鄱陽湖五河入湖口浮游藻類及營養(yǎng)現(xiàn)狀評價

陳格君 周文斌 胡春華

摘要：為研究鄱陽湖五河入湖口浮游藻類群落特征及營養(yǎng)現(xiàn)狀，于2011年2、5、8、11月份對鄱陽湖五河入湖口進行了采樣分析。4次調(diào)查共觀察到浮游藻類5門52屬86種，以綠藻門種類最多，占總數(shù)的39.53%，其次是硅藻門，占32.56%；浮游藻類細胞密度的變化范圍為（10.25×105～24.75×105）個/L；生物量變化范圍為3.045～5.209 mg/L。根據(jù)浮游植物數(shù)量和生物量判定五河入湖口水質(zhì)為富營養(yǎng)化；基于生物量的Shannon-Wiener指數(shù)、Pielou指數(shù)和Margalef指數(shù)，并結(jié)合同期水質(zhì)類別結(jié)果判定五河入湖口水質(zhì)為輕度或中度污染。

關(guān)鍵詞：鄱陽湖；浮游藻類；營養(yǎng)現(xiàn)狀；污染評價

中圖分類號：Q949.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）09-2048-05

浮游藻類存在于自然界的各種水體之中，是江河湖海中最基本的初級生產(chǎn)者，由于個體小、生活周期短、繁殖速度快，易受環(huán)境中各種因素的影響而在較短周期內(nèi)發(fā)生改變。在水體中，浮游藻類的變化（種類組成、種群動態(tài)、生理生化等）可反映出所處環(huán)境的改變。相對于理化條件而言，其現(xiàn)存量、種類組成和多樣性能更好地反映出水體的營養(yǎng)水平[1，2]。早在1954年饒欽止等[3]通過研究武漢東湖浮游藻類的變化評價了該湖泊的營養(yǎng)現(xiàn)狀，到1987年李飛等[4]研究了鄱陽湖浮游藻類的組成并評價其水體營養(yǎng)狀況。近幾年國內(nèi)外廣泛應用浮游藻類進行生物監(jiān)測，以評價水質(zhì)污染及營養(yǎng)水平。

鄱陽湖為我國最大的淡水湖，上承贛江、撫河、信江、饒河、修水五河之水，五河流域匯聚了江西省境內(nèi)的絕大多數(shù)地表徑流并最終流入鄱陽湖，其水質(zhì)的營養(yǎng)狀況和浮游藻類的組成情況決定了鄱陽湖水質(zhì)營養(yǎng)狀況[5]。有研究表明鄱陽湖水質(zhì)屬于貧—中營養(yǎng)型初期[4，6]，1999年王天宇等[7]研究顯示鄱陽湖有向富營養(yǎng)化發(fā)展的趨勢。近年來，隨著五河流域的經(jīng)濟發(fā)展速度增幅明顯，工業(yè)企業(yè)數(shù)量大幅度增加，入湖口的氮、磷含量逐年增加[8]，為浮游藻類生長提供了良好的生態(tài)環(huán)境，鄱陽湖水質(zhì)營養(yǎng)狀況形勢非常嚴峻。因此確定五河入湖口的浮游藻類種類及群落組成，明晰其營養(yǎng)現(xiàn)狀，以為深入研究鄱陽湖河流入湖口的生產(chǎn)力水平、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和環(huán)境質(zhì)量狀況提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 樣品采集和處理

1.1.2 定量樣品采集 在各采樣斷面，用有機玻璃采水器按斷面左、中、右3點進行定量樣品的采集。取混合水樣1 000 mL，加入15 mL魯哥氏液進行固定。搖勻傾入量杯中，室內(nèi)靜置48 h，靜置后用虹吸管緩慢在水面以下吸去多余水樣，濃縮至30 mL。充分搖勻后，用定量吸管取0.1 mL注入計數(shù)框內(nèi)在顯微鏡下計數(shù)，每個樣品數(shù)3片，取其平均值[9]。由于浮游藻類的比重接近于1，故直接由浮游藻類的體積換算為生物量（濕重），即生物量為浮游藻類的數(shù)量乘以各自的平均體積，單位為mg/L，單細胞的生物量主要根據(jù)浮游藻類個體形狀測量所得[10]。

1.2 水樣理化指標的測定

在采集水樣的同時，現(xiàn)場用HACH便攜式現(xiàn)場分析儀測定水樣pH、溶解氧和溫度等參數(shù)，另外取500 mL混合水樣裝入聚乙烯塑料瓶，24 h內(nèi)帶回實驗室用堿性過硫酸鉀法測定總氮（TN）和總磷（TP），具體分析方法參照文獻[11]。

1.3 評價方法

2 結(jié)果與分析

2.1 水體理化因子的變化

2.1.1 pH、水溫和溶解氧 2月枯水期水量較小，各斷面pH相差較小，為7.13～7.38；水溫為5.8～7.3 ℃；溶解氧較高，為10.76～13.26 mg/L，平均11.78 mg/L（圖2）。在5月平水期，流域水量增加，pH為6.84～7.47，水溫為21.9～27.0 ℃，溶解氧變化不大，為6.84～7.47 mg/L，平均7.14 mg/L。在8月豐水期，流量達全年最大，pH為7.27～8.74，水溫也達全年最高，為30.0～37.0 ℃，溶解氧相差不大，為5.37～7.69 mg/L，平均值為6.62 mg/L。在11月平水期，水量開始減少，pH為5.96～7.00，水溫為19.46～23.76 ℃，溶解氧相差較大，為4.96～9.19 mg/L，平均值為6.66 mg/L。

2.2 浮游藻類種類組成

2.3 浮游藻類群落結(jié)構(gòu)與多樣性

對五河入湖口浮游藻類調(diào)查研究表明，2月枯水期和5月平水期各斷面的浮游藻類數(shù)量明顯多于8月豐水期和11月平水期。各斷面浮游藻類結(jié)構(gòu)特點：L1優(yōu)勢藻是圓絲鼓藻；L2優(yōu)勢藻是衣藻；L3、L4、L5優(yōu)勢藻是針桿藻；L6優(yōu)勢藻是柵藻。

在2月枯水期，各采樣斷面的綠藻門數(shù)量占絕對優(yōu)勢，占總數(shù)的57.14%，次之為硅藻門，占22.86%，最少為裸藻門，占2.86%；在5月平水期和8月豐水期，采樣斷面藻類群落結(jié)構(gòu)變化不大，均為綠藻門占優(yōu)勢，次之為硅藻門，最少為裸藻門；在11月平水期，硅藻門與綠藻門數(shù)量相當，占絕對優(yōu)勢，次之為隱藻門，最少為裸藻門。

2.4 浮游藻類現(xiàn)存量及水質(zhì)判斷

浮游藻類的種類多樣性指數(shù)能反映出不同環(huán)境下藻類個體分布豐度和水體污染程度。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（D）可作為水質(zhì)評價的生物指標[1]，Pielou均勻度指數(shù)（e）是衡量群落中各種類個體數(shù)量差異程度的一個指標，Margalef豐富度指數(shù)（d）反映群落物種豐富度[15]。入湖口各采樣斷面水樣藻類多樣性指數(shù)見表2，根據(jù)浮游藻類多樣性指數(shù)判斷水質(zhì)[16]，Margalef（d）豐富度指數(shù)在1～3之間，各樣點都為輕度污染；由Shannon-Wiener生物多樣性指數(shù)（D）顯示，五河入湖口都為輕度污染水源；由Pielou均勻度指數(shù)（e）可知，L3、L4、L5為無污染水質(zhì)，L1、L2和L6為輕度污染水質(zhì)。結(jié)合理化指標判斷五河入湖口的水質(zhì)均為輕度或中度污染。

3 小結(jié)與討論

3.1 五河入湖口水質(zhì)評價

氮和磷是藻類生長所必需的營養(yǎng)元素，富營養(yǎng)化進程中氮磷濃度的增加，促進了藻類的生長繁殖。一般而言，浮游植物生長所需的氮與磷的原子個數(shù)比近似為16∶1[17]，相當于7.2∶1的質(zhì)量比。在2月枯水期，除L6點位氮磷質(zhì)量比為2.93∶1，其他各入湖口氮磷質(zhì)量比都大于7.2∶1；在5月平水期，各入湖口氮磷質(zhì)量比都小于7.2∶1；在8月豐水期，L1、L4和L5點位氮磷質(zhì)量比大于7.2∶1，L2、L3和L6點位氮磷質(zhì)量比小于7.2∶1；在11月平水期，除L5點位氮磷質(zhì)量比為4.97∶1，其他各入湖口氮磷質(zhì)量比都大于7.2∶1。因此，從氮磷質(zhì)量比例可以看出，2月枯水期與11月平水期五河入湖口大部分斷面可能處于磷限制狀態(tài)，5月平水期可能處于氮限制狀態(tài)，8月豐水期L1、L4和L5點位可能處于磷限制狀態(tài)，L2、L3和L6點位可能處于氮限制狀態(tài)。另根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838～2002），調(diào)查斷面水質(zhì)處于Ⅲ～Ⅳ類水之間。近些年來水質(zhì)明顯惡化，原因可能是受工業(yè)廢水、城市生活污水以及化肥農(nóng)藥流失等因素的污染。

普遍認為，硅藻為貧營養(yǎng)型水體的優(yōu)勢種，綠藻為中營養(yǎng)型水體的優(yōu)勢種，而藍藻為富營養(yǎng)型水體的優(yōu)勢種[18]。鄱陽湖五河入湖口浮游藻類中，綠藻門在種類與數(shù)量上占絕對優(yōu)勢，但硅藻門在生物量上卻占絕對優(yōu)勢。通過浮游藻類的密度和生物量來判斷水質(zhì)情況，點位L1、L3、L5為富營養(yǎng)化，點位L2、L4、L6為中營養(yǎng)化。通過浮游藻類Margalef豐富度指數(shù)（d）、Shannon-Wiever生物多樣性指數(shù)（D）和Pielou均勻度指數(shù)（e），同時結(jié)合理化指標判斷五河入湖口水質(zhì)為輕度或中度污染。

3.2 浮游藻類群落結(jié)構(gòu)特征及成因

無論是枯水期、平水期還是豐水期，在數(shù)量上各采樣斷面均以綠藻為優(yōu)勢種群，其次為硅藻、藍藻，隱藻和裸藻等所占比例較少。在生物量上絕大部分采樣斷面都以硅藻為絕對優(yōu)勢種群，其次是綠藻、藍藻。隨著營養(yǎng)鹽、光照、溫度等因素的變化，各入湖口的浮游植物群落結(jié)構(gòu)隨著季節(jié)的變化，其優(yōu)勢群落有所不同，總體上都是綠藻和硅藻群落占絕對優(yōu)勢，綠藻數(shù)量在5月平水期與8月豐水期比2月枯水期與11月平水期多，硅藻數(shù)量在2月枯水期與11月平水期比5月平水期與8月豐水期多。造成這種現(xiàn)象的原因可能是2、11月份分別是冬季和深秋，水溫較低，同時光照不充分，因此對水溫和光照有很好適應能力的硅藻能夠較好地生存[18]；5、8月份分別是春末與夏末，隨著水溫的升高和光照的增強，適宜此環(huán)境生長的綠藻、藍藻所占比例有所提高。而且，各采樣斷面浮游藻類不同種之間細胞密度差異較大，這可能是由于各采樣斷面相距較遠，有各自的微環(huán)境，受各自環(huán)境因子綜合作用，使得不同斷面浮游植物的群落結(jié)構(gòu)組成變化比較復雜，并顯現(xiàn)出一定的差異。

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