潑河水庫(kù)浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征與水質(zhì)評(píng)價(jià)

沈紹營(yíng)

(潑河水庫(kù)管理局，河南 信陽(yáng) 465426)

水庫(kù)是集防洪、灌溉、飲水、發(fā)電、養(yǎng)殖、旅游等功能為一體的大型水利工程。河南省的天然湖泊較少，水庫(kù)在解決農(nóng)田灌溉和居民飲水方面起到了重要作用。潑河水庫(kù)位于河南省信陽(yáng)市光山縣，隸屬于淮河上游，從地理位置來(lái)看，潑河水庫(kù)為亞熱帶向暖溫帶的過(guò)渡氣候，四季分明，降水量豐沛。自建成以來(lái)潑河水庫(kù)為周邊13個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)提供生活用水和農(nóng)業(yè)用水，兼具有漁業(yè)利用的功能。同時(shí)，為響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，信陽(yáng)市圍繞潑河水庫(kù)建立了潑河水庫(kù)風(fēng)景區(qū)，大大促進(jìn)了當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)的發(fā)展。但隨著人口增多、旅游業(yè)發(fā)展以及生活廢水、工業(yè)污水的排放，水庫(kù)生境遭受到不同程度的干擾和破壞，水質(zhì)日趨惡化。為保證居民飲用水安全、水產(chǎn)品質(zhì)量以及維持水庫(kù)多種生態(tài)經(jīng)濟(jì)功能，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)研究尤為重要。

本文通過(guò)調(diào)查2018年3月潑河水庫(kù)浮游植物種類組成和優(yōu)勢(shì)種類，利用浮游植物多樣性指數(shù)等參數(shù)并結(jié)合水質(zhì)理化指標(biāo)綜合分析潑河水庫(kù)的水質(zhì)狀況，以便更加了解潑河水庫(kù)的生態(tài)現(xiàn)狀，從根源上尋求改善水庫(kù)水質(zhì)行之有效的方法和措施，實(shí)現(xiàn)潑河水庫(kù)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙豐收。

一、材料與方法

1.采樣時(shí)間和采樣點(diǎn)設(shè)置 本研究于2018年3月對(duì)潑河水庫(kù)進(jìn)行了浮游植物樣品采集，遵照《水庫(kù)漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范(SL 167－2014)》中的要求共設(shè)置3個(gè)采樣點(diǎn)，每個(gè)采樣點(diǎn)依照水體深度設(shè)置3～4個(gè)水層。采樣點(diǎn)分布如圖1 所示。采樣時(shí)，分別利用溶氧儀(Pro 20)、pH計(jì)(B-2)和測(cè)深儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定水體溶氧、溫度、pH 及深度等參數(shù)。表層水樣直接用容器采水，不同水層樣品用采水器采水。各個(gè)采樣點(diǎn)和水層分別采集500毫升浮游植物樣品，迅速加入5毫升的魯哥試劑固定，同時(shí)采集1升水樣，用于水化數(shù)據(jù)的測(cè)定。

圖1 潑河水庫(kù)采樣點(diǎn)分布

2.浮游植物樣品處理及計(jì)數(shù) 浮游植物樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后，分別移入500 毫升量筒中，靜置24 小時(shí)，用虹吸管小心吸出上清液，使水樣濃縮至50 毫升。搖勻后用移液槍取0.1 毫升濃縮水樣于0.1 毫升的浮游植物計(jì)數(shù)框內(nèi)，在光學(xué)顯微鏡(40×10)下進(jìn)行視野法計(jì)數(shù)，每片計(jì)數(shù)框需計(jì)數(shù)50～100個(gè)視野且計(jì)數(shù)藻類200個(gè)以上方為有效。每個(gè)樣品計(jì)數(shù)兩次，兩次藻類數(shù)量差距不可超過(guò)15%，否則需要計(jì)數(shù)第3 次。浮游植物種類的確定參照《中國(guó)淡水藻類》和《淡水微型生物圖譜》。

3.水質(zhì)參數(shù)測(cè)定 主要測(cè)定水化數(shù)據(jù)包括總氮(TN)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)等，參照《漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(SC/T 9102－2007)和《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》(第四版)的內(nèi)容進(jìn)行測(cè)定。TN 使用堿性過(guò)硫酸鉀－紫外分光光度法測(cè)定，NH3-N 使用納氏試劑比色法測(cè)定，TP 使用鉬酸氨分光光度法測(cè)定，CODMn使用酸性法測(cè)定。

4.水庫(kù)水質(zhì)評(píng)價(jià)方法 浮游植物生物多樣性指數(shù)越高，其群落結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，穩(wěn)定性越大，水質(zhì)越好，故可根據(jù)浮游植物多樣性指數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)。水化數(shù)據(jù)的水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838－2002)。

二、結(jié)果

1.浮游植物群落結(jié)構(gòu)組成 本次調(diào)查共采集到浮游植物28屬，分屬8門，其中硅藻門5屬，占藻類總數(shù)的53.23%，是潑河水庫(kù)主要浮游植物種類；綠藻門10 屬，藍(lán)藻門6 屬，分別占藻類總數(shù)的29.78%和9.62%；隱藻門1 屬，占4.53%；黃藻門2 屬；金藻門2 屬；甲藻門和裸藻門各1 屬。此次水庫(kù)所調(diào)查的樣點(diǎn)和水層均以硅藻和綠藻為主，詳見圖2。

圖2 2018年3月浮游植物種類組成及各門藻類所占比例

2.浮游植物優(yōu)勢(shì)種 2018年3月潑河水庫(kù)優(yōu)勢(shì)藻類共有7屬，其中硅藻門3屬，即針桿藻、直鏈藻和菱形藻；綠藻門2 屬，即小球藻和弓形藻；藍(lán)藻門1屬，即鞘絲藻；隱藻門1屬，即隱藻。

3.浮游植物生物多樣性及水質(zhì)評(píng)價(jià) 2018年3月潑河水庫(kù)浮游植物的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H＇)在1.85～2.22 波動(dòng)，1#采樣點(diǎn)的多樣性最高，3#采樣點(diǎn)最低，平均值為2.06，根據(jù)H＇來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)，其為β-中污型；Margalef 豐富度指數(shù)(d)的變化區(qū)間是2.74～3.67，平均值為3.22，根據(jù)d來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)，其為寡污型；Pielou均勻度指數(shù)(J)的變化區(qū)間是0.64～0.74，平均值為0.70，根據(jù)J來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)，其為輕污染型，詳見表1。

表1 潑河水庫(kù)浮游植物多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和豐富度指數(shù)

4.水體理化特征及水質(zhì)評(píng)價(jià) 潑河水庫(kù)各采樣點(diǎn)的總氮在0.263～0.700 毫克/升，以1#采樣點(diǎn)水深6 米時(shí)最高，3#采樣點(diǎn)表層水最低；總磷在0.020～0.034毫克/升，以3#采樣點(diǎn)水深10米時(shí)最高，2#采樣點(diǎn)水深10 米時(shí)最低；高錳酸鹽濃度在2.584～3.119 毫克/升，以1#采樣點(diǎn)水深6 米時(shí)最高，表層水最低；亞硝酸鹽的含量在0.005～0.011毫克/升，以1#采樣點(diǎn)表層水最高，3#采樣點(diǎn)水深10 米時(shí)最低；氨氮含量在0.110～0.131 毫克/升，以1#采樣點(diǎn)表層水及2#采樣點(diǎn)表層水和水深5米時(shí)最高，3#采樣點(diǎn)水深5米時(shí)最低。

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838－2002)結(jié)合潑河水庫(kù)水質(zhì)的調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)2018年3月潑河水庫(kù)水質(zhì)總體為Ⅱ類水(Ⅱ類水主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、魚蝦類越冬場(chǎng)、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū))。

三、討論

1.潑河水庫(kù)浮游植物群落特征 2018年3月潑河水庫(kù)的浮游植物共有8 門28 屬，硅藻類浮游植物是潑河水庫(kù)春季(3月)的優(yōu)勢(shì)種，可能是春季水溫較低而適宜硅藻生長(zhǎng)所致，這也表明潑河水庫(kù)春季暴發(fā)藍(lán)藻水華的可能性較低。潑河水庫(kù)1#采樣點(diǎn)的浮游植物群落多樣性最高，3#采樣點(diǎn)最低，這可能與周圍環(huán)境不同有關(guān)，受人為干擾小的水域多樣性較高，群落穩(wěn)定性也較高。

2.潑河水庫(kù)水質(zhì)狀況 一般情況下，可采用兩種方法對(duì)水庫(kù)水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，即生物學(xué)方法(浮游植物群落內(nèi)的多樣性指數(shù))與非生物學(xué)方法(主要水質(zhì)理化因子的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù))。本文利用這兩種方法對(duì)潑河水庫(kù)的水質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，所得結(jié)果基本一致。首先，根據(jù)浮游植物α 多樣性指數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)狀況，結(jié)果表明2018年3月潑河水庫(kù)的3個(gè)采樣點(diǎn)為輕污染或中污染；其次，根據(jù)水化因子來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)狀況，結(jié)果表明潑河水庫(kù)的水質(zhì)總體為Ⅱ類水，水質(zhì)較好，適用于居民生活用水和漁業(yè)發(fā)展。綜合分析結(jié)果表明，潑河水庫(kù)春季水質(zhì)較好。

本研究?jī)H就2018年3月潑河水庫(kù)的浮游植物群落結(jié)構(gòu)、多樣性情況以及主要水質(zhì)理化指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)查和分析，要全面了解潑河水庫(kù)的浮游植物組成和群落結(jié)構(gòu)以及水質(zhì)狀況，還需要進(jìn)行不同季節(jié)和年際間的調(diào)查。雖然從目前調(diào)查結(jié)果來(lái)看，潑河水庫(kù)的水質(zhì)狀況較好，但不能忽視現(xiàn)已存在的輕度或中度污染狀況，應(yīng)采取相應(yīng)措施，加強(qiáng)處理農(nóng)田退水等面源污染，防止水質(zhì)進(jìn)一步惡化。