中運(yùn)河宿遷國(guó)電碼頭段夏季浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征指數(shù)分析

王信海等

摘要：2013年8月1—19日共7次對(duì)中運(yùn)河宿遷過(guò)段碼頭段的5個(gè)斷面15個(gè)采樣點(diǎn)的浮游植物進(jìn)行調(diào)查。結(jié)果表明：全段共發(fā)現(xiàn)浮游植物6門32種（屬），其中以綠藻門和硅藻門為主；浮游植物總密度為13.9萬(wàn)～21.0萬(wàn)個(gè)/L，平均密度為16.6萬(wàn)個(gè)/L，總生物量為0.127 6～0.155 2 mg/L，平均生物量為0.126 8 mg/L，其中以硅藻門和綠藻門占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，2個(gè)門占總密度的70.6%，占生物量的79.9%；各監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的群落特征指數(shù)無(wú)明顯差異，多樣性指數(shù)均值為3.33，變動(dòng)范圍為2.83～3.73；均勻度均值0.84，變動(dòng)范圍為0.69～0.92；豐富度均值為0.87，變動(dòng)范圍為059～1.18；單純度均值為0.14，變動(dòng)范圍為0.10～0.23。浮游植物生物多樣性和均勻度很好，浮游植物群落結(jié)構(gòu)處于非常完整和穩(wěn)定的狀態(tài)，不易受外界環(huán)境干擾，水質(zhì)處于優(yōu)良清潔等級(jí)。

關(guān)鍵詞：中運(yùn)河；夏季浮游植物；生物量；群落特征；指數(shù)分析；水質(zhì)評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：X172 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2015）09-0403-04

通信作者：姜愛(ài)蘭。E-mail：jiangjing925@yahoo.com.cn。京杭大運(yùn)河宿遷段屬于運(yùn)河中段，稱為中運(yùn)河，素有蘇北的“黃金水道”之稱。中運(yùn)河宿遷段長(zhǎng)112 km，流經(jīng)宿遷市東部，連接老城區(qū)與宿豫區(qū)。兩岸文化底蘊(yùn)深厚，有乾隆行宮、項(xiàng)王故居等遺跡?，F(xiàn)今宿遷京杭運(yùn)河仍肩負(fù)著來(lái)往通航、行洪的歷史使命，更應(yīng)擔(dān)任體現(xiàn)宿遷濱水城市特色的新使命[1]。同時(shí)也是宿遷市重要的交通和生活飲用水命脈，宿遷市沿河生活飲用水的90%來(lái)自運(yùn)河[2-3]。

宿遷國(guó)電碼頭位于宿遷市洋北鎮(zhèn)，主要承載電廠煤炭裝卸。宿遷市近年來(lái)大力發(fā)展運(yùn)河文化，加強(qiáng)運(yùn)河環(huán)境建設(shè)，在改善運(yùn)河水質(zhì)條件，禁止企業(yè)未經(jīng)處理的污水直接排入運(yùn)河，加強(qiáng)運(yùn)河沿線碼頭粉塵、油污等泄露，減少城市生活用水和污水的排放方面做了大量的工作，運(yùn)河水質(zhì)得到了大大的改善，但其水質(zhì)問(wèn)題仍備受市民的關(guān)注。關(guān)于中運(yùn)河段水生生物的調(diào)查較少，僅見(jiàn)潘立勇對(duì)徐州段報(bào)道[4]，而宿遷段尚未有系統(tǒng)的水生生物資源調(diào)查記錄。因此，結(jié)合江蘇省自主創(chuàng)新資金實(shí)施地（位于中運(yùn)河宿遷國(guó)電下游2 km左右位置）的水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作，于2013年8月首次開(kāi)展了水生生物資源調(diào)查，旨在通過(guò)對(duì)大運(yùn)河宿遷國(guó)電段浮游植物的種類組成、生物量及浮游植物的群落特征調(diào)查研究，結(jié)合污水生物系統(tǒng)指標(biāo)判斷標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)調(diào)查段的大運(yùn)河水質(zhì)作出評(píng)價(jià)，為保護(hù)和治理大運(yùn)河提供參考依據(jù)，為生活生產(chǎn)用水提供安全保障。

1研究方法

1.1采樣點(diǎn)布設(shè)

根據(jù)文獻(xiàn)[5-6]，本調(diào)查在碼頭上游1 km、碼頭中心位置、碼頭下游界點(diǎn)、碼頭下游750、2 000 m共布置了5個(gè)斷面，每個(gè)斷面在河中心、河兩端距離岸邊10 m處布點(diǎn)，共計(jì)15個(gè)水生生物采樣點(diǎn)，具體見(jiàn)圖1和表1。

1.2水樣采集與處理

1.2.1水樣的采集本研究于2013年8月1—19日每隔 3 d 進(jìn)行1次（共7次）浮游植物采樣。（1）定性水樣采集。按監(jiān)測(cè)斷面的采樣點(diǎn)設(shè)置，在每個(gè)采樣點(diǎn)使用25號(hào)浮游植物網(wǎng)，在水面下0.5 m處作“∞”形回環(huán)運(yùn)動(dòng)，2 min左右過(guò)濾至30 mL，保存于廣口玻璃瓶中用于活體的觀察。（2）定量水樣采集。由于浮游植物多在水面下0.5 m，因此直接在每個(gè)采樣點(diǎn)水下0.5 m處采水，采水樣1 000 mL，加入10～15 mL魯哥氏液固定。

1.2.2水樣的處理將采回的水樣在實(shí)驗(yàn)室靜置24 h以上，抽去上清液，將余下的沉淀（一般約20 mL）轉(zhuǎn)入30 mL定量瓶中，并用上清液少許沖洗沉淀器3次，沖洗液仍倒入定量瓶中，定容至30 mL后，貼上標(biāo)簽保存、待檢。

1.3物種鑒定與計(jì)數(shù)

標(biāo)本鑒定主要依據(jù)文獻(xiàn)[5，7-9]等資料。將濃縮定量后的水樣搖勻，吸出0.1 mL置于0.1 mL計(jì)數(shù)框內(nèi)，在10×20倍顯微鏡下觀察并分種計(jì)數(shù)，采用目鏡視野法隨機(jī)選取20個(gè)視野計(jì)數(shù)，每個(gè)樣品重復(fù)2次（結(jié)果誤差在“±0.5”以內(nèi)），取其平均值并計(jì)算出1 L水樣中浮游植物的數(shù)量。

1.4數(shù)據(jù)處理

1.4.1生物量的計(jì)算根據(jù)浮游植物的體形按最相似的幾何形狀測(cè)量計(jì)算。如球形種類，則是測(cè)量其半徑，2.3中運(yùn)河宿遷國(guó)電段浮游植物的群落特征

從表4可見(jiàn)，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的群落特征指數(shù)無(wú)明顯差異。根據(jù)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可知，調(diào)查水域的多樣性指數(shù)均值為3.33，變動(dòng)范圍為2.83～3.73；均勻度均值0.84，變動(dòng)范圍為0.69～0.92；豐富度均值為0.87，變動(dòng)范圍為0.59～118；單純度均值為0.14，變動(dòng)范圍為0.10～0.23。

2.4多樣度與均勻度、豐富度和單純度之間的相關(guān)分析

對(duì)各采樣點(diǎn)浮游植物的多樣度與均勻度、豐富度和單純度通過(guò)SPSS[13]軟件參照文獻(xiàn)[14]進(jìn)行Pearson相關(guān)系數(shù)分析，結(jié)果表明，中運(yùn)河宿遷國(guó)電碼頭段浮游植物多樣度與均勻度和豐富度相關(guān)系數(shù)分別為r=0.623 和r=0.622，均有顯著意義，說(shuō)明浮游植物多樣度與均勻度和豐富度變化趨勢(shì)均呈顯著正相關(guān)；多樣度與單純度相關(guān)系數(shù)r=-0.915，有極顯著意義，說(shuō)明浮游植物多樣度與單純度變化趨勢(shì)呈極顯著負(fù)相關(guān)。

3結(jié)論與討論

3.1浮游植物的種類組成及密度和生物量

中運(yùn)河宿遷國(guó)電碼頭段浮游植物，以硅藻門和綠藻門為主，硅藻門中的直鏈藻、雙菱藻和舟形藻為優(yōu)勢(shì)種（優(yōu)勢(shì)度≥0.02），綠藻門中的柵藻、新月藻、小球藻為優(yōu)勢(shì)種（優(yōu)勢(shì)度≥0.02）。其中，硅藻門的舟形藻、雙菱藻、小環(huán)藻和脆桿藻，綠藻門的小球藻和柵藻在各采樣點(diǎn)均有出現(xiàn)，出現(xiàn)率近100%。根據(jù)浮游植物的水體污染指示標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明此河段屬于寡污帶至β-中污帶種類[15]。硅藻門和綠藻門的數(shù)量占整個(gè)調(diào)查河段的70.6%，生物量占整個(gè)河段的79.9%，這一結(jié)果與國(guó)內(nèi)許多河流的的浮游植物調(diào)查結(jié)果[16-17]相同。其中，硅藻門的生物量達(dá)51.6%，這與海河[18]、長(zhǎng)江[19]的調(diào)查結(jié)果基本接近。浮游植物總數(shù)量為13.9萬(wàn)～21.0萬(wàn)個(gè)/L，平均密度為16.6萬(wàn)個(gè)/L，根據(jù)賈曉平等提出的餌料生物（浮游植物）水平endprint

分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[20]可知，本調(diào)查河段浮游植物數(shù)量處于最豐富水平。浮游植物的總生物量在0.127 6～0.155 2 mg/L 之間，平均生物量為0.126 8 mg/L，根據(jù)何志輝的營(yíng)養(yǎng)分類標(biāo)準(zhǔn)[21]可知，本調(diào)查河段屬于貧營(yíng)養(yǎng)型水體。

3.2浮游植物群落特征及Pearson相關(guān)系數(shù)的評(píng)價(jià)

生物多樣性指數(shù)不僅可以反映生物多樣性豐富程度，還可以反映生物棲息環(huán)境的優(yōu)劣和受污染程度。本研究物種多樣性采用Shannon-wiener指數(shù)表示，該指數(shù)通常多用于反映群落結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。越復(fù)雜的群落對(duì)環(huán)境的反饋功能越強(qiáng)，從而使群落結(jié)構(gòu)得到較大的緩沖，趨于穩(wěn)定[22]。均勻度則是實(shí)際多樣性指數(shù)與理論上最大多樣性指數(shù)的比值，是一個(gè)相對(duì)值，其數(shù)值范圍在0～1之間，用它來(lái)評(píng)價(jià)浮游植物的多樣性更直觀、清晰。在實(shí)踐應(yīng)用中，當(dāng)均勻度大于0.3時(shí)，浮游植物的多樣性較好，以此作為評(píng)價(jià)其多樣性優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)符合客觀實(shí)際[23-24]。本調(diào)查結(jié)果顯示，水域的多樣性指數(shù)均值為3.33，變動(dòng)范圍為2.83～3.73；均勻度均值為0.84，變動(dòng)范圍為0.69～0.92，按照陳清潮等提出的生物多樣性閾值評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[25]可知，本調(diào)查河段的浮游植物多樣性處于豐富與非常豐富之間，說(shuō)明本調(diào)查段浮游植物生物多樣性和均勻度很好，浮游植物群落結(jié)構(gòu)處非常完整和穩(wěn)定的狀態(tài)。

中運(yùn)河宿遷國(guó)電碼頭段浮游植物多樣度與均勻度和豐富度變化趨勢(shì)均呈顯著正相關(guān)；多樣度與單純度變化趨勢(shì)呈極顯著負(fù)相關(guān)。說(shuō)明本調(diào)查水域浮游植物多樣度、豐富度、均勻度和單純度4種指數(shù)均能較好地表達(dá)浮游植物多樣性。

綜上所述，根據(jù)浮游生物的種類組成、密度和生物量及浮游植物群落特征的綜合評(píng)定及相關(guān)性分析結(jié)果可知，中運(yùn)河宿遷國(guó)電碼頭段浮游植物數(shù)量非常豐富，生物多樣性處于豐富與非常豐富之間，因此得出此段水體生境質(zhì)量處于優(yōu)良清潔的等級(jí)。這一結(jié)果也證明了近年來(lái)宿遷市對(duì)運(yùn)河治理的效果非常明顯。

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