遼河遼中段浮游藻類研究及水質評價

王艷 陳柏旭 孫亞飛 呂麗斌 杜烜鋒 董錫瑞

摘要??為了解遼河水體中藻類群落特征和水質狀況，于2019年6月調查分析了位于遼中縣的老達房林業(yè)隊的遼河水體中的浮游藻類種類構成、優(yōu)勢度和生物多樣性指數(shù)，并測定了水體的理化指標。共記錄到浮游藻類37種，其中綠藻門18種，硅藻門9種，藍藻門4種，隱藻門、裸藻門各2種，甲藻門和金藻門各1種。各藻類豐度為1×104～216×104個/L，其中豐度較高的藻類包括藍藻門的偽魚腥藻、硅藻門的小環(huán)藻和針桿藻，它們的優(yōu)勢度也較高。通過藻類的生物多樣性指數(shù)判斷該段水體呈輕-中污染狀態(tài)，而按理化指標判斷該段水體的水質為V類，導致水質差的主要因素是COD指標偏高。

關鍵詞??遼河;浮游藻類;豐度;生物多樣性;水質評價

中圖分類號??X??824文獻標識碼??A

文章編號??0517-6611（2020）04-0057-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.04.017

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Study on Phytoplankton in Liaozhong Section of Liao River and Water Evaluation

WANG Yan，CHEN Bo-xu，SUN Ya-fei et al??（School of Life Sciences，Shenyang Normal University，Shenyang，Liaoning 110034）

Abstract??To reveal the phytoplankton community and water quality，the biological diversity of algea，dominant species，physical and chemical indicators were assessed in June，2019 at forestry team of Lao Dafang located in Liaozhong County along Liao River.The result showed that total 37 species belonging 7 divisions were identified to be mainly composed of the Cyanophyta （18 species），Bacillariophyta （9 species），and Chlorophyta （4 species）.The abundances of algea were between 1×104～216×104 ind./L.The most dominant species were Pseudoanabaena sp.，Cyclotella sp.and Synedra sp..The water quality belonged to light to middle polluted level according to the biological diversity indexes.The water quality was at the V level judged by physical and chemical indicators because COD level was high.

Key words??Liao River;Phytoplankton;Abundance;Biological diversity;Water evaluation

遼河是我國七大河流之一，全長1 345 km，流域面積21.9萬km2。遼河發(fā)源于河北省平泉縣七老圖山脈的光頭山，流經(jīng)河北、內蒙古、吉林、遼寧，最終注入渤海[1-2]。遼河流域是我國水資源非常貧乏的地區(qū)，加之人為因素，遼河已成為我國江河中污染最重的河流之一，甚至一度出現(xiàn)過遼河中無法存活生物，河水不能用于灌溉、更無法作為飲用水的局面[3]。當前我國非常重視生態(tài)建設，河流的生態(tài)恢復更是重中之重。遼河的治理也受到了極大的重視，相關部門開展了生態(tài)整治工程，依法限制排污，目前已經(jīng)取得一定成效。

藻類是水體中的初級生產(chǎn)者，參與水環(huán)境中的物理、化學、生物過程，對環(huán)境反應敏感，其種類組成以及數(shù)量、生物多樣性等能很好地反映水環(huán)境質量好壞及其變化，是評價水域環(huán)境的重要指標[4]，常被作為水體環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)健康的有效生物監(jiān)測指標。

筆者擬研究位于遼中縣的老達房林業(yè)隊的遼河（41°39′N，122°41′E）水體中的浮游藻類組成和水體理化指標，以期為下一步的研究工作打下基礎。

1??材料與方法

1.1??水樣采集與處理

用采水器在相距一定距離的點采集水下10 cm深水樣，混勻后取1 L，加入魯哥氏液15 mL，將水樣帶回實驗室后，沉淀24～48 h，濃縮至50 mL，貯存于棕色瓶中[5]。

1.2??藻類鑒定與數(shù)量統(tǒng)計

將濃縮水樣搖勻，用移液槍吸取0.1 mL水樣于浮游藻類計數(shù)框中，蓋上蓋玻片后在10×40倍顯微鏡下鑒定[6-8]并計數(shù)。浮游藻類計數(shù)需觀察至少2片計數(shù)框，每片計數(shù)框觀察50個視野，取其平均值為最終結果。若2片計數(shù)結果相差15%以上，則進行第3片計數(shù)，取其中個數(shù)相近2片的平均值[9]。

藻類計數(shù)后根據(jù)下面公式計算出1 L水中每種浮游藻類的豐度：

N=CsFs·Fn×VU×Pn

式中，Cs為計數(shù)框面積（mm2）;Fs為每個視野的面積（mm2）;Fn為計數(shù)過的視野數(shù);V為1 L水樣經(jīng)沉淀濃縮后的體積（ mL）;U為計數(shù)框的體積（mL）;Pn為計數(shù)出的浮游植物個數(shù)（ind/L）。

1.3??水體理化因子測定

根據(jù)《中華人民共和國 地表水環(huán)境質量標準》（GB 3838—2002）中規(guī)定的基本項目，該研究測定的水質指標為化學需氧量（COD）、總磷（TP）、氨氮（NH3-N）。

1.4??藻類優(yōu)勢度及多樣性指數(shù)

1.4.1??Simpson優(yōu)勢度指數(shù)（Y）。Simpson優(yōu)勢度指數(shù)用于測定、篩選群落中比較占優(yōu)勢的物種。用以下公式計算：

Y=niN×fi

式中，ni表示樣品中第i種物種的個體數(shù);N表示樣品中所有種類的總個體數(shù)，為第i種出現(xiàn)的頻率，當Y≥0.02時為優(yōu)勢種[10]。

1.4.2??Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)（H′）。若Shannon-Wiener指數(shù)的數(shù)值大，則表示群落結構復雜，反饋調節(jié)功能較強，群落較穩(wěn)定;數(shù)值小則相反。其計算公式：

H′=-sn-1（NiNlnNiN）

式中，Ni表示第i種的藻類個體數(shù);N表示藻類個體總數(shù)。其評價水質狀況的標準：0～1為重污染，>1～3為中污染，>3為輕污染或無污染[11]。

1.4.3??Margalef多樣性指數(shù)。一般情況下，健康的水環(huán)境中藻種類較多;污染的水環(huán)境中藻種類較少。Margalef指數(shù)主要反映群落物種的豐富度，其計算公式：

D=S-1lnN

式中，S表示各藻類種類數(shù);N表示藻類總個體數(shù)。具體評價水體水質的標準：D<3為重污染，3～4為中污染，>4～5為輕污染，>5為無污染 [7]。

數(shù)據(jù)統(tǒng)一用Excel 2007進行統(tǒng)計處理。

2??結果與分析

2.1??浮游藻類物種數(shù)及構成

此次采樣共統(tǒng)計到藻類37種（表1），其中綠藻門18種，約占總種類數(shù)的49%;硅藻門9種，約占總種類數(shù)的24%;藍藻門4種，約占總種類數(shù)的11%;隱藻門、裸藻門各2種，各約占總種數(shù)的5%;甲藻門、金藻門各1種。

優(yōu)勢種包括硅藻門的針桿藻（Synedra sp.）、小環(huán)藻（Cyclotella sp.）、直鏈藻（Melosira sp.） 、黃埔水鏈藻（Hydrosera whompoensis）;藍藻門的偽魚腥藻（Pseudoanabaena sp.）、惠氏微囊藻（Microcystis wesenbergii）、鞘絲藻（Lyngbya sp.）;綠藻門的四棘藻（Trenbaria sp.）、空球藻（Eudorina sp.）;甲藻門的多甲藻（Peridinium sp.）;隱藻門的卵形隱藻（Cryptomons ovata）。

溫度及營養(yǎng)物質等多種因素可以影響水體中浮游植物群落結構的季節(jié)變化。該研究發(fā)現(xiàn)綠藻門的種類較多，這與綠藻能夠適應初夏較高的水溫有關。

2.2??藻類多樣性指數(shù)分析

根據(jù)所測得的藻類種類和豐度，經(jīng)計算該段水體的Margalef 多樣性指數(shù)為6.07， Pielou指數(shù)為0.71，根據(jù)這2個指數(shù)判斷，該段水體均呈輕污染狀態(tài);Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)為2.55，判斷水體處于中污染狀態(tài)。可見，該段水體環(huán)境質量較好。

2.3??水體理化因子分析??根據(jù)我國地表水環(huán)境質量標準（GB3838—2002）和該研究測定的理化指標結果（表2），該水體的水質可評價為V類，導致水質差的主要原因是COD偏高，說明有機污染物排放超標。

3??討論

該研究選擇遼河遼中段水體采樣的原因是其河岸帶正在開展生態(tài)恢復工程，故該研究屬于整治工程前的一個摸底工作。從浮游藻類來看，遼河水環(huán)境質量已經(jīng)有一定的改善，但根據(jù)理化指標，該段遼河水依然是V類，應進一步加強整治和控制污染排放力度，從而確保生態(tài)整治工程發(fā)揮更加顯著的效益，真正提升河流水質，使其發(fā)揮出應有的生態(tài)功能。

參考文獻

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