南京市月牙湖秋冬季節(jié)藻類的區(qū)系組成

阮哲璞,劉騰飛,張志明,張 群,2

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,江蘇南京 210095;

2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新國家重點實驗室,江蘇南京 210095)

南京市月牙湖秋冬季節(jié)藻類的區(qū)系組成

阮哲璞1,劉騰飛1,張志明1,張 群1,2

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,江蘇南京 210095;

2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新國家重點實驗室,江蘇南京 210095)

于2012年10月—2013年1月對南京市月牙湖的藻類植物進行實地調(diào)查,通過對6個較典型的采樣點進行取樣,對160余份樣品進行觀察、鑒定、統(tǒng)計,分析該水域藻類植物的區(qū)系組成及藻類時空分布特點。結(jié)果表明,在月牙湖的藻類區(qū)系中藻類植物有57種及變種,分屬57屬、29科、8門；以綠藻門種類為最多(占總數(shù)的47.37%),其次是硅藻門和藍藻門；優(yōu)勢種有12種,而優(yōu)勢種中有6種為水華種。在時間分布上,10月份物種豐度和藻類數(shù)量最大；隨著溫度的降低,藻類的種類及數(shù)量有明顯的減少。對藻類分布規(guī)律及其指示的水華種藻類的分析表明,該水域的水體已經(jīng)受到一定程度的污染。

藻類；藻類區(qū)系；秋冬季；月牙湖；南京市

藻類是水生生物的重要組成部分,環(huán)境污染對藻類的生態(tài)有一定影響,同時藻類的體系變化也能使水質(zhì)環(huán)境發(fā)生改變。因此,藻類植物的群落組成與結(jié)構(gòu)能作為反映湖水環(huán)境狀況的重要指標(biāo)[1-4]。大部分藻類生長和繁殖對溫度很敏感,春夏季節(jié)水溫上升,各種水生生物開始生長,在適宜的環(huán)境條件下,藻類開始大量繁殖。秋冬季節(jié)水溫在17℃以下時,藻類生長受到明顯抑制,而秋冬季藻類的種類及數(shù)量可以用來預(yù)測春夏季藻類暴發(fā)性生長的類群。因此,研究秋冬藻類的區(qū)系種類及其數(shù)量對于防治夏季藻類水華具有重要意義。

南京市月牙湖公園位于南京市東郊風(fēng)景區(qū)內(nèi),其湖水面積17.2 hm2,環(huán)湖步道長2600 m。月牙湖湖水由北向南流淌,主要供水水體是外秦淮河,大范圍的水循環(huán)主要由人工輔助完成。南京屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候,具有氣候溫和、冬寒夏炎、雨量充沛、光照充足、熱量豐富等特點。前一時期,多家媒體不斷報道南京市月牙湖藻類瘋長、水質(zhì)變差的現(xiàn)象。調(diào)查發(fā)現(xiàn)北湖邊設(shè)有夜上海大酒店、環(huán)湖溫泉和中西茶社等休閑娛樂場所,中南段湖邊則為著名的月牙湖居民小區(qū)。由于接近市民居住地帶,月牙湖接納了沿湖居民的生活污水,水質(zhì)受到了很大程度的污染。生活污水中N、P、K富集,再加上適宜的溫度環(huán)境,使得藻類快速大量地生長。據(jù)報道,春末夏初時,月牙湖水生植物浮萍及藻類瘋長,整個湖面被覆蓋了一大半,湖水質(zhì)量令人擔(dān)憂。鑒于月牙湖為南京市較為著名的公園,景色優(yōu)美,游客絡(luò)繹不絕,而如今人類活動已嚴(yán)重影響到月牙湖的湖水質(zhì)量與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展,所以對月牙湖藻類的研究與整治顯得很有必要。筆者調(diào)查主要是以統(tǒng)計出月牙湖內(nèi)的藻類區(qū)系種類及相對數(shù)量并確定優(yōu)勢種及水華種為目的,同時為南京市月牙湖生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供一定的數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣點設(shè)置及次數(shù)

2012年10月—2013年1月,筆者對南京市月牙湖藻類植物進行了連續(xù)調(diào)查,為使所采藻類植物標(biāo)本具有代表性,選取了遍及湖區(qū)6個具有代表性的水域作為采樣點(圖1),其中涉及月牙湖的入水口(建有游樂場)、“真知味”月牙湖店排污管旁、紫金橋北面橋下、紫金橋南面餐廳排污管旁、2個居民區(qū)旁,共采集9次,共得樣本材料160余份。

圖1 南京市月牙湖采樣點分布示意圖

1.2 標(biāo)本采樣及處理

于2012年10月—2013年1月,每隔約20 d, 13：00—15：00對月牙湖6個典型區(qū)域用25#浮游生物網(wǎng)進行取樣,在每個采集點(距離岸邊1.5 m)水面下10～30 cm處采集3份作為平行試驗樣本,同時攝取周邊石塊、岸邊的藻類。用3%～4%的福爾馬林進行固定,以待測定。用2 000 r/min離心6組樣品10 min,使樣品濃度增大便于觀測。

相關(guān)數(shù)據(jù)測定：每次測定記錄該采集點的大氣溫度、水溫(測3份數(shù)據(jù))和水樣pH值等。

1.3 樣品鑒定與計數(shù)

采樣當(dāng)天樣品在離心后取沉淀物于載玻片上,在顯微鏡下觀察,每管標(biāo)本鏡檢3片,并對照相關(guān)淡水藻類進行標(biāo)本的鑒別與定性計數(shù)[5-8]。規(guī)定：當(dāng)在0.02 mL樣本中觀察到某種藻類數(shù)量為1～5個時,記作“+”;數(shù)量為6～10個,記作“++”;數(shù)量為11～15個,記作“+++”;數(shù)量為16～20個,記作“+++ +”;數(shù)量大于20個,記作“+++++”。

2 結(jié)果與分析

2.1 種類組成

通過觀察,共鑒定出藻類植物57種和變種,隸屬29科,57屬,8門,其中藍藻門4科10屬10種,綠藻門12科27屬27種,硅藻門6科12屬12種,金藻門2科2屬2種,甲藻門2科2屬2種,裸藻門1科2屬2種,隱藻門1科1屬1種,黃藻門1科1屬1種。

綠藻門、硅藻門和藍藻門構(gòu)成藻類植物區(qū)系的主體,3門藻類種數(shù)占了總種數(shù)的86%,其中綠藻門比例最高,占總種數(shù)的47.37%(圖2)。

圖2 南京市月牙湖藻類種類組成及各藻門所占的比例

2.2 時空分布

2.2.1 時間分布

各門藻類組成中,綠藻門種數(shù)始終最多,其次是硅藻門和藍藻門。

從10月到翌年1月,各門藻類種類數(shù)都在不斷減少,整體呈下降趨勢。另外pH變化不大,但水溫在不斷降低,所以得出藻類種數(shù)的變化規(guī)律與水溫有關(guān)的結(jié)論,水溫越低越不利于其生長代謝,出現(xiàn)種類就少(圖3)。由于藍藻和綠藻喜好水溫較高的環(huán)境,對溫度較敏感,所以變化幅度較大;而硅藻受水溫影響較小,所以隨著水溫的變化,硅藻的變化幅度沒有藍藻和綠藻那么明顯。隨著溫度的降低,一些耐寒的藻類沒有了生存空間、食物等的限制,開始相對增長[9],特別是黃群藻(Synuraceae urelin),在12月及1月的時候,黃群藻的數(shù)量雖然也有所減少,但是相對較多。在0.02 mL樣本中觀察到黃群藻在6個采樣點的數(shù)量都遠大于20個,而其他藻類數(shù)量僅為0～10個。

圖3 南京市月牙湖藻種類數(shù)、湖水溫度及pH值隨時間變化情況

2.2.2 空間分布

綜合統(tǒng)計2012年10月到翌年1月藻類種數(shù),各采樣點均有所屬的門為藍藻門、綠藻門、硅藻門、金藻門、隱藻門和黃藻門。藻類種數(shù)組成基本為綠藻門最多,其次是硅藻門,藍藻門,黃藻門和金藻門,隱藻最少。甲藻門藻類只在1號點和3號點出現(xiàn)。

由于存在著競爭,所以一般在水質(zhì)清潔的情況下,各種水生生物雖然種類眾多,但只能以有限的數(shù)量存在,并且相互制約,維持水域的生態(tài)平衡;當(dāng)水體被污染時,能適應(yīng)生存條件改變的生物就能生存下來,而不適應(yīng)的生物則會滅絕或遷移,那些生存下來的生物少了天敵、食物和空間等條件的制約而大量繁殖,每種的個體數(shù)量急劇上升。由此得出,在清潔的水域中生物種類數(shù)多,每種的個體數(shù)較少,而在被污染的水域中,生物種類較少,每種的個體數(shù)較多[10]。

由表1的統(tǒng)計數(shù)據(jù)不難看出,3、5、6號采樣點的藻類種類明顯多于其余3個采樣點,3號采樣點及6號采樣點到5號采樣點之間的污染程度較小,藻類的種類較為豐富;從4號采樣點開始,污染程度較大;此外,1號與2號采樣點的污染情況最為嚴(yán)重,此處藻類數(shù)量和種類都較少,且多為水華種。從實地考察發(fā)現(xiàn),1號點的地理位置處于橋梁和岔口附近,而且在1號至2號點還有一個規(guī)模不小的水上游樂場,但沿湖的垃圾箱數(shù)量明顯不足,這促使少數(shù)民眾向湖內(nèi)丟擲垃圾,導(dǎo)致湖水有一定程度污染;4號采樣點位于一家沿湖而建的餐飲店旁,并且有兩個雨水排水溝,源源不斷地向湖中注水,水面上明顯飄浮大量油漬,可見月牙湖周邊娛樂餐飲業(yè)及雨水排水管道的污水排放導(dǎo)致水藻數(shù)量特別是水華種的增加。3號點采樣點位于紫金橋下,5、6采樣點位于友誼村旁,屬于居民區(qū),三處沿湖的圍欄較高,且游客較少,使得這兩段的湖水水質(zhì)相比前幾個點較好。

表1 南京市月牙湖各采樣點藻種類組成累積

2.3 優(yōu)勢種類

南京月牙湖藻類植物,大多數(shù)為偶見種,優(yōu)勢種主要是硅藻門和藍藻門的一些種類,而在優(yōu)勢種中,水華種又占了相當(dāng)大的比例[11-12]。研究發(fā)現(xiàn),優(yōu)勢種有等片藻(Diatomaelongaturn)、黃絲藻(Tribonema niridePasch)、針桿藻(Synedra acusvar)、集星藻(Actinastrumhantzschii)、浮球藻(Planktosphaeria gelatinosa)、平裂藻(Merismopedia sinica)、微囊藻*(Microcystis aeruginosa)、柵藻*(Scenedesmus quadricandas)、小環(huán)藻*(Cyclotella striata)、實球藻*(Pandorina morum)、變異直鏈藻*(Melosiravarians)和綠星球藻*(Asterococcus superbus)。在這些優(yōu)勢種類中,標(biāo)*表示為水華種。

2.4 水質(zhì)分析

在水質(zhì)調(diào)查和研究過程中,水污染指示生物(即在一定水質(zhì)條件下生存且對水體環(huán)境質(zhì)量的變化反應(yīng)敏感的水生生物)是監(jiān)測和評價水體污染狀況的重要指標(biāo)之一[13]。水生藻類便是水污染指示生物的主要組成成分之一,這些對水環(huán)境反應(yīng)敏感的藻類稱為污染指示藻類[14-15]。從上述藻類的種類和時與空分布的分析中可以看出,月牙湖中確實存在一些對水域環(huán)境反應(yīng)敏感的污染指示藻類,這主要是由于水體的化學(xué)物質(zhì)組成和物理性質(zhì)的差異的原因,導(dǎo)致了藻類分布頻度和密度的差異(表2)。

由表2可見,月牙湖共有污染指示藻類27種,其中指示微污的藻類有14種,指示乙型中污的藻類有21種,指示甲型中污的藻類有7種,指示重污有1種。由此可見月牙湖的水質(zhì)已遭受一定程度的污染。從污染指示的藻類來看,乙型中污指示種最多,占所有污染指示種的77.8%,其次是微污和甲型中污。所以,月牙湖的污染類型大致在微污和乙型中污之間,且偏向乙型中污。

表2 南京市月牙湖內(nèi)污染指示藻類名錄

3 討論與結(jié)論

南京市月牙湖藻類在秋冬季節(jié)有57種,物種相對較豐富,其中以綠藻、硅藻、藍藻為主,多數(shù)種類為偶見種,出現(xiàn)次數(shù)較少。

在藻類植物的時間分布上,其物種豐度和相對數(shù)量都出現(xiàn)在10月,并隨著溫度的下降開始不同程度的減少,而一些耐寒藻類隨著溫度的降低,其生存優(yōu)勢更加明顯,如黃群藻(Synuraceae urelin)。在藻類植物的空間分布上,人類活動較頻繁的水域藻類物種的豐度及相對數(shù)量則相對較高,特別是游樂場、湖邊餐廳及污水排出口旁,這些地方水質(zhì)都較差。

雖然秋冬季氣溫較低,不適宜大多數(shù)藻類生存,但就所發(fā)現(xiàn)的優(yōu)勢種及水華種來看,月牙湖共有污染指示藻類27種,目前處于微污和乙型中污之間,且偏向乙型中污。因此有關(guān)部門應(yīng)加大管理力度,例如禁止在湖內(nèi)進行養(yǎng)殖魚類,對雨水溝污水進行處理后再排入湖中,找到雨水溝的污染源,控制污染物的排放;對于湖內(nèi)的懸浮垃圾和局部爆發(fā)性的水華藻類應(yīng)及時打撈等。

隨著春夏季的到來和氣候的轉(zhuǎn)暖,各種生物都開始新的生長繁殖。藻類的生長尤其值得重視,特別是湖周邊一些人為因素造成的不同程度污染,也需引起重視并進行治理,這將促使月牙湖為市民的游玩增添更多興致。

[1]GOMà J,ORTIZ R,CAMBRA J,et al.Water quality evaluationinCatalonianMediterraneanRiversusing epilithic diatoms as bioindicators[J].Vie Milieu,2004,54 (2/3)：81-90.

[2]MOACIR A,MARCELO P,SARA C G,et al.Biochemical biomarkers in algae and marine pollution：a review[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety,2008,71(1)：1-15.

[3]WESTHEAD E,PIZARRO C,WALTER W.Treatment of swine manure effluent using freshwater algae：production, nutrient recovery,and elemental composition of algal biomass at four effluent loading rates[J].Journal of Applied Phycology,2006,18(1)：41-46.

[4]LI Shunxing,HONG Huasheng,ZHENG Fengying,et al. Effects of metal pollution and macronutrient enrichment on the photoproduction of hydroxyl radicals in seawater by the alga Dunaliella salina[J].Marine Chemistry,2008,108 (3/4)：207-214.

[5]施之新.中國淡水藻志(第六卷)[M].北京：中國科學(xué)出版社,1999.

[6]魏印心.中國淡水藻志(第七卷)[M].北京：中國科學(xué)出版社,2003.

[7]畢列爵,胡征宇.中國淡水藻志(第八卷)[M].北京：中國科學(xué)出版社,2004.

[8]李家英,齊雨藻.中國淡水藻志(第十四卷)[M].北京：中國科學(xué)出版社,2010.

[9]熊麗,謝麗強,生秀梅,等.濕地中的藻類生態(tài)學(xué)研究進展[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2003,14(6)：1007-1011. (XIONG Li,XIE Liqiang,SHENG Xiumei,et al.A review on algae ecology in wetland[J].Chinese Journal of AppliedEcology,2003,14(6)：1007-1011.(in Chinese))

[10]張茹春,牛玉璐,趙建成,等.北京懷沙河懷九河自然保護區(qū)藻類組成及時空分布動態(tài)研究[J].西北植物學(xué)報,2006,26(8)：1663-1670.(ZHANG Ruchun,NIU Yulu,ZHAO Jiancheng,et al.Algae composition and temporal and spatial distributions in Huaishahe River-Huaijiuhe River Nature Reserve[J].Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica,2006,26(8)：1663-1670.(in Chinese))[11]李仁全,王明書,孫敏,等.赤城湖指示藻類的組成及物種多樣性指數(shù)分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(2)：773-776.(LI Renquan,WANG Mingshu,SUN Min,et al. Analysis of constitution features and species diversity index of indicator algae in Chicheng Lake[J].Journal of Anhui Agriculture Science,2009,37(2)：773-776.(in Chinese))

[12]李超,馮佳,謝樹蓮.山西運城硝池藻類植物區(qū)系組成的研究[J].山西大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版,2011,34(增刊2)：96-99.(LI Chao,FENG Jia,XIE Shulian.Study on algal flora in Xiaochi Lake in Yuncheng,Shanxi,North China[J].Journal of Shanxi University：Natural Science, 2011,34(Sup2)：96-99.(in Chinese))

[13]龍和珍,汪敏學(xué).西河淡水藻類植物區(qū)系與水體污染[J].南充師院學(xué)報,1988,9(2)：103-108.(LONG Hezheng,WANG Minxue.The fresh water algal flora and the water body pollution in the west stream[J].Journal of Nanchong Teach College,1988,9(2)：103-108.(in Chinese))

[14]馮天翼,宋超,陳家長.水生藻類的環(huán)境指示作用[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2011,27(32)：257-265.(FENG Tianyi, SONG Chao,CHEN Jiazhang.Environmental indication function of aquatic algae[J].Chinese Agricultural Science Bulletin,2011,27(32)：270-274.(in Chinese))

[15]彭徐,吳堅,何平,等.四川邛海藻類植物調(diào)查初報[J].西南師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版,1995,20(2)：187-194.(PENG Xu,WU Jian,HE Ping,et al.A preliminary investigatory report of the algae in Qinghai Lake of Sichuan[J].JournalofSouthwestChinaNormal University：Natural Science,1995,20(2)：187-194.(in Chinese))

Study of algal flora in autumn and winter in Yueya Lake in Nanjing City

RUAN Zhepu1,LIU Tengfei1,ZHANG Zhiming1,ZHANG Qun1,2
(1.College of Life Sciences,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China; 2.State Key Laboratory of Crop Genetics and Germplasm Enhancement,Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095,China)

Algal communities in Yueya Lake in Nanjing City were investigated during the period from October 2012 to January 2013.More than 160 samples of aquatic algae were collected from six typical sampling sites,and these samples were observed,identified,and statistically analyzed,in order to study the floral compositions and temporal and spatial distributions of algae in the lake.The results show that there are 57 taxa of algae belonging to eight divisions,29 families,and 57 genera,and they are mostly composed of Cyanophyta,Bacillariophyta,and Chlorophyta(accounting for 47.37%of the total).There are twelve dominant taxa of algae in the lake and six of them are bloom species.The algae have the highest species abundance and the highest density in October.As the temperature declines,the species abundance and density begin to decrease.Analysis of the distribution patterns of the algae and pollution-indicating algae in the lake shows that the waters of the Yueya Lake have been polluted to a certain extent.

alga;algal flora;autumn and winter;Yueya Lake;Nanjing City

X826

A

10046933(2014)04006704

20140224 編輯：徐 娟)

10.3969/j.issn.10046933.2014.04.014

阮哲璞(1992—),女,本科生,生物科學(xué)專業(yè)。E-mail：ruanzhepu@gmail.com

張群,博士。E-mail：zhangqun@njau.edu.cn