铁甲水库浮游植物种类组成及其易引发水华浮游植物种类探讨

司 阳(丹东市环境监测中心站 辽宁 丹东 118000)

滕锡川(辽东学院 辽宁 丹东 118000)

铁甲水库浮游植物种类组成及其易引发水华浮游植物种类探讨

司 阳(丹东市环境监测中心站 辽宁 丹东 118000)

滕锡川(辽东学院 辽宁 丹东 118000)

通过对铁甲水库浮游植物组成的研究分析，总结了铁甲水库不同水期浮游植物种类、生物总量及优势种的变化情况，指出铁甲水库易引发水华的藻类种类及易引发水华的时期。

浮游藻类；水华；优势种；生物总量

1 前言

铁甲水库是东港市目前唯一水源地，位于东港市东北部的汤池镇、前阳镇、十字街镇的交界处，东经124°12′，北纬40°4′，1965年建成。正常库容1.7亿m3，最大库容2.4亿m3，是东港市东部城乡生活及工农业生产用水的重要水源地，灌溉农田1.3万hm2，日供水25万t左右，解决近30万人生活用水问题，2009年纳入辽宁省饮用水水源保护区划。因而保证铁甲水库水质具有重要意义。虽然铁甲水库水质较好，但从对其进行的例行监测的生物指标(浮游植物)结果分析，仍然存在发生水华的隐患，因此，研究铁甲水库浮游植物的生物组成，针对每种可能引起水华的种类，进行详细分析探索，对处理铁甲水库突发水华环境污染事件具有很重要的指导意义。

2 铁甲水库浮游植物组成

2.1 分析方法

浮游生物监测分定性和定量两种。

定性分析，采用25号浮游生物网采集，在采样点水深0.5m处，以20-30cm/s的速度做∞性循回拖动约1-3min，或在水中沿表层拖滤1.5-5.0m3水体积。水样采集后马上加入福尔马林固定液，比例为：每100ml样品加4-5ml固定液，以备定性分析使用。

定量分析，采集水面下0.5m处水体1L，装入玻璃瓶中，加入15ml鲁哥氏液固定。样品经24h沉淀后，弃去上清液，余下30ml转移至专用玻璃瓶中，贴好样品标签，待定量分析用。

定性及定量样品均在多倍生物显微镜下进行镜检。

监测点位共两个，分别在库区和入库点。

2.2 铁甲水库浮游植物种类组成及变化

2.2.1 浮游植物种类组成

通过整理铁甲水库十几年现有的生物监测数据，铁甲水库存在的浮游植物种类共有9大门、12纲、22目、37科共76属种的浮游植物。其中绿藻门最多，31个属种，占总数的40.8％；其次是硅藻门，20个属种，占总数的26.3％；蓝藻门10个属种占总数的13.2％；金藻门、黄藻门各4个属种，占总数的5.2％；裸藻门3个属种，占总数的3.9％；甲藻门2个属种，占总数的2.6％；褐藻、隐藻门各1个属种，占总数的1.3％。

铁甲水库浮游植物各大门所占比例详见图2，浮游植物种类统计详见表1、表2、表3。

2.2.2 浮游植物种类变化

2004年至2014年间，铁甲水库浮游植物生物年度总量变化不大，比较稳定，基本为106个/L。其中硅藻的数量占比最高，其次为绿藻。通过调查得知在铁甲水库上游曾有米石加工厂，其冲刷米石的水直接进入铁甲水库，同时铁甲水库本身为砾质结构，岸边主要以砂质为主，以上因素致铁甲水库中含有大量的硅类物质，而硅藻的硅壳是由硅类物质组成的，这是导致铁甲水库浮游植物中硅藻的占比较高的重要原因。数据显示2004年至2014年间，除2009、2012年以外，硅藻数量占比均达到80％以上，2009年为49％，2012年为71％。各年度总属数在14-41种之间，其中2008年的种类数最多为41种，2010年最低为14种。各年度属种数较多的藻类在硅藻和绿藻之间变换，蓝藻次之，褐藻和隐藻最少。

图2 铁甲水库浮游植物各大门属种占比(％)

表1 铁甲水库浮游植物种类统计表

表2 铁甲水库浮游植物种类统计表

各年度属种数变化详见表4和图3。

2.3 铁甲水库浮游植物水期变化

从水期变化来看，铁甲水库浮游植物生物总量丰水期＞平水期＞枯水期，生物种类数量各水期变化不明显，基本持平，三个水期种类数在15-18种之间。详见表5。

2.4 铁甲水库浮游植物优势种变化

2004年至2014年间，铁甲水库浮游植物年度优势种除2011年外均为硅藻门针杆藻属，2011年为硅藻门曲壳藻属，该种类曾在2000年引发水华。亚优势种硅藻门和绿藻门交替出现。从水期优势种看，枯水期均为硅藻门针杆藻属，亚优势种绿藻门和硅藻门交替出现；丰水期2008年为硅藻门小环藻属，2010、2011年为硅藻门曲壳藻属，其余年份均为硅藻门针杆藻属。亚优势种硅藻门、绿藻门、隐藻门交替出现；平水期2011年为硅藻门曲壳藻属，2014年为蓝藻门颤藻属，其余年份均为硅藻门针杆藻属。亚优势种硅藻门、绿藻门、隐藻门、裸藻门交替出现。优势种占比在30.0％-97.1％之间，亚优势种占比在1.4％-36.9％之间。优势种占比越高，优势种、亚优势种占比差值越大，越易发生水华，2014年丰水期的优势种占比最高(97.1％)，亚优势种占比最低(1.4％)，两者相差95.7％，这和该年丰水期铁甲水库水华处于预警状态相对应。同时2010年平水期、2011年丰水期优势种、亚优势种占比差值分别为88.7％、88.0％，铁甲水库也接近水华状态。具体情况详见表6、图3、图4、图5。

3 易引发水华浮游植物种类及不同藻类水华发生时期

表3 铁甲水库浮游植物种类统计表

表4 各年度藻类属种数量变化情况统计表

表5 2004年-2014年间各水期种类及生物总量变化统计表

图3 各年度浮游藻类属种数量变化图

浮游藻类生物量在初春由于低温和低光照，生物量很低，随着光照加强，以及地表径流的增加，硅藻生物量上升，当水温和光照时间增加，绿藻生物量上升，而蓝藻在温度较高时适宜生长。资料显示，硅藻、金藻、黄藻适温较低在14-18℃，绿藻较高为20℃-23℃，而蓝藻更高，喜欢生长在20℃-32℃的温度阶段。其中危害最大的蓝藻门微囊藻类在10℃-40℃都可生长，最适温度为28℃-32℃。有资料显示4-6月份、10-11月份硅藻的生物量较高，易引发硅藻水华；5-8月份绿藻的生物量较高，易引发绿藻水华；6-10月份蓝藻的生物量较高，易引发蓝藻水华。但如果温度、光强、风速、水体PH、营养盐浓度等条件适宜，水华的发生可不拘泥于以上时间段。

图4 2004-2014年间枯水期铁甲水库优势种、亚优势种占生物总量百分比变化情况

4 铁甲水库易引发水华浮游植物种类及时期

资料显示1998年至2000年间铁甲水库曾多次发生水华，最严重的一次是2000年9月，引发水华的种类是曲壳藻属，当时铁甲水库水体浑浊、发臭，鱼类大量死亡。此后，2014年7月铁甲水库曾处于水华预警状态，水体中优势种为硅藻门的针杆藻属，水体较为浑浊。总结铁甲水库水华现象，主要由硅藻门种类引起，其主要原因是铁甲水库底质中含有大量的硅类物质，而硅藻的硅壳是由硅类物质组成的，细胞壁富含硅质，导致水质易于硅藻繁殖生长，由硅藻引发的水华比率较高。其中硅藻门的针杆藻属和曲壳藻会交替出现，其次是硅藻门的星杆藻属和小环藻属。由硅藻引发的水华易发期是6月末7月初，9月末10月初，这个时期铁甲水库气象、温度等条件适合硅藻生长。尤其在干旱少雨，天气晴好，光照良好气象条件下，铁甲水库易产生硅藻引发的水华。虽然铁甲水库优势种以硅藻门为主，但亚优势种种类多样，不拘泥于硅藻门，资料显示世界上易引发水华的种类在铁甲水库中均有存在，其中蓝藻有鱼腥藻、束丝藻、微囊藻、颤藻等，绿藻有衣藻、四鞭藻、空球藻、实球藻、小球藻、栅藻、四角藻、十字藻等，硅藻有小环藻、舟形藻、菱形藻等，所以引发铁甲水库水华的种类不会只局限于硅藻门，理论上存在由其它藻类引发水华的可能。比如在6-10月份，连续晴热的高温天气、水体呈强碱性(pH值8.8-10，盛夏季节光照度极强，水体藻类光合作用极强，CO2消耗量最大，pH值便会急剧上升)、水体高氮低磷，有机质含量较丰富，则极易引发蓝藻水华。另外铁甲水库中绿藻门种类占比较高，其中包含有易引发水华的种类如衣藻、四鞭藻、空球藻、小球藻、栅藻、四角藻、十字藻、绿球藻、空心藻等，如果繁殖条件适宜，尤其在绿藻生长旺盛的5-8月份，也可引发绿藻水华。

表6 各水期铁甲水库藻类优势种变化情况统计表

图5 2004-2014年间丰水期铁甲水库优势种、亚优势种占生物总量百分比变化情况

图6 2008-2014年间平水期铁甲水库优势种、亚优势种占生物总量百分比变化情况

5 结论

(1)铁甲水库存在的种类共有9大门、12纲、22目、37科共76属种的浮游植物。其中绿藻门属种数最多，其次是硅藻门。各年度总属数在14-41种之间。

(2)铁甲水库浮游植物年度生物总量变化不大，比较稳定，基本为106个/L。其中硅藻的数量占比最高。这和铁甲水库底质中含有大量的硅类物质有关。

(3)铁甲水库浮游植物年度优势种除2011年外均为硅藻门针杆藻属，2011年为硅藻门曲壳藻属。亚优势种硅藻门和绿藻门交替出现。从水期优势种看，枯水期均为硅藻门针杆藻属，亚优势种绿藻门和硅藻门交替出现；丰水期2008年为硅藻门小环藻属，2010、2011年为硅藻门曲壳藻属，其余年份均为硅藻门针杆藻属，亚优势种硅藻门、绿藻门、隐藻门交替出现；平水期2011年为硅藻门曲壳藻属，2014年为蓝藻门颤藻属，其余年份均为硅藻门针杆藻属，亚优势种硅藻门、绿藻门、隐藻门、裸藻门交替出现。优势种占比在30.0％-97.1％之间，亚优势种占比在1.4％-36.9％之间。

(4)铁甲水库水华主要由硅藻门种类引起，成为优势种的主要是针杆藻属和曲壳藻，其次是硅藻门的星杆藻属和小环藻属。由硅藻引发的水华易发期是6月末7月初，9月末10月初，尤其在干旱少雨，天气晴好，光照良好气象条件下，易产生硅藻引发的水华。在6-10月份，易引发由蓝藻产生的水华。5-8月份，易引发由绿藻产生的水华。

〔1〕丹东市环境保护局《.2006-2010年丹东市环境质量报告书》.

〔2〕丹东市环境监测中心站《.丹东市环境质量报告书》.

〔3〕林碧琴，姜彬彗.藻类与环境保护.沈阳：辽宁民族出版社，1999.

〔4〕周凤霞，陈剑虹等.淡水微型生物图谱.北京：化学工业出版社，2008.

〔5〕胡鸿钧，李尧英，魏印心等.中国淡水藻类.上海：上海科学技术出版社，1981.

Discussion on Phytoplankton Composition in TieJia Reservoir and Species Easily Leading to Bloom

SiYang(Environment Monitoring Center Station of DanDong City DanDong LiaoNing 118002)

The paper analyses phytoplankton composition in TieJia reservoir,summarizes the change of phytoplankton species,biomass and dominant species in different water period in TieJia reservoir and points out algae species and period easily leading to bloom in the reservoir.

Planktonic algae Blooms Dominant species Biomass

X171.5

A

1674-263X(2016)03-0088-07

2016-09-20

司阳(1969-)，女，硕士，高级工程师，从事环境监测工作。