信江干流浮游藻類分布特征及水質(zhì)評價

張潔　吳義泉　夏美龍　段茂慶　胡志堅　計勇

摘要：為了研究信江干流浮游植物的時空分布與水質(zhì)的關(guān)系，對信江干流8個監(jiān)測斷面的水質(zhì)情況及浮游藻類群落結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行調(diào)查分析。結(jié)果表明，信江流域共觀察到7門29科39屬85種，其中綠藻門、硅藻門、藍(lán)藻門為優(yōu)勢種群，8個監(jiān)測點的藻類細(xì)胞數(shù)量在312～996萬個/L之間變動，各監(jiān)測點之間細(xì)胞數(shù)量無明顯差異。且通過對化學(xué)需氧量（COD）、總氮（TN）的測定顯示COD濃度在3.87～23.16mg/L之間，TN平均為4.13mg/L，總磷（TP）含量較低。Margalef多樣。性指數(shù)與Shannon-Weaver生物多樣。性指標(biāo)計算結(jié)果與藻類種群數(shù)量關(guān)系對水質(zhì)狀況感應(yīng)性差異一致。

關(guān)鍵詞：信江：浮游藻類；生物多樣性；水質(zhì)評價

中圖分類號：0948.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）09-2230-03

信江位于江西省的東北部。于東經(jīng)1170～1190、北緯270～290，為江西省五大河流之一。其干流域自東向西流經(jīng)8個縣市最終注入鄱陽湖。信江以上饒為界分兩大支，北支在玉山縣境內(nèi)，稱玉山水：南支在廣豐縣境內(nèi)，稱豐溪河。南北兩支于上饒市信州區(qū)匯合后稱信江全流域面積17438.3km²。信江流域涉及玉山縣、廣豐縣、上饒縣、鉛山縣、余干縣、信州區(qū)、月湖區(qū)等多個區(qū)縣，人口稠密，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)。是該區(qū)域重要的生活、生產(chǎn)用水來源。近年來，由于工業(yè)的發(fā)展，信江的社會資源以及自然資源開發(fā)程度逐步加深，隨之而來的是水環(huán)境惡化、水系統(tǒng)及水生態(tài)遭到破壞污染，因此對信江的生態(tài)環(huán)境及水質(zhì)狀況的調(diào)查顯得尤為重要。

浮游藻類是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是水生態(tài)系統(tǒng)的第一生產(chǎn)力，是初級消費者的重要食物來源，對水生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡起著重要作用。因此其數(shù)量和種類的變動與水生態(tài)系統(tǒng)及水質(zhì)評價有著密切聯(lián)系，是水質(zhì)評價的重要對象。目前。對于信江流域水質(zhì)方面的研究及浮游藻類分布特征的相關(guān)報道較少。本研究以信江干流為主要研究區(qū)域，分別自東向西采集樣點，以浮游藻類為研究對象，根據(jù)不同水環(huán)境下不同類群的浮游藻類數(shù)量差異性，系統(tǒng)分析信江上、中、下游浮游藻類的特征狀況，并結(jié)合它們與水質(zhì)的關(guān)系對信江水質(zhì)進(jìn)行分析評價，旨在為信江流域水質(zhì)保護(hù)及治理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣時間與地點

于2010-2011年，分別沿信江干流自西向東共設(shè)置了8個監(jiān)測斷面，從上游到下游依次為黃金埠鎮(zhèn)、鷹潭、貴溪、弋陽、獅江、上饒、廣豐、玉山，每個斷面取水流充分混合的地點為監(jiān)測點，每個斷面取樣1次。監(jiān)測斷面地理信息如表1所示。

1.2 樣品采集、處理與分析

1.2 1 定性采集 用25#浮游生物網(wǎng)于水面下“∞”狀拖動浮游網(wǎng)，速度為20-30cm/s，約2min。將采集的樣本收集于50mL標(biāo)本瓶，用4%福爾馬林現(xiàn)場固定，貼好標(biāo)簽，采用全水量觀察法，藻類鑒定到種。

1.2.2 定量采集 按布設(shè)斷面左右點進(jìn)行采集，用1L采水器于水面下采樣，將水樣存放于1L采樣瓶中并加入魯哥氏液固定，待48h后取30mL上清液備用。在顯微鏡下計算1L水中浮游藻類的數(shù)量，將采樣瓶中水樣充分搖勻，吸取0.1mL滴入計數(shù)框內(nèi)，并在顯微鏡下計數(shù)觀測。

1.3 水質(zhì)理化指標(biāo)分析

反映水體水質(zhì)的常規(guī)理化指標(biāo)中，DH、溶解氧（COD）由YS16600型多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀現(xiàn)場測定，總氮（TN）-半微量開氏法測定，總磷（TP）-鉬酸銨分光光度法測定，氨氮（NH3-N）-納氏試劑分光光度法測定，葉綠素a-丙酮法測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

圖形信息采用ArcMap10.0軟件繪制，水質(zhì)理化性質(zhì)及生物種群數(shù)量關(guān)系分析采用SPSS18.0及Excel2007（12.0.6557.5000）等軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游藻類群落結(jié)構(gòu)與組成

通過對8個采樣點樣品的檢測分析，信江干流浮游藻類結(jié)構(gòu)分布見表2。從8個采樣點共觀察到7門29科39屬85種。其中，綠藻門有11科17屬56種，硅藻門有6科8屬12種，藍(lán)藻門有4科7屬8種。由表2可以看出，綠藻、硅藻、藍(lán)藻為信江干流的浮游藻類中優(yōu)勢種群。且由觀測數(shù)據(jù)分析可知，綠藻門的團(tuán)藻、四孢藻、普通水綿、四角藻，藍(lán)藻門的螺旋藻、顫藻，硅藻門的小環(huán)藻、舟形藻、平板藻等為優(yōu)勢種（屬）。且樣點間藻類組成也存在差異，廣豐觀測到的浮游藻類種數(shù)最多，弋陽最少，其余監(jiān)測點都在25-27屬之間。

2.2 浮游藻類分布特征及其生物多樣性

通過對8個樣點的浮游藻類細(xì)胞密度檢測分析，結(jié)果見圖2。藻類細(xì)胞密度夏季明顯高于冬季，這是由于春夏氣溫高，適宜藻類生長繁殖。8個監(jiān)測點的藻類細(xì)胞數(shù)量在312萬-996萬個/L之間變動，且在夏季最適宜藻類生長環(huán)境下ST1、ST4、ST6、ST7監(jiān)測點數(shù)量都高于950萬個/L，夏季最低值465萬個/L出現(xiàn)在貴溪，全年平均值為806萬個/L。

Shannon-Wiener生物多樣性指數(shù)是反映生物種群分布與水質(zhì)狀況的重要指標(biāo)，一般來說，水體所受污染越嚴(yán)重，生物種類相對就越少，物種多樣性指數(shù)下降。指數(shù)值越低。說明水質(zhì)污染程度越高。信江生物多樣性指數(shù)見表3。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，Shannon-Wiener指數(shù)H越低，說明水質(zhì)污染程度越高。Shannon-Wiener指數(shù)在0-1為重度污染，1-3為中污染，其中1-2為α-中污，2-3為β-中污，大于3為清潔水體。

Margalef物種豐富度指數(shù)是反映環(huán)境穩(wěn)定性的指標(biāo)。浮游藻種類愈多。個體數(shù)量分布愈均勻。相反，水體所受污染越嚴(yán)重，生物種類相對就越少。Margalef指數(shù)D越大，水質(zhì)越清潔，D大于3為清潔水質(zhì)，在2-3時為輕度污染水質(zhì)，在1～2時為中度污染水質(zhì)，0-1時為重度污染水質(zhì)。

由表3可知，生物多樣性指數(shù)介于0.81-2.01之間，平均值為1.23，Margalef值介于0.85-2.01之間，平均為1.33，表明信江干流水質(zhì)狀況基本處于中度及較重污染水平。從生物多樣性指數(shù)看，信江上游斷面玉山、下游斷面鷹潭生物多樣性指數(shù)較低，而中游的貴溪、弋陽生物多樣性指標(biāo)值較大，從生物多樣性指標(biāo)上顯示信江干流上、下游污染較重，中游相對污染較輕。

2.3 水環(huán)境因子分析

水質(zhì)理化性質(zhì)分析參照GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行評價。各監(jiān)測斷面的理化指標(biāo)如表4所示，pH介于6.9-7.5之間，水質(zhì)基本處于中性偏堿性。各斷面差異不明顯：化學(xué)需氧量（COD）在3.87-23.16mg/L之間，ST3-ST8均超過Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)測點ST6COD值達(dá)到Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)：總磷含量除鷹潭嚴(yán)重超標(biāo)外其余平均濃度為0.074mg/L。低于水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：而各斷面總氮量均超出水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。另外，信江干流各監(jiān)測段面總氮平均為4.13mg/L。從各采樣點來看，玉山總氮含最高，廣豐總氮含量最低，其余各點的總氮濃度差別不大。葉綠素是植物進(jìn)行光合作用增加水體氧氣的最重要色素，可以直接反映出水體中藻類現(xiàn)存量。檢測結(jié)果顯示。鷹潭的葉綠素a濃度最高，為13.02mg/m³，其次為監(jiān)測點上饒，濃度為8，48mg/m³，其他監(jiān)測斷面濃度較小，相對均勻，而TP含量較低，因此藻類的數(shù)量可能受水體中磷含量多少的影響。

3 小結(jié)與討論

信江流域浮游植物以綠藻門、藍(lán)藻門為主。其檢測種類與數(shù)量均為最多：浮游植物時間分布上夏季明顯大于冬季，其細(xì)胞密度時空分布上區(qū)域無明顯差異：

Margalef指數(shù)與Shannon-Wiener指數(shù)計算結(jié)果表明，信江干流水質(zhì)總體處于輕度至重度污染狀態(tài)，與藻類種群數(shù)量關(guān)系對水質(zhì)狀況感應(yīng)性差異一致，符合上述污染特征。這是由于上下游多有工廠及水利設(shè)施存在，加之人口分布稠密所致。