運河流域浮游植物群落結(jié)構(gòu)探討

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1、運河流域浮游植物群落結(jié)構(gòu)探討 運河流域浮游植物群落結(jié)構(gòu)探討 2016/05/08 《淡水漁業(yè)雜志》2016年第二期 摘要: 2011—2012年對漳衛(wèi)南運河流域19個采樣位點的浮游植物群落結(jié)構(gòu)進行調(diào)查研究。結(jié)果顯示:共鑒定出浮游植物395種(變種)，隸屬于8門131屬。其中，綠藻門的種類最多(159種)，硅藻門次之(110種)，再次為裸藻門(56種)和藍藻門(49種)。浮游植物的細胞密度年平均值為2167.2104cells/L，夏季

2、最高為3350104cells/L，秋季最低為1221104cells/L，其中綠藻門最多，為1167104cells/L;浮游植物生物量年平均值為25.96mg/L，夏季最高為54.43mg/L，秋季最少為6.33mg/L，其中綠藻門最多，為11.09mg/L。浮游植物的Shannon多樣性指數(shù)為3.05～3.93，Margalef豐富度指數(shù)為2.14～3.47，Pielou均勻度指數(shù)為0.50～0.62。結(jié)果表明，該流域浮游植物生物多樣性在夏季最高，春季次之。 關(guān)鍵詞: 浮游植物;密度;生物量;漳衛(wèi)南運河流域;生物多樣性 漳衛(wèi)南運河流域是海河

3、流域五大河系之一，流域面積37584km2，河道總長777.5km。其作為海河流域典型河流，曾經(jīng)是河道縱橫、湖泊密布的地方。然而，近些年來由于水資源開發(fā)利用程度的提高和降水減少，其生態(tài)環(huán)境惡化不斷加劇，很多河道全部成為季節(jié)性河流，大量水生物種因此滅絕，水的自然循環(huán)系統(tǒng)遭到破壞，嚴(yán)重影響北京、天津等地區(qū)經(jīng)濟社會的持續(xù)健康發(fā)展。浮游植物作為食物鏈和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，有些可直接用來作為環(huán)境監(jiān)測的指示生物［1］，其密度、生物量、種類組成以及多樣性可更好地反映出水體的營養(yǎng)水平［2-3］。本研究旨在通過對漳衛(wèi)南運河流域浮游植物展開全面調(diào)查，為河流內(nèi)源污染治理以及生態(tài)退化診斷和修復(fù)評價提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

4、 1材料與方法 1.1調(diào)查區(qū)域與樣品采集處理根據(jù)漳衛(wèi)南運河流域地形以及生態(tài)特性，設(shè)置19個采樣位點，分別于2011年夏季(7月)(以下用Ⅰ代替)、2011年秋季(11月)(以下用Ⅱ代替)、2012年春季(4月)(以下用Ⅲ代替)進行采樣。浮游植物的調(diào)查研究方法按照《淡水浮游生物研究方法》［4］進行，浮游植物的鑒定主要依據(jù)《中國淡水藻類》［5］。浮游植物定性水樣用25#浮游生物網(wǎng)在采水點水下“∞”字型拖10min，定量水樣用有機玻璃采水器在采水點上、中、下水層采集混合樣后取1L，用15mL魯哥氏液固定，帶回室內(nèi)沉淀48h，濃縮至50mL保存待檢。浮游植物定量計數(shù)時，要充分

5、搖勻濃縮樣品，用移液器取0.1mL樣品置于浮游植物計數(shù)框內(nèi)，輕輕蓋上蓋玻片(不能有氣泡)，用目鏡視野法在1040倍光學(xué)顯微鏡下進行計數(shù)［6-8］。每瓶標(biāo)本至少計數(shù)兩片，每片計數(shù)50個視野，同一樣品的兩次結(jié)果與平均數(shù)之差不大于15%，即為有效結(jié)果，取其平均值。浮游植物由于個體小，用細胞體積法來估算該種藻類的生物量(109μm3=1mg)。為減少誤差，同一種類的大型與小型個體要分別測量體積和計數(shù)。 1.2多樣性分析浮游植物多樣性指數(shù)采用Shannon-Winner指數(shù):上述各式中，S為樣品中的種類總數(shù)，N為樣品中所有種類的總個體數(shù)，Pi為第i個物種的個體數(shù)與樣品中的總個體數(shù)的比值。

6、 2結(jié)果與分析 2.1浮游植物種類組成經(jīng)鑒定，本次調(diào)查所采集的浮游植物共有8門131屬395種。其中綠藻門有159種，所占百分比最多，為40.3%;硅藻門有110種，所占百分比次之，為27.8%;裸藻門和藍藻門分別有56種和49種，所占百分比分別為14.20%和12.4%;隱藻門、甲藻門、金藻門、黃藻門種類數(shù)很少，分別有3種、5種、9種和4種，所占百分比分別為0.8%、1.3%、2.3%和1.0%。夏季采集浮游植物種類最多，共7門105屬296種，其中藍藻(37種)、硅藻(67種)、綠藻(132種)、裸藻(50種)、甲藻(4種)、隱藻(3種)和黃藻(3種)分別占

7、12.5%、22.6%、44.6%、16.9%，1.4%、1.0%和1.0%;秋季采集浮游植物種類次之，共8門102屬274種，其中藍藻(33種)、硅藻(75種)、綠藻(112種)、裸藻(33種)、金藻(9種)、甲藻(3種)、隱藻(3種)和黃藻(2種)分別占12.0%、27.4%、40.9%、12.0%、3.3%、1.1%、1.1%和0.7%;春季采集浮游植物種類最少，共8門85屬180種，其中藍藻(13種)、硅藻(58種)、綠藻(72種)、裸藻(25種)、金藻(5種)、甲藻(2種)、隱藻(2種)和黃藻(3種)分別占7.2%、32.2%、40%、13.9%、2.8%、1.1%、1.1%和1.7

8、%。 2.2浮游植物細胞數(shù)量的分布特征2011年7月至2012年4月所監(jiān)測區(qū)域浮游植物平均細胞密度為2167104cells/L，綠藻門最多，其密度為1167104cells/L，所占百分比為53.83%;硅藻門其次，密度為509.3104cells/L，所占百分比為23.5%;隱藻門的密度為256.4104cells/L，所占百分比為11.83%;藍藻門的密度為137.6104cells/L，所占百分比為6.35%;裸藻門的密度為41.3104cells/L，所占百分比為1.91%;金藻門的密度為49.5104cells/L，所占百分比為2.28%;甲藻門的密度為5.5104

9、cells/L，所占百分比為0.26%;黃藻門的密度為0.5104cells/L，所占百分比僅為0.02%?？梢钥闯觯募静蓸拥母∮沃参锲骄芏茸畲?，為3350104cells/L;春季采樣的平均密度最小，為1221104cells/L;秋季采樣的平均密度略高，為1924104cells/L。各監(jiān)測位點在水平分布上變化較大，下游河段細胞密度整體高于上游河段。整體上漳衛(wèi)南運河流域以綠藻和硅藻數(shù)量最多，裸藻、甲藻、金藻和黃藻數(shù)量很少，這些河流浮游植物常見種季節(jié)變化明顯，不同河段在相同季節(jié)差異相對不明顯(圖1)。 2.3浮游植物生物量的分布特征漳衛(wèi)南運河流域浮游植物生物量(濕重)的季

10、節(jié)變化如下:浮游植物平均生物量為25.96mg/L，其中夏季平均生物量最大，為54.43mg/L;秋季最小，為6.53mg/L。生物量密度的變化與細胞密度的變化趨勢基本上是一致的。 2.4浮游植物的優(yōu)勢種漳衛(wèi)南運河流域浮游植物的優(yōu)勢種如下，從時空變化來看，綠藻和硅藻的優(yōu)勢明顯，甲藻和黃藻很少出現(xiàn)，在優(yōu)勢種季節(jié)演替方面，各季節(jié)優(yōu)勢種演替明顯。各季節(jié)優(yōu)勢種共21種，其中多數(shù)為綠藻(8種)，其次為硅藻(6種)，小環(huán)藻和小球藻多次出現(xiàn)在各季節(jié)的研究區(qū)域內(nèi)，小環(huán)藻與錐囊藻為貧營養(yǎng)型水體的優(yōu)勢藻類，說明監(jiān)測區(qū)域水環(huán)境多為貧營養(yǎng)狀態(tài)，而個別河段顆粒直鏈藻和四尾柵藻成為優(yōu)勢藻類，說明部分河段出

11、現(xiàn)富營養(yǎng)化(表1)。 2.5浮游植物的多樣性指數(shù)從表2可以看出，漳衛(wèi)南運河流域的Shannon指數(shù)全年為3.05～3.93，研究區(qū)域內(nèi)水體環(huán)境為貧—中營養(yǎng)狀態(tài)。Margalef指數(shù)全年在2.14～3.47，平均值在3.01，漳衛(wèi)南運河流域水體污染程度為中污染型。研究區(qū)域內(nèi)Pielou指數(shù)全年為0.50～0.62，平均值為0.55，各季節(jié)差異不明顯，說明浮游植物群落全年處于成熟和穩(wěn)定的狀態(tài)下。 3討論 從漳衛(wèi)南運河浮游植物種類組成和數(shù)量來看，整個水域中主要以硅藻門和綠藻門為主，隱藻門、甲藻門、金藻門易生活在清潔、流動水體中的藻類比較少見，在岳城水庫

12、、四女寺和辛集閘，隱藻門的尖尾藍隱藻和嚙蝕隱藻以及金藻門的圓筒錐囊藻成為優(yōu)勢種，說明其水體比較清潔。在北方寒冷地區(qū)季節(jié)間溫差大，硅藻能夠適應(yīng)多變的環(huán)境條件，容易成為水體主要種類;夏、秋兩季水溫升高，光照充足，營養(yǎng)鹽豐富，適合綠藻大量繁殖，因此，硅藻和綠藻成為漳衛(wèi)南運河流域浮游植物的主要類群。浮游植物是水生生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者，它對水體營養(yǎng)狀態(tài)的變化能迅速做出響應(yīng)［12］。浮游植物群落結(jié)構(gòu)與水體營養(yǎng)水平存在相關(guān)性［13］。漳衛(wèi)南運河流域春、夏、秋三季浮游植物群落結(jié)構(gòu)組成存在一定差異，由夏季的綠藻———硅藻———藍藻型發(fā)展到秋季的硅藻———綠藻型再到春季的綠藻———硅藻型。一般來說，以金藻和黃藻類

13、為主的水體多屬貧營養(yǎng)型水體，以甲藻、隱藻和硅藻類為主的水體多為中營養(yǎng)型水體，以綠藻和藍藻類為主的水體多為富營養(yǎng)型水體［14］。而漳衛(wèi)南運河浮游植物按照生物量大小排序主要由綠藻、硅藻、隱藻、藍藻和裸藻組成，其群落組成主要為綠藻———硅藻類型，這種群落類型的水體指示水體環(huán)境為貧———中營養(yǎng)狀態(tài)，貧———中營養(yǎng)狀態(tài)的指示種類在漳衛(wèi)南運河流域也有出現(xiàn)，如金藻門的圓筒錐囊藻。但由于河流生態(tài)環(huán)境惡化，大量水生物種滅絕，研究區(qū)域不同點位的浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征顯示，有些水體已經(jīng)有一定程度的富營養(yǎng)化，出現(xiàn)了富營養(yǎng)化的指示種類，例如經(jīng)常分布在富營養(yǎng)化水體的四尾柵藻在研究周期內(nèi)出現(xiàn)頻率較高，因此，應(yīng)采取相應(yīng)的措施改

14、善和保護漳衛(wèi)南運河流域生態(tài)環(huán)境，防治水生態(tài)環(huán)境的惡化。浮游植物的種類組成能反映水體的污染狀態(tài)，特別是一些污染指示種［15-17］。從各采樣點優(yōu)勢種類來看，小環(huán)藻為出現(xiàn)頻率最高的優(yōu)勢種，顆粒直鏈藻也在某些水域成為優(yōu)勢種，而它們都是乙型中污水體的指示種類，可見，漳衛(wèi)南運河流域處于乙型中污水體水平，這與漳衛(wèi)南運河流域浮游值物種類組成、多樣性分析特點是一致的。綜上所述，2011年7月—2012年4月，漳衛(wèi)南運河流域研究區(qū)域內(nèi)的19個采樣點普遍處于貧———中營養(yǎng)狀態(tài)，某些采樣點處于中度污染。通過對漳衛(wèi)南運河流域春夏秋三季浮游植物群落組成及其分布特征的研究表明，漳衛(wèi)南運河流域浮游植物種群的季節(jié)演替受各種生物因素影響。浮游植物群落結(jié)構(gòu)在監(jiān)測漳衛(wèi)南運河流域水環(huán)境變化或富營養(yǎng)化過程中具有一定的指示作用，可為河流內(nèi)源污染治理和生態(tài)退化、診斷和修復(fù)評價提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。