陡河水库浮游植物群落结构变化与营养状态分析

李锋

（唐山市陡河水库管理处，河北唐山063021）

陡河水库浮游植物群落结构变化与营养状态分析

李锋

（唐山市陡河水库管理处，河北唐山063021）

为了判断陡河水体的营养状态，为水体修复提供理论基础，采用浮游生物定量方法对陡河水库水体中浮游植物群种类、数量进行分析，研究不同环境条件下水体中浮游植物的优势种群及变化规律。结果表明：浮游植物共有7个门，45种以上，是绿藻+硅藻型的群落结构类型，并有比较稳定的隐藻、金藻和蓝藻种类，浮游植物的细胞密度在100万个/L以上。综合来看，陡河水库水体处于轻度富营养状态。

陡河水库；地表水源地；浮游植物；群落结构

陡河水库位于燕山南麓的陡河上游，距离唐山市区15 km，总库容5.1亿m3。陡河水库是河北省兴建的第一座大型水库，1956年10月建成，是一座具防洪、供水、灌溉等综合性作用的大型水利枢纽。陡河水库管理处先后调蓄可致灾洪水17次，供水遍及唐山市区并远供沿海大型企业，农业灌溉面积多达3万hm2。受水文、气候、调水等因素影响，陡河水库中蓝藻细胞数和叶绿素含量居高不下。

浮游植物种群数量及优势种群变化是评价水体富营养化程度的重要指标[1-2]，对陡河水库地表水源地水体中浮游植物群落结构及其动态变化开展研究，对水库富营养化控制具有重要意义。

1 监测时间与采样

2014年4月26日—11月20日，选取6个采样点，分别为1#坝口、2#东支入口、3#西支入口、4#温排水口、5#库南端和6#库中心，采样点位置如图1所示，总采样次数10次，总定量样品60个。对于水样，现场测定了水温、透明度和溶解氧，实验室分析了浮游植物的种类、数量和密度。

图1 采样点位设置

2 分析方法

使用有机玻璃采水器采样，每次每点采样约1 L，于水面下0.5 m处取水样，每升水样加入15 ml左右鲁哥氏液，固定保存，显微镜计数。

2.1 细胞密度

式中：N为每升水中浮游植物的数量（个/L），n为计数所得的浮游植物的细胞数（个），A为计数框面积400 mm2，Ac为计数面积（mm2），Vw为1 L水样经沉淀浓缩后样品的体积（ml），V为计数框体积（ml）。

2.2 生物量

采用德国BBE藻类及叶绿素浓度实验室分析设备。在每次采样进行浮游植物的种群数量鉴定分析时，同时测定其他一些水质指标，包括总磷、总氮、氨氮、水温、pH值、溶解氧、高锰酸盐指数等[3]。

3 浮游植物监测结果3.1

全库浮游植物的种类组成

监测时间内，共观察到陡河水库浮游植物7个门，53种浮游植物，种类和数量如表1所示。从种数来看，绿藻门最多，约占监测总数的50.9%，硅藻门次之，裸藻门最少。已发现的53种浮游植物，在物种多样性上比较丰富。就种类而言，陡河水库浮游植物的群落结构类型表现为绿藻+硅藻型，而且有比较稳定的蓝藻、隐藻和金藻存在[4]。

表1 浮游植物的组成

3.2 各点浮游植物的种类组成

在6个采样点中，浮游植物的种类组成基本类似，其中1号、2号、5号3个采样点未发现裸藻，由6个门组成；而3号、4号、6号3个采样点有裸藻，为7个门。各点的总种类数基本类似，均为24～29种。

图2 采样点浮游植物种类

3.3 总细胞密度和采样点的细胞密度

统计期间，采样60次，浮游植物各门类的细胞密度和体积生物量的特征见图3，全库浮游植物细胞密度平均达到1.18×106个/L，各采样点的细胞密度也较大，均在0.5×106个/L以上。

在7个门的浮游植物中，以蓝藻门的细胞密度最大，平均达5.43×106个/L，其次为绿藻门，再次为硅藻门和隐藻门，裸藻门也有一定的数量，但相对较少，甲藻的数量很少，最少的是金藻门。

图3 浮游植物各门细胞密度

图4 浮游植物各门生物量

从体积生物量来看，硅藻门最大，平均达到29 μg/L，金藻门最低，为2 μg/L。就浮游植物的细胞密度而言，陡河水库浮游植物的群落结构类型为蓝藻+绿藻+硅藻+隐藻型，再加上能够在一定程度上反映较好水质的金藻（圆筒锥囊藻）。

3.4 优势种类及其细胞密度

陡河水库的浮游植物优势种类和次优势种类有5种（或属），其中蓝藻门1种(鱼腥藻)，隐藻门2种（卵形隐藻、蓝隐藻），硅藻门2种（小环藻、针杆藻），如图2所示。在全库数量最多、细胞密度最大的是小环藻，其次为蓝隐藻和针杆藻。蓝藻门的鱼腥藻在3号和4号点数量较多。以指示中到富营养水质的小环藻为主要优势种群，以蓝隐藻、针杆藻和鱼腥藻及隐藻为次优势种类，还有一定数量的指示清洁水体的圆筒锥囊藻。综合各因素分析，陡河水库水质基本为中到轻富营养水平。

4 评价分析

用浮游植物的种群变化和某些藻类的敏感性作为水质变化的指示依据，是由于藻类种群与水环境之间存在着某种特定关系。一旦水质理化指标和营养物质对比度发生改变，将直接影响原有生物种群的平衡，改变优势种群的组成和数量，导致水质恶化。所以在水污染调查中，浮游植物被列为主要的研究对象，被用来指示水质污染级别和污染程度[5]。

表2 浮游植物优势和次优势种类及其细胞密度（103个/L）

4.1 浮游植物的种类组成和群落结构

共发现浮游植物有7个门，45种以上，以绿藻+硅藻型的群落结构类型，并有比较稳定的隐藻、金藻和蓝藻种类，总体上反映水库的营养状态基本为轻到中富营养水平。

4.2 浮游植物的细胞密度

就浮游植物的细胞密度而言，陡河水库的营养状态已经达到中度或轻度富营养的水平，无论从全库总平均细胞密度，还是各点的细胞密度来看，都在100万个/L细胞以上，密度较高。

4.3 浮游植物的优势种类

浮游植物的优势种类主要为硅藻门的小环藻和隐藻门的蓝隐藻，其次还有硅藻门的针杆藻、蓝藻门的鱼腥藻、隐藻门的卵形隐藻，也有一定数量的较清洁水体指示作用的圆筒锥囊藻。综合来看，优势种类所反映的营养状况基本为中到轻富营养水平。

4.4 浮游植物种群变化与水质净化关系

浮游植物种群变化与水环境变化有密切的关系，水温、pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总氮和总磷对浮游植物有着单独或共同的影响。水温是影响浮游植物的重要因子，监测表明水温与浮游植物的生长有明显的正相关，一旦水温适宜，藻类就会大量繁殖，藻类种数也会增多。浮游植物越多，其产氧越多，水体的溶解氧就越大[6-7]。水体中的高锰酸盐指数常被作为地表水体受有机物污染程度的综合指标，此指标浓度越大，说明水体有机物污染越重，当水体中营养盐逐渐增加后，地表水中浮游植物数量和种类会同时增加，但当营养物质浓度增加到一定程度后，浮游生物的种类会表现为明显的负相关性，表现为浮游植物种类减少，但单个种类生物量上升。从氮、磷监测情况分析，氨氮与总细胞密度有明显的正相关性，总磷浓度是制约蓝藻门细胞密度和生物量的关键因子。

随着人口的增长和经济的快速发展，水资源紧缺、水环境污染现象日益凸显，严重制约了社会经济的发展，加强水质监测，搞好水环境调查，对水生态环境进行综合评价、治理势在必行。本研究通过对陡河水库水体中浮游植物种类、数量和其他理化指标进行监测，得出陡河水库浮游植物群落结构在不同水温、不同季节、不同营养盐状态下藻类的种群变化规律，无论生物种类和细胞密度春夏秋季呈高、低、高状态，对水质保护、供水调度中具有指导作用。

[1]常会庆，车青梅.富营养化水体的评价方法研究[J].安徽农业科学，2007，35（32）：10407-10409.

[2]李华芝.富营养化水体生物栅修复技术中微生态种群结构研究[D].上海：华东师范大学，2006.

[3]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法[M].4版.北京：中国环境科学出版社，2009.

[4]刘冬燕，赵建夫，张亚雷，等.富营养水体生物修复中浮游植物的群落特征[J].水生生物学报，2005，29（2）：177-183.

[5]段婷婷.水源水中藻类监测及水质变化原因分析[D].西安：西安建筑科技大学，2009.

[6]白宝峰，程爱芳.水体富营养化环境影响评价[J].中小企业管理与科技：上旬刊，2010（6）：111-112.

[7]宋立钧，郝桂玲，杜迎欣，等.洋河水库浮游植物群落组成分析与水质评价[J].南水北调与水利科技，2011，9（5）：63-67.

（编辑：程俊）

Analysis on Phytoplankton Community Structure Changes and Nutritional Status in Douhe Reservoir

Li Feng
（Tangshan Douhe Reservoir Management Office,Tangshan Hebei 063021,China）

In order to evaluate the nutritional status of Douhe Reservoir and provide the theoretical basis for water restoration,this paper used plankton quantitative method to analyze the species and quantity of phytoplankton in Douhe Reservoir,and study the dominant populations and changes of phytoplankton in water under different environmental conditions.The results showed that the phytoplankton has 7 doors,more than 45 species,was green algae+diatom community structure type,and there were relatively stable species of Cryptophyta,Golden algae and cyanobacteria,and the cell density of phytoplankton was more than 1 million per liter.Therefore,Douhe reservoir was in a mild eutrophic state.

Douhe Reservoir,surface water source,phytoplankton,community structure

X824

A

1008-813X（2017）04-0062-04

10.13358 /j.issn.1008-813x.2017.04.16

2017-05-08

李锋（1973-），男，河北滦县人，毕业于河北科技师范学院淡水养殖专业，高级工程师，主要从事水质化验分析、水资源保护和淡水渔业养殖研究工作。