小兴凯湖周边水域春季浮游植物调查分析

2015-12-22孟于洪贤马成学于婷鞠永富

黑龙江水产 2015年1期

关键词：兴凯湖浮游东北

姜孟于洪贤马成学于婷鞠永富

（1.东北林业大学哈尔滨市 150040）

（2.黑龙江省水利厅哈尔滨 150040）

小兴凯湖周边水域春季浮游植物调查分析

姜孟1于洪贤1马成学1于婷2鞠永富2

（1.东北林业大学哈尔滨市 150040）

（2.黑龙江省水利厅哈尔滨 150040）

作者于2013年五月对小兴凯湖周边水域浮游植物进行调查，共检查出浮游植物7门110种，其中绿藻门种数最多，59种，硅藻门次之，24种，蓝藻门14种，金藻门6种，裸藻门5种，隐藻门2种，甲藻门1种。不同采样点浮游植物丰度变化明显，最低为50.4×104 个/L，最高为416.4×104 个/L。运用典范对应分析（CCA），在多因子作用下对浮游植物群落结构进行分析，并进行水质评价。同时采用Shannon－weaver 指数、Pielou 指数分析浮游植物多样性和评价水质状况。结果表明，7个样点不同程度处于中污染、轻污染或无污染状态。典范对应分析显示，总磷、浊度、总氮和化学需氧量是影响浮游植物分布的重要环境因子。

浮游植物；典范对应分析；环境因子；小兴凯湖

1 研究地概况

本次调查是在小兴凯湖周边进行，调查地点分布与穆棱河、青年水库、东地河、东北泡子、小兴凯湖乌苏里江（见图1）。旨在为研究小兴凯湖污染状况奠定基础。

图1 采样点分布图

2 材料与方法

2.1 采样点的位置和频率

本研究采样共设置7个采样点，2013年5月对松阿察河的浮游植物群落进行调查。分别为东地河、青山水库、东北泡子排水闸1#、东北泡子排水干2#、东北泡子3#、东北泡子泄洪闸4#、松阿察河1#（图1）。分别在我国一侧的中心和岸边进行采集水样。

2.2 实验方法

使用YSI6600水质监测仪现场测定溶解氧（DO）、水温（WT）、氨氮（NH3-H）、电导率（COND）、浊度（NTU）、氯离子（C1－）、硝酸根离子（NO3－）、透明度（SD）用塞奇氏盘测定。其他理化指标参照《水和废水监测方法》浮游植物定量样品在江面表层0.5m处取1L水样，加鲁哥溶液固定，沉淀48h后浓缩至30mL，取0.1mL于0.1mL计数框内在光学显微镜下进行计数及鉴定。浮游植物物种鉴定和计数参考相关书籍。

2.3 数据处理

运用Shannon－Weaver多样性指数（H'）、Pie1ou均匀度指数（J'）及优势度（y）描述浮游植物群落结构特征。

①Shannon－Weaver指数（H'）∶H'=－Σxi=1Pi1bPi，Pi=ni/N。

②Pie1ou均匀度指数（J'）∶J'=H'/1bS。

③优势度（y）∶y=（ni/N）·fi。式中∶ni为第i种的数量；S为样品中的种类总数；N为采集样品中的所有种类总个体数量；Pi为ni对N的比值；H'为Shannon－Weaver指数；fi为该种在各样品中出现的频率。y＞0.02时，定为优势种。

采用canocoforwindows4.5软件对物种数据和相关环境因子数据进行CCA分析。物种数据采用浮游植物的丰度值，并用1g（x+1）进行处理使之更趋于正态分布。本研究筛选的物种全年出现的频度≥30%，在2011年的相对丰度≥0.1%。

3 结果分析

3.1 浮游植物的种类组成

经过镜检，共检出浮游植物7门110种，其中绿藻门种数最多59种，占54%；硅藻门次之，24种，占22%；蓝藻门14种，占13%；金藻门6种，占5.4%；裸澡门5种，隐藻门2种，甲藻门1种。

3.2 浮游植物丰度与生物量

浮游植物生物量在0.674mg/L～3.948mg/L，最高点为青山水库，其次为东北泡子排水闸的2.572mg/L。浮游植物的丰度在50.4104个/L～416.4104个/L。丰度最高点与次高点分别为东地河的416.4×104个/L和松阿察河1#的215.8×104个/L。另外，梅尼小环藻在丰度上占优势，是其浮游植物总丰度的18.15%。各点丰度与生物量见(表1)

表1 浮游植物丰度与生物量

东北泡子16连排水干2# 96 2.572东北泡子3# 50.4 0.994东北泡子泄洪闸4# 108 0.647松阿察河1# 215.8 1.02

3.3 浮游植物的优势种

以优势度＞0.02为界来确定优势种，尖针杆藻（Synedraacusvar）、短线脆杆藻（Fragi1ariabrevistriata）、梅尼小环藻（Cyc1ote11ameneghiniana）和华美色金藻（Chrysophyta）。尖针杆藻、短线脆杆藻、梅尼小环藻属于硅藻门，优势度分别为0.072、0.045和0.262，且在七个样点中均有出现。其中华美色金藻为金藻门，优势度为0.046，在六个样点中出现。优势种的丰度及生物量见表2和表3。

表2 优势种的丰度

表3 优势种的生物量

3.4 浮游植物群落物种多样性指数

Shannon－weaver指数是物种丰富度和相对丰度的结合，通常用于反映群落结构的复杂程度，群落结构越复杂，对环境的反馈功能越强，从而使群落结构得到较大的缓冲，趋于稳定。Pie1ou指数反映了各物种在群落中的均匀程度。这2种多样性指数着重点各有不同，经常被用于浮游植物多样性的分析中。Shannon－weaver指数的变化幅度在2.39～3.29，其中东北泡子排水闸为最低2.39，松阿察河1#点为最高3.29。Pie1ou指数的变化区间为0.65-0.84。

表4 各样点浮游植物多样性指数

东北泡子16连排水干2# 2.41 0.7东北泡子3# 2.92 0.84东北泡子泄洪闸4# 3.1 0.79松阿察河1# 3.29 0.79平均值 2.84 0.74

3.5 浮游植物典范对应分析

为比较清楚地反映主要浮游植物分布与环境因子的关系，对物种数据按出现频度和相对丰度进行了筛选，用于CCA排序的浮游植物种名录见表5。

在对浮游植物群落调查和环境因子调查的基础上，CCA对相应数据进行直接排序作图，可以直接揭示松阿察河关键浮游植物物种对环境的响应，能够在一定程度上反映出水体的水质状况。如图1显示，影响18种主要浮游植物（见表5）的重要环境因子是总磷（TP）、浊度（NTV）、总氮（TN）和生化需氧量（BOD）。TP和NTV与轴1呈显著的负相关性，相关系数为0.804和0.773；TN与轴1有较高的正相关性，相关系数为0.407；BOD与轴2有较高的负相关性，相关系数为0.56。

表5 CCA排序的浮游植物种

图2 主要浮游植物与环境变量之间的CCA排序图

4.讨论

4.1 各个样点浮游植物群落结构特征

在本次检测中，游植物的丰度在50.4104个/L～416.4104个/L。马成学等对镜泊湖的研究显示：春季水体滞留时间长，流速相对夏秋季减缓，这些条件都有利浮游植物生物量和丰度的积累。本研究对七个样点的研究结果体现，春季的浮游植物丰度较高。

春季的浮游植物优势种主要为尖针杆藻（Synedraacusvar）、短线脆杆藻（Fragi1ariabrevistriata）、梅尼小环藻（Cyc1ote11ameneghiniana）和华美色金藻（Chrysophyta），其中尖针杆藻、短线脆杆藻、梅尼小环藻属于硅藻门，华美色金藻属于金藻门。硅藻门的生长适宜温度在15-30摄氏度，金藻门的生长适宜温度是18-25摄氏度。2013年5月采样期间水温在15度左右，适于硅藻和金藻生长。

在浮游植物的组成上，5月以绿藻门为主，但是主要的优势种为梅尼小环藻，它作为中污带指标生物，在数量上占一定比例，说明小兴凯湖周边水域在5月存在一定的污染。

4.2 浮游植物群落物种多样性及水质生物学评价

物种多样性指数是反映水质状况的重要参数，浮游植物的优势种群结构特征指数的变化可在一定程度上反映环境的变化。根据多样性指数评价标准（表7），综合Shanno－Weaver、Pie1ou2个多样性指数来看，七个样点均处于中污染和轻污染或无污染。其中从H、J来看，松阿察河1#污染程度较低，主要是由于上有的乌苏里江水体干净。其他中污染的采样点污染主要来自于上一年沿岸两旁的耕地中残留的化肥、农药等有机物质带入河流而形成的污染。

表7 多样性指数评价标准

4.3 环境因子对浮游植物的影响

CCA排序较好地解释了物种与环境之间的内在联系，同时也反映出不同物种的生态分化现象由CCA双轴图2显示，影响小兴凯湖周边水域浮游植物的主要环境变量为TP、NTV、TN和BOD。TP和NTV与硅藻门呈正相关，说明在总磷含量高和水质较好的环境中硅藻门生长较快；磷是淡水水体中主要的营养盐限制因子，在本研究中硅藻与TP呈显著正相关，同时硅藻又为5月浮游植物细胞丰度的主要贡献者，由此可见TP 是影响小兴凯湖周边水域浮游植物群落组成分布的主要驱动力之一。