黔南州芒勇水庫(kù)與綠茵湖水庫(kù)的水質(zhì)評(píng)價(jià)

楊婷寒，胡曉紅，陳 椽＊

（1．貴州師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng)550001；2．貴州師范大學(xué)，地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng)550001）

芒勇水庫(kù)位于三都水族自治縣境內(nèi)，屬珠江水系樟江上游流域，蓄水量達(dá)0．205億m3，其以灌溉為主，兼具鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水、防洪、養(yǎng)殖及旅游等功能，是三都水族自治縣周覃鎮(zhèn)的主要供水水源。綠茵湖水庫(kù)位于貴州省都勻市甘塘鎮(zhèn)，屬清水江上游馬尾河一級(jí)支流，總庫(kù)容0．188億m3，其以城市防洪為主，兼具城市發(fā)展重要的備用水源。隨著2個(gè)水庫(kù)流域內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和自然資源的不斷開發(fā)，其水質(zhì)已受到一定程度的影響，水環(huán)境問題日益突出。浮游植物是水生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，也是水生物食物鏈最基礎(chǔ)的一環(huán)，其與無(wú)機(jī)環(huán)境直接相連，對(duì)外界環(huán)境變化敏感［1－2］。浮游植物群落的種類組成、數(shù)量分布和物種多樣性等群落結(jié)構(gòu)特征是評(píng)價(jià)水環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)［3－4］。目前，利用浮游植物評(píng)價(jià)和水質(zhì)監(jiān)測(cè)等相關(guān)方面的研究國(guó)內(nèi)外已有許多報(bào)道［5－10］，未見有關(guān)芒勇水庫(kù)和綠茵湖水庫(kù)水體生物學(xué)、生態(tài)學(xué)的調(diào)查及水質(zhì)分析的研究報(bào)道。為此，筆者利用夏季浮游植物的種類組成、現(xiàn)存量、生物多樣性指數(shù)等藻類生物學(xué)指標(biāo)對(duì)水庫(kù)的水質(zhì)現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期從生物學(xué)角度更客觀地反映兩水庫(kù)的水環(huán)境狀況，為兩水庫(kù)的生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 材料

1．1．1 水樣 共6份，采集于芒勇水庫(kù)和綠茵湖水庫(kù)壩前壩后。

1．1．2 儀器 YSI－6600型水質(zhì)分析儀，美國(guó)。

1．2 樣品采集

根據(jù)芒勇水庫(kù)和綠茵湖水庫(kù)的環(huán)境狀況，參照《全國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范（第二版）》［11］及《淡水浮游生物研究方法》［12］的要求，2013年夏季分別采集貴州省黔南州芒勇水庫(kù)和綠茵湖水庫(kù)壩前壩后水樣。浮游植物定性樣品使用25號(hào)浮游生物網(wǎng)按規(guī)定方法撈取帶回實(shí)驗(yàn)室鏡檢。浮游植物定量樣品使用改良式北原采水器在水體表面約0．5 m 處采集帶回實(shí)驗(yàn)室，采用沉淀傾瀉法去上層澄清液，留取30mL濃縮液，依目鏡視野法計(jì)數(shù)細(xì)胞密度。生物量按體積換算。

1．3 理化指標(biāo)測(cè)定

水溫（WT）和pH 采用YSI－6600型水質(zhì)分析儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，葉綠素a（Chl．a(chǎn)）、總磷（TP）、總氮（TN）及氨氮（NH＋3－N）參照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）》［13］測(cè)定，根據(jù)水體的各項(xiàng)理化指標(biāo)經(jīng)GB3838－2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［21］確定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

1．4 各項(xiàng)指數(shù)計(jì)算

Pantle－Buck污染指數(shù)（S）［15］：

式中，S 為污染指數(shù)，s為污染階段指數(shù)〔寡污水性（os）指示種，s＝1；β中污水性（βm）指示種，s＝2；α中污水性（αm）指示種，s＝3；多污水性（ps）指示種，s＝4〕，h為該種的估算數(shù)量分級(jí)（分值為1～3）。

Margalef多樣性指數(shù)（d）：

d＝（S－1）／1nN

Shannon－Weaver多樣性指數(shù)（H）：

H＝－∑ni／lnN（ni／N）

Evennes Index均勻度指數(shù)（e）：

e＝H／lnS

式中，S 為種類數(shù)，N 為個(gè)體數(shù)。

1．5 水體營(yíng)養(yǎng)狀況評(píng)價(jià)

1．5．1 優(yōu)勢(shì)種評(píng)價(jià)法 參照文獻(xiàn)［16－17］的方法進(jìn)行，一般貧營(yíng)養(yǎng)型湖泊中的浮游植物以金藻、黃藻為主，中營(yíng)養(yǎng)型湖泊中以甲藻、隱藻、硅藻占優(yōu)勢(shì)，富營(yíng)養(yǎng)型湖泊以綠藻、藍(lán)藻占優(yōu)勢(shì)。

1．5．2 細(xì)胞密度或生物量評(píng)價(jià)法 依據(jù)國(guó)內(nèi)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［18］，浮游植物細(xì)胞密度小于0．3×106cell／L 或生物量為1．0～1．5 mg／L 為貧營(yíng)養(yǎng)型，細(xì)胞密度為0．3×106～1．0×106cell／L 或生物量1．5～5．0mg／L為中營(yíng)養(yǎng)型，細(xì)胞密度大于1．0×106cell／L或生物量大于5．0mg／L 為富營(yíng)養(yǎng)型。

1．6水體污染程度評(píng)價(jià)

1．6．1 指數(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)法 參照文獻(xiàn)［15］和［19］的方法進(jìn)行。污染階段指數(shù)1．0～1．5為寡污性水體，1．5～2．5為β中污性水體，2．5～3．5為α中污性水體，3．5～4．0為多污性水體。

1．6．2 采用《微生物檢測(cè)新技術(shù)》評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［20］即多樣性指數(shù)d 值0～1為重度污染，1～2為嚴(yán)重污染，2～4為中度污染，4～6為輕度污染，大于6為清潔水；多樣性指數(shù)H 值0～1 為重污染，1～3 為中污染，大于3 為輕污染或無(wú)污染；均勻度指數(shù)e 值0～0．3為重污染，0．3～0．5為中污染，0．5～0．8為輕污染或無(wú)污染。

2 結(jié)果與分析

2．1 兩水庫(kù)浮游植物的種類

從圖示看出，芒勇水庫(kù)共檢出浮游植物33種，隸 屬 于5 門8 綱10 目18 科23 屬，其 中 藍(lán) 藻 門6種，占總數(shù)的18．18%；硅藻門6 種，占總數(shù)的18．18%；綠藻門18種，占總數(shù)的54．55%；隱藻門2種，占總數(shù)6．06%；裸藻門1種，占總數(shù)3．03%。綠茵湖水庫(kù)共檢出浮游植物25 種，隸屬于5 門5 綱10 目16 科19 屬，其 中 藍(lán) 藻 門7 種，占 總 數(shù) 的28．00%；硅藻門11種，占總數(shù)的44．00%；綠藻門5種，占總數(shù)的20．00%；裸藻門1種，占總數(shù)4．00%；金藻門1種，占總數(shù)4．00%。可見，芒勇水庫(kù)和綠茵湖水庫(kù)浮游植物物種組成主要以藍(lán)藻、硅藻、綠藻居多。

圖示 芒勇水庫(kù)和綠茵湖水庫(kù)浮游植物的種類組成Fig． Composition of phytoplankton species in Mangyong Reservoir and Luyin Reservoir

表1 芒勇水庫(kù)和綠茵湖水庫(kù)浮游植物的污染指示種［17，20］Table 1 Pollution indicator species of phytoplankton of Mangyong and Luyin reservoirs

2．2 兩水庫(kù)浮游植物的優(yōu)勢(shì)種與指示種

從表1看出，芒勇水庫(kù)和綠茵湖水庫(kù)浮游植物優(yōu)勢(shì)種和指示種的結(jié)構(gòu)狀況。優(yōu)勢(shì)種群：芒勇水庫(kù)以綠藻門的四尾柵藻（Scenedesmus quadricauda）、微芒藻長(zhǎng)刺變種（Micractinium pusillum var．Longisetum Tiffany）、空球藻（Eudorina elegans）為主要優(yōu)勢(shì)種；綠茵湖水庫(kù)以藍(lán)藻門的綠色顫藻（Oscillatoria chlorina）為主要優(yōu)勢(shì)種。根據(jù)優(yōu)勢(shì)種評(píng)價(jià)法，兩水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)均為富營(yíng)養(yǎng)型。污染指示種：兩水庫(kù)浮游植物出現(xiàn)了大量污染指示種，芒勇水庫(kù)出現(xiàn)污染指示種11種，其中10種為β中污水性指示種；綠茵胡水庫(kù)出現(xiàn)污染指示種14 種，其中9種為β中污水性指示種，兩水庫(kù)污染指示種均以β中污水性指示種為主。

2．3 兩水庫(kù)浮游植物細(xì)胞密度與生物量

從表2 可知，芒勇水庫(kù)浮游植物細(xì)胞密度為1．249×106cell／L，生物量為2．992cell／L，各門浮游植物細(xì)胞密度表現(xiàn)為綠藻門＞藍(lán)藻門＞硅藻門＞隱藻門＞甲藻門，生物量表現(xiàn)為綠藻門＞硅藻門＞甲藻門＞隱藻門＞藍(lán)藻門。綠茵水庫(kù)浮游植物細(xì)胞密度為1．164×106cell／L，生物量為1．516mg／L，各門浮游植物豐度表現(xiàn)為藍(lán)藻門＞硅藻門＞金藻門＞綠藻門＞裸藻門，生物量表現(xiàn)為硅藻門＞裸藻門＞藍(lán)藻門＞金藻門＞綠藻門。從細(xì)胞密度判斷，兩水庫(kù)水體均屬富營(yíng)養(yǎng)型，從生物量判斷，兩水庫(kù)水體均屬中營(yíng)養(yǎng)型。

表2 芒勇水庫(kù)和綠茵湖水庫(kù)浮游植物細(xì)胞細(xì)胞密度與生物量Table 2 Cell density and biomass of phytoplankton of Mangyong and Luyin reservoirs

2．4 兩水庫(kù)浮游植物的污染指數(shù)和多樣性指數(shù)

根據(jù)Pantle－Buck污染指數(shù)公式計(jì)算，芒勇水庫(kù)和綠茵湖水庫(kù)的污染指數(shù)分別為1．76和1．97，兩水庫(kù)均為β 中污性水體，水質(zhì)污染屬性為中等。從表3可知，芒勇水庫(kù)多樣性指數(shù)d 值為0．65，屬重度污染；H 值為1．91，屬嚴(yán)重污染；均勻度指數(shù)為0．83，屬重度污染。綠茵湖水庫(kù)多樣性指數(shù)d 值為0．81，屬重度污染；H 值為1．87，屬嚴(yán)重污染；均勻度指數(shù)為0．75，屬重度污染。綜合評(píng)價(jià)兩水庫(kù)為重度－嚴(yán)重污染水體。

2．5 芒勇水庫(kù)和綠茵湖水庫(kù)水體理化指標(biāo)

從表4可知，芒勇水庫(kù)TP含量為0．16mg／L，TN 含量為0．68～0．77 mg／L，均達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，NH＋3－N 含量為0．19～0．13mg／L，達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；綠茵湖水庫(kù)TP 含量范圍為0．10～0．13mg／L，TN 含量為0．78～0．84mg／L，均達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，NH＋3－N 含量為0．12～0．10mg／L，達(dá)Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

表3 芒勇水庫(kù)和綠茵湖水庫(kù)的多樣性指數(shù)值及評(píng)價(jià)結(jié)果Table 3 Diversity indexes and integrated evaluation of Mangyong and Luyin reservoirs

表4 芒勇水庫(kù)和綠茵湖水庫(kù)水質(zhì)的理化指標(biāo)Table 4 Physical and chemical indexes of water quality of Mangyong and Luyin reservoirs

3 結(jié)論與討論

1）綠茵湖水庫(kù)浮游植物種數(shù)所占比例和生物量以硅藻門最高，細(xì)胞密度以藍(lán)藻門最高；芒勇水庫(kù)浮游植物種數(shù)、細(xì)胞密度及生物量以綠藻門最高，可見，芒勇水庫(kù)浮游植物群落結(jié)構(gòu)中綠藻處于較高的優(yōu)勢(shì)地位，同時(shí)，芒勇水庫(kù)浮游植物種數(shù)、細(xì)胞密度和生物量都高于綠茵湖水庫(kù)。

2）兩水庫(kù)水體均呈弱堿性，理化指標(biāo)達(dá)到國(guó)家Ⅱ～Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，且芒勇水庫(kù)的理化指標(biāo)除TN外，Chl．a(chǎn)、TP和NH＋3－N 含量高于綠茵湖水庫(kù)。可見，芒勇水庫(kù)水體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高于綠茵湖水庫(kù)。

3）芒勇水庫(kù)浮游植物群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、水體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高于綠茵湖水庫(kù)，原因可能是芒勇水庫(kù)庫(kù)區(qū)的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)與旅游業(yè)增加了庫(kù)區(qū)周邊污染源所致。

4）芒勇水庫(kù)的浮游植物優(yōu)勢(shì)種為綠藻門的四尾柵藻、微芒藻長(zhǎng)刺變種和空球藻，綠茵湖水庫(kù)的浮游植物優(yōu)勢(shì)種為藍(lán)藻門的綠色顫藻。優(yōu)勢(shì)種評(píng)價(jià)其營(yíng)養(yǎng)狀況，兩水庫(kù)均為富營(yíng)養(yǎng)型，污染指示種均以β中污水性指示種為主；從細(xì)胞密度和生物量判斷，兩水庫(kù)分別為富營(yíng)養(yǎng)型和中營(yíng)養(yǎng)型；從污染指數(shù)（S）看，則均為β中污性水體，從d 值、H 值和e 值綜合評(píng)價(jià)，兩水庫(kù)均為重度－嚴(yán)重污染水體；從總磷和總氮含量看，兩水庫(kù)均達(dá)國(guó)家Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，且已超出一般水體富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生的質(zhì)量濃度（TN 的質(zhì)量濃度為0．2mg／L，TP為0．02mg／L）。從各項(xiàng)生物理化指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)，兩水庫(kù)水體營(yíng)養(yǎng)水平則為中－富營(yíng)養(yǎng)化。

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