贴沙河秋季水华期浮游植物群落结构分析

林启存，沈小红，张晓红，戴瑜来，戴杨鑫，冯晓宇

(1．杭州市农业科学研究院，浙江杭州 310024;2．杭州市市区河道监管中心，浙江杭州 310006)

水体富营养化是目前世界各国所面临的重大环境问题，水体富营养化带来的一个突出的问题是蓝藻水华的暴发［1］。大规模的蓝藻水华不仅直接降低了水资源利用效能，还可通过产生毒素、死亡分解时使水体缺氧和破坏正常的食物网威胁到饮用水安全、公众健康和景观，造成更严重的生态破坏和巨大的经济损失［2］。

贴沙河旧称城河，为杭州市清泰门自来水厂的备用水源河道。该河于2014年9月初在金衙庄天桥至凤起路大桥段水面上发生大面积水华，部分河段将水面完全覆盖，位于流动性差的死角出现腥臭味，此种现象往年极少出现。为了解贴沙河水华期间浮游植物的群落结构组成及优势种类，对水华发生严重的江段进行了浮游植物样品采集和分析。

1 研究方法

2014年9月8日进行了野外样品采集，采样点位于贴沙河水华发生地金衙庄天桥至凤起路桥段。水温采用温度计现场测定，溶解氧采用电化学探头法测定，透明度采用萨氏盘法测定，叶绿素a主要依据《水和废水监测分析方法》(第四版)中叶绿素a的测定方法测定，总磷采用钼酸铵分光光度法(GB/T 11893-1989)测定，总氮采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法(GB/T 11894-1989)测定。

浮游植物定性样品采用25号浮游生物网，在水下0．5 m处做“∞”形反复拖曳3～5 min，收集到的浮游植物装入贴有标签的100 ml标本瓶中，并现场用5%福尔马林固定样本，带回分析。定量样品采用1 L采水器采集表、中、底3个水层水样，充分混合后，取水样1 L，加15 ml鲁哥氏液固定，带回实验室经分液漏斗静止后分析。

浮游植物镜检采用OLYMPUS CX3系统生物显微镜，定性样品分类主要参照胡鸿钧等［3］的分类方法将浮游植物鉴定到种或属。定量样品带回实验室静置48 h后，浓缩30 ml，以浮游生物计数框对其计数，根据浓缩倍数计算藻细胞密度。浮游植物多样性指数采用Shannon-Wiener公式［4］计算式中，s为物种数，N为同一样品中的个体总数，Ni为第i种的个体数。

2 结果与分析

2．1 水体理化参数分析 对贴沙河3个监测点(金衙庄、庆春立交桥北、凤起立交桥南)进行水体现场及实验室理化指标监测，其结果见表1。水温为26．1～27．4℃，水体温度较适于蓝藻快速生长繁殖条件;水体总氮、总磷分别为2．02～2．98、0．06 ～0．11 mg/L，远远超出了国际公认的发生富营养化和水华的临界值(TN=0．2 mg/L、TP=0．02 mg/L);透明度反映水体的澄清程度，水体透明度为0．05～0．81 m，说明不同监测点间存在较大的差异，为藻类密度分布不同所致;溶解氧为5．50～12．80 mg/L，说明水体溶解氧含量整体较高且分布不均匀，这与藻类生长繁殖活跃释放大量氧气及其藻类密度分布有关。

表1 水样理化指标监测结果

2．2 浮游植物群落组成 贴沙河浮游植物鉴定中，共发现浮游植物5门39种，详细种类构成见表2，其中蓝藻门10种，占调查种类数的25．64%;绿藻门17种，占调查种类数的43．59%;硅藻门9种，占调查种类数的23．07%。蓝藻门和绿藻门占调查总种类数的69．23%，是构成贴沙河浮游植物的主要组成类群，其他种类占其比例较小。各属中，栅藻属发现有5种，种类最丰富，其次为平裂藻属、桥弯藻属、针杆藻属，各有3种。

表2 贴沙河浮游植物种类组成

2．3 浮游植物丰度与优势类群 该次调查发现浮游植物细胞密度范围为9．23 ×106～384 ×106ind．/L，平均值为135．18×106ind．/L，大大超过2009年该区段浮游植物调查密度0．43 ×106ind．/L［5］。在浮游植物中，以蓝藻门细胞密度平均值最高，为125．14×106ind．/L，占浮游植物密度平均值的92．58%，其次为绿藻门和硅藻门，分别为5．37 ×106和4．50×106ind．/L，占浮游植物密度平均值的3．97%和3．33%，裸藻等其他藻类细胞密度较小，未超过浮游植物细胞密度的2%。各浮游植物种类中，以铜绿微囊藻细胞密度最高，为124．84×106ind．/L，为水华期间的优势种类，其余种类细胞密度均较小。

2．4 浮游植物生物量、多样性分析及评价 叶绿素a是反映浮游植物生物量的一个重要指标。水华期间贴沙河水体叶绿素 a为15．3 ～855．0 μg/L，平均值为 296．9 μg/L，说明水体浮游植物生物量很大，且存在较大的分布不均匀性。依据况琪军等［6］的营养类型评价标准，叶绿素a含量在50～500 μg/L间为富营养类型，浮游植物细胞密度 ≥108ind．/L为极富营养类型;以詹玉涛等［7］的浮游植物分布特征方法评价，蓝藻门占70%以上，裸藻门、硅藻门的直链藻及桥穹藻、绿藻门的小球藻等耐污种类大量出现，水体为多污带。

种类多样性指数是常用的水质评价指标，主要依据藻类细胞密度和种群结构的变化评价水体的污染程度，通常情况下指数值越大，水质越净［8］。贴沙河3个监测点Shannon-Wiener指数范围为0．53 ～1．77，平均值为1．20。依据沈韫芬等［9］的评价方法，多样性指数在1～2间为中度污染。

2．5 贴沙河水华发生原因分析 贴沙河位于杭州主城区，夏秋季温度高、光照强，为蓝藻等喜温性生物提供有利的生长环境，光照和温度是影响蓝藻生命活动的重要因子。

贴沙河两岸虽已全部实施截污纳管，沿岸点源污染得到控制，但面源污染仍广泛，如部分沿岸居民、商贩为贪图方便在就近河道洗刷、洗涤及游泳爱好者在贴沙河游泳等产生的生活污水;河岸两边绿化因季节性衰亡产生大量残枝、枯叶或花瓣落入水中而渗出的营养盐;贴沙河水华段多年未进行清淤，底泥中沉积了一定量有机质，并不断将营养盐输送到上覆水中。另外，贴沙河配水水源——钱塘江，因8月大潮影响，大大减少了配水量，同时停止配水时间较长，使贴沙河水体流动性变差，严重削弱了配水措施对水体污染物及营养盐的稀释作用，同时配水时常携带高营养盐输入，提高了贴沙河的氮磷营养盐浓度。这些因素都为贴沙河浮游植物的发展提供营养源，利于蓝藻等的生长繁殖。

贴沙河水深3～5 m，沉水植物很少，且两岸均建成硬化驳岸，缺乏挺水植物带，这使水生生物多样性受到制约，也破坏了鱼类、两栖类等水生动物的产卵场地。加上市民沿河垂钓、捕捞鱼类现象非常严重，不仅天然大鱼很难见到，而且人工放流的一些滤食性鱼类，因垂钓过度而失去对浮游生物的生态平衡作用。

贴沙河建有庆春桥、凤起桥两座跨河拱桥，由于桥洞过水面积较小，河水遇到桥墩阻挡流速变缓，易造成河水蓝藻及营养物质不能有效循环更替，产生污染富集现象，加速了蓝藻的生长和在桥前的停留时间，如遇风力的推动容易在下风口聚集成堆形成水华。因此，水动力作用、风力作用与蓝藻水华发生也是密切相关的［9-10］。

3 结语

针对2014年9月上旬贴沙河金衙庄至凤起桥段发生的水华，对其水质及水体浮游植物群落进行了调查，并对引起水华的原因进行了分析。结果显示，水华期间贴沙河水体质量相对较差，富营养化程度高，浮游植物种类少、生物量大，共发现浮游植物5门39种，其中绿藻门、蓝藻门和硅藻门种类分别为17、10和9种，各占总种类数的43．59%、25．64%、23．07%;浮游植物细胞密度在9．23 ×106～384 ×106ind．/L，平均为135．18×106ind．/L，以蓝藻门的细胞密度最大，占总监测密度的92．58%，其优势种为铜绿微囊藻。浮游植物叶绿素a 含量为296．9 μg/L，Shannon-Wiener多样性指数1．20，显示贴沙河浮游植物生物量较大，多样性状况较差，为中度污染至重污染类型。贴沙河发生水华的原因:夏末秋初光照强、水温高，河道配水量少、流动性差，底泥、枯枝落叶腐烂释放营养盐及配水携带高营养盐注入影响，人为因素对水生态环境的破坏等。

贴沙河水生态环境仍需改善，应加大河道引配水管理，维持贴沙河合理的生态流量，激活水体的生态净化潜能，缓解桥梁附近“滞留区”对水环境的影响;建立沉水、浮水或挺水植物区，避免藻类成为水华发生区域水体营养盐的主要响应因子;持续构建滤食性、杂食性鱼类种群，并加强垂钓、偷捕行为监管，减少人为因素的干扰。

［1］王扬才，陆开宏．蓝藻水华的危害及治理动态［J］．水产学杂志，2014，17(1):90-94．

［2］马健荣，邓建明，秦伯强，等．湖泊蓝藻水华发生机理研究进展及展望［J］．生态学报，2013，33(10):3020-3030．

［3］胡鸿钧，魏印心．中国淡水藻类:系统、分类及生态［M］．北京:科学出版社，2006．

［4］SHANNON C E，WEAVER W．The mathematical theory of communication［M］．Urbana:University of Illinois Press，1949:23-146．

［5］林启存，徐玉裕，许宝青，等．贴沙河浮游植物群落结构特征［J］．安徽农业科学，2012，40(27):13526-13528，13542．

［6］况琪军，马沛明，胡征宇，等．湖泊富营养化的藻类生物学评价与治理研究进展［J］．安全与环境学报，2005，5(2):87-91．

［7］詹玉涛，杨昌述，范正年．釜溪河浮游植物分布及其与水质污染的相关性研究［J］．中国环境科学，1991，11(1):29-33．

［8］张乃群，杜敏华，庞振凌，等．南水北调中线水源区浮游植物与水质评价［J］．植物生态学报，2006，30(4):650-654．

［9］沈韫芬，章宗涉，顾曼如，等．微型生物监测新技术［M］．北京:中国建筑工业出版社，1990．

［10］吴晓辉，李其军．水动力条件对藻类影响的研究进展［J］．生态环境学报，2010，19(7):1732-1738．

［11］孔繁翔，高光．大型浅水富营养化湖泊中蓝藻水华形成机理的思考［J］．生态学报，2005，25(3):589-595．