赤水河赤水市河段的水質狀況評價

王發(fā)鵬，胡曉紅，陳 椽＊

（1．貴州師范大學 生命科學學院，貴州 貴陽550001；2．貴州師范大學 地理與環(huán)境科學學院，貴州 貴陽550001）

著生藻類是一些附著在水底石塊、枯葉、水草或其他基質上的藻類［1］，是水體中重要的初級生產者之一和水生動物食物的重要來源［2］。其分布范圍廣，對水環(huán)境變化反應敏感［3－5］。因此，著生藻類群落結構的變化能較為準確地判斷人類活動干擾對水生生態(tài)系統(tǒng)的影響。國內外關于利用著生藻類評價河流生態(tài)系統(tǒng)方面的研究已有較多的報道［6－10］。赤水河是長江的一級支流，流域分布廣闊，以農業(yè)生產為主，釀造業(yè)尤為發(fā)達，又稱美酒之河，赤水河赤水市河段全長約65km。由元厚鎮(zhèn)開始，流向西北方，途徑葫市鎮(zhèn)、丙安鎮(zhèn)、復興鎮(zhèn)最后通過赤水市區(qū)流入四川省。隨著赤水河流域社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人類活動對赤水河的影響越來越大，赤水河作為重要的水源保護地，對兩岸的釀酒與經(jīng)濟發(fā)展作用巨大。因此，對該河流的生態(tài)系統(tǒng)和多樣性保護就非常重要。目前，未見利用著生藻類評價赤水河赤水市河段水質狀況的文獻報道。為此，筆者于2013年8月對赤水河赤水市河段分8個采樣斷面進行著生藻類采樣檢測，利用多樣性指數(shù)結合著生藻類種類、生物密度、優(yōu)勢種等指標對赤水河赤水市河段的水質狀況進行評價，以豐富該區(qū)域生物多樣性的基礎資料，并為該河流的生態(tài)保護提供科學數(shù)據(jù)。

1 調查研究方法

1．1 采樣點設置

根據(jù)赤水河赤水市河段的環(huán)境狀況，共設置8個代表性采樣斷面，分別為元厚鎮(zhèn)（Y1）、葫市鎮(zhèn)（H1）、丙安（B1）、復興鎮(zhèn)（F1）、大同鎮(zhèn)（D1）、赤水上游（C1）、赤水中游（C2）和赤水下游（C3），詳見圖1。

圖1 赤水河赤水市河段各采樣點位置分布Fig．1 Distribution of sampling sites in Chishui reach of Chishui River

1．2 樣品的采集與分析

2013年8月，共計采集著生藻類樣品34個，分別用于定性檢測和定量檢測。定性檢測樣品采集：采用基質采樣法，分別在所設樣站河流兩岸采集附有藻類的石頭、水生植物和枯枝落葉等，用硬毛刷將附著其上的藻類刷入50mL 樣品瓶中，用甲醛溶液固定。定量檢測樣品采集：選擇形狀規(guī)則、采集大小易測量的石頭或枝葉，用毛刷、小刀采集面積為1cm2的藻類至樣品瓶中，并用蒸餾水多次沖洗基質，用魯哥氏劑固定，定容至1L，帶回實驗室進行靜置、濃縮至30mL，利用目鏡視野法進行計數(shù)，計數(shù)框面積為400 mm2（20 mm×20 mm）、容量0．1mL，用于計算著生藻類的細胞密度（N）。

著生藻類的細胞密度（N）：

N＝（A／AC×Vs／Va）n

式中，N 為樣品著生藻類細胞密度（個／cm2），A為計數(shù)框面積（mm2），Ac為計數(shù)面積（mm2），Vs 為樣品濃縮后的體積（mL），Va 為計數(shù)框的體積（mL），n為計數(shù)所得著生藻類的數(shù)量。

1．3 著生藻類的鑒定

依據(jù)《中國淡水藻類：系統(tǒng)、分類及生態(tài)》《中國淡水藻志》等藻類分類工具書，在室內用顯微鏡對所采集的著生藻類植物進行分類鑒定，以細胞數(shù)量占采樣點數(shù)量百分比的前兩位來確定優(yōu)勢種。

1．4 水質評價

采用Shannon－Weaver［11］多樣性指數(shù)（H）進行水質狀況評價，根據(jù)H 值大小進行分級評價。清潔H 值＞3，輕污染H 值為2～3，中污染H 值為1～2，重污染H＜1，嚴重污染無生物。

多樣性指數(shù)（H）：

式中，S 為生物種類數(shù)，N 為群落的個體總數(shù)，ni為i種的個體數(shù)。

2 結果與分析

2．1 著生藻類種類組成及優(yōu)勢種

2．1．1 種類組成 從圖2 看出，在赤水河赤水市河段的8個采樣點位采集的34個樣品中，共鑒定記錄著生藻類5門8綱18目28科44屬114種。分別隸屬硅藻門、藍藻門、裸藻門、黃藻門和綠藻門，其中以硅藻門種類最多，共66 種，占58%；其次是綠藻門，共29種，占25%；藍藻門共17種，占15%；裸藻門和黃藻門各1種，分別約占1%。

圖2 赤水河赤水市河段著生藻類的組成Fig．2 Composition of periphytic algae species inChishui reach of Chishui River

2．1．2 優(yōu)勢種 從表1可知，赤水河赤水市河段的藻類種類較為豐富，著生藻類在細胞數(shù)量上的優(yōu)勢類群為硅藻和綠藻。復興鎮(zhèn)以上河段主要以硅藻門的系帶舟形藻（Navicula．cincta）、嗜鹽舟形藻（Navicula．halophila）、變 異 直 鏈 藻（Melosira varians）和細小橋彎藻（Cymbella gracilis）為優(yōu)勢種，大多為寡污到中污帶指示種。表明，在這幾個斷面的水質已呈輕微污染。在復興鎮(zhèn)及其以下河段綠藻門的泥濘顫藻（Oscillatoria．limosa）占據(jù)絕對優(yōu)勢，赤水中（C2）采樣點優(yōu)勢種為鈍脆桿藻（Fragilaria capucina），為甲型中污染指示種。表明，赤水市和復興鎮(zhèn)斷面水質較差，受到污染比上游嚴重。大同鎮(zhèn)采樣點以硅藻中的放射舟形藻（Navicula radiosa）及寡污的鈍脆桿藻（Fragilaria capucina）為優(yōu)勢種，呈清潔指示種。表明，此斷面水質較好。

表1 赤水河赤水市河段著生藻類的優(yōu)勢種及各采樣點細胞密度的占比Table 1 Dominant periphytic algae species and their cell density proportion in Chishui reach of Chishui River

表2 赤水河赤水段著生藻類的細胞密度、多樣性指數(shù)和污染程度Table 2 Cell density，diversity index and pollution degree of periphytic algae in Chishui reach of Chishui River

2．2 著生藻類的細胞密度及多樣性指數(shù)

2．2．1 細胞密度 從表2 看出，赤水河赤水市河段各采樣點著生藻類細胞密度為（0．78～3．66）×106cells／cm2，平均為2．10×106cells／cm2，除赤水下游斷面細胞密度小于106cells／cm2外，其他各采樣點的細胞密度都超過106cells／cm2。表明，該河段水體水質達富營養(yǎng)型界限（106cells／cm2），呈富營養(yǎng)型。各采樣點的生物密度不同，總體上看，上游河段采樣點生物密度大于下游河段，市區(qū)的細胞密度小于其他各采樣點的細胞密度。大同鎮(zhèn)采樣點屬于本河段的一個支流，此采樣點中細胞密度最高，最低的是赤水市下游采樣點。其中，硅藻細胞密度＞綠藻細胞密度＞藍藻細胞密度，黃藻只占少量，僅赤水市下游采樣點檢測到裸藻。

2．2．2 多樣性指數(shù) 從表2 可知，赤水河赤水市河段水體水質普遍為輕微污染，多樣性指數(shù)（H）為1．78～3．12，平均為2．32。其中，多樣性指數(shù)以大同鎮(zhèn)采樣點最高，為3．12，其水質為清潔；赤水市下游采樣點最低，為0．78，水體已呈中度污染，以泥濘顫藻為絕對優(yōu)勢種，占藻類總數(shù)的68．4%，其他藻類以硅藻為主種類數(shù)量也較少，導致著生藻類的多樣性較低。在其余采樣點中，除復興鎮(zhèn)多樣性指數(shù)為2～3，水體水質呈中污染外，水體水質均呈輕微污染。赤水河赤水市河段著生藻類多樣性空間變化，從元厚鎮(zhèn)開始到復興鎮(zhèn)逐漸下降，但是變幅不大，從上游到下游逐漸下降，大同鎮(zhèn)采樣點在赤水河支流上多樣性指數(shù)最高。這說明在大同鎮(zhèn)、元厚鎮(zhèn)、赤水市上游著生藻類種類較為豐富。

3 結論與討論

1）2013年夏季，在赤水河赤水市河段調查采樣共檢測到著生藻類5門8綱18目28科44屬114種，著生藻類種類組成較為豐富，群落種類主要由硅藻組成，其次是藍藻和綠藻。著生藻類群落結構與我國其他的地區(qū)湖泊河流著生藻類結構相似，總體上以硅藻為優(yōu)勢類群。在黃浦江和蘇州河［11］滇池入湖河流［12］、淀 山 湖［13］和 汎 河［14］等 著 生 藻 類 都 是以硅藻為主，綠藻次之，優(yōu)勢種主要是舟形藻、橋彎藻和直鏈藻等附著藻類。

2）夏季調查時由于氣溫較高，水量較為充沛，適合藻類生長，赤水河赤水市河段著生藻類細胞密度為2．10×106cells／cm2，高于珠江廣州段1．66×106cells／cm2［15］，遠高于滇池入湖河流69～90 766 cells／cm2［12］。說明，該河段的初級生產力較高。殷旭旺等［1］對太子河流域著生藻類調查時也發(fā)現(xiàn)，夏季著生藻類種類數(shù)量也較豐富。著生藻類密度和生物多樣性基本上是上游高于下游，人類活動的干擾對著生藻類的生長造成了干擾。一般認為，生物多樣性與水質密切相關，水質污染程度越輕，生物群集的速度就愈快，生物種類數(shù)和生物多樣性增加［15］。赤水河赤水市河段的多樣性指數(shù)為2．3，細胞密度為2．10×106cells／cm2，生物多樣性較高，數(shù)量也較多，水質污染程度較輕，但復興鎮(zhèn)和赤水市下游斷面存在抽沙、建橋等引起河體破壞情況，使一些對水體擾動敏感的藻類不易附著，從而導致其多樣性的降低，水體水質的污染程度較高。

3）根據(jù)多樣性指數(shù)結合污染指示種綜合評價，赤水河赤水市河段水體水質呈輕微污染。大同鎮(zhèn)采樣點在赤水河支流大同河上，以清潔指示種放射舟形藻和寡污帶指示種鈍脆桿藻為優(yōu)勢種，該斷面水質較好，水體水質清潔。元厚鎮(zhèn)、丙安鎮(zhèn)和葫市鎮(zhèn)采樣點優(yōu)勢種主要是隸屬于硅藻門的系帶舟形藻、嗜鹽舟形藻、細小橋彎藻和變異直鏈藻等寡污到中污帶指示種，與多樣性指數(shù)評價顯示這3個采樣點的水質為輕微污染基本吻合。復興鎮(zhèn)和赤水市采樣點都以中污帶指示種泥濘顫藻為絕對優(yōu)勢種，這幾個采樣點著生藻類的多樣性較低，水質較其他采樣點較差?？傮w上看，該河段以寡污－中污指示種的硅藻為優(yōu)勢種，也與多樣性平均指數(shù)顯示水質為輕污染基本吻合。

4）赤水河是長江的一級支流，又被稱為美酒河，也是重要的水資源保護地。本次調查發(fā)現(xiàn)，下游河段的污染比上游河段嚴重，應嚴格控制生活污水直接排放到赤水河，建立污水處理廠，集中對生活污水處理，達到排放標準后再排放，在農業(yè)生產中，鼓勵農民采用農家肥，減少化肥及農藥的用量，以減少其對水資源的破壞。采樣過程中發(fā)現(xiàn)，該河段有采砂現(xiàn)象，采砂對河床造成破壞，破壞生態(tài)系統(tǒng)平衡，產生安全隱患，環(huán)保部門應多宣傳采砂的危害，做好河床保護工作。

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