高校校园景观水体浮游植物调查与水质评价

魏燕芳，王 琼，池丽云

(1.华侨大学化工学院环境科学与工程系，福建厦门361021;2.华侨大学环境与资源技术研究所，福建厦门361021)

浮游植物 (plankton)主要是藻类，它们以单细胞、群体或丝状体的形式出现。它们是水域生态系统的重要组成成分，是水生态系统的初级生产者［1］，也是整个水生态系统物质循环和能量流动的基础，对水体营养状态变化能迅速做出响应，所以其组成和多样性的变化将直接影响到生态系统的结构与功能。由于浮游植物群落结构与其生长水域水质状况密切相关，在不同营养状态的水体中分布着不同群落结构的浮游植物，所以浮游植物的群落结构能够综合、真实地反应出水体的生态条件和营养状况［2～4］。为此，本论文对水体的浮游藻类和理化指标进行调查与分析，掌握水体水质的基本情况，为高校景观水环境建设提供参考和依据。

1 采样与测定方法

1.1 采样点的布设

采样水体位于福建省厦门市集美区华侨大学的教学楼前，集美大道北侧。地理坐标为24°36'07″～24°36'26″N，118°04'30″～118°04'59″E。根据采样点应具有代表性的要求，共设置7个采样点位，具体位置见图1。

1.2 浮游植物采样与分析

浮游植物样品用3L有机玻璃瓶采水器于表层(水面下0.5m)处采集后，取1L于塑料瓶中，用1.5%的鲁哥氏碘液固定，沉淀48h，浓缩为30ml保存。显微镜检计数时充分摇匀，吸取0.05ml滴入计数框内计数、分析、鉴定［5～8］。

1.3 环境因子测定

在采集浮游植物样品的同时，同步采集水化学样品。温度 (T)和水体透明度均为现场测定，分别采用自带的温度计和赛奇氏盘测定。酸碱度(pH)、溶解氧 (DO)用多功能水质分析仪YSI－6600测定，叶绿素a(Chlorophyll－a)、总氮、总磷、化学需氧量 (COD)等参照《水和废水监测分析方法》(国家环境保护总局，2002)测定［9～11］。

1.4 藻类多样性指数、均匀度和优势度的计算

对固定的浮游植物进行分类鉴定后，把每个采样点采集到的浮游植物按不同种类准确统计个体数，并计算出每一种类的密度。运用生态学中常用的香农－威纳多样性指数 (Shannon－Wiener H')、均匀度 (J')和优势度 (Y)描述群落内种类多样性，公式分别为［12～15］:

式中，Pi=样品中第i种的个体比例，如样品总个体数为N(total individuals)，第i种个体数为Ni，则 Pi=Ni/N。

式中，S为样本浮游植物种类数，H'为Shannon－Wiener多样性指数。

Margalef多样性指数 (d):

式中，N为样本浮游植物的总个数，S为样本中浮游植物种类数。

式中，Ni为第i种的个体数，N为样品中所有种类的总个体数，fi为第 i种的出现频率，Y＞0.02为优势种。

2 结果与分析

2.1 水体的环境因子

表1 水质指标测定结果

根据监测结果，参照我国《地表水环境质量标准》［16］，评价该水体为劣V类。其中总氮、总磷超标最多，尤其是总磷，最大超标率达到95倍。体现水体藻类生物量的Chl－a浓度也大大超过标准。说明该水体污染主要是因为氮磷污染引起的富营养化型。

2.2 水体的浮游植物群落结构

2.2.1 浮游植物的种类组成及群落的结构特征

2012年秋季，对水体采样分析，共鉴定出浮游植物26属:其中绿藻门6属，占总数46.48%;硅藻门6属，占总数19.85%;蓝藻门7属，占总数21.06%;甲藻门3属，占3.73%;裸藻门2属，占1.57%;隐藻门和金藻门各1属，分别占4.36%、2.95%。

表2 水体浮游植物种类组成

从各采样点浮游植物组成来看，蓝藻、硅藻和绿藻的种类最多，其次是隐藻、金藻、甲藻、裸藻等，其中有的藻类只在部分点检测到。1#采样点的浮游植物种类相对最多，为22种;6#相对最少，为4种。其余各站点分别为:2#15种，3#18种，4#15种，7#15种，见表3。

表3 水体浮游植物分布

2.2.2 浮游植物的密度和频度

从调查结果 (表4)看，浮游植物平均个体数达1075.78×104个/L，其中6#点的平均个体数最少。

频度指含某一藻类类群的采样点占总采样点的百分比。从调查结果 (表5)看，蓝藻门、绿藻门、裸藻门的频度最大，均为100%。隐藻、金藻、甲藻门的频度最低，均为57.143%。

表4 水体各站点浮游植物密度 (104个/L)

表5 水体浮游植物类群分布的频度 (%)

2.2.3 优势度

如表6所示，水体浮游植物优势属以蓝藻门、硅藻门、绿藻门为主，均为3属，隐藻门1属。优势属包括:色球藻属 (Chroococcus)、微囊藻属 (Microcystis)、平裂藻属 (Merismopedia)、蓝隐藻属 (Chroomonas)、小环藻属 (Cyclotella)、针杆藻属 (Synedra)、窗纹藻属 (Epithemia)、扁藻属 (Platytymonas)、栅藻属 (Scenedesmus)、鼓藻属 (Cosmarium)。色球藻属 (Chroococcus)、微囊藻属 (Microcystis)出现的频率最高，均为1。优势度最高的是色球藻属，为0.2365;其次是微囊藻属，为0.1302。

表6 水体浮游植物优势度

2.3 生物多样性指数及水质生物学评价

2.3.1 生物多样性指数

水体各站点浮游植物多样性指数 (H'、d)、均匀度指数 (J')计算结果如表7所示。Shannon－Wiener多样性指数 (H')为1.46～2.34，其中:1#站点的多样性指数值在2以下，其余各站点指数值均 ＞2;Margalef多样性指数 (d)为1.34～2.18，其中:5#站点的多样性指数＞2，其余各站点指数均＜2;Pielous均匀度 (J')指数为0.70～0.89。

表7 水体浮游植物多样性指数和均匀度指数

2.3.2 水质生物学评价

使用Shannon－Wiener多样性指数值 (H')评价结果显示，水体全部为中污染 (其中1＞H'＞0为重污染，1＞H'＞3为中污染，H'＞3为轻污染或无污染)。经计算后采用Pielous均匀度指数 (J')评价，结果显示:水体整体上为轻污染或无污染水质 (其中0.3＞J'＞0为重污染，0.5＞J'＞0.3为中污染，0.8＞J'＞0.5为轻污染或无污染)。经计算后采用Margalef多样性指数值 (d)评价，结果显示:水体整体上都为重污染 (其中3＞d＞0为重污染，4＞d＞3为中污染，d＞4为轻污染或无污染)［15］。

3 讨论

对华侨大学厦门校区景观水体的理化指标进行测定，根据《地表水环境质量标准》评价，该水体为劣V类水体，其中超标倍数最高的为总磷，其次为总氮。叶绿素a的含量也远远超过了水体发生富营养化 (＞10μg/L)的标准。浮游植物群落调查表明，该景观水包括蓝藻门、绿藻门、甲藻门、隐藻门、金藻门、硅藻门、裸藻门共7门26属;以蓝藻门、硅藻门和绿藻门为主，分别占46.48%、19.85%、21.06%;说明水体属于蓝－绿－硅藻型富营养化水体。浮游植物的丰度范围为(59.2～130.2)×105个/L;水体的优势属为色球藻属 (Chroococcus)、微囊藻属 (Microcystis)、平裂藻属 (Merismopedia)、蓝隐藻属 (Chroomonas)、小环藻属 (Cyclotella)、针杆藻属(Synedra)、窗纹藻属 (Epithemia)、扁藻属(Platytymonas)、栅藻属 (Scenedesmus)、鼓藻属(Cosmarium)。生物学指数计算结果，水体各站点Shannon－Wiener多样性指数 (H')在1.46～2.34变化;Margalef多样性指数 (d)在1.34～2.18变化;Pielous均匀度 (J')在0.70～0.89变化。根据相关的生物学评价标准，评价显示水体的营养化程度较高，所以对校园景观水的治理和保护已刻不容缓。

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