山西漳澤水庫春季的硅藻植物及水質(zhì)評價

劉 洋，馮 佳，劉 琪，呂俊平，郭 珺，焦曉燕，謝樹蓮

（1.山西大學生命科學學院，山西太原030006；2.山西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源研究所，山西太原030031）

山西漳澤水庫春季的硅藻植物及水質(zhì)評價

劉 洋1，馮 佳1，劉 琪1，呂俊平1，郭 珺2，焦曉燕2，謝樹蓮1

（1.山西大學生命科學學院，山西太原030006；2.山西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源研究所，山西太原030031）

為了了解漳澤水庫硅藻植物的組成及水質(zhì)情況，依據(jù)1999，2007，2015年春季對漳澤水庫的調(diào)查研究資料，對水庫中硅藻的變化情況進行了分析，并運用污水生物系統(tǒng)法、硅藻生物指數(shù)法和硅藻商指數(shù)法對水質(zhì)狀況進行了評價。結(jié)果表明，該水庫硅藻組成包括19屬80種（含變種和變型），其中，變異直鏈藻（Melosira varians Ag.）、普通等片藻（Diatoma vulgare Bory）、新月形橋彎藻（Cymbella cymbiformi Ag.）、偏腫橋彎藻（Cymbella ventricosa Ag.）、窄異極藻（Gomphonema angustatum Rabh.）等是優(yōu)勢種；1999—2015年，漳澤水庫的水質(zhì)有輕度至中度污染。因此，應加強水環(huán)境的保護，以保證漳澤水庫的水體質(zhì)量。

漳澤水庫；硅藻；營養(yǎng)狀況

水庫又稱人工湖泊，是有著極其重要作用的水資源。浮游植物是河流、湖泊中重要的初級生產(chǎn)者，與水質(zhì)營養(yǎng)狀況有著緊密的聯(lián)系。近幾年，人們對于水庫中生物的研究，逐漸聚焦到對水庫中浮游植物的研究[1-6]。在浮游植物中硅藻較為普遍，而且種類較多。在不同的環(huán)境條件下，分布著不同種類的硅藻。因此，硅藻與環(huán)境保護有密切的關系，常用來評價、監(jiān)測水質(zhì)[7]。對于水庫中的硅藻植物曾有不少人進行過研究[8-12]。有關漳澤水庫的浮游植物僅有謝樹蓮等[13]報道過其中的綠藻植物。

本研究依據(jù)1999年4月至2015年4月對漳澤水庫1999，2007，2015年3 a春季的調(diào)查研究資料，對水庫中水質(zhì)狀況、硅藻浮游植物的變化情況進行了進一步的分析，旨在明確漳澤水庫的水質(zhì)狀況以及硅藻浮游植物群落的分布特點，為保護與利用漳澤水庫水資源提供科學依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

漳澤水庫位于山西省長治市北郊，是山西省重要的水庫之一，位于113°10′E，36°20′N，于1960年建成，其控制流域為3 175 km2，蓄水量達4.26億m3，使長治郊區(qū)、潞城、襄垣等10余村莊880 hm2田地8 000余人受益，是一座以城鎮(zhèn)用水、農(nóng)業(yè)灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖、防洪為主的綜合大型水庫。

1.2 試驗材料

供試材料為采自山西長治市漳澤水庫的藻類植物標本，調(diào)查時間分別為1999年4月、2007年4月、2014年7月、2014年10月和2015年4月。

1.3 試驗方法

1.3.1 采樣方法 采用定性與定量相結(jié)合的方法進行樣本采集。定性采集，在預先選定研究點用25#浮游生物采集網(wǎng)采集，用酸處理法制成硅藻永久切片[14]；定量采集，在預先選定研究點用采水器采集水樣，常規(guī)方法計數(shù)[14]。

1.3.2 水質(zhì)營養(yǎng)分析評價方法 水質(zhì)營養(yǎng)分析有3種評價方法，即污水生物系統(tǒng)法、硅藻生物指數(shù)法和硅藻商指數(shù)法。其中，污水生物系統(tǒng)法將河流劃分為多污帶、α－中污帶、β－中污帶和寡污帶[15]。硅藻生物指數(shù)法，其表達式為I＝（2A＋B－2C）/（A＋B－C）×100，其中，A是不抗污染的種數(shù)，B是對有機物反應不靈敏的廣布種種數(shù)，C是污染區(qū)域特有的種數(shù)，I值越大，水質(zhì)越好；當I值大于140時，水質(zhì)潔凈，在100～140時，水質(zhì)輕度污染，在70～100時，水質(zhì)中度污染，小于70時，水質(zhì)重度污染[16]。硅藻商指數(shù)法表達式為：硅藻商＝中心藻綱硅藻種數(shù)×中心藻綱硅藻種數(shù)/羽文藻綱硅藻種數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 漳澤水庫硅藻的組成

經(jīng)鑒定，漳澤水庫分布的硅藻植物共19屬 80種（含變種和變型，下同）（表1）。其優(yōu)勢種是變異直鏈藻（Melosira varians Ag.）、普通等片藻（Diatoma vulgare Bory）、新月形橋彎藻（Cymbella cymbiformi Ag.）、偏腫橋彎藻（Cymbella ventricosa Ag.）、窄異極藻（Gomphonema angustatum Rabh.）等。其中，以1999年的種類數(shù)最多，為70種，2007年和2015年種類數(shù)均較少，分別是21，24種。說明近10 a漳澤水庫硅藻植物多樣性明顯減少。

經(jīng)計數(shù)得知，漳澤水庫在2014年7，10月和2015年4月硅藻植物的生物量分別是3.285× 105，5.010×105，8.205×105個/L。春季，由于表層水溫升高，光照增強，營養(yǎng)鹽類豐富，硅藻開始迅速繁殖，達到全年的最高峰。夏季，水溫和光照都達到一年中的最高峰，此時的水溫不太適合硅藻的生長和繁殖，硅藻數(shù)量下降。秋季，水溫和光照開始下降，此時的溫度逐漸適合硅藻的生長，因此，硅藻數(shù)量又開始增加[15-16]。

2.2 水質(zhì)營養(yǎng)分析評價

從表1，2漳澤水庫不同年份春季硅藻生態(tài)污染指示種類數(shù)目可以看出，經(jīng)污水生物系統(tǒng)法分析得出，1999，2007，2015年，漳澤水庫水體質(zhì)量基本呈寡污—β中污—α中污的趨勢，反映出該水庫水體有輕度至中度污染[17-18]。

表1 漳澤水庫硅藻植物名錄及水質(zhì)評價

續(xù)表1

續(xù)表1

表2 漳澤水庫硅藻植物指示種類數(shù)目

由表1，2可知，漳澤水庫不同年份春季硅藻耐污染性種類數(shù)目是經(jīng)硅藻生物指數(shù)法計算得出，在1999，2007，2015年春季，漳澤水庫中硅藻的I值分別為86.3，133和150，表明漳澤水庫水質(zhì)由中度污染向輕度污染過度，水質(zhì)有變好的趨勢。

從表1可以看出，1999，2007，2015年春季，漳澤水庫中心硅藻綱的種數(shù)分別為7，3，6種，羽紋硅藻綱種數(shù)分別為63，18，18種，據(jù)硅藻商指數(shù)法計算得出，硅藻商指數(shù)依次是0.78，0.50和2.0。硅藻商指數(shù)越高，表明硅藻種類的多樣性越少[19]，水質(zhì)被污染。

通過運用以上3種生物方法對漳澤水庫水體進行客觀的評價與分析，表明該水庫仍處于受污染狀態(tài)，可能是由于漳澤水庫附近工業(yè)、農(nóng)業(yè)、旅游業(yè)的開發(fā)，同時生活污水和工業(yè)廢水的不合理排放，也可能引起了漳澤水庫水質(zhì)惡化。

3 結(jié)論

1999，2007，2015年春季，通過對漳澤水庫浮游硅藻進行調(diào)查研究可知，有19屬和80種（含變種和變型），其優(yōu)勢種是變異直鏈藻（Melosira varians Ag.）、普通等片藻（Diatoma vulgare Bory）、新月形橋彎藻（Cymbella cymbiformi Ag.）、偏腫橋彎藻（Cymbella ventricosa Ag.）、窄異極藻（Gomphonema angustatum Rabh.）等。運用污水生物系統(tǒng)法、硅藻生物指數(shù)法和硅藻商指數(shù)法，分析了漳澤水庫水質(zhì)，各項理化指標表明，1999—2015年，漳澤水庫水質(zhì)有輕度至中度污染。由此可見，必須加大對漳澤水庫的保護，增強人們的環(huán)境保護意識，合理運用我國淡水資源，嚴格控制工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活污水的不合理排放，進而保證漳澤水庫的優(yōu)良水質(zhì)[20-21]。

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Evaluation of Diatom and Water Quality in Shanxi Zhangze Reservoir in Spring

LIUYang1，F(xiàn)ENGJia1，LIUQi1，LüJunping1，GUOJun2，JIAOXiaoyan2，XIE Shulian1

（1.College ofLife Science，ShanxiUniversity，Taiyuan 030006，China；2.Institute ofAgriculturalEnvironment and Resources，ShanxiAcademy ofAgriculturalSciences，Taiyuan 030031，China）

To understand the composition ofdiatoms and water quality in Zhangze reservoir,the changes ofdiatoms were analyzed according to the investigated data in spring of 1999,2007,2015.Water quality was evaluated by the Saprobic System,Biological Index and Diatom Quotient Index methods.According to the survey,80 species including varieties and forms were found,comprising of 19 genera.Among them,Melosira varians Ag.,Diatoma vulgare Bory,Cymbella cymbiformi Ag.,Cymbella ventricosa Ag.and Gomphonema angustatum Rabh.were the dominantspecies.From 1999 to 2015,the water quality was mild to moderate pollution in Zhangze reservoir. Therefore,the protection ofwaterenvironmentshould be strengthened to ensure the waterquality in Zhangze reservoir.

Zhangze reservoir;diatom;trophic level

Q949.27

：A

：1002-2481（2017）09-1513-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.09.28

2017-03-21

山西省煤基重點科技攻關項目（FT201402-15）；山西省科技平臺建設項目（2015091004-0102）

劉 洋（1991-），男，天津武清人，在讀碩士，研究方向：淡水藻類資源。謝樹蓮為通信作者。