基于浮游植物評(píng)價(jià)水體質(zhì)量的方法比對(duì)

宋 楠 李 慧(哈爾濱師范大學(xué) 黑龍江 哈爾濱 151000)

趙 然(黑龍江省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 黑龍江 哈爾濱 151000)

范亞文(哈爾濱師范大學(xué) 黑龍江 哈爾濱 151000)

基于浮游植物評(píng)價(jià)水體質(zhì)量的方法比對(duì)

宋 楠 李 慧(哈爾濱師范大學(xué) 黑龍江 哈爾濱 151000)

趙 然(黑龍江省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 黑龍江 哈爾濱 151000)

范亞文(哈爾濱師范大學(xué) 黑龍江 哈爾濱 151000)

2012年6月和8月對(duì)黑龍江省大慶龍鳳濕地自然保護(hù)區(qū)內(nèi)核心區(qū)域進(jìn)行藻類植物采集，并測(cè)定采樣點(diǎn)理化指標(biāo)。利用Margalef多樣性指數(shù)R、Shannon-Wieaver多樣性指數(shù)H、Pielou均勻度指數(shù)J，對(duì)龍鳳濕地浮游植物進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析。理化監(jiān)測(cè)調(diào)查結(jié)果顯示水體受到嚴(yán)重污染。通過優(yōu)勢(shì)種類的環(huán)境指示作用情況可以看出，此點(diǎn)位的水體污染嚴(yán)重，水體存在一定程度的富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。多種多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)水體水平為輕-中污染，物種豐富度較高，且分布均勻。通過不同浮游植物評(píng)價(jià)水體質(zhì)量的方法比較可知：優(yōu)勢(shì)種類指示法評(píng)價(jià)結(jié)果與水體現(xiàn)實(shí)質(zhì)量更加符合，能夠客觀有效的評(píng)價(jià)水體質(zhì)量。

浮游植物；水體質(zhì)量評(píng)價(jià)；濕地；自然保護(hù)區(qū)；核心區(qū)

濕地素有“地球之腎”之稱。大慶龍鳳濕地自然保護(hù)區(qū)作為黑龍江省省級(jí)自然保護(hù)區(qū)，具有面積大、鳥類密度高、原生性強(qiáng)等特點(diǎn)，是黑龍江省內(nèi)保留的比較完整的淡水沼澤生態(tài)系統(tǒng)。對(duì)調(diào)節(jié)大慶城市氣候、減洪防澇、調(diào)節(jié)徑流、降解污染物、美化城區(qū)環(huán)境，起到了不可替代的作用。

基于浮游植物評(píng)價(jià)水體質(zhì)量的方法目前可用方法較為多樣，本研究采用了常用的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了比對(duì)，希望借此發(fā)現(xiàn)更為適用的評(píng)價(jià)方法。

1 材料與方法

1.1 采樣時(shí)間和地點(diǎn)

于2012年6月和8月在扎龍濕地核心區(qū)進(jìn)行樣品采集，地理坐標(biāo)為46°30′07.8″N 125°10′22.2″E。

1.2 樣品的采集

使用容量1L的采水器，在0-0.5m深區(qū)域采集1L的水樣置于樣品瓶中，按1000：15的比例加入魯格氏(Lugol’s)固定液進(jìn)行固定。

1.3 理化指標(biāo)測(cè)定

其中水溫(WT)、pH、電導(dǎo)率(SpCond.)、溶解氧(DO)、化學(xué)需氧量(CODcr)、高錳酸鹽指數(shù)(CODmn)、生物化學(xué)需氧量(BOD5)、總磷(TP)和總氮(TN)按照常規(guī)方法測(cè)定。

1.4 種類鑒定計(jì)數(shù)方法

將1L水樣定容至30ml，在10×40倍光學(xué)顯微鏡下常規(guī)方法進(jìn)行觀察、鑒定、計(jì)數(shù)。按照計(jì)算公式：y=fi×Pi計(jì)算，將樣點(diǎn)中優(yōu)勢(shì)度yfi≧0.02的種類定義為優(yōu)勢(shì)種，其中為物種i在樣品中出現(xiàn)的比例，物種i在樣品中出現(xiàn)的頻率。種類鑒定主要參照胡鴻鈞(2005)。

1.5 多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)方法

2 結(jié)果與討論

2.1 理化監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，該濕地屬于一般景觀用水，應(yīng)劃分為V類水體功能區(qū)。將其理化監(jiān)測(cè)結(jié)果與V類水理化指標(biāo)限值對(duì)比都發(fā)現(xiàn)，該水域COD、高錳酸鹽指數(shù)、總氮、總磷均遠(yuǎn)高于限值，顯示水體受到嚴(yán)重污染。

表1 研究點(diǎn)位的理化指標(biāo)

2.2 生物評(píng)價(jià)方法

2.2.1 優(yōu)勢(shì)種類及其指示意義評(píng)價(jià)結(jié)果

在研究點(diǎn)位的群落優(yōu)勢(shì)種類如下表所示，這些種類均為湖泊、濕地中的常見種類，在其他類型的水體中也常出現(xiàn)，為廣泛分布的種類。除綠藻門的小形月牙藻(Selenastrum minutum)外，均對(duì)水體的污染狀況有一定的指示意義，其中硅藻門的谷皮菱形藻(Nitzschia palea)和隱藻門的兩個(gè)種類均為α-中污染帶的典型指示種類，指示水體受到較為嚴(yán)重的污染，另外兩個(gè)種類，硅藻門的隱頭舟形藻(Navicula cryptocephala)和小型異極藻(Gomphonema parvulum)均為富營(yíng)養(yǎng)水體指示種類，在富營(yíng)養(yǎng)水體中大量出現(xiàn)。

由群落中優(yōu)勢(shì)類群的環(huán)境指示作用情況可以看出，此點(diǎn)位的水體受到較為嚴(yán)重的污染，水體存在一定程度的富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。

表2 國(guó)家數(shù)據(jù)平臺(tái)軟件對(duì)無效數(shù)據(jù)自動(dòng)標(biāo)識(shí)的含義

2.2.2 多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果

目前現(xiàn)行的水生生物監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)，主要使用多樣性指數(shù)法對(duì)水體質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，主要采用Margalef豐富度指數(shù)R、Shannon-wiener多樣性指數(shù)H、Pielou均勻度指數(shù)J進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)水生生物群落的種群種類豐富度和群落中個(gè)體分布的均勻程度判定水體質(zhì)量。根據(jù)公式計(jì)算得到研究區(qū)域的評(píng)價(jià)結(jié)果，總體評(píng)價(jià)水平為輕-中污染，其中H和J的評(píng)價(jià)結(jié)果顯示水體受污染程度較低，種群豐富度水平較好，且分布均勻。

表3 研究區(qū)域多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果

3 結(jié)論

本研究采用了優(yōu)勢(shì)種類指示意義和多樣性指數(shù)兩種藻類生物學(xué)評(píng)價(jià)方法對(duì)研究區(qū)域的水體進(jìn)行研究，分析結(jié)果有一定的差異。優(yōu)勢(shì)種類評(píng)價(jià)法結(jié)果顯示水體營(yíng)養(yǎng)鹽濃度較高，水體受到污染情況較為嚴(yán)重，而多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果則顯示水體污染程度較輕，水體質(zhì)量較好。通過對(duì)水體理化指標(biāo)的監(jiān)測(cè)分析結(jié)果顯示，水體有一定程度的有機(jī)物污染和富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，對(duì)水體評(píng)價(jià)結(jié)果與優(yōu)勢(shì)種類評(píng)價(jià)法得到的結(jié)果相同。

多樣性指數(shù)法多用于對(duì)生物類群的豐富度與分布的均勻度的評(píng)價(jià)，以此判定生物群落在生態(tài)環(huán)境中的生存穩(wěn)定性，而藻類植物作為水生態(tài)環(huán)境中的初級(jí)生產(chǎn)者，某個(gè)種類的大量存在對(duì)水體指示意義明顯，而多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)法在對(duì)水體質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，忽略了不同種類的個(gè)體特征差異，與此同時(shí)，水體較適宜的、豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽濃度促進(jìn)了多種藻類植物的大量生長(zhǎng)，因此通常得出輕污染，分布均勻的結(jié)果。

由此可以看出，應(yīng)用藻類生物學(xué)評(píng)價(jià)方法對(duì)水體質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，優(yōu)勢(shì)種類指示意義法與多樣性指數(shù)法相比，評(píng)價(jià)結(jié)果更加貼近水體現(xiàn)實(shí)質(zhì)量，能夠更加客觀有效的評(píng)價(jià)水體質(zhì)量現(xiàn)狀。

〔1〕國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法(第四版).中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

〔2〕Lampitt R S，Wishner K F，Turley C M，et al.Marine snow studies in the Northeast Atlantic：distribution，composition and roles as a food source for migrating plankton 〔J〕.Marine Biology，1993，116：689-702.

〔3〕胡鴻鈞，魏印心.中國(guó)淡水藻類—系統(tǒng)、分類及生態(tài).科學(xué)出版社，2006.

〔4〕隋豐陽.松嫩平原部分地區(qū)湖泊、泡沼藻類植物的初步研究.哈爾濱師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2010.

〔5〕國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.中華人民共和國(guó)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn).GB3838-2002.

〔6〕沈韞芬，章宗涉，龔循矩.微型生物監(jiān)測(cè)新技術(shù).中國(guó)建筑工業(yè)大學(xué)出版社，1990.

Methods Compare in Using Phytoplankton as Water Quality Indicator——Take core area of Daqing Longfeng Wetland as an example

Songnan(Harbin Normal university Harbin Heilongjiang 151000)

Phytoplankton assemblages were investigated in the core area of Daqing Longfeng Wetland，in the June and August of 2012.At the same time，the physical and chemical indicators in sampling site was monitored.Margalef index，Shannon-Wieaver index and Pielou index were comprehensively used in the assessment of algae.The physical and chemical results showed that the water quality from the core area might have been polluted seriously.Through the analysis of the dominant species，we found that the water quality was seriously polluted，and nutritional level was mesotrophic.Diversity indexes results showed that water nutrition ranges oligotrophic to mesotrophic，and the algae community composition varied strongly.By comparing different method to evaluate water quality of phytoplankton，dominant species indicate method conformed with the water quality，evaluation of water body was objective and effective.

Phytoplankton Water quality evaluation Wetland Core area

X824

A

1674-263X(2016)02-0030-03

2016-06-03

宋楠(1988-)，女，碩士，工程師，哈爾濱師范大學(xué)學(xué)生。

項(xiàng)目來源：研究生創(chuàng)新科研項(xiàng)目(YJSCX2011-412H LJ)