济南市不同水体浮游植物群落结构对比分析

朱中竹 相 华 商书芹 梁晶晶 崇祥玉 李庆南 殷旭旺

浮游植物是水生态系统中重要的水生生物类群，常年分布于不同的水体类型当中，不同水体类型浮游植物群落结构会有差异。河流型通过大部分支流回水区构建成水库型，水库形成缓水区。经过长期演化，河流、水库形成不同的浮游植物群落体系，通常情况，水库型水体浮游植物以绿藻为主，河流型水体以硅藻为主，但在不同区域又略有差异，这两种浮游植物体系彼此相互贯通，浮游植物在群落结构上又存在着部分相同的特性。济南市位于山东省中西部，水网分布密集，两种水体类型浮游植物物种结构与其他区域不同，通过对这两种水型下的浮游植物物种群落结构对比分析，可以深入了解不同水型下浮游植物之间的关系，对水体水生生物治理修复提出针对性意见。

一、材料和方法

1.浮游植物采集样点布局

首先通过查阅资料，确定水库型采样点位12个，河流型采样点位34个（见表1）。采用MAGELLAN全球定位系统（eXplorist-200）现场测定各采样点经纬度（见图1）。

2.浮游植物样品采集

在采样点周围100m河段内，选择具有代表性的区域，用采水器收集混合水样2L，加入鲁哥固定液15mL，水样经过48小时沉淀浓缩、用虹吸管定容到50mL，加入2mL甲醛转入样品瓶，取0.1mL分样在10×20或10×40倍显微镜下进行浮游植物鉴定与计数。

3.数据整理、分析和处理

浮游植物数据整理分析主要包括浮游植物物种、密度、多样性，其中多样性采用香浓—维纳多样性指数，香浓—维纳多样性指数H'的计算参考：

H'=-ΣPi×log2Pi

其中Pi表示在每个样品中此物种的个体数占总个体数的比。

浮游植物物种、密度数据分析和处理在EXCEL上完成；采集点位图在ArcMap 9.3上完成。

二、分析结果

1.浮游植物物种分布

济南水库型水体共采集到浮游植物130种。其中硅藻门60种，占全部种类数的46%；绿藻门39种，占全部种类数的30%；蓝藻门19种，占全部种类数的15%；裸藻门3种，占全部种类数的2%；隐藻门3种，占全部种类数的2%；甲藻门3种，占全部种类数的2%；金藻门2种，占全部种类数的2%；黄藻门1种，占全部种类数的1%。济南河流型水体共采集到浮游植物161种。其中硅藻门76种，占全部种类数的47%；绿藻门47种，占全部种类数的29%；蓝藻门21种，占全部种类数的13%；裸藻门11种，占全部种类数的7%；隐藻门3种，占全部种类数的2%；甲藻门2种，占全部种类数的1%；金藻门1种，占全部种类数的1%（见图2）。

图1 济南流域不同水体类型浮游植物布设站位图

表1 济南流域布设站位对应水体表

济南浮游植物水库型和河流型物种分析结果显示，水库型河流浮游植物物种数在2014年呈现增高趋势，到2015年5月采集到的浮游植物物种数达到最大，代表物种有肘状针杆藻、尖针杆藻等，各个水库站点平均值为21种，随后浮游植物物种数有所下降。河流型水体浮游植物物种数呈现明显的季节变化，在2014年和2015年都随着季节变化呈现递减的趋势。其中，2014年5月采集到的浮游植物物种数最多，代表物种有舟型藻、谷皮菱形藻、四尾栅藻等，各个河流监测平均值为16种，2014年10月采集到的浮游植物物种数最少，平均值为6种（见图3）。

图2 济南水库型、河流型水体浮游植物物种组成图

图3 济南水库型、河流型水体浮游植物物种数变化规律图

图4 济南水库型、河流型水体浮游植物密度变化规律图

图5 济南水库型、河流型水体浮游植物多样性指数变化规律图

2.浮游植物密度分布

济南水库型浮游植物密度在2014年呈现明显上升趋势。2015年5月达到密度最大值，为8751.33万个/L，浮游植物优势种为小席藻。2015年8月和10月，浮游植物密度有所下降。变化趋势与物种数变化趋势相近。济南河流型水体2014年浮游植物密度均值较低，2014年10月，浮游植物密度最小，为291.76万个/L，2015年浮游植物密度均值大幅增加，2015年10月浮游植物密度值最大，为2328.71万个/L，优势种为小席藻（见图4）。

3.浮游植物多样性变化

2014年水库浮游植物多样性指数均较高，在2.00以上。2015年浮游植物多样性指数有所下降，平均值为1.72。水库浮游植物多样性指数最高值出现在2014年5月，多样性值为2.46。水库浮游植物多样性指数最低值出现在2015年5月，多样性值为1.50。济南河流型水体各采样点浮游植物平均多样性指数为1.78。6次采样数据结果显示，河流型浮游植物多样性指数均呈现春季最高，秋季最低的递减趋势，与河流浮游植物物种数变化趋势相同。河流浮游植物多样性指数最高值出现在2014年5月，多样性值为2.49。水库浮游植物多样性指数最低值出现在2014年10月，多样性值为1.13（见图5）。

三、讨论

通过济南浮游植物鉴定出的物种数可以看出，济南河流型浮游植物物种数明显多于水库型。从季节变化来看，水库型浮游植物物种数随季节变化不明显，河流型浮游植物物种数随季节变化呈现规律性降低。从济南水库型浮游植物物种组成来看，济南市水库型浮游植物物种组成与其他地区不同，其他地区水库型水体浮游植物物种组成大多以绿藻门为主。济南流域浮游植物无论河流型还是水库型都是以硅藻门物种为主，硅藻多喜欢流动性水体，济南水库型水体以硅藻为主，从侧面反应济南区域的水库型水体相对流动性较好。从浮游植物物种年变化规律来看，水库型水体浮游植物物种比河流型浮游植物物种年变化相对较小，每个采样点平均物种数为16种，各个季节浮游植物物种数更加稳定。济南水库型水体每个采样点浮游植物平均密度为4229.02万个/L，济南河流型水体每个采样点浮游植物平均密度为1274.23万个/L，可以看出济南水库型浮游植物平均密度明显高于济南河流型浮游植物密度。从浮游植物多样性来看，济南水库型浮游植物整体多样性水平高于河流型。2014年和2015年河流型浮游植物物种和多样性呈现相同的季节变化规律。

基于济南浮游植物河流型和水库型两种水体结构特征相似，纵向连通性强，在对该区域水环境管理中，要注重对河流型水体的保护，应从河流上游建立保护区，减少污染物聚集进入水库。从浮游植物物种来看，无论是水库型还是河流型，蓝藻门物种数都列在了第三位，应该严格控制有机污染物进入水体，杜绝含磷生活污水的排入，合理施肥。加强水域区域化环境管理和水体环境的研究。加强对水环境的研究，可对浮游藻类的种类、生物量及总氮、总磷等指标进行监测，及时掌握水体中氮磷等有机污染的程度及变化趋势，利用生物监测与理化监测相结合的手段进行长期监控