西藏拉萨市林周县虎头山水库春季藻类群落特征及其水体理化因子相关性分析

巴桑 刘伟伟 赵攀登 葛艳飞 强巴塔庆

（西藏大学理学院 西藏拉萨850000）

西藏拉萨市林周县虎头山水库春季藻类群落特征及其水体理化因子相关性分析

巴桑 刘伟伟 赵攀登 葛艳飞 强巴塔庆

（西藏大学理学院 西藏拉萨850000）

为研究西藏拉萨市林周县虎头山水库春季藻类群落结构特征与水体环境因子间的关系，于2015年5月在虎头山水库设置了六个采样点，用活体观察法鉴定藻类物种，并用直接计数法统计藻类的数量。共鉴定出183种藻类，隶属于8门10纲22目30科51属，其中双壳缝目49种，占26.78%，为优势类群；无壳缝目25种，占13.66%，为次优势类群；气球藻目1种，占0.55%，为罕见类群，其余为常见类群。优势种有简单舟形藻（Navicula simplex）、针状蓝纤维藻（Dactylococcopsis acicularis）、尖针杆藻（Synedra acus）、放射舟形藻（Navicula radiosa）、小球藻（Chlorella vulgaris）、颤丝藻（Ulotrix osillarina）。结果表明，该水库藻类物种丰富，群落结构复杂，各采样点的藻类，相似度低，具有局部地域性和小环境的特征。藻类群落结构参数与水体理化因子间的相关性表明，水体理化因子与藻类群落组成无相关性。

藻类；虎头山水库；物种多样性；环境因子

藻类在食物链的物质循环中扮演着非常重要的角色，它是利用简单的无机物质制造食物的自养生物。藻类在物质循环中作为生产者，将太阳能固定下来并将无机物转化成有机物，为物质循环的其他部分提供物质和能量，在生态系统中起主导作用。藻类作为环境指示生物，与其它生物相比具有独特的优势[1]。藻类用于水环境质量的监测始于1908年，Kolkwitz和Marrson[2]研究发现，藻类群落特征动态变化指标可以有效地用于监测、评价和预报水库环境质量变化情况，这是目前国际上公认并直接有效的生物学方法。藻类的数量和种群直接或间接地随水环境的变化而变化[3]，其生物量和种群动态变化还可以反映水的营养等级[4]。

藻类在水体生物链中扮演着极其重要的角色，是水体主要的生产者并维持着水体生物生态系统的能量流动和物质循环[5]。目前，国内外已有湖泊、河流和水库等生境中藻类的研究报道[6-13]，也有一些西藏湖泊、河流和沼泽湿地的研究报道[14-20]，但是有关高原水库藻类的研究尚未见报道。为了较全面地了解虎头山库春季藻类的群落结构特征及水库的水环境现状，评价水环境的变化趋势，本文较系统地研究了该水库春季藻类的物种多样性，结合水体理化指标，初步评价该区域水环境质量。本研究不仅为西藏藻类的研究积累数据，更为相关管理部门保护和合理利用水库资源提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 样区概况

虎头山水库位于拉萨市林周县春堆乡田嗄村（29°54′32.09″N--29°55′35.84″N，91°04′55.55E-91°05′45.55″E），是拉萨河流域最大的人工水库之一，离拉萨市城关区约65km。水库呈南北方向分布，地势由北向南，平均海拔3874.17m，属典型的高原季风气候；年均降水量为491ml，年均气温5℃，早晚温差大，太阳辐射强。夏季雨水集中，年均日照时数3000h，无霜期120天。补给水源主要为地表泉水、降水和冰川融雪水。虎头山水库是西藏自治区重要的黑颈鹤栖息地之一，也是拉萨河谷水面积的重要组成部分和保存较好且利用率较高的高原人工水库之一。该水库区有丰富的动植物资源，生态类型多为草甸沼泽湿地、高山草甸、灌丛、荒漠和农田生态系统等，分布有斑头雁(Anser indicus)、赤麻鸭(Tadorna ferruginea)、翘鼻麻鸭（Tadorna tadorna）、针尾鸭（Anasacuta）、绿翅鸭（Anas crecca）、绿头鸭（Aansplatyrhnchos)、斑嘴鸭(Anas pecilorhyncha)、赤膀鸭(Anas strepera)、凤头潜鸭(Aythya fuligula)、普通秋沙鸭(Mergusmerganser)、黑颈鹤（Grus nigricillis）、蓑羽鹤（Anthropoides virgo）等鸟类及砂生槐（Sophoramoorcroftiana）、金露梅（Potentilla fruticosa）、西藏沙棘（Hippophae thibetana）、藏麻黄（Ephedraceae saxatilis）、苔草（Carex spp.）、嵩草（Kobresia spp.）、密花毛果草（Lasiocaryum densiflorum）、倒提壶（Cynoglossum amabile）、杨树（Populus sp.）、柳树（Salix sp.）等植被和小麦(Triticum aestivum)、青稞(Hordeum vulgare)、油菜（Brassica campestrisl)等农作物。虎头山水库的水资源是当地重要的农田灌溉水源和牲畜饮用水，水环境的质量直接影响当地农作物的产量和牲畜的健康，也会严重影响该地区社会、生态和环境的可持续发展，该水库在维持林周县及周边村落的生态平衡、改善区域小气候、保持生物多样性等方面也起着至关重要的作用。

1.2 采样点设置

根据林周县虎头山水库的全貌及周边环境因子，本研究组选取了6个具有代表性的地点作为采样点（1号为入水口、2号临近公路、3号临近村庄、4号临近农田、5号靠近山脉的无人区、6号为出水口）（见图1）来研究该区域藻类群落结构与水环境的关系。

1.3 水样的采集

在各采样点0～1m的范围内采集上、中、下三层水样，混匀，刮去部分水草和底石上的附着物后装入广口瓶（500ml），带回实验室待用[21-22]。用GPS测定各采样点的经纬度和海拔，用新加坡Multi-parameter型仪器测量水的pH值、水温、电导率、总溶解盐和盐度[23]。

1.4 藻类活体计数

采回的样品用直接计数法计数，计数时充分摇匀浓缩液，然后取1滴（0.11m l）样品放入浮游植物计数框中，在10×40倍光学显微镜下全片计数。每1ml计数10滴，每个样品计数2次，取其平均值，最终结果换

算成每毫升水样中藻类的细胞数，即为丰度（ind/m l）。

图1 虎头山水库采样点分布图

1.5 藻类的鉴定

用活体镜检法在Nikon和Olympus研究型显微镜下进行物种鉴定。除硅藻是在15×100倍油镜下鉴定外，其他藻类在15×40倍下直接观察。鉴定物种和分类主要依据文献《中国淡水藻类》[24]、《淡水微型生物图谱》[25]、《西藏藻类》[26]、《中国西藏硅藻》[27]、《西藏硅藻图谱》[28]等。

1.6 数据分析

1.6.1 藻类优势类群和偶见类群划分

对已鉴定到的各级分类单元及物种进行统计，将种类最多的分类单元定义为优势类群(占总种数27%以上)，将次多的分类单元定义为次优势类群(占总数的18%～27%)，将最少的分类单元定义为罕见类群(占4%以下)，其余定义为常见类群。

1.6.2 指数选取

选取Margalef丰富度指数[29]、Shannon-Weaver多样性指数[30]、Pielou均匀度指数[31]、Jaccard群落相似性系数[32]、Simpson优势度指数[33]来分析藻类物种组成与分布特征。

1.6.3 数据处理：数据处理和分析采用Excel软件和SPSS19.0统计学软件。

2 结果及分析

2.1 虎头山水库水环境理化因子

从表1可以看出虎头山水库各样点水环境pH值在8.73～8.91之间，水温在13.8～19.7℃之间，电导率在

261～2924μS/㎝之间，总溶解盐在191～211ppm之间，盐度在128～142ppm之间。各采样点水环境理化因子的变化幅度不大，但4#样点水温度偏高，5#和6#样点水温度偏低。

表1 虎头山水库各样点水环境的理化因子

图2 虎头山水库各样点藻类物种数和丰度

2.2 虎头山水库各样点春季藻类物种数和丰度比较

从图2可以看出，水库春季藻类物种在各采样点分布和丰度存在明显差异。各样点藻类物种数：1#样点最高（79），4#样点最低（29），平均数值为53。各样点藻类丰度：6#样点最高（3806ind/ml），4#样点最低（398ind/ml），平均值为1575。各样点物种数和丰度值各不相同，总体呈现先降低后升高的趋势。

2.3 虎头山水库春季藻类群落结构特征

表2 虎头山水库春季浮游藻类群落结构

虎头山水库6个采样点共鉴定出183种藻类，隶属于8门10纲22目30科51属，其中羽纹纲93种，占50.82%，为优势类群；绿藻纲26种，占14.21%，蓝藻纲23种，占12.56%，这两种为次优势类群；裸藻纲和甲

藻纲各2种，占1.09%，为罕见类群；其余为常见类群。从目级水平上看，双壳缝目49种，占26.78%，为优势类群；无壳缝目25种，占13.66%，为次优势类群；气球藻目1种，占0.55%，为罕见类群，其余为常见类群（见表2）。

图3 物种丰富度指数、多样性指数及均匀度指数

图4 Simpson优势度指数

2.4 虎头山水库春季藻类物种多样性指数分析

从图3可以看出，1#样点的Pielou均匀度指数最高（1.0），4#样点最低（0.41），平均均匀度指数为0.69；1号样点的Margalef丰富度指数最高（10.40），4#样点最低（4.68），平均丰富度指数为7.21；5#样点的Shan⁃non-Weaver多样性指数最高（3.58），4#样点最低（1.39），平均多样性指数为2.70。从图4可以看出，4#样点的Simpson优势度指数最高（0.54），5#样点最低（0.03），平均优势度指数为0.24。总体结果表明，除4#样点外，其余各样点的多样性均表现较高的指数，说明生态环境较稳定。

2.5 虎头山水库各样点藻类Jaccard相似性系数

水库各样点藻类Jaccard相似性系数可以看出（表3），1#与2#，1#与6#和5#与6#的相似性最高，4#与6#的相似性最低，总体相似性系数变化值在0.09～0.22之间，其群落相似性系数从极不相似到中等不相似，说明虎头山水库藻类群落具有明显的区域差异性。

表3 虎头山水库各样点间的藻类群落Jaccard相似性系数

2.6 环境因子、藻类群落特征指数间相关性

从表4可以看出，虎头山水库EC与TDS呈显著正相关（p<0.05），Sal与TDS呈显著正相关（p<0.05），EC与Sal呈极显著性正相关（p<0.01）。分析虎头山水库藻类多样性指数相关性可以看出，藻类物种数与丰富度呈极显著正相关（p<0.01），均匀度与Shannon-Weaver多样性呈极显著正相关（p<0.01）。水体理化环因子与藻类群落特征无相关性（见表4）。

表4 虎头山水库藻类群落特征指标、水环境主要理化因子间的Person相关性系数

3 讨论

3.1 物种数与丰度

虎头山水库春季藻类物种数与丰度结果显示:各样点物种数和丰度具有明显差异，其中1#样点的物种数和丰度最高，其主要原因可能是1#样点为入水口，水源的进入携带了较多的外源营养盐，为藻类的生长繁殖提供了优越的条件。而4#样点的物种数和丰度值最低，其主要原因可能是此样点接近农田，农业地表径流进入4#样点，从而影响了藻类的物种数和丰度的变化(见图2)。

3.2 群落结构特征

本研究鉴定出的183种藻类，隶属于8门10纲22目30科51属，表明该水库藻类物种组成丰富，群落结构复杂。另外，优势门类构成依次为硅藻门、绿藻门、蓝藻门、黄藻门、金藻门、甲藻门、裸藻门和隐藻门，其中类所占比例高达55%，说明该水库水质还未受到污染，水环境保持良好[34]。

3.3 丰富度、多样性、优势度和均匀度指数

虎头山水库的藻类Margalef丰富度指数、Shannon-Weaver指数和Pielou均匀度指数在1#、2#、3#、5#和6#样点都较高，而优势度指数最低；同样受到农业地表径流的影响，4#样点表现出较高的优势度指数，而丰富度、多样性和均匀度指数则最低。同时可以看出，6#样点的各项指数逐步恢复到与1#样点较相似的水平，反映出该水库生态环境具有较好自净能力。这种分布规律说明虎头山水库4#样点在一定程度上受到了环境的胁迫影响。总体结果表明，虎头山水库春季藻类群落结构较为复杂，种类分布均匀且相对稳定，整体表现出较好的水质状态。

3.4 相似性系数和相关性分析

各采样点相似性系数结果显示，5#样点和4#样点的相似性系数最低，这表明两个样点虽比较接近，但环境差异性较大，4#样点邻近农田，受人为干扰影响较大，5#样点为靠近山脉的无人区，受人为干扰影响较小，所以表现出较大差异。这一结果表明，环境质量的空间变化可引起藻类群落特征的动态变化。水体理化因子与藻类群落结构的二元变量相关性表明，理化因子与藻类群落参数间无明显相关性，其原因可能是春季外援补给较单一，水体理化因子相对稳定，所以对藻类的物种组成及分布影响不明显，而更多地表现出空间的差异性。

4 结论

2015年5月对林周县虎头山水库春季藻类的研究表明，水库藻类物种组成丰富，群落结构复杂，优势种类不明显；Jaccard相似性系数从极不相似到中等不相似，表明虎头山水库藻类物种组成及分布具有明显的空间异质性；各项群落参数与水体理化因子数值均表明，4#样点受到轻度的环境胁迫影响，但总体水环境保持良好状态；二元变量相关性表明，水库群落多样性特征与水体理化因子间无相关性，更多表现出小区域和空间差异性，说明藻类对小环境异质性和可变性灵敏。

[1]Hu C X,Liu Y D,Song LR,etal.Speciescomposition and distrbution ofalgae in sem i-desertalgal crusts[J].Chinese Journalof Applied Ecology,2000,11(1):61-65.

[2]中国大百科全书《环境科学》编辑委员会.中国大百科全书《环境科学》[M].上海:中国大百科全书出版社,1983:413-415.

[3]李秋华,韩博平.基于CCA的典型调水水库浮游植物群落动态特征分布[J].生态学报,2007,27（6）:2355-2364.

[4]Marchetto A,Padedda BM,MarianiM.A numerical index fox evaluating phytoplankton.response to changesin nutrient levels in deepmediterranean reservoirs[J].Joumalof Limnology,2009,68(1):106-121.

[5]Cairns JJr.Evaluating the options forwater qualitymanagement[J].W ater Resour Bull,1985,21(1):1-6.

[6]文航,蔡佳亮,苏玉,等.滇池流域入湖河流丰水期着生期着生藻类群落特征及其与水环境因子的关系[J].湖泊科学,2011, 23(1):40-48.

[7]裴国凤.淡水湖泊底栖藻类的生态学研究[D].武汉:中国科学院研水生生物研究所究,2006.

[8]陈燕琴,申志新,刘玉婷.黄河上游龙羊峡至积石峡段春秋季浮游植物群落结构及多样性评价[J].水生态学志,2014,35(5):52-59.

[9]张茹春,牛玉璐,赵建成,等.北京怀沙河、怀九河自然保护区藻类组成及时空分布动态研究[J].西北植物学报,2006,26（8）: 1663-1670.

[10]牛玉璐,郑云翔,赵建成,等.衡水湖自然保护区藻类植物资源初步研究[J].河北师范大学学报,2006,30(3):336-342.

[11]巴桑,秦洁,马正学.刘家峡水库藻类群落特征与水质的关系[J].环境监测管理与技术,2012,24(6):29-34.

[12]陈勇,段辛斌,刘绍平,等.三峡水库三期蓄水后浮游植物群落结构特征初步研究[J].淡水渔业,2009,39(1):10-15.

[13]张志兵,施心路,刘桂杰,等.杭州西湖浮游藻类变化规律与水质的关系[J].生态学报,2009,29(6):2980-2988.

[14]巴桑,普布,马正学,等.西藏拉鲁湿地夏季和秋季浮游藻类群落特征[J].湿地科学,2012,10(4).404-416.

[15]裴国风,曹金象,刘国祥.尼洋河不同河段浮游植物群落多样性差异研究[J].长江流域资源与环境,2012,21(1):24-29.

[16]巴桑,普布,马正学,等.西藏巴嘎雪湿地春季藻类群落特征研究[J].西藏大学学报（自然科学版）,2010,25(2):1-16.

[17]刘海平,叶少文,杨雪峰,等.西藏尼洋河水生生物群落时空动态及环境因子的关系:1浮游植物[J].湖泊科学,2013,25（5): 695-706.

[18]刘海平,叶少文,杨雪峰,等.西藏尼洋河水生生物群落时空动态及环境因子的关系：2着生藻类[J].湖泊科学,2013,25（6): 907-915.

[19]袁显春,郑锦平,赵文,等.西藏阿里地区盐湖浮游生物生态调查[J].地质学报,2007,81(12):1754-1763.

[20]刘俊琢.青藏高原湖泊表层沉积物中硅藻分布特征及影响因素研究[D].兰州:兰州大学,2011.

[21]绕钦止.湖泊调查基本知识[M].北京:科学出版社,1956:257-276.

[22]国家环保局《水生生物监测手册》编委会.水生生物监测手册[M].南京:东南大学出版社,1993:18-427.

[23]章宗涉,黄祥飞.淡水浮游生物研究方法[M].北京:科学出版社,1991.

[24]胡鸿均,李尧英,魏印心,等.中国淡水藻类——系统、分类及生态[M].上海:科学出版社,1980.

[25]周凤霞,陈剑虹.淡水微型生物图谱[M].北京:化学工业出版社,2005.

[26]中国科学青藏高原综合科学考察队.西藏藻类[M].上海:科学出版社,1992.

[27]朱惠忠,陈嘉佑.中国西藏硅藻[M].北京:科学出版社,2000.

[28]迟若文.西藏硅藻图谱集[M].拉萨:西藏人民出版社,1990.

[29]MARGALEFD R.Information theory in ecology,generalsystems[M],paris:UNESCO,1958:36-71.

[30]SHANNON C E,WEAVER W.Themathematical theory of comm inication[M].U rbana:University of IllinoisPress,1963:23-26.

[31]PIELOU EC.An int roduction tomathematicalecology[M].New York:Intersciencee,1969:42-45.

[32]Jaccard P.Nouvelles recherches sur La distribution florale[J].Bulletin de la.Societe Vaudoise Sciences Naturelles,1908(44): 223-270.

[33]孙军,刘东燕.多样性指数在海洋浮游植物研究中的应用[J].海洋学报,2004,26（1):63-75.

[34]江源,彭秋志,廖剑宇,等.浮游藻类与河流生境关系研究进展与展望[J].资源科学,2013,35（3):461-472.

Analysison the Correlation between the Characteristicsof A lgalCommunity and W ater physicochem ical factors in Linzhou Hutoushan reservoir in spring,Lhasa Tibet

Ba-sang LiuWei-wei Zhao Pan-deng Ge Yan-fei Qiangba-Taqing
(SchoolofSciences,TibetUniversity,Lhasa 850000,China)

Thisstudywas carried out in order to examining characteristicsofalgae community structure and rela⁃tionship between thatand water physicochemical factors in Hutoushan reservoir.All together 6 sampleswere col⁃lected in the reservoir in May 2015.In vivomicroscopic observation was applied for algae species identification. The number of algae species was counted by direct countingmethod.A total of 183 species were indentified, which belonging to 51 genera,30 families,22 orders,10 classesand 8 phyla.Therewere 49 speciesof Biraphidi⁃nales,accounting for 26.78%of the total,as the dominantgroupsand,25 speciesof Araphidiales,accounting for 13.66%of the total,as the secondary dominantgroups.Therewere 1 species of Botrydiales Ettle,accounting on⁃ly for0.55%of the total,itwas the rare group.The restspecieswere common groups.The results showed that the algae species in the reservoir was highly rich and the community structure was complex,however,with signifi⁃cant differences between individual sampling sites.Correlation analysis between the community parameters and waterphysicochemical factors indicated that therewasno correlation between these factors.

Alga;Hutoushan reservoir;Species diversity;Environmental factors

10.16249/j.cnki.54-1034/c.2015.02.001

X824

A

1005-5738(2015)02-001-08

[责任编辑：索郎桑姆]

2015-09-15

2014年度西藏自治区大学生创新实验训练计划项目“林周县虎头山水库浮游生物群落集群动态对时空变化的响应”（项目号：2014QCX029）；2014年度国家自然科学基金地区基金项目“拉萨河流域原生动物物种多样性与区系研究”（项目号：31360509）阶段性成果。

巴桑，男，藏族，西藏日喀则人，西藏大学理学院副教授，主要研究方向为湿地环境生态学。