松花湖水質(zhì)及浮游動物群落結構的研究

鄒繼穎，劉 輝

(吉林化工學院 資源與環(huán)境工程學院， 吉林 132022)

松花湖水質(zhì)及浮游動物群落結構的研究

鄒繼穎，劉 輝*

(吉林化工學院 資源與環(huán)境工程學院， 吉林 132022)

2012年春，在松花湖設6個采樣點，進行了浮游動物群落特征的生態(tài)調(diào)查和水化學分析,共發(fā)現(xiàn)浮游動物23種。分析了松花湖浮游動物的種類組成、優(yōu)勢種、密度、生物量和多樣性。水質(zhì)生態(tài)學綜合評價結果表明松花湖處于中等營養(yǎng)狀態(tài)。

松花湖;水質(zhì);浮游動物;群落結構

0 引 言

松花湖坐落于吉林市轄區(qū)內(nèi)，跨樺甸、蛟河、豐滿3個縣(市、區(qū))，是1942年修建豐滿電廠大壩后形成的山谷型人工湖泊，位于吉林市松花江上游25 km[1]。松花湖具有發(fā)電功能，還具有防洪、農(nóng)田灌溉、城市與工業(yè)用水、航運、旅游等多種功能，是生產(chǎn)與生活用水的水源地。由于水土流失和耕種湖、河灘濕地導致水體中營養(yǎng)物質(zhì)(氮、磷等)過多，松花湖水生生物(主要是藻類)大量繁殖[2]，為松花湖的富營養(yǎng)化埋下了隱患。松花湖區(qū)森林植被的破壞、入湖河流沿岸植被的消失、湖灘濕地的耕種、人們經(jīng)營活動的頻繁增加、畜牧業(yè)的迅速發(fā)展等，嚴重地破壞了該區(qū)域的自然生態(tài)系統(tǒng)，加劇了水土流失[3]。旅游業(yè)的迅猛發(fā)展給湖區(qū)的生態(tài)環(huán)境帶來了一定的破壞和污染。筆者于2012年春季對松花湖浮游動物和水化學進行了調(diào)查研究和監(jiān)測。

1 調(diào)查方法

1.1 樣品采集與處理

2012年枯水期采樣，依據(jù)地形設了6個采樣點。浮游動物定量采樣，用有機玻璃采水器在湖泊表層(60 cm)、中層和底層取水樣各1 000 mL，將各層水樣均勻混合后，再從混合樣中取1 000 mL為定量樣品，加入福爾馬林溶液固定24 h，經(jīng)沉淀濃縮至30 mL。定性樣品分別取各層水樣鏡檢[4]，依據(jù)浮游生物圖譜[5]對浮游動物進行鑒定。同時對葉綠素a、總氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、透明度、pH、溶解氧按規(guī)范進行測定[6-7]。

1.2 評價方法及評價標準

所得浮游動物數(shù)據(jù)用Margalef指數(shù)[8]計算。

式中d為多樣性指數(shù)；S為樣品第種類數(shù)；N為樣品中個體總數(shù)。

選擇湖泊富營養(yǎng)化最主要的5項指標即葉綠素a(Chl-a)、總磷(TP)、總氮(TN)、透明度(SD)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)做為評價因子。運用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計算[9-10]：

式中TLI(∑)為綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；Wj為第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關權重；TLI(j)為第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；以Chl-a作為基準參數(shù),則第j種參數(shù)的歸一化的相關權重計算公式為:

表1 湖泊(水庫)營養(yǎng)狀態(tài)分級

2 結果與討論

2.1 水質(zhì)狀況

2.1.1 水質(zhì)主要指標狀況分析

透明度(SD)均值為215 cm，超過國家Ⅱ類水體標準；高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)均值為3.15 mg/L，達到國家Ⅱ類標準；總磷(TP)均值為0.03 mg/L，超過國家Ⅱ類水體標準；總氮(TN)均值為1.6 mg/L，超過了國家Ⅲ類水體標準；溶解氧(DO)均值為10.1 mg/L，達到國家Ⅰ類水體標準；葉綠素a(Chl-a)全湖均值為3.31 μg/L，達到國家Ⅱ類水體標準。

2.1.2 水體綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TLI)評價

分營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TLI)計算結果見表2

表2 分營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TLI)計算結果

由表2可見，采樣點均值以總氮(TN)的分營養(yǎng)度最高,其均值水平已處于中度富營養(yǎng)化狀態(tài)；其次為葉綠素a(Chl-a)的分營養(yǎng)狀態(tài)整體上處于中營養(yǎng)水平;高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)的分營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的均值已進入了中營養(yǎng)化的下限水平,呈現(xiàn)出由上游至下游水體中CODMn的營養(yǎng)度逐漸增高的趨勢；透明度(SD)分營養(yǎng)狀態(tài)整體上處于中營養(yǎng)水平；總磷(TP)分營養(yǎng)度也已進入中營養(yǎng)化水平。

水體綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TLI)計算結果見表3。

表3 松花湖水體綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TLI(∑)計算結果

調(diào)查結果顯示總磷含量與葉綠素a含量沒有達到王霞[14]等研究的松花湖富營養(yǎng)化發(fā)生的閾值，而總氮達到標準。其它指標都在控制范圍之內(nèi)。

2.2 浮游動物群落特征

2.2.1 浮游動物種類組成

鏡檢共鑒定出浮游動物有23種(見表4)，其中輪蟲最多為10種，原生動物5種，橈足類3種，枝角類5種。

表4 松花湖浮游動物種類

2.2.2 浮游動物優(yōu)勢種

調(diào)查中各采樣點浮游動物的優(yōu)勢種為原生動物的普通表殼蟲(Arcellavulgaris)。在松花湖枯水期浮游動物的種類組成中輪蟲種類比較多，而原生動物、橈足類、枝角類的種類比較少，原生動物中的普通表殼蟲(Arcellavulgaris)數(shù)量較多，輪蟲雖然種類多但數(shù)量相對少。輪蟲、原生動物和橈足類的種數(shù)受溫度的影響比較敏感[15]，而該時期溫度在5 ℃左右，這3類生物的最適溫度要高于這個溫度，所以數(shù)量較少。枝角類的影響因素主要是受到水體流動的沖蕩，致使產(chǎn)生大量的無機懸浮物，引起濾食條件惡化，從而導致湖中枝角類的種類和數(shù)量相當貧乏，在物種組成中，輪蟲占有40%～50%的比例。

2.2.3 浮游動物密度與生物量

浮游動物密度與生物量見表5。

表5 松花湖浮游動物密度、生物量

注：密度單位為個/L；生物量單位為mg/L。

由表5可見，吉林市松花湖枯水期各采樣點浮游動物密度最大的是6號站點，最小的是1號站點；生物量的平均值最大的是6號站點，最小的是1號站點。其中原生動物的密度和生物量遠大于其他各類，輪蟲次之，橈足類、枝角類最少。

原生動物密度和生物量最大，主要是該時期水體的pH值在7.0左右，湖水中氮和磷比較豐富，為原生動物的存活提供了良好的環(huán)境。按照浮游動物劃分湖水營養(yǎng)水平的標準[16],浮游動物生物量小于1 mg/L為貧營養(yǎng)型、1～3 mg/L 為中營養(yǎng)型、大于3 mg/L 為富營養(yǎng)型。實驗得出該時期的浮游動物生物量均在1 mg/L以上，但沒有到達3 mg/L，所以松花湖在該時期是中營養(yǎng)狀態(tài)。

2.2.4 浮游動物多樣性

浮游動物多樣性指數(shù)見表6。

表6 松花湖浮游動物Margalef多樣性指數(shù)

由表6可見，松花湖在枯水期的浮游動物Margalef多樣性指數(shù)并不高，只有輪蟲的值超過了1。此環(huán)境中輪蟲數(shù)量相對較多，輪蟲作為指示性生物在酸性水體中表現(xiàn)為種類多、數(shù)量少，堿性條件下則是數(shù)量多、種類少，隨著水體富營養(yǎng)化程度的增加，水體的pH值上升會導致輪蟲種類減少而數(shù)量增加[17]。枝角類和橈足類的物種多樣性在有的站點為0(只有一個種類)，分析原因：①水體溫度較低，不適合大多數(shù)種類的生長和存活，只有少數(shù)耐寒種類可以生存；②水體可能存在一定的污染，使得大多數(shù)種類不適合在此環(huán)境下生存。此次調(diào)查水體溫度都在5℃左右，不會導致這兩類生物死亡，所以是溫度和污染的綜合作用。

3 結 論

經(jīng)過調(diào)查可見，松花湖5個富營養(yǎng)化分因子中，TN的分營養(yǎng)度最高,其均值水平已處于中度富營養(yǎng)化狀態(tài)。其次是Chla 、TP和SD的分營養(yǎng)狀態(tài)，處于中營養(yǎng)水平，最輕的是CODMn，松花湖水體整體上處在中營養(yǎng)狀態(tài)。

松花湖在枯水期浮游動物以輪蟲為主，但是原生動物數(shù)量最多。空間分布特征不顯著；Margalef多樣性指數(shù)計算結果表明松花湖水質(zhì)總體處于輕度污染至中度污染，且不同采樣點之間污染程度差異不大。

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Water quality and community structure of zooplankton in Songhua lake

ZOU Ji-Ying，LIU Hui*

(College of Resource and Environmental Engineering,Jilin Institute of Chemical Technology,Jilin 132022,China)

In the spring of 2012, from middle and lower reaches of the Songhua lake which located in Jilin, six representative sampling points were selected.The samples were characterized by zooplankton communities ecological surveys and water chemistry analysis, 23 kinds of zooplankton were found. This paper analyzes composition, dominant species, density, biomass and diversity of the Songhua lake zooplankton species. Finally, the results of water ecology evaluation show that Songhua lake is in the middle of nutritional state.

Songhua lake;water quality;zooplankton;community structure

10.13524/j.2095-008x.2014.01.011

2013-11-12；

2013-12-08

吉林化工學院科學技術研究項目(2013023)

鄒繼穎(1978-)，女，黑龍江慶安人，講師，碩士，研究方向：環(huán)境科學,E-mail:zoujiying2013@126.com；*通訊作者:劉 輝(1978-)，男，黑龍江慶安人，講師，研究方向：環(huán)境安全與化工安全，E-mail:123070558@qq.com。

S932

A

2095-008X(2014)01-0051-04