引江济太对太湖水源地藻类影响初探

2013-03-01宇蔡晓钰殷卫国

治淮 2013年12期

关键词：绿藻均匀度藻类

姜宇蔡晓钰殷卫国

（1.江苏省水文资源勘测局苏州分局苏州 215000 2.中水淮河规划设计研究有限公司蚌埠 233001）

引江济太对太湖水源地藻类影响初探

姜宇1蔡晓钰1殷卫国2

（1.江苏省水文资源勘测局苏州分局苏州 215000 2.中水淮河规划设计研究有限公司蚌埠 233001）

湖泊富营养化的根本原因是大量氮、磷营养物质输入到水体中，促进藻类的异常增殖，藻类的大量存在又导致水质恶化。本文通过对太湖贡湖水体调查和研究，以期引发引江济太对太湖水源地藻类影响的探讨。

引江济太贡湖藻类影响分析

水生生物调查是湖泊富营养化调查中的一项重要内容。浮游植物、浮游动物、着生生物、底栖动物、水生维管束植物、细菌及鱼类是湖泊食物链及生物生产中的重要环节。水生生物的种群组成、种群数量变动、生物量及群落结构与功能的变化是反映湖泊富营养化程度的重要指标。

藻类含有叶绿素，能利用光能进行光合作用，把无机物转变为有机物供其他消费性生物利用，所以它们在水生生态系统中具有重要地位。湖泊富营养化的根本原因是大量氮、磷营养物质输入到水体中，促进藻类的异常增殖，藻类的大量存在又导致水质恶化。因此，在水体富营养化研究中，对藻类的调查一直占有相当重要的地位。

由于贡湖是引江济太的直接受水区域，本次调查选择太湖贡湖白洋湾水厂取水口作为分析研究对象。

1 太湖贡湖水体藻类种群构成

2007～2012年，太湖贡湖白洋湾水厂取水口共检出藻类8门101属196种（包括变种）。各门藻类种属数依次为绿藻门45属92种，硅藻门21属42种，蓝藻门16属29种，裸藻门7属19种，隐藻门2属3种，黄藻门2属2种，甲藻门2属3种，金藻门6属6种。绿藻（46.9%）是太湖贡湖水体藻类的优势种群，所占比例最高，其次为硅藻（21.4%）和蓝藻（14.8%），三门藻类种数相加占藻类总种数的83.1%，可见三者的优势非常明显，绿藻为绝对优势种。在所有水样中出现频率较高的有以下几种：小球藻、集球藻、蛋白核小球藻、卷曲鱼腥藻、铜绿微囊藻、尖尾蓝隐藻等。

2 引江济太调水对太湖藻类密度及优势度的影响分析

2.1 藻密度年际变化情况

根据监测，2007～2012年太湖白洋湾水厂取水口总藻类密度分别为1050、988、996、745、766、718（万个Cell/L)，藻类密度呈小幅下降趋势，虽然2009年较2008年和2011年较2010年有小幅抬升，但总体呈较明显的下降趋势，2012年藻类密度较2007年下降了31.6%。

2.2 藻类优势种群构成及变化

太湖水体藻类种类丰富，2007～2012年，绿藻从种类上和密度上都占有优势。从细胞密度来看，优势相对明显的种类主要有绿藻门的小球藻、集球藻、蛋白核小球藻、池生微孢藻，蓝藻门的惠氏微囊藻、湖泊伪鱼腥藻、点状平裂藻、微小平裂藻，硅藻门扭曲小环藻、近缘针杆藻、尖针杆藻、具星小环藻，隐藻门的尖尾蓝隐藻、啮蚀隐藻。其中，有的种类较为常见，在多数月份均保持优势，表现为细胞密度相对较高；有的种类仅在个别时期保持优势，表现为该时期细胞密度相对较高。根据Berger-Parker优势度指数（d）对太湖藻类的生态学特征进行分析评价，上述指数的计算公式如下：

式中：Ni为站位中第i种的细胞密度；N为站位中藻类总细胞密度。

太湖白洋湾水厂取水口优势藻种的密度的变化情况见图1。

图1 白洋湾水厂取水口藻类密度变化趋势图

从图1中可以看出，2007～2012年，太湖贡湖水体中绿藻、硅藻、蓝藻这3种藻类细胞密度呈较明显的下降趋势，裸藻、隐藻、黄藻、甲藻、金藻的细胞密度变化不大。

2.3 引江济太调水对太湖贡湖水体藻类多样性和均匀度的影响

多样性指数是用简单的数值表示群落内种类多样性的程度，用来判断群落或生态系统的稳定性指标，也是衡量一定区域生物资源丰富程度的一个客观指标，用于评价群落中种类组成的稳定程度及其数量分布均匀程度和群落组织结构特征，并常作为描述群落演替方向、速度和稳定程度的指标。在清洁或良好环境中，生物种类多样，数量较少；在环境恶化或污染条件下，敏感种类消失，耐污种类发展，种类单纯，但数量可能很大。群落的均匀度也是反映群落结构特征的一个重要指标，均匀度是实际多样性指数与理论上最大多样性指数的比值，是一个相对值，其数值范围在0～1，用它来评价藻类的多样性更为直观、清晰，能够反映出各群落个体数目分配的均匀程度。一般而言，较为稳定的群落具有较高的多样性和均匀度。常见的多样性指数有Hurlbert、Margalef、Shannon-Wiener、Simpson等指数，其中，应用较普遍的有Shannon-Wiener和Margalef指数。

根据藻类的香农-威纳（H'，Shannon-Wiener index）多样性指数、Pielou均匀度指数（J，Pielou）对太湖藻类的生态学特征进行分析评价，上述指数的计算公式如下：

式中：H'为多样性指数；Ni为站位中第i种的个数；N为站位中藻类总个数；S为站位中藻类总种数。

藻类作为水环境中的初级生产者，其多样性变化可以作为反映水环境状况的重要指标。种类越多或各种类的个体数量分布越均匀，多样性指数越高，说明其群落组成的重复性小，群落的稳定性大，水环境状况良好。根据藻类多样性指数的大小将水环境状况分为4级：0～1.0为重度污染，1.0～2.0为中度污染，2.0～3.0为轻度污染，3.0～4.5为微污染。群落均匀度也是反映群落结构特征的一个重要指标，指数值在0～0.3之间为重度污染，0.3～0.5之间为中度污染，0.5～0.8之间为轻度污染。从2007～2012年太湖贡湖藻类多样性分析结果来看，太湖贡湖藻类多样性指数变化范围为2.30～2.50，平均值为2.37，水环境状况为轻度污染。藻类均匀度指数在0.77～0.83之间，平均值为0.79，水体为轻度污染。太湖贡湖藻类多样性和均匀度较好，表明群落种类组成的稳定程度及其数量分布均匀程度较高。

2007～2012年太湖贡湖藻类香农多样性指数变化范围为2.30～2.50，平均值为2.37，2007、2008、2009年最低，2012年最高。均匀度指数变化范围为0.77～0.83，平均值为0.79，2007、2008、2009年最低，2012年最高；其变化趋势与多样性指数非常一致。太湖贡湖水体在引江济太调水后，水体的藻类多样性和均匀度指数均呈现上升趋势。