伊通河（長(zhǎng)春段）浮游植物多樣性調(diào)研

白小田，趙可，張婷婷，于潤(rùn)

伊通河（長(zhǎng)春段）浮游植物多樣性調(diào)研

白小田，趙可，張婷婷，于潤(rùn)

（吉林建筑大學(xué)，吉林 長(zhǎng)春 130000）

于2019年7月對(duì)長(zhǎng)春市伊通河沿線(xiàn)進(jìn)行浮游植物水樣采集，對(duì)浮游植物進(jìn)行了定量分析，所得數(shù)據(jù)進(jìn)行密度、優(yōu)勢(shì)種和特征指數(shù)（多樣度、豐富度、均勻度）計(jì)算，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展浮游植物群落結(jié)構(gòu)研究，進(jìn)一步對(duì)水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示：Shannon–Wiener多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)為α-中污染至β-中污染水平；Pielou均勻度指數(shù)為清潔至中污染水平；Margalef豐富度指數(shù)評(píng)價(jià)為中污染；優(yōu)勢(shì)種分別為偽魚(yú)腥藻、小環(huán)藻和細(xì)小平裂藻，均是富營(yíng)養(yǎng)化指示種。

伊通河； 浮游植物； 群落結(jié)構(gòu)

有研究表明，浮游植物作為生產(chǎn)者，其群落結(jié)構(gòu)及其多樣性可以準(zhǔn)確反映出水體污染程度。浮游植物多樣性指數(shù)（包括多樣度、豐富度、均勻度）與水體受污染程度有密切聯(lián)系[1]。有很多學(xué)者用浮游植物群落結(jié)構(gòu)種類(lèi)組成和優(yōu)勢(shì)種更替作為評(píng)價(jià)水環(huán)境質(zhì)量污染程度的依據(jù)[2-3]。因此，本文通過(guò)浮游植物群落結(jié)構(gòu)調(diào)研，進(jìn)行生物水質(zhì)評(píng)價(jià)。

1 材料與方法

1.1 研究點(diǎn)位

伊通河全長(zhǎng)283 km，流經(jīng)磐石、伊通、長(zhǎng)春、農(nóng)安和德惠五個(gè)縣市，在新立城水庫(kù)上游納入伊丹河、下游納入新開(kāi)河。參考省、市監(jiān)測(cè)站的國(guó)控?cái)嗝妫x取4個(gè)研究點(diǎn)位（見(jiàn)表1）。S1為上游水庫(kù)壩下，水質(zhì)好；S4點(diǎn)為下游研究點(diǎn)位。

表1 采樣點(diǎn)信息

1.2 樣品采集、處理與鑒定

浮游植物樣品用1 L采水器采集并置于樣品瓶中，加入1.5％魯哥氏液和4％福爾馬林溶液固定。在實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)過(guò)48 h沉淀，濃縮至50 mL，使用0.1 mL藻類(lèi)計(jì)數(shù)框在10×40倍視野下進(jìn)行觀察、鑒定和計(jì)數(shù)。鑒定工作主要參照《中國(guó)淡水藻類(lèi)——系統(tǒng)、分類(lèi)及生態(tài)》《中國(guó)內(nèi)陸水域常見(jiàn)藻類(lèi)圖譜》與《中國(guó)常見(jiàn)淡水浮游藻類(lèi)圖譜》等。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

浮游植物密度計(jì)算公式如下：

式中：s—計(jì)數(shù)框面積，mm2；

s—每個(gè)視野的面積，mm2；

n—計(jì)數(shù)過(guò)的視野數(shù)；

— 1 L水樣經(jīng)沉淀濃縮過(guò)的體積，mL;

—計(jì)數(shù)框的體積，mL。

采用Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)（'）、Margalef豐富度指數(shù)（）、Pielou均勻度指數(shù)（）進(jìn)行浮游植物多樣性評(píng)價(jià); 采用物種優(yōu)勢(shì)度（）計(jì)算浮游植物優(yōu)勢(shì)種; 計(jì)算公式如下:

' = –Σ（n/）ln（n/）[4]

='/ ln[5]

=（–1）/ ln[6]

=（n/）×（n/）[7]

式中:—種類(lèi)數(shù)；

—同一樣品中的個(gè)體總數(shù)；

i—第種的個(gè)體數(shù)。

特征指數(shù)水域狀況等級(jí)[8,9]：'值0~1為重污染，1~2為α-中污染，2~3 為 β-中污染；0.8≤＜1清潔，0.5≤＜0.8為輕污染，0.3≤＜0.5為中污染，0≤＜0.3為重污染；值0~1為重污染，1~3為中污染，＞3為輕或無(wú)污染；＞0.02時(shí)為優(yōu)勢(shì)種。

2 結(jié)果與討論

2.1 基本數(shù)據(jù)

浮游植物數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 浮游植物數(shù)據(jù)

2.2 群落結(jié)構(gòu)分析

由圖1得，浮游植物密度空間差異較大。水庫(kù)壩下S1點(diǎn)由于受人為干擾較輕，浮游植物密度較低，但從上游向下游延伸，進(jìn)入市區(qū)段，人類(lèi)活動(dòng)頻繁，均存在不同程度點(diǎn)源與面源污染的排放，導(dǎo)致水體營(yíng)養(yǎng)程度加強(qiáng)，浮游植物密度逐漸升高，在S4點(diǎn)達(dá)到最大，密度均大于106cells/L。從浮游植物密度看，伊通河長(zhǎng)春段7月水體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富。

圖1 浮游植物密度

由表2所示，4個(gè)點(diǎn)位主要優(yōu)勢(shì)種（屬）為藍(lán)藻門(mén)的偽魚(yú)腥藻屬和小環(huán)藻屬、硅藻門(mén)的小環(huán)藻屬，均為富營(yíng)養(yǎng)化指示種屬。分析認(rèn)為，7月溫度高，適合喜溫性藍(lán)藻大量繁殖，形成優(yōu)勢(shì)；同時(shí)藍(lán)藻優(yōu)勢(shì)種的形成，考慮水體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富。而小環(huán)藻一般在低溫、營(yíng)養(yǎng)鹽豐富的水體中形成優(yōu)勢(shì)，在春季最為頻繁。考慮原因?yàn)?，受河流水利工程的影響，河流流速較緩，S3點(diǎn)水質(zhì)生物評(píng)價(jià)結(jié)果為β-中污染水體，加上夏季降雨頻繁，外源污染較多，營(yíng)養(yǎng)鹽充足形成了最適宜小環(huán)藻生境[10]。

2.3 水質(zhì)生物評(píng)價(jià)

'值大小排序?yàn)镾2點(diǎn)＞S4點(diǎn)＞S3點(diǎn)＞S4點(diǎn)，除S1點(diǎn)為中污染外，整體處于 β-中污染。值大小排序與'一致，整體處于中污染。值最大值出現(xiàn)在S1點(diǎn)，最小值出現(xiàn)在S2點(diǎn)，整體處于清潔到中污染狀態(tài)。一般情況下，受污染水體較清潔水體浮游植物的多樣性指數(shù)低。

圖2 浮游植物多樣性指數(shù)

由圖2得，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)與Marglef豐富度指數(shù)趨勢(shì)相同，而Pielou均勻度指數(shù)與其他兩個(gè)剛好相反；由評(píng)價(jià)等級(jí)上看，Shannon– Wiener指數(shù)評(píng)價(jià)為S1點(diǎn)污染最嚴(yán)重而Pielou均勻度指數(shù)S1點(diǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果卻為清潔，兩者結(jié)果矛盾，原因是S2點(diǎn)采集到浮游植物過(guò)于單一，故不能單純通過(guò)多樣性指數(shù)來(lái)判斷水質(zhì)好壞。結(jié)合其他浮游植物數(shù)據(jù)判斷，應(yīng)用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)的評(píng)價(jià)結(jié)果：伊通河長(zhǎng)春段7月河流屬于β-中污染至α-中污染水平。

3 結(jié)論

（1）伊通河長(zhǎng)春段7月浮游植優(yōu)勢(shì)種偽魚(yú)腥藻、小環(huán)藻和細(xì)小平裂藻均為富營(yíng)養(yǎng)化指示種。S1位于上游水庫(kù)壩下；S2~S4點(diǎn)進(jìn)入市區(qū)，人類(lèi)活動(dòng)頻繁，密度差異性較大。S1~S4密度均達(dá)到富營(yíng)養(yǎng)化程度。浮游植物分布具有空間差異性，應(yīng)注意營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染。

（2）水質(zhì)生物評(píng)價(jià)結(jié)果：各斷面水質(zhì)處于β-中污染至α-中污染水平。

（3）浮游植物評(píng)價(jià)結(jié)果表明：需結(jié)合其他環(huán)境因素判斷，謹(jǐn)慎應(yīng)用特征指數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)。

[1] Shubert L.E. Algae as ecological indicators[J]., 1984：434-460．

[2] 金相燦，劉鴻亮，屠清瑛，中國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化[M]. 北京: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1990．

[3] 雷安平，施之新，魏印心. 武漢東湖浮游藻類(lèi)物種多樣性的研究[J].水生生物學(xué)報(bào)，2003，27（2）: 179-180.

[4] Shannon, C.E. and Weaver, W. The mathematical theory of communication. University of Illinois Press, Urbana, 1949.

[5] Pielou C. An introduction to mathernatical ecology[D].:, 1969.

[6] Margalef D R. Information theory in ecology [J].,1958, 3: 36-71.

[7] Lampitt S, Wishner E, Turley M, et al. Marine Snow Studies in the Northeast Atlantic Oeean:Distribution, Composition and Roles as a Food source for migrating plankton[J]., 1993, 116: 680-702.

[8] Whittaker R H.Evolution and measurement of species diversity [J].,1972 , 21: 213-251.

[9 ] 沈韞芬，張宗涉，龔循矩，等. 微型生物監(jiān)測(cè)新技術(shù)[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1990.

[10] 王敏，袁紹春，徐煒，等. 嘉陵江重慶出口段小環(huán)藻水華影響因素分析[J]. 重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，35（6）: 86-90+94.

Survey of Phytoplankton Diversity in Yitong River （Changchun Section）

,,,

（Jilin Jianzhu University, Jilin Changchun 130000, China）

In July 2019, phytoplankton samples were collected along the Yitong River in Changchun city, and phytoplankton was quantitatively analyzed. The data obtained were calculated for density, dominant species and characteristic index （Shannon-Wiener, Margalef, Pielou）. On this basis, phytoplankton community structure research was carried out to further evaluate the water quality. The results showed that Shannon Wiener diversity index was evaluated as α - medium pollution level to β - medium pollution level, Pielou evenness index as clean to medium pollution level, Margalef richness index as medium pollution level, and the dominant species were Pseudoanabaena, Cyclotella and Merismopedia tenuissima, which were indicators of eutrophication.

Yitong river; phytoplankton; community structure

2019-12-24

白小田（1995-），女，碩士學(xué)位，浙江省溫州市人，研究方向：浮游植物群落結(jié)構(gòu)分析研究。

Q178.1

A

1004-0935（2020）01-0045-03