼓藻屬；S13.鼓藻屬；S14輻射鼓藻屬；S15.多棘鼓藻屬；S16頂接鼓藻屬；S17.棒形鼓藻屬；S18.凹頂鼓藻屬圖2 研究區(qū)域內(nèi)鼓藻類植物屬組成的空間分布S1. Cylindrocystis Meneghini; S2. Mougeotia Agardh; S3. Penium Brébisson; S4. Hyalotheca Ralfs; S5. Closterium Nitzsch; S6. Micrasterias Agardh ex Ralfs; S7. Netrium (N?geli) Itzigson & Rothe; S8. Sphaerozosma Ralfs; S9. Tetmemorus Ralfs; S10. Pleurotaenium N?geli; S11. Staurastrum Ralfs; S12. Desmidium Ralfs; S13. Cosmarium Corda ex Ralfs; S14. Actinotaenium Teiling; S15. Xanthidium Ralfs; S16. Spondylosium Kützing; S17. Gonatozygon De Bary; S18. Euastrum Ehrenberg ex RalfsFig.2 Spatial distribution of Desmids species and composition in the study area

研究區(qū)域的鼓藻類植物具有較明顯的地理分布局限性，在189個(gè)分類單位中，僅有16種鼓藻類植物在阿勒泰地區(qū)和烏魯木齊及周邊地區(qū)均有發(fā)現(xiàn)，分布比較廣泛：新月藻屬的銳新月藻[Closteriumacerosum(Schrank) Ehrenberg]、庫(kù)津新月藻(ClosteriumkützingiiBrébisson)、萊布新月藻(ClosteriumleibleiniiKützing)、披針新月藻(ClosteriumlanceolatumKützing)、小新月藻(ClosteriumvenusKützing)、極銳新月藻(ClosteriumperacerosumGay)，寬帶鼓藻屬的寬帶鼓藻[Platrotaeniumtrabecula(Ehrenberg) N?geli]，鼓藻屬的扁鼓藻[Cosmariumdepressum(N?geli) Lundell]、具角鼓藻(CosmariumangulosumBrébisson)、光滑鼓藻(CosmariumleaveRabenhorst)、雙眼鼓藻(CosmariumbioculatumBrébisson)、葡萄鼓藻(CosmariumbotrytisRalfs)、梅尼鼓藻(CosmariummeneghiniiBrébisson)、鈍鼓藻(CosmariumobtusatumSchmidle)、申扎鼓藻(CosmariumxianzaenseWei)，柱形鼓藻屬的珍珠柱形鼓藻[Peniummargaritaceum(Ehrenberg)Brébissonex ex Ralfs]；其余108種和53種都各為阿勒泰地區(qū)和烏魯木齊及周邊地區(qū)所獨(dú)有。同時(shí)研究區(qū)域發(fā)現(xiàn)的10個(gè)中國(guó)鼓藻類植物新記錄[33-34]均在阿勒泰地區(qū)的喀納斯國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)和兩河源國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)發(fā)現(xiàn)，并且在阿勒泰地區(qū)發(fā)現(xiàn)新疆新記錄[12-19]20余種，這說(shuō)明阿勒泰地區(qū)濕地的生態(tài)環(huán)境適宜鼓藻類植物的生長(zhǎng)，鼓藻類植物的物種多樣性較高。伊犁地區(qū)發(fā)現(xiàn)了托馬森微星鼓藻顯著變種(Micrasteriasthomasianavar.notata)、葡萄鼓藻膨大變種(Cosmariumbotrytisvar．tumidum)、盾狀鼓藻(Cosmariumscutellum)等11種中國(guó)廣泛分布的鼓藻類植物，1種僅在中國(guó)分布的鼓藻類植物：西博角星鼓藻紋飾變種高出變型(Staurastrumsebaldivar.ornatumf.spiniferumWei),且這12種鼓藻類植物在阿勒泰地區(qū)和烏魯木齊及周邊地區(qū)均未見(jiàn)有出現(xiàn)，該地區(qū)鼓藻類種類稀少，且采集藻類樣品集中在7月份，所以需要進(jìn)一步采樣調(diào)查[35]。

3.3 研究區(qū)域鼓藻類植物的物種多樣性

從表3可知，3個(gè)地區(qū)科間多樣性指數(shù)(DF)為阿勒泰地區(qū)>伊犁地區(qū)>烏魯木齊及周邊地區(qū)，屬間多樣性指數(shù)(DG)也為阿勒泰地區(qū)>伊犁地區(qū)>烏魯木齊及周邊地區(qū)，標(biāo)準(zhǔn)化DG-F值為阿勒泰地區(qū)>烏魯木齊及周邊地區(qū)>伊犁地區(qū)。其中，DF、DG及DG-F值均以阿勒泰地區(qū)最高；伊犁地區(qū)的DF、DG值排在第2位，烏魯木齊及周邊地區(qū)最小，但烏魯木齊及周邊地區(qū)的DG-F值高于伊犁地區(qū)。

表3 三個(gè)區(qū)域鼓藻類植物科、屬多樣性的比較

3.4 研究區(qū)域鼓藻類植物地理分布

由圖3和圖4可以看出，研究區(qū)域鼓藻類植物物種數(shù)和經(jīng)緯度之間具有顯著的非線性關(guān)系，緯度和經(jīng)度之間均為對(duì)數(shù)函數(shù)關(guān)系。隨著緯度的增加，物種數(shù)呈先降低后增加趨勢(shì)(P<0.05，圖3)；隨著經(jīng)度的增加，物種數(shù)呈先微弱上升后趨于平穩(wěn)的趨勢(shì)(P<0.05，圖4)，緯向的趨勢(shì)相較于經(jīng)向更明顯。

圖3 研究區(qū)域鼓藻類植物物種數(shù)與緯度的關(guān)系Fig.3 The relationship between latitude and species number of Desmids in the study area

圖4 研究區(qū)域鼓藻類植物物種數(shù)與經(jīng)度的關(guān)系Fig.4 The relationship between longitude and species number of Desmids in the study area

因此，在研究區(qū)域內(nèi)越往北的地區(qū)分布的鼓藻類植物越多；越往東的地區(qū)分布的鼓藻類植物越多。

3.5 鼓藻類植物物種數(shù)與環(huán)境指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系

鼓藻類植物物種數(shù)與環(huán)境指標(biāo)的Pearson相關(guān)性分析結(jié)果表明(表4)，烏魯木齊及周邊地區(qū)的鼓藻類植物物種數(shù)與大氣溫度、緯度正相關(guān)，與海拔、水溫、pH、電導(dǎo)率、經(jīng)度負(fù)相關(guān)，其中與大氣溫度、電導(dǎo)率、經(jīng)度表現(xiàn)出極顯著相關(guān)性；阿勒泰地區(qū)的鼓藻類植物物種數(shù)與海拔的相關(guān)性和烏魯木齊及周邊地區(qū)相反、為正相關(guān)，與其他的環(huán)境指標(biāo)相關(guān)性兩地區(qū)相同，其中與大氣溫度表現(xiàn)出極顯著相關(guān)性；伊犁地區(qū)的鼓藻類植物物種數(shù)與海拔、水溫的相關(guān)性和烏魯木齊及周邊地區(qū)相同、為負(fù)相關(guān)，與其余環(huán)境指標(biāo)的相關(guān)性和其他兩個(gè)地區(qū)相反，同時(shí)與環(huán)境指標(biāo)都沒(méi)有表示出顯著相關(guān)。

表4 研究區(qū)域鼓藻類植物物種數(shù)與環(huán)境因子的Pearson相關(guān)性

3.6 鼓藻類植物組成與環(huán)境因子的相關(guān)性

對(duì)研究地區(qū)鼓藻類植物組成與環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行DCA分析[36]。結(jié)果顯示，2個(gè)排序軸的梯度長(zhǎng)度最大值為1.610，小于3.0，因此確定選用RDA分析研究區(qū)域鼓藻類植物組成與環(huán)境指標(biāo)的關(guān)系。RDA分析顯示，研究區(qū)域內(nèi)鼓藻類植物組成與pH和大氣溫度顯著相關(guān)(P<0.05，表5，圖5)。排序軸1和軸2對(duì)鼓藻類植物組成與環(huán)境指標(biāo)的變異累計(jì)達(dá)到了88.39%，說(shuō)明兩軸能很好地解釋鼓藻類植物組成與環(huán)境指標(biāo)的關(guān)系。pH和大氣溫度與排序軸1和軸2均呈正相關(guān)，且pH與第一排序軸的正相關(guān)性最高，從RDA排序圖可以看出(圖5)，多棘鼓藻屬、角絲鼓藻屬和寬帶鼓藻屬與電導(dǎo)率、大氣溫度和水溫極顯著正相關(guān)，與緯度極顯著負(fù)相關(guān)；角星鼓藻屬和微星鼓藻屬與電導(dǎo)率、大氣溫度、經(jīng)度、水溫和pH顯著正相關(guān)，與緯度顯著負(fù)相關(guān)，其中，角星鼓藻屬與水溫極顯著正相關(guān)；輻射鼓藻屬與緯度極顯著正相關(guān)，與電導(dǎo)率極顯著負(fù)相關(guān)；鼓藻屬與pH、經(jīng)度、海拔極顯著負(fù)相關(guān)，與緯度顯著正相關(guān)；新月藻屬與大氣溫度、經(jīng)度、水溫極顯著負(fù)相關(guān)，與緯度極顯著正相關(guān)；柱形鼓藻屬與電導(dǎo)率、大氣溫度、水溫、經(jīng)度、pH極顯著負(fù)相關(guān)，與緯度極顯著正相關(guān)；其余鼓藻類植物都與海拔和經(jīng)度密切正相關(guān)。

表5 鼓藻類植物組成與環(huán)境因子關(guān)系的RDA分析結(jié)果

S1.凹頂鼓藻屬；S2.棒形鼓藻屬；S3.頂接鼓藻屬；S4.多棘鼓藻屬；S5.輻射鼓藻屬；S6.鼓藻屬；S7.角絲鼓藻屬；S8.角星鼓藻屬；S9.寬帶鼓藻屬；S10.裂頂鼓藻屬；S11.瘤接鼓藻屬；S12.梭形鼓藻屬；S13.微星鼓藻屬；S14.新月藻屬；S15.圓絲鼓藻屬；S16.柱胞鼓藻屬；S17.柱形鼓藻屬；S18.轉(zhuǎn)板藻屬圖5 鼓藻類植物組成與環(huán)境因子的RDA排序S1. Euastrum Ehrenberg ex Ralfs; S2. Gonatozygon De Bary; S3. Spondylosium Kützing; S4. Xanthidium Ralfs; S5. Actinotaenium Teiling; S6. Cosmarium Corda ex Ralfs; S7. Desmidium Ralfs; S8. Staurastrum Ralfs; S9. Pleurotaenium N?geli; S10. Tetmemorus Ralfs; S11. Sphaerozosma Ralfs; S12. Netrium (N?geli) Itzigson & Rothe; S13. Micrasterias Agardh ex Ralfs; S14. Closterium Nitzsch; S15. Hyalotheca Ralfs; S16. Cylindrocystis Meneghini; S17. Penium Brébisson; S18. Mougeotia AgardhFig.5 RDA diagram of the composition and environmental indicators of Desmids

4 討 論

4.1 新疆北部地區(qū)濕地鼓藻類植物組成差異

新疆北部地區(qū)氣候類型豐富，濕地資源豐富，為藻類植物的生長(zhǎng)提供了復(fù)雜的小環(huán)境，共記錄鼓藻類植物189種，隸屬于1門2目6科18屬，鼓藻類植物種數(shù)從高到低依次為鼓藻科、新月藻科、柱形鼓藻科、棒形鼓藻科、中帶鼓藻科、雙星藻科。研究區(qū)域1個(gè)優(yōu)勢(shì)科所含種數(shù)154種，占總種數(shù)的81.48%，優(yōu)勢(shì)非常明顯，構(gòu)成了新疆北部地區(qū)濕地鼓藻類植物區(qū)系的主體，這與賽比熱尼沙木·莫爾扎提等[37]的調(diào)查結(jié)果相近；3個(gè)優(yōu)勢(shì)屬所含鼓藻類植物137種，占總種數(shù)的72.49%，同時(shí)，單種屬、寡種屬占總屬數(shù)的66.67%，但是所含種類，數(shù)量?jī)H占總種數(shù)的3.17%，優(yōu)勢(shì)也非常明顯，構(gòu)成了新疆北部地區(qū)濕地鼓藻類屬組成的主要部分，同時(shí)也說(shuō)明新疆北部地區(qū)濕地總體的鼓藻類植物結(jié)構(gòu)及水體環(huán)境處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。這與貴州省巖下大鯢自然保護(hù)區(qū)[38]，昭通省耕公園水體[39]，甘肅省蘇干湖[40]，寧夏沙湖[41]，雅魯藏布江流域[42]等水體調(diào)查結(jié)果相似，表明該研究區(qū)域鼓藻類植物分布具有一般鼓藻類植物分布的普遍特性。

阿勒泰地區(qū)、烏魯木齊及周邊地區(qū)、伊犁地區(qū)3個(gè)區(qū)域的地理位置相近，但氣候及環(huán)境不相似?？崎g多樣性指數(shù)(DF)、屬間多樣性指數(shù)(DG)均以阿勒泰地區(qū)最高，烏魯木齊及周邊地區(qū)多樣性指數(shù)最低。標(biāo)準(zhǔn)化DG-F值阿勒泰地區(qū)最高，伊犁地區(qū)最低。分析其原因可能是烏魯木齊及周邊地區(qū)內(nèi)單種科、單種屬的鼓藻類植物較多，得出其DF值、DG值低于伊犁地區(qū)。

本研究表明，阿勒泰地區(qū)鼓藻類植物多樣性在3個(gè)地區(qū)內(nèi)最高，這與呂海英等[43]調(diào)查阿勒泰沼澤濕地鼓藻科的結(jié)果相似。該地區(qū)大氣溫度高于水溫，且水體pH偏酸性，符合鼓藻類植物生長(zhǎng)所需要的小環(huán)境，鼓藻屬、新月藻屬、角星鼓藻屬數(shù)量多出現(xiàn)頻數(shù)多的主要種及優(yōu)勢(shì)種的種類少，多樣性高，反映出阿勒泰地區(qū)鼓藻類植物生長(zhǎng)的環(huán)境質(zhì)量較好[5]；烏魯木齊及周邊地區(qū)水體pH略微偏酸，水體溫度和大氣溫度相近，共有鼓藻類植物69種，這比艾克拜爾·依米提等[11]初步研究烏魯木齊及周邊地區(qū)鼓藻類植物的結(jié)果增長(zhǎng)了53種，說(shuō)明烏魯木齊及周邊地區(qū)受人為干擾因素較少，水體寡營(yíng)養(yǎng)化程度較高，比較適宜鼓藻類植物的生長(zhǎng)繁殖；本研究尚未探究出伊犁地區(qū)鼓藻類植物的多樣性及其與環(huán)境因子的關(guān)系，因?yàn)楣脑孱愔参锷L(zhǎng)、分布受環(huán)境條件的影響，且和采樣調(diào)查時(shí)間有關(guān)，因此該地區(qū)的藻類植物待我們進(jìn)一步調(diào)查研究。

4.2 新疆北部地區(qū)濕地鼓藻類植物多樣性及環(huán)境因素的相關(guān)性

RDA排序軸綜合信息既反映了種類組成上的相似性，又間接反映了環(huán)境因子組成的相似性；同時(shí)能夠解釋植物物種的分布與環(huán)境因子之間的關(guān)系，篩選出主要的環(huán)境因子[44]。本研究RDA排序表明：影響研究區(qū)域濕地鼓藻類植物多樣性和組成的主要環(huán)境因子是pH和大氣溫度。

海拔與物種分布存在一定相關(guān)性。肖妮娜等[45]指出，海拔高度決定了一個(gè)地區(qū)的光照強(qiáng)度和水溫等環(huán)境因子的變化，海拔越高，藻類物種數(shù)、多樣性指數(shù)越低。本研究結(jié)果表明，縱向梯度下研究區(qū)域鼓藻類植物物種數(shù)及多樣性指數(shù)(DF、DG值)均呈下降趨勢(shì)，即阿勒泰地區(qū)>烏魯木齊及周邊地區(qū)>伊犁地區(qū)，這與馬寶珊等[46]研究雅礱江著生藻類時(shí)的結(jié)果相反。此外，本研究中部分鼓藻類植物種類與海拔呈正相關(guān)，由于海拔提升，水溫降低，喜低溫的鼓藻屬成為優(yōu)勢(shì)屬，因此阿勒泰地區(qū)主要以喜低溫鼓藻屬為主。阿勒泰地區(qū)的鼓藻類植物物種數(shù)明顯多于烏魯木齊及周邊地區(qū)和伊犁地區(qū)，分析其原因是與地理位置存在不同程度的相關(guān)性，緯向因素大于經(jīng)向因素，物種數(shù)與緯度呈正相關(guān)?；诰暥忍荻鹊难芯抗脑孱愔参锶郝涞淖兓?，主要反映出藻類植物對(duì)溫度和海拔的響應(yīng)機(jī)制[47]。

氣溫過(guò)高或過(guò)低會(huì)對(duì)鼓藻類植物的生長(zhǎng)有影響，因?yàn)闅鉁厥怯绊懰疁氐闹饕蜃覽48]。已有研究表明，藻類最適生長(zhǎng)水溫也依種類不同而有所差異，例如，綠藻喜高溫[49]。水溫影響著生藻類細(xì)胞代謝、酶活性及繁殖生長(zhǎng)等生物特性。在適度范圍內(nèi)，水溫上升有利于藻類的生長(zhǎng)繁殖[50]，水體溫度也影響著水體溶解氧的飽和度，而溶解氧的含量影響著藻細(xì)胞的酶活性從而影響代謝速率[51]。本研究Person相關(guān)分析和RDA分析表明，大氣溫度是影響鼓藻類植物物種多樣性和組成的主要因素之一。RDA分析可知角星鼓藻屬、微星鼓藻屬分布在第2象限，與水溫呈顯著正相關(guān)，表明這兩屬鼓藻類植物適宜在較高溫度下生存。與此相反，RDA分析顯示輻射鼓藻屬、鼓藻屬、新月藻屬、柱形鼓藻屬與水溫呈顯著負(fù)相關(guān)，表明其更易在低溫環(huán)境下生長(zhǎng)。

pH對(duì)于浮游植物種類組成以及分布有著重要影響，不同藻類有一定的pH適應(yīng)范圍，不同pH水體之間固碳能力有很大差別。在藻類生長(zhǎng)旺盛的水體中，藻類光合作用消耗大量水體中的CO2，導(dǎo)致溶解性無(wú)機(jī)碳含量減少，是導(dǎo)致水體pH變化的主要原因[52]。本研究數(shù)據(jù)顯示，研究地區(qū)最低pH為5.8，最高pH為8.7，平均pH為7.8，RDA分析顯示，角星鼓藻屬、微星鼓藻屬與pH呈極顯著正相關(guān)，分析原因可能在于采集點(diǎn)水體中有著豐富的碳源，而水體中屬于角星鼓藻屬、微星鼓藻屬的藻類大量吸收CO2使水體pH變化到適宜該類藻類生存的范圍，且采集時(shí)間在6-8月，夏季藻類光合作用較強(qiáng)；輻射鼓藻屬、鼓藻屬、新月藻屬、柱形鼓藻屬顯著呈負(fù)相關(guān)，其原因可能是這3個(gè)采樣點(diǎn)的水體pH對(duì)輻射鼓藻屬、鼓藻屬、新月藻屬、柱形鼓藻屬的影響能力弱，藻類生存的水體環(huán)境不足以使這3類藻類在分布上有差別。