衡水湖浮游藻类群落调查及蓝藻水华预警分析

杨吉 郝肖阳 安莹 王程怡 芦站根

摘要 通过2021年4—9月对衡水湖浮游藻類进行逐月的采样调查，共鉴定浮游藻类54属，主要是由绿藻门（29.63%）、硅藻门（29.63%）和蓝藻门（27.78%）等组成。分析衡水湖浮游藻类藻密度的动态变化和浮游藻类群落结构的变化，并对衡水湖蓝藻水华发生的可能性提出预警性分析，从而对水体富营养化防治和湖泊的生态修复等提供科学依据。

关键词 衡水湖;浮游藻类;藻密度;蓝藻水华

中图分类号：X173 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）12–0041–02

近年来，浮游藻类在水体生态监测、水质污染和营养水平评价中取得广泛应用。浮游藻类是水生态环境中的初级生产者，其群落结构、种群数量会因水环境而发生变化。因浮游藻类生活周期短，对水环境变化极其敏感，藻类特征的变化也可以是衡量水质变化的良好指标，同时更是评价湖泊水体质量的标准之一。浮游藻类形体微小、种类繁多，是生态系统的基础，对水生态系统的生态平衡有重要作用，因此，浮游藻类可作为评价衡水湖水质的重要对象[1]。

衡水湖作为我国北方内陆封闭型湖泊，是华北平原单体面积最大的淡水湖和国家级自然保护区，具有维护生物多样性、涵养水源等重要的生态服务功能。但其流动性差、水域面积小、易污染、水体自净能力较低，且近10年跨流域调水输入的大量营养物质，需密切关注衡水湖水质。防控藻类水华风险具有重要的生态意义，应找到能及时准确、综合反映水环境状况的方法，并及时预警[2]。

1 研究方法

根据衡水湖的形态，结合采样的实际情况，共在衡水湖的湖北、湖南、湖西、湖东和湖心设定10个采样点，以此代表衡水湖整体水质状况。每月采集水样1次。衡水湖平均水深小于5 m，水样在离湖面0.5 m深处用标准水样采集器进行采集。采水时，每瓶样品必须贴上标签，应标明采集的时间、地点和采水体积等，其他详细内容应另行做好记录，以备查对，避免造成错误。现场采集水样l L后，用15 mL鲁哥氏液固定，水样存于棕色瓶并于24 h内运回实验室。

水样在实验室沉淀48 h后，去掉上清液，定容至100～200 mL，视水质状况而定。加入4 mL的2～4%的甲醛固定液（福尔马林），以利于长期保存。

用40×高倍显微镜对水样进行种类鉴定和计数。方法如下：浓缩沉淀后，将水样充分摇匀，立即用0.1 mL移液枪吸出0.1 mL样品，注入0.1 mL计数框内（计数框的表面积最好是20 mm×20 mm），小心盖上盖玻片，在盖盖玻片时，要求计数框内没有气泡，样品不溢出计数框，然后显微镜下观察计数[3]。

浮游藻类种类鉴定以《中国淡水藻类：系统分类及生态》（胡鸿钧、魏印心著）[4]、《中国常见淡水浮游藻类图谱》（翁建中、徐恒省）[5]、《长江中三角常见淡水湖浮游藻类图谱》《辽河流域藻类监测图鉴》[6]等为基础。

2 结果与分析

2.1 衡水湖浮游藻类的种类

试验期间，共从衡水湖水样检出浮游植物7门54属，其中绿藻门、硅藻门占比最多，各为16属，各占藻类总数29.63%;其次为蓝藻门共15属，占藻类总数27.78%;另外甲藻门2属，金藻门2属，裸藻门2属，隐藻门1属。群落种类组成中主要优势属为：蓝藻门的平裂藻属、微囊藻属、螺旋藻属;绿藻门的栅藻属、新月藻属、鼓藻属、卵囊藻属、十字藻属，硅藻门的针杆藻属、直链藻属、小环藻属、桥弯藻属、舟形藻。而隐球藻属、束丝藻属、色球藻属为次优势属，出现频次和丰度均较高，拟柱胞藻属仍然存在，但不是优势属，少量的裸藻、甲藻、隐藻出现。因此，优势种类为蓝藻门的微小平裂藻、灿烂颤藻、铜绿微囊藻、惠氏微囊藻、节旋藻、湖泊色球藻、拉氏拟柱胞藻、伪鱼腥藻等，硅藻门的近缘针杆藻、尖头桥湾藻、扁圆舟形藻、尖布纹藻等，绿藻门的双对栅藻、四角十字藻等。

2.2 衡水湖浮游藻类藻密度的动态变化

试验期间，4月的平均藻密度为1 726 万个/L，浮游藻类的细胞密度较低，此时衡水湖的气温较低且天气大多处于晴天，各类藻类繁殖速度慢，即藻密度相对较低。5月温度渐渐回温，各类藻处于繁殖稳定状态，但稍微中营养化，平均藻密度为2 236 万个/L，此时蓝藻门藻类繁殖速度增加。在6月时，由于适宜温度和环境，蓝藻比较占优势，平裂藻、微囊藻等蓝藻门藻类开始迅速繁殖，平均藻密度相对较高，为2 581万个/L。在7月，藻类密集生长，由于区域的集中性使平均藻密度有所减少，平均藻密度为13 450 亿个/L。在8月，温度升高，水量减少，藻类植物不能很好地生存，藻密度相对降低，为21 210万个/L，在9月，温度逐渐降低，降雨量增多，平均藻密度提高，为2 543万个/L（图1）。

2.3 衡水湖浮游藻类群落结构的变化

据研究显示，硅藻最适温度为20℃;绿藻生长的最适温度是30℃～35℃;蓝藻的最适温度是40℃。从时间上看，衡水湖浮游藻类群落结有明显的季节性变化规律。春季由于太阳辐射较弱，水温和气温都较低，藻类主要以硅藻为主，绿藻也占有一定的比例，含有少量硅藻和蓝藻。在夏季，水温和气温逐渐升高，硅藻在水中优势逐渐减弱，硅藻所占比例逐渐下降;而蓝藻、绿藻增长，蓝藻增长速度快于绿藻，蓝藻取得优势地位，群落结构变为：蓝藻+硅藻+绿藻。5月后绿藻占比逐渐超过硅藻比例，此时蓝藻已占绝对优势，随着夏季水温逐渐增高，光强逐渐增大，绿藻和蓝藻迅速繁殖。6月蓝藻占比超过了80%，但7月蓝藻比例有所降低，8月蓝藻比例达到98.82%，在各藻类的竞争上取得绝对优势地位，数量大量增加。秋、冬季，随着水温、气温的逐渐降低，藻类数量逐渐减少，优势藻种类又演变为以硅藻为主，各种属均有发展。

3 结论与讨论

（1）衡水湖浮游藻类的优势种群呈季节性变化。其中春、夏季以蓝藻为主要优势种群，秋季以硅藻为主要优势群体。

（2）衡水湖浮游藻类的群落結构组成呈季节性变化。衡水湖的藻类主要以蓝藻、绿藻和硅藻为主要类型。在各检测位点中，蓝藻所占比例均高于其他种类。

（3）衡水湖浮游藻类藻密度季节性变化明显。其中8月的藻密度最高，达到了2.121 亿个/L。

根据衡水湖浮游藻类群落结构季节性演替和藻密度动态变化可知，5月蓝藻迅速增加，8月是蓝藻密度最高的时间点。因此，5月相关人员应引起足够重视，及时预警并分析，制定藻类水华应急预案，提高应对衡水湖蓝藻水华的预警、防控和应急处理能力，以确保衡水湖不发生规模藻类水华灾害。

参考文献

[1] 李海燕，吴雨川，张跃武，等.城市景观水污染控制[J].自然杂志，2004（3）：132-134.

[2] 牛玉璐，郑云翔，赵建成.衡水湖自然保护区藻类植物资源初步研究[J].河北师范大学学报，2006（3）：336-342.

[3] 丁二峰.衡水湖叶绿素a含量变化及其与氮、磷浓度关系的初步研究[J].南水北调与水利科技，2011，9（6）：87-89.

[4] 胡鸿钧，魏印心.中国淡水藻类：系统分类及生态[M].北京：科学出版社 2006.

[5] 翁建中，徐恒省.中国常见淡水浮游藻类图谱[M].上海：上海科学技术出版社，2010.

[6] 辽宁省环境监测实验中心.辽河流域藻类监测图鉴[M].北京：中国环境出版社，2018.

责任编辑：黄艳飞

Investigation of Phytop-lankton Community and Early Warning Analysis of Cyanobacteria Bloom in Hengshui Lake

YANG Ji et al （Hengshui University， Hen-gshui， Hebei 053000）

Abstract Through the monthly sampling survey of phytoplankton in Hengshui Lake from April to September 2021， 54 genera of phytoplankton were identified， mainly composed of Chlorophyta （29.63%）， diatom （29.63%） and Cyanophyta （27.78%）. Based on the analysis of the dynamic changes of phytoplankton density and phytoplankton community structure in Hengshui Lake， the possibility of cyanobacteria bloom in Hengshui Lake was analyzed in order to provide scientific basis for water eutrophication prevention and ecological restoration of the lake.

Key words Hengshui Lake; Planktonic algae; Algal density; Cyanobacterial bloom