淮南花家湖浮游植物的群落结构特征及季节变化

邓佩瑶

摘 要：在西淝河下游淮南花家湖设置3个采样点，从2017年9月至2018年8月分4个季度进行水质调查，并采集浮游植物样品进行鉴定和群落结构分析。结果表明，监测到的浮游植物共计8门61种，其中浮游植物的细胞密度夏季时最大，为5783.50×104?L-1，以蓝藻门的小颤藻、细小平裂藻、伪鱼腥藻属为主要优势种;冬季细胞密度最小，为7.38×104?L-1，以锥囊藻属为第1优势种。浮游植物种类夏季最多，为8门51种;冬季最少，为8门26种;4个季节均以绿藻门浮游植物种类最多。

关键词：花家湖;浮游植物;季节演替;环境因子

中图分类号 Q948.8  文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）17-0149-04

Community Structure and Seasonal Variation of Phytoplankton in Huajiahu Lake， Huainan City

DENG Peiyao

（School of Earth and Environment， Anhui University of Science and Technology， Huainan 232001， China）

Abstract：In this research， we selected three sampling sites in Huajiahu Lake， investigating the seasonal water quality and phytoplankton community from September of 2017 to August of 2018.A total of 61 species in phylum had been identified， with highest cell density of 5783.50×104?L-1 in summer.The species of Oscillatoria tenuis、Merismopedia minima、Pseudoanabaena are the dominant during summer.The cell density of phytoplankton is the smalles ， with a value of 7.38×104?L-1.The species of Dinobryon is dominant during winter.There were 57 species in 8 phyla， and there 26 species in 8 phyla in winter.The green algae phytoplankton species is the most abundant across the four seasons.

Key words：Huajuahu Lake; Phytoplankton; Seasonal succession; Water quality

1 引言

浮游植物是水体生态系统的初级生产者，是食物链的起点，同时也承担着能量与流动和物质循环的重要功能，因而在水生生态系统中占据基础地位[1，2]。此外，浮游植物的群落结构对水体环境的变化有着重要的指示作用，湖泊水体中浮游植物的数量分布、优势种及丰度等会随季节而发生变化。因此，对浮游植物群落结构的研究具有十分重要的基础意义。目前，我国湖泊水体富营养化现象十分严重，蓝藻水华频发，各类富营养化湖泊中浮游植物的群落结构特征及其与环境因子的关系得到了广泛的研究。相关研究表明，我国长江中下游湖泊水文条件和闸坝阻隔是延长湖泊水力停留时间、加速水体富营养化的重要原因，其浮游植物群落的结构也发生着重要变化。

淮河作为我国7大河流之一，由于防洪和水资源利用的需要，干流及支流上建立了大量的闸坝，从而对流域水生态系统产生了潜在的影响，特别是淮河支流闸控型湖泊众多，在防洪、水资源供给、渔业养殖等方面发挥着重要功能。但是，目前对这些河道型湖泊浮游植物群落结构的研究仍相对较少，其对水文环境条件的响应也知之甚少。为此，本研究以淮河支流上河道型湖泊花家湖为对象，对其浮游植物的群里结构特征及季节变化规律进行了分析和探究，以获得此类湖泊生态系统的基础信息，明确影响其群落结构的因素，为湖泊生态环境的保护提供科学依据。

2 材料与方法

2.1 研究区域概况 花家湖位于安徽省凤台县城西北10km处，为西淝河下游的一个河湾带。东西长7km，南北宽1.5～3km，水域面积1533.33hm2[3]。而西淝河是淮河北岸较大的支流之一，全长250km，流域面积4750km2。在西淝河出口通过西淝河闸调节其和淮河的水交换，当淮河水位高于闸上水位时，闸门关闭防止淮河水倒灌。因此，花家湖为典型的河道型湖泊。

2.2 样品采集与分析 本研究在花家湖上游布设3个采样点，从2017年10月至2018年8月分4个季节对花家湖的水质调查并采集浮游植物的样品，现场测量水温、pH、溶解氧（DO）数据，并用有机玻璃采水器采集表层水质样品低温保存后带回实验室。实验室主要分析指标包括高锰酸盐指数（CODMn）、总氮（TN）、总磷（TP）等，具体分析方法参见《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）。

浮游植物样品采集混合样品，视水深情况将水柱分层进行混合，采集水样1000mL后加入提前备好的鲁哥试剂15mL进行固定，放入保温箱内，带回实验室后，静置沉淀1d之后将1000mL样品浓缩，以供后续进行浮游植物的分析鉴定。计数时，将之前浓缩过的样品充分摇匀，立即取0.1mL样品于0.1mL（20mm×20mm）浮游植物计数框内，在10×40倍光学显微镜下进行鉴定，采用视野计数法计算各物种的密度。浮游植物的具体鉴定分析参照相关手册和研究方法进行[4]。

2.3 数据处理 采用优势度指标（Y）确定优势物种，运用Shannon-Wiener多样性指数（D）、Pielou均匀度指数（J）[5]对花家湖浮游植物群落结构进行分析评价。各项指数的计算公式如下：

[Y=niN×fi]

[D=-i=1SPilog2Pi]

[Pi=niN]

[J=Dlog2S]

式中，Y为优势度，ni为样品中i种浮游植物的个体数，N为样品中浮游植物总个体数，fi为第i种浮游植物在各样点出现的频率，当Y≥0.02时的物种定义为优势种;D为多样性指数，J为均匀度指数，S为站位中浮游植物总种数。

3 结果与分析

3.1 花家湖水质特征 由表1可知，花家湖水温在7.12～30.63℃，DO浓度在8.53～14.20mg/L，pH在7.88～8.47，总体呈弱碱性。CODMn浓度在7.40～8.46mg/L，TN浓度在1.35～2.8mg/L，除夏季为Ⅲ类水外，其余3个季节均为Ⅴ类水。TP浓度在0.06～0.17mg/L，除冬季为Ⅲ类水以外，3个季节均超过了Ⅳ类水质标准，其中TN浓度最高出现在3月份，为4.20mg/L。

3.2 浮游植物种类及丰度 4个季度调查期间，共监测到浮游植物8门64种。夏季浮游植物种类最多，为8门51种;其中，绿藻门26种，蓝藻门12种，硅藻门3种，裸藻门1种，甲藻门1种，黄藻门1种。冬季最少，为8门26种;其中，绿藻门9种，硅藻门7种，隐藻门3种，裸藻门1种，甲藻门2种，金藻门1种，黄藻门1种。春季8门46种，其中蓝藻门、绿藻门、硅藻门、隐藻门、裸藻门、金藻门、黄藻门分别为6种、26种、5种、3种、2种、2种、1种、1种，秋季8门35种，其中蓝藻门、绿藻门、硅藻门、隐藻门、裸藻门、金藻门、黄藻门分别为2种、9种、7种、3种、1种、2种、1种、1种;4个季节中种类数最多的都为绿藻门;蓝藻门种类冬季最少，夏季最多;硅藻门、隐藻门、裸藻门种类数4个季节变化不明显。

4个季度调查期间，夏季花家湖浮游植物细胞丰度最大，总密度为5783.50×104?L-1，其中蓝藻门密度最大，为5141.67×104?L-1，金藻门密度最小;冬季浮游植物细胞丰度最小，总密度为7.38×104?L-1，其中金藻门占主要地位，为3.32×104?L-1，裸藻门最小;春季浮游植物细胞密度为302.86×104?L-1，其中蓝藻门占据主要地位，其浮游植物细胞密度为141.94×104?L-1，秋季浮游植物细胞密度为1051.83×104?L-1，其中隐藻门占据主要地位，其细胞密度为741.00×104?L-1。

3.3 浮游植物多样性、均匀性及主要优势种 在对花家湖4个季度调查中，春季浮游植物多样性最大，为3.91，均匀度也最高，为0.71;秋季多样性最低，为2.84，均匀度也最小，为0.55;夏季和冬季浮游植物多样性分别为3.12、3.16，均匀度分别为0.55、0.67，根据Shannon-Wiener指数及Pielou指数的评价标准，花家湖水质属于清洁型。

春季浮游植物优势度最高的是蓝藻门中伪鱼腥藻（Pseudoanabaena），其优势度为0.262;夏季优势度最高的是蓝藻门细小平裂藻（Merismopedia minima），其优势度为0.281;秋季和冬季优势度最高的物种分别为隐藻门啮蚀隐藻（Cryptomonas erosa）和锥囊藻（Dinobryon），优势度分别为0.537、0.450。

4 讨论

4个季度调查期间，花家湖上游TN、TP浓度范围分别为1.35～2.8mg/L和0.06～0.17mg/L，总体已经处于富营养化状态。在营养盐含量较高的富营养化湖泊中，浮游植物生物量通常会引起光因子的限制，通常耐受低光环境的浮游植物类群会占据优势地位[6-8]，花家湖处于富营养化状态，优势种小颤藻（Oscillatoria tenuis）、伪鱼腥藻（Pseudoanabaena）、细小平裂藻（Merismopedia minima）、啮蚀隐藻（Cryptomonas erosa）等均对弱光环境有耐受特征，但绿藻门在浮游植物群落结构中占据较大的比率，其种类在所有物种中所占比率年均值为49.82%。

PEG（plankton ecology group）模式一般被用来描述富营养化湖泊中浮游植物的季节演替规律[4，9]，该模式大致过程為：浮游植物由冬春季的隐藻-硅藻转变为夏季的绿藻，到夏末秋初则蓝藻占优势，而到了秋季硅藻的重要性再次上升。本文研究区域中，秋冬季隐藻门占据优势，春季和夏季蓝绿藻占据优势，夏末时则蓝藻占优势，这与PEG模式较为一致[10-11]，但硅藻类群并未在花家湖上游研究区域内占据主要优势。

另一方面，物种多样性和均匀度通常可以体现生态系统物种的丰富程度与结构复杂程度。花家湖上游区域多样性指数年均值为3.26，均匀度指数年均值为0.62，表明所研究区域的浮游植物多样性比较丰富，且均匀度较好，群落结构复杂且较为稳定，而秋冬隐藻和春夏季蓝藻占据了浮游植物群落结构中的主要地位，群落结构相对较为单一。

总体上看，花家湖所在流域属于农业活动区域，农业径流输入为湖泊带来了丰富的营养元素，支撑了浮游植物相当大的初级生产[12]，浮游植物的细胞密度在夏季达到最高，为5783.50×104?L-1。浮游植物是水生生态系统生物链的起点，是浮游动物和滤食性鱼类良好的天然的饵料，湖泊渔业养殖也可能给浮游植物带了相当的捕食压力[12]，这有利于降低浮游植物细胞密度和多样性，控制藻类水华的暴发。因此，后续加强此类河道型湖泊浮游植物群落结构在生态系统中的作用的研究将十分重要。

5 结论

本研究结果表明，花家湖监测到的浮游植物共计8门61种;根据Shannon-Wiener指数及Pielou指数的评价标准，花家湖属于清洁型，但水质处于富营养化状态。从浮游植物门类来看，4个季节绿藻门种类数最多;季节变上，秋冬季以隐藻门为主，夏秋季以蓝藻门为主。花家湖上游区域浮游植物多样性比较丰富，且均匀度较好，群落结构复杂且较为稳定。

参考文献

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（责编：张宏民）