渾河流域硅藻群落多樣性的研究

王博涵+朱美樺+項珍龍+李麗娟+殷旭旺+白海鋒

摘 要：通過對遼寧省渾河流域60個采樣點位的著生硅藻進行調(diào)查研究，并利用硅藻香農(nóng)維納指數(shù)、均勻度指數(shù)及硅藻商對渾河水質(zhì)進行評價，結(jié)果顯示：渾河流域共鑒定出硅藻種類20屬167種，以羽紋綱中的菱形藻屬、脆桿藻屬、舟形藻屬為主。硅藻細胞密度115.40～61 231.19 ind./cm2，平均值為8 981.56 ind./cm2 。硅藻香農(nóng)維納指數(shù)范圍0.29～1.61，均勻度指數(shù)范圍在0.012～0.341，硅藻商值范圍為0～2.70。渾河流域著生硅藻香農(nóng)維納指數(shù)和均勻度指數(shù)相對較低。通過綜合評價認為渾河流域水體受到不同程度污染，需加大保護力度。

關(guān)鍵詞：著生硅藻;渾河流域;群落結(jié)構(gòu);多樣性指數(shù)

硅藻是生態(tài)系統(tǒng)中的主要初級生產(chǎn)者，大多為單細胞，是水域生態(tài)系統(tǒng)中重要的生物組成部分。具有分布廣[1]、種類多、方便采集[2]、對水環(huán)境的變化比較敏感等特點[3]，在河流水環(huán)境監(jiān)測及水生態(tài)健康評價的研究中應(yīng)用廣泛[4-7]。

渾河流經(jīng)遼寧中部城市群，重工業(yè)相對發(fā)達、人口密集，是沿岸城市廢水和廢棄物排放的主要渠道。目前國內(nèi)對渾河流域的硅藻群落研究甚少，為此筆者于2010年5月對渾河流域進行了野外調(diào)查，通過渾河流域的硅藻的種類、物種多樣性等指數(shù)進行調(diào)查，并對渾河流域的硅藻群落進行分析和評價，希望對渾河的合理開發(fā)應(yīng)用、保護水生態(tài)系統(tǒng)提供可靠依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣點設(shè)置

圖1 渾河流域采樣點分布

渾河發(fā)源于遼寧省撫順市，流經(jīng)沈陽市區(qū)，向南流至營口市附近入遼東灣，全長415 km，流域面積 1.14萬km2，年徑流量30.52億m3。該流域的自然地理特征詳見相關(guān)研究[6]。本研究中，渾河流域共設(shè)定60個采樣點位（圖1），其中渾河上游14個;蘇子河15個;渾河中下游干流13個;渾河干流的各支流18個。

1.2 硅藻類樣本的采集與處理

在采樣點河流上下游100 m 的范圍內(nèi)[4]，選取能抵抗水流，地勢開闊且無樹蔭遮擋的石頭，每個采樣點位挑選 9塊石塊，用干凈硬毛刷刷洗石頭向陽面的硅藻，用自來水沖刷至不銹鋼托盤中，用甲醛（5%）固定。樣品經(jīng)過濃鹽酸和濃硫酸消化，Naphrax（RI=1.74）封片膠封片，用光學(xué)顯微鏡（LM）在1 000倍油鏡下觀察，視野中所有完整及破損面積不超過1/4的硅藻細胞都要鑒定和記錄數(shù)量，每個樣品計數(shù)超過1 000個細胞。硅藻種類的鑒定參考根據(jù)主要的相關(guān)文獻[8-9]。

1.3 數(shù)據(jù)分析和處理

采用Biodiversity Profession 2.0計算Shannon-Weaner -多樣性指數(shù)（H），Lloyd-Ghelardi均勻度指數(shù)（E）。

水質(zhì)評價標準：

H>3為寡污帶，2≤H≤3為β中污帶，1≤H≤2為α中污帶，0≤H≤1為多污帶;

E>0.5為清潔，0.4≤E≤0.5為β 中污帶，0.3≤E≤0.4為α中污帶，0≤E≤0.3為多污帶。

硅藻商（DQ）采用中心綱硅藻種數(shù)與羽紋綱硅藻種數(shù)之比表示，硅藻商（DQ）=中心硅藻綱個體總數(shù)/羽紋硅藻綱個體總數(shù)，DQ>1水體富營養(yǎng)化，DQ<1水體貧營養(yǎng)[10-12]。

采樣點的分布在ArcMap 9.3上實現(xiàn)。

2 結(jié)果

2.1 渾河流域硅藻的物種組成和群落結(jié)構(gòu)

渾河流域共鑒定出硅藻167種，隸屬于2綱8科21屬。其中中心綱（Centricae）2屬7種，共有硅藻1.11×104個。羽紋綱（Pennatae）19屬160種，共有硅藻1.41×106個。從硅藻各個屬的種數(shù)組成（圖2）來看，舟形藻屬是渾河流域著生硅藻的優(yōu)勢種群。從硅藻各個屬鑒定到的數(shù)量組成（圖3）來看，菱形藻是數(shù)目最多的藻類，由圖4（A）可見，渾河流域各個采樣點著生硅藻種類數(shù)的分布情況，在渾河流域60個采樣點中，硅藻種類數(shù)分布范圍在2～57個，60個采樣點位硅藻種類數(shù)平均值為26個。

2.2 硅藻細胞密度

由圖4（B）可見，渾河流域著生硅藻密度在各個采樣點的分布情況，在渾河流域60個采樣點中，硅藻密度范圍在115.40～61 231.19 ind./cm2，60個采樣點位細胞密度平均值為8 981.56 ind./cm2 。其中H36點位硅藻密度最高，為61 231.19 ?ind./cm2，H28點位硅藻密度最小，為115.40 ind./cm2。采樣點位H31～ H49點位于渾河中游，硅藻細胞密度相比其他點位要高，平均值為15 993.99 ind./cm2，采樣點H17～H30點位于河的上游，硅藻細胞密度最低，平均值為2 049.01 ?ind./cm2。

2.3 硅藻香農(nóng)維納指數(shù)，均勻度指數(shù)及硅藻商

通過圖5（A）、（B）、（C）可以看出，渾河流域60個采樣點香農(nóng)維納指數(shù)（H）范圍0.29

圖4 硅藻物種數(shù)，密度分布情況

圖5 硅藻香農(nóng)維納指數(shù)、均勻度指數(shù)和硅藻商分布

3 討論

通過本次調(diào)查，分析數(shù)據(jù)表明：渾河流域共有著生硅藻 21屬167種。硅藻細胞密度平均值為8 981.56 ind./cm2 。渾河香農(nóng)維納指數(shù)最高為1.61，均勻度指數(shù)最高為0.34。研究表明香農(nóng)維納指數(shù)和均勻度指數(shù)在一定程度上反應(yīng)了水質(zhì)好壞狀況，數(shù)值越大，硅藻群落結(jié)構(gòu)越趨于穩(wěn)定，水質(zhì)相對較好，反之則相對較差[13]。渾河流域香農(nóng)維納指數(shù)和均勻度指數(shù)相對較低，香農(nóng)維納指數(shù)范圍0.29<H<1.61，均勻度指數(shù)范圍0.012

渾河位于遼寧省東部，旅游資源發(fā)達，物產(chǎn)豐富，近年來由于工業(yè)經(jīng)濟快速發(fā)展，人口回遷，大量未經(jīng)處理的工業(yè)廢水和生活污水排入渾河，使渾河水質(zhì)向嚴重污染方向轉(zhuǎn)化。渾河流域水體受到不同程度污染，可能是由于近年來旅游開發(fā)、人工用地、人類活動過多的影響。因此，渾河的旅游開發(fā)和生態(tài)保護都是重要任務(wù)，對渾河進行生態(tài)多樣性保護及水質(zhì)保護具有重要的生態(tài)意義。

參考文獻：

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（收稿日期：2014-11-24）

渾河位于遼寧省東部，旅游資源發(fā)達，物產(chǎn)豐富，近年來由于工業(yè)經(jīng)濟快速發(fā)展，人口回遷，大量未經(jīng)處理的工業(yè)廢水和生活污水排入渾河，使渾河水質(zhì)向嚴重污染方向轉(zhuǎn)化。渾河流域水體受到不同程度污染，可能是由于近年來旅游開發(fā)、人工用地、人類活動過多的影響。因此，渾河的旅游開發(fā)和生態(tài)保護都是重要任務(wù)，對渾河進行生態(tài)多樣性保護及水質(zhì)保護具有重要的生態(tài)意義。

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（收稿日期：2014-11-24）

渾河位于遼寧省東部，旅游資源發(fā)達，物產(chǎn)豐富，近年來由于工業(yè)經(jīng)濟快速發(fā)展，人口回遷，大量未經(jīng)處理的工業(yè)廢水和生活污水排入渾河，使渾河水質(zhì)向嚴重污染方向轉(zhuǎn)化。渾河流域水體受到不同程度污染，可能是由于近年來旅游開發(fā)、人工用地、人類活動過多的影響。因此，渾河的旅游開發(fā)和生態(tài)保護都是重要任務(wù)，對渾河進行生態(tài)多樣性保護及水質(zhì)保護具有重要的生態(tài)意義。

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（收稿日期：2014-11-24）