湯溪水庫(kù)藻類(lèi)監(jiān)測(cè)與富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)分析

朱 婷

（廣東省水文局汕頭水文分局，廣東 汕頭 515041）

湯溪水庫(kù)位于廣東省饒平縣黃岡河中游，集雨面積667km2，集水區(qū)內(nèi)大部分屬高山丘陵與低山之間，植被良好，水庫(kù)總庫(kù)容3.81億m3、興利庫(kù)容2.747億m3，是粵東庫(kù)容最大的水利工程，是饒平縣黃岡河中下游地區(qū)的主要飲用及農(nóng)業(yè)灌溉水源，在《廣東省水功能區(qū)劃》中，該水庫(kù)的水質(zhì)管理目標(biāo)為Ⅱ類(lèi)水質(zhì)。然而由于集雨面積內(nèi)人為因素的影響，如大量使用化肥飼料、山上大量種植桉樹(shù)、村民生活污水隨意排放等，大量氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素流入水庫(kù)，導(dǎo)致水質(zhì)惡化和水體富營(yíng)養(yǎng)化，水庫(kù)浮游植物群落結(jié)構(gòu)也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化。因此，分析水庫(kù)中藻類(lèi)（浮游植物）的組成變化，對(duì)于全面評(píng)價(jià)水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)化程度，預(yù)防水華的發(fā)生，保護(hù)珍貴的水庫(kù)水資源，保障人民群眾飲水安全具有十分重要的意義。

1.工作概述

1.1 采樣時(shí)間及分析項(xiàng)目

2013年度每個(gè)季度采樣一次，全年共4次。每次采樣均現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定水溫、透明度；按照規(guī)范采集《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）規(guī)定的基本項(xiàng)目（另加葉綠素a）的水樣，并加入保存試劑，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室盡快分析，分析方法均為國(guó)標(biāo)或部標(biāo)方法。

浮游植物的采樣，取表層以下0.5m處水樣1000mL，加入15 mL魯哥試劑固定；實(shí)驗(yàn)室中把該樣品搖勻并靜置48h，用虹吸法取出30 mL沉淀濃縮液，使用0.1mL計(jì)數(shù)框作定量計(jì)數(shù)[2]，對(duì)照《中國(guó)淡水藻類(lèi)》[2]進(jìn)行鑒定并計(jì)數(shù)。

1.2 營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評(píng)價(jià)法

根據(jù)《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》（SL395-2007）[3]的規(guī)定，通過(guò)高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮、葉綠素a和透明度的檢測(cè)值，計(jì)算水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（EI）。EI值越高，其營(yíng)養(yǎng)程度越重，具體為：EI≤20 為貧營(yíng)養(yǎng)，20＜EI≤50 為中營(yíng)養(yǎng)，EI＞50為富營(yíng)養(yǎng)。

13 Shannon-Wiener多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)法

據(jù)每種浮游植物的豐度占所有浮游植物總豐度的比例，式中，H表示Shannon-Wiener多樣性指數(shù)，S表示樣品中生物的種類(lèi)數(shù)，ni表示樣品中第i種生物個(gè)體數(shù)，N表示樣品中生物總個(gè)體數(shù)。H值越大，表明水質(zhì)越好，其中：H=0表示全部個(gè)體均屬于一種生物；H≤1 為重度污染（ps）；1＜H≤2為中度污染（αm）；2＜H≤3為輕度污染（βm）；H＞3為水體清潔（os）[5]。

2 分析評(píng)價(jià)結(jié)果

2.1 水質(zhì)類(lèi)別及營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)分析評(píng)價(jià)

根據(jù)所有檢測(cè)項(xiàng)目，采取單因子評(píng)價(jià)法，評(píng)價(jià)水庫(kù)的水質(zhì)類(lèi)別，根據(jù)是否達(dá)標(biāo)水功能區(qū)水質(zhì)管理目標(biāo)，判斷是否超標(biāo)；通過(guò)高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮、葉綠素a、透明度的檢測(cè)值計(jì)算EI，湯溪水庫(kù)各季度的EI值變化趨勢(shì)見(jiàn)圖1所示。

由圖1可看出，湯溪水庫(kù)各季度的EI值始終都在50左右，各季度均處于或十分接近富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)；其中第二季度的營(yíng)養(yǎng)化程度最高，說(shuō)明初汛期的雨水將大量氮、磷等生活及農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的廢污水沖入水庫(kù)中，加之氣溫升高，更適合浮游植物的大量繁殖，導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)化程度升到較高水平。

2.2 浮游植物的群落構(gòu)成

通過(guò)顯微鏡觀察鑒定水庫(kù)中的浮游植物，經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，湯溪水庫(kù)全年共檢出6門(mén)47種浮游植物。各季度檢出的種類(lèi)數(shù)目及浮游植物總豐度，詳見(jiàn)表1及表2所示。

圖1 營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)趨勢(shì)圖

圖2 Shannon-Wiener多樣性指數(shù)趨勢(shì)圖

表1 浮游植物檢測(cè)種類(lèi)數(shù)統(tǒng)計(jì)表

由表1可看出，在各季度中，第二季度所檢出的浮游植物種類(lèi)數(shù)最多，達(dá)到36種，占全年檢出種類(lèi)數(shù)的76.6%；第四季度僅檢出17種浮游植物，僅占全年的36.2%。

表2 浮游植物總豐度及優(yōu)勢(shì)門(mén)所占比例統(tǒng)計(jì)表

由表1及表2可以看出，湯溪水庫(kù)浮游植物的種類(lèi)數(shù)和總豐度隨季節(jié)而變化，呈現(xiàn)出汛期（二、三季度）較高、非汛期（一、四季度）較低的特點(diǎn)，這反映出綠藻、藍(lán)藻、硅藻對(duì)溫度、氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)敏感性較強(qiáng)，這些藻類(lèi)就得到優(yōu)先大量繁殖。

通過(guò)計(jì)算各種浮游植物的豐度可知，前3季度，藍(lán)藻門(mén)占據(jù)了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，而從第3季度開(kāi)始，就出現(xiàn)藍(lán)藻門(mén)所占比例下降，硅藻門(mén)和綠藻門(mén)開(kāi)始增加的現(xiàn)象，由于水體較清潔時(shí)，甲藻和硅藻占優(yōu)勢(shì)[2]，而藍(lán)藻為富營(yíng)養(yǎng)化水體的優(yōu)勢(shì)種[5]，綠藻為中營(yíng)養(yǎng)型水體的優(yōu)勢(shì)種[6]，因此可發(fā)映出，第4季度湯溪水庫(kù)的水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)。

有研究表明，梅尼小環(huán)藻屬于硅藻，一般生活在較清潔的水體中[2]；魚(yú)腥藻、微囊藻的大量出現(xiàn)，容易發(fā)生水華[6]。湯溪水庫(kù)前3個(gè)季度的藍(lán)藻占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，優(yōu)勢(shì)種是偽魚(yú)腥藻，說(shuō)明發(fā)生水華的可能性較大，第四季度浮游植物的豐度大幅減少，并且綠

前3個(gè)季度的的多樣性指數(shù)均小于1.5，第二季度甚至只有0.2，屬于重度-中度污染，反映出湯溪水庫(kù)的浮游植物組成比較單一，表明其水質(zhì)比其他水庫(kù)差，產(chǎn)生藍(lán)藻水華的危險(xiǎn)性較高。到第4季度，多樣性指數(shù)達(dá)到3.3，表明水質(zhì)處于較清潔的狀態(tài)，這與第4季度EI值的變化、及浮游植物優(yōu)勢(shì)種的變化，具有較好的一致性。

總結(jié)

（1）浮游植物的群落結(jié)構(gòu)、種類(lèi)和數(shù)量的變化能反應(yīng)水體的污染狀況。使用營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（EI）、計(jì)數(shù)優(yōu)勢(shì)藻類(lèi)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)這3種方法綜合判斷水體污染及富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，能綜合直觀評(píng)價(jià)水質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)的變化趨勢(shì)。

（2）湯溪水庫(kù)的營(yíng)養(yǎng)化程度較高，接近富營(yíng)養(yǎng)，綜合全年監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，藍(lán)藻占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，藻類(lèi)生物多樣性指數(shù)較低。特別是初汛期時(shí)，陽(yáng)光充足、水溫升高，大量氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽隨雨水流入水庫(kù)中，水庫(kù)受到外界污染物質(zhì)影響，極易發(fā)生藍(lán)藻水華。

（3）為從根本抑制水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化加劇，防止藻類(lèi)水華發(fā)生，要強(qiáng)化水庫(kù)水資源的保護(hù)措施，制定水庫(kù)水資源保護(hù)規(guī)劃，推進(jìn)庫(kù)區(qū)村落的生態(tài)濕地處理工程，對(duì)水庫(kù)周邊山林加大植樹(shù)力度（不能大量種植桉樹(shù)），嚴(yán)格控制庫(kù)區(qū)化肥施用量，禁止在庫(kù)中養(yǎng)殖水產(chǎn)，從源頭嚴(yán)控氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽入庫(kù)，削減入庫(kù)負(fù)荷。

[1]GB3838-2002,地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]胡鴻鈞,魏印心.中國(guó)淡水藻類(lèi)[M].北京:科學(xué)出版社,2006:310,941-946

[3]SL395-2007,地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程[S].

[4]喻林.水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)務(wù)實(shí)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2002:495-503

[5]徐寧,段瞬山,林秋奇等.廣東大中型供水水庫(kù)的氮污染與富營(yíng)養(yǎng)化分析[J].生態(tài)學(xué)雜志, 2004,23(3):63-67.

[6]胡韌,林秋奇,王朝暉等.廣東省典型水庫(kù)浮游植物組成與分布特征[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2002,22(11):1939-1943