石佛寺水库浮游植物时间分布相关研究

孙婧妍

(辽宁省沈阳水文局，辽宁 沈阳 110003)

0 引言

石佛寺水库工程是辽河干流中上游上唯一的一座控制性水利工程，也是国内流域干流上大型的平原水库，位于辽宁省沈阳市新城子区、法库县和铁岭市铁岭县境内。浮游植物是地球上生态系统的重要初级生产者之一，其群落结构和种群变化能够直观反映水环境的现状[1]，同时浮游植物长期演替特征可记录生态系统受到环境的扰动过程[2-4]。根据相关资料可知：蓝、隐、裸藻门中的大多数藻类耐污性较好，黄、绿藻门中的大部分藻类耐污性中等，而硅藻门中的多数藻类则能够指示轻度污染，可见藻类与水污染有着密切的关系[5]。因此，石佛寺水库浮游植物时间分布特征的相关研究对水库的环境变化的情况掌握至关重要。

图1 石佛寺水库坝前采样点地理位置

1 研究方法

1.1 采样点设置及采样时间

2016-2020年共5 a，每年5-10月，在石佛寺水库坝前固定点位置进行样品采集(见图1)，每月上旬进行采样并送实验室分析。

1.2 样品采集与处理

采样人员应在采样现场观察、记录水体状况，对浮游植物进行定性、定量采样并加入固定剂以固定。

定性样品采集方法为，用25号浮游生物网，在水面下0.3 m处做“∞”形拖动，每次取样体积约为30～50 ml，并现场加入1 ml固定剂(鲁哥试剂)。

定量样品采集方法为，由采水器在所测水层采水1 000 ml置于试剂瓶，并现场加入10 ml固定剂(鲁哥试剂)。

将所采水样带回实验室，对定性水样可以直接进行种类鉴定；定量水样则需要在沉降器中沉淀48 h后浓缩，定容至一定体积。用0.1 ml计数框进行计数，所有水样需要在一个月内完成测定[6-7]。浮游植物的采样和测定均有规范方法[8]。

图2 2016-2020年石佛寺水库浮游植物种(属)类图

2 结果与讨论

2.1 浮游植物群落组成及优势种群

经分析鉴定可知，2016-2020年5 a内，石佛寺水库共观测到浮游植物8门60种(属)。其中，硅藻门17种(属)，占比28.3 %；绿藻门25种(属)，占比41.7 %；蓝藻门7种(属)，占比11.7 %；甲藻门3种(属)，占比5.0 %；裸藻门4种(属)，占比6.7 %；金藻门2种(属)，占比3.3 %；隐藻门、黄藻门各1种(属)，占比均为1.7 %。详细结果见图2。

同时，经过分析统计可以得出2016-2020年石佛寺水库浮游植物优势种群，总体情况如表1所示。

由该表可以看出，2016-2020年5 a间，共监测石佛寺水库浮游植物30次，其浮游植物优势物种绝大部分时间以硅藻门和绿藻门为主，蓝藻门的平裂藻属只有2次为优势种属，而硅藻门的小环藻，直链藻以及绿藻门的衣藻和栅藻在表中出现频率极高。这种情况的出现可能是由于硅藻门和绿藻门对环境的要求不高，如环境温度，水体营养盐含量等因素对其生长和繁殖的影响不大，同时也说明，五年中石佛寺水库状态相对稳定，且由于硅藻门存在种类及数量较多，也能够从侧面证明该水库水质相对较好。

表1 2016-2020年石佛寺水库浮游植物优势种类表

将表1中数据详细统计可以得出2016-2020年5 a期间，监测石佛寺水库浮游植物优势种群的次数。由表2可以清楚看到，在监测的30次中，硅藻门的小环藻有25次为优势种群，占比83%，直链藻有6次为优势种群，占比20%，舟形藻仅1次，占比3%；绿藻门的栅藻有11次为优势物种，占比37%，衣藻4次，占比13%，空球藻仅1次，占比3%；蓝藻门的平裂藻有2次，占比7%。由此可见，石佛寺水库的生态环境更适宜硅藻门的小环藻的生存，且环境温度、降水量等周围环境的改变对其生长和繁殖影响不大。

表2 石佛寺水库浮游植物优势种群次数统计

2.2 历年浮游植物物种情况分析

鉴定分析可知，2016年石佛寺水库共观测到浮游植物7门37属(种)(见图3)，其中，硅藻门9种(属)，占比24.3 %；绿藻门17种(属)，占比45.9 %；蓝藻门4种(属)，占比10.8 %；甲藻门2种(属)，占比5.4%；裸藻门3种(属)，占比8.1 %；隐藻门、金藻门各1种(属)，占比均为2.7 %。按照汛期(6-9月)和非汛期(5、10月)划分，二者浮游植物种(属)数相差不大，硅藻门的菱板藻、绿藻门的空星藻和鼓藻、以及金藻门的锥囊藻仅在非汛期存在。

图3 2016年石佛寺水库浮游植物种(属)类图

2017年石佛寺水库共观测到浮游植物6门39属(种)(见图4)，其中，硅藻门12种(属)，占比30.8 %；绿藻门19种(属)，占比48.7 %；蓝藻门和裸藻门均为3种(属)，占比7.7 %；隐藻门和甲藻门均为1种(属)，占比2.6 %；按照汛期(6-9月)和非汛期(5、10月)划分，二者浮游植物种(属)数相差不大，硅藻门的布纹藻、羽纹藻仅在非汛期存在。

图4 2017年石佛寺水库浮游植物种(属)类图

2018年石佛寺水库共观测到浮游植物7门45属(种)(见图5)，其中，硅藻门11种(属)，占比24.4 %；绿藻门20种(属)，占比44.4 %；蓝藻门7种(属)，占比15.6 %；甲藻门3种(属)，占比6.7 %；裸藻门2种(属)，占比4.4 %；隐藻门、黄藻门各1种(属)，占比均为2.2 %。按照汛期(6-9月)和非汛期(5、10月)划分，二者浮游植物种(属)数相差不大，硅藻门的羽纹藻、绿藻门的衣藻和微茫藻仅在非汛期存在。

2019年石佛寺水库共观测到浮游植物7门36属(种)(见图6)，其中，硅藻门8种(属)，占比22.2 %；绿藻门16种(属)，占比44.4 %；蓝藻门4种(属)，占比11.1 %；甲藻门和裸藻门均为3种(属)，占比8.3 %；隐藻门、金藻门各1种(属)，占比均为2.8 %。按照汛期(6-9月)和非汛期(5、10月)划分，二者浮游植物种(属)数有一定差距，硅藻门的等片藻、脆杆藻和卵形藻；绿藻门的衣藻和纤维藻、以及蓝藻门的色球藻仅在非汛期存在。

图5 2018年石佛寺水库浮游植物种(属)类图

图6 2019年石佛寺水库浮游植物种(属)类图

2020年石佛寺水库共观测到浮游植物7门44种(属)(见图7)，其中，硅藻门13种(属)，在所有检出浮游植物种(属)总数的占比为29.5%；绿藻门20种(属)，占比45.5%；蓝藻门4种(属)，占比9.1%；裸藻门3种(属)，占比6.8%；甲藻门2种(属)，占比4.5%；隐藻门、金藻门各1种(属)，均占比为2.3%。按照汛期(6-9月)和非汛期(5、10月)划分，二者浮游植物种(属)数相差不大，绿藻门的多芒藻、短棘四星藻和衣藻；甲藻门的多甲藻仅在非汛期存在。

由此可知，2016-2020年五年期间，石佛寺水库浮游植物种类及其优势种群均相对稳定，且其各方面因素更适合硅藻门及绿藻门浮游植物生存，也从侧面反映该水库水质较好。

2.3 历年浮游植物细胞密度分析

图7、图8为2016-2020年五年间是石佛寺水库浮游植物细胞密度图，其中图8为非汛期(5、10月)，图9为汛期(6-9月)。由图可以看出，非汛期石佛寺水库浮游植物细胞密度明显较汛期更少，同时在非汛期5月和10月，浮游植物细胞密度相差不大，而汛期由于环境因素影响，每个月之间浮游植物细胞相差较大。

图7 2020年石佛寺水库浮游植物种(属)类图

同时由图9可以看出，除2016年外，其余四年浮游植物细胞密度均符合温度越高，细胞密度越大的规律，由此可知浮游植物的繁殖受环境温度影响较大，温度的增高会促进其繁殖。此外，2016年浮游植物细胞密度不符合该规律，其原因可能为2016年汛期降雨较多，过多的降水冲淡了浮游植物细胞密度，导致其降低。

图8 石佛寺水库非汛期浮游植物细胞密度

图9 石佛寺水库汛期浮游植物细胞密度

3 结语

2016-2020年五年间石佛寺水库共观察到浮游植物8门60种(属)，以硅藻门和绿藻门类为主，其中硅藻门的小环藻以及绿藻门的栅藻在30次监测中多次均为优势物种。由此可见，石佛寺水库的生态环境更适宜硅藻门的小环藻的生存，且环境温度、降水量等周围环境的改变对其生长和繁殖影响不大。

经过对2016-2020年石佛寺水库浮游植物种类逐年分析可以看出，石佛寺水库五年间浮游植物种类相对稳定，同时，普遍存在的绿藻门及硅藻门类浮游植物也证明该水库水质相对较好。

此外，五年间石佛寺水库浮游植物细胞密度随温度升高而增加，随温度降低而减少，说明水体及环境温度是影响浮游植物细胞密度的重要因素之一，但同时其他因素如降雨等对浮游植物细胞密度的影响也不容忽视。