北運河水系夏季浮游植物群落多樣性研究

王汨+楊柏賀+孟云飛+殷旭旺+徐宗學(xué)+郝長琦

摘 要：為了了解北京北運河水系夏季浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征，于2015年8月對北運河水系的20個采樣點進行野外調(diào)查，運用浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征進行評價。共鑒定出浮游植物7門80種，各采樣點位平均密度為1 060.14萬個/L，香農(nóng)-威納指數(shù)平均值為2.83，均勻度平均值為0.67。通過分析，得出結(jié)論，北運河水系水體為中度污染。

關(guān)鍵詞：北運河；浮游植物群落；多樣性

野外采樣調(diào)查水體中浮游植物群落是了解河流生態(tài)系統(tǒng)的基本[1]。浮游植物是河流生態(tài)系統(tǒng)中的主要初級生產(chǎn)者之一，也是河流生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞的主要因素[2]。浮游植物群落的種類組成、生物量和各種指數(shù)等群落特征近些年來一直被用作評價河流生態(tài)系統(tǒng)的指標[3]。

本次野外調(diào)查研究以北京的北運河水系浮游植物群落為研究對象，研究了2015年夏季北運河水系浮游植物的物種數(shù)、密度、香農(nóng)-威納指數(shù)等群落特征[4]，并從浮游植物群落特征角度評價了北京北運河水系水質(zhì)情況，望能為北運河水系保護提供有效數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 北運河采樣點設(shè)置

北運河發(fā)源于北京市的昌平區(qū)和海淀區(qū)附近，向南流經(jīng)通州區(qū)、天津市，最后匯入海河，承擔(dān)著防洪的重要任務(wù)。根據(jù)北運河水系流經(jīng)的地區(qū)，共設(shè)置20個采樣點位（圖1）。

1.2 浮游植物樣品的采集與處理

每個采樣點分層采取混合2 L水樣后加入10 mL的魯哥氏液，固定水樣，并送回室內(nèi)，靜置48 h，將采取的水樣濃縮至100 mL，吸取其中0.1 mL于浮游植物計數(shù)器中，根據(jù)有關(guān)文獻進行鑒定[5-6]。

1.3 數(shù)據(jù)的分析和處理

計算北運河水系浮游植物群落的香農(nóng)-威納指數(shù)和均勻度指數(shù)以及優(yōu)勢種[2]，并進行分析。

用Excel 2012制作浮游植物柱狀圖并進行均勻度指數(shù)計算[7]，運用Biodiversity Profession 2.0計算浮游植物群落香農(nóng)-威納指數(shù)。

2 結(jié)果及分析

2.1 浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征

北京夏季北運河水系鑒定出浮游植物共7門80種（見表1），其中綠藻門物種數(shù)最高，為33種，占浮游植物物種總數(shù)的41.25%；其次為硅藻門，為28種，占浮游植物物種總數(shù)的35.00%，藍藻門、裸藻門、甲藻門、黃藻門和隱藻門物種數(shù)相對較少，分別為9種、5種、3種、1種和1種，分別占浮游植物物種總數(shù)的11.25%、6.25%、3.75%和1.25%和1.25%；就密度而言，藍藻門密度最高，總密度數(shù)值為12 930.00萬個/L，占總密度的61.03%；其次為綠藻門，總密度數(shù)值為4 295.00萬個/L，占總密度的20.27%，硅藻門、裸藻門、甲藻門、黃藻門和隱藻門密度較低，總密度數(shù)值分別為3 040.00萬個/L、870.00萬個/L、37.00萬個/L、12.50萬個/L和0.20萬個/L，分別占總密度的14.35%、4.11%、0.17%、0.06%和0.01%（見圖2）。夏季共有5種，其中硅藻門和藍藻門各2種，裸藻門1種，分別為梅尼小環(huán)藻（Y=005）、雙頭菱形藻（Y=0.02）、尾裸藻（Y=002）、微小色球藻（Y=0.03）和小席藻（Y=003）（見表2）。

北運河水系夏季各采樣點物種平均值為1800種，物種數(shù)最高點位于B19，物種數(shù)為32種，最低點位于B8和B4；各采樣點密度平均值為1 060.14萬個/L，密度最高點位于B8，密度為4 500.50萬個/L，最低點位于B4；各采樣點香農(nóng)-威納指數(shù)平均值為2.83，各采樣點香農(nóng)-威納指數(shù)最高點位于B19，香農(nóng)-威納指數(shù)為3.73，最低點位于B8，均勻度指數(shù)平均值為0.67，均勻度指數(shù)最高點位于B16，均勻度指數(shù)為0.96，最低點位于B8（見圖3）。

3 討論

此次野外調(diào)查，北運河水系共鑒定出浮游植物6門78種，綠藻門物種數(shù)最高，其次為硅藻門。黃藻門密度最高，其次為藍藻門。綠藻門種類適應(yīng)環(huán)境能力較強，且北運河水系水體適合綠藻門多個種類的生長與繁殖，小型黃絲藻在某些點位密度較高，導(dǎo)致黃藻門密度較高，由于絲狀藻類的存在，使得藍藻門的密度較高。此次調(diào)查出現(xiàn)了很多種喜歡生活在富營養(yǎng)化水體的藻類，如硅藻門的梅尼小環(huán)藻（Cyclotella meneghiniana）和綠藻門四尾柵藻（Scenedesmus quadricauda）等，這說明北運河水系部分水體已經(jīng)呈現(xiàn)富營養(yǎng)化。夏季北運河水系有5種優(yōu)勢種，梅尼小環(huán)藻和微小色球藻喜歡生活在富營養(yǎng)化的水體中，尾裸藻喜歡生活在有機質(zhì)含量較高的水體中，雙頭菱形藻類喜歡生活在渾濁的水體中，小席藻喜歡生活在不穩(wěn)定的水體中， 單從優(yōu)勢種來分析，北運河水系部分地區(qū)水體渾濁，且污染較為嚴重。

很多國內(nèi)外研究表明，浮游植物香農(nóng)-威納指數(shù)在某種程度上可以鑒定水質(zhì)情況[8-9]。B1～B7點位和B15～B20采樣點位相對偏僻，人類活動干擾相對較少，較其他采樣點位香農(nóng)-威納指數(shù)相對較高 ，其他點位香農(nóng)-威納指數(shù)相對較低，北運河水系浮游植物群落的香農(nóng)-威納指數(shù)平均值2.83。根據(jù)香農(nóng)-威納指數(shù)評價水質(zhì)標準[8-9]，香農(nóng)-威納指數(shù)數(shù)值2～3之間，為中度污染，綜合分析，得出結(jié)論：北京北運河水系受到了中度污染。

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