昭通省耕公園水體藻類群落組成與水質(zhì)分析

田 虹 余明燕 王世敏 劉健君

（昭通學(xué)院農(nóng)學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，云南 昭通 657000）

公園水體是一類特殊的淡水水體[1]，由于公園里人群相對(duì)密集，水體受人類的影響較大，所以生長(zhǎng)在其中的藻類植物也有其特殊的適應(yīng)性。藻類植物是淡水生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者，是整個(gè)水生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)及能量流動(dòng)的基礎(chǔ)[2]。它們進(jìn)行光合作用不僅可以制造有機(jī)物，給水中的植食性魚類等動(dòng)物提供食物，還可以釋放氧氣，滿足水中生物呼吸的需要和擴(kuò)散到大氣中補(bǔ)充大氣圈的氧氣。藻類可以分解水生生物的代謝產(chǎn)物及水環(huán)境中的有機(jī)質(zhì)。

藻類的群落組成、種類特征會(huì)隨水體質(zhì)量的變化而改變，在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中，它是重要的指示植物[3]。由于藻類對(duì)水質(zhì)環(huán)境變化敏感，能夠準(zhǔn)確及時(shí)、綜合反映水域生態(tài)環(huán)境狀況[4]。根據(jù)水體中藻類植物分布的群落組成，通過(guò)采集水樣、觀察、鑒定及研究分析，從而可判斷水體的質(zhì)量，發(fā)揮其在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的作用[5]。污染物進(jìn)入水體后，藻類最先受到影響，但是不同藻類的耐受程度不同，有的藻類抗污性強(qiáng)，如藍(lán)藻就是一種抗污性極強(qiáng)的藻類；有的藻類抗污性較弱，而有些藻類只有在某種特定的污染物存在時(shí)才會(huì)出現(xiàn)或大量繁殖，因此可以根據(jù)藻類的種類和數(shù)量等群落特征來(lái)判定水體的污染狀況。

昭通省耕國(guó)學(xué)文化公園位于昭陽(yáng)區(qū)的北部，東經(jīng)103°8′～103°56′，北緯27°7′～27°39′[7]，是原省耕塘所在地，北靠國(guó)學(xué)路，東南臨昭通大道，總用地面積為66.15公頃，約992.4畝，是昭通市目前最大的國(guó)學(xué)文化公園。該公園于2016年8月16日開建，到2018年3月31日竣工，結(jié)合地域性國(guó)學(xué)文化，將國(guó)學(xué)文化的精髓和昭通自身的文化特色，通過(guò)文化元素符號(hào)化，體現(xiàn)于“省耕山水”之中，是昭通城內(nèi)現(xiàn)存最大的生態(tài)湖濱公園。

省耕國(guó)學(xué)文化公園是蘊(yùn)含昭通底蘊(yùn)的綜合性中心生態(tài)湖濱公園，以構(gòu)筑昭通城市精神的綠色家園為主題。藻類對(duì)水體變化很敏感，不同水環(huán)境中藻類的組成、優(yōu)勢(shì)種等各不相同，所以藻類可以反映水體生態(tài)環(huán)境狀況好壞[6]。通過(guò)對(duì)昭通市昭陽(yáng)區(qū)省耕國(guó)學(xué)文化公園不同時(shí)期水樣的采集、觀察、鑒定、分析和查閱藻類植物鑒定的相關(guān)資料，確定其水體的藻類群落組成，評(píng)價(jià)和劃分水體的營(yíng)養(yǎng)型，為昭通藻類植物的研究以及水體評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)資料。

1 研究方法

1.1 水樣的采集

采集水樣的時(shí)間：分別于2018年10月、12月及2019年3月至6月，在省耕國(guó)學(xué)文化公園進(jìn)行水樣采集。共設(shè)置18個(gè)采樣點(diǎn)，各采樣點(diǎn)間隔一定距離，范圍涉及整個(gè)公園水體邊緣及中部。每個(gè)采樣點(diǎn)的不同水層分別用50 mL的采樣瓶采集水樣，采集時(shí)在橋上或者是水體邊緣用繩子拴住浮游藻類收集網(wǎng)在取樣點(diǎn)來(lái)回慢慢劃“∞”形進(jìn)行采集，4 min?5 min后提起收集網(wǎng)，濾去水后，打開網(wǎng)閥，倒入采樣瓶。

1.2 水體指標(biāo)測(cè)定

每次采集水樣，都對(duì)水體各種指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，如采樣點(diǎn)水體的溫度、pH值，空氣的溫度、水體的透明度、水色、外觀特征及水體周圍的生態(tài)環(huán)境、天氣情況，并用手機(jī)把采樣點(diǎn)及周圍的環(huán)境進(jìn)行拍照分析。省耕國(guó)學(xué)文化公園浮游藻類理化指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 省耕國(guó)學(xué)文化公園浮游藻類水環(huán)境理化指標(biāo)記錄表

1.3 水樣的觀察及鑒定

1.3.1 實(shí)驗(yàn)室顯微觀察

將在室外采集的水樣，帶回實(shí)驗(yàn)室，瓶蓋打開放置，以保證藻類植物的正常呼吸作用和光合作用。在實(shí)驗(yàn)室把水樣做成臨時(shí)裝片，每個(gè)水樣瓶至少做5個(gè)以上裝片，在顯微鏡下觀察，觀察時(shí)先在低倍鏡(16×4)倍下觀察，然后依次換用（16×10）倍、（16×20）倍，最后換用高倍鏡(16×40)倍的進(jìn)行觀察。把觀察到的藻類圖片用手機(jī)或電腦拍下來(lái)，并把同一個(gè)采樣地點(diǎn)的水樣保存在一起，而同一個(gè)采樣點(diǎn)不同時(shí)間的藻類圖片分開保存，以利于分析比較。

1.3.2 藻類的分類鑒定

先從外部形態(tài)上識(shí)別歸類，確定其是單細(xì)胞、群體或者絲狀體，再根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)、貯藏物質(zhì)和載色體等特點(diǎn)[7]，再利用《中國(guó)淡水藻志》[8?20]、《昭通市藻類植物志》《淡水浮游生物圖譜》等藻類的相關(guān)書籍[21?22]，對(duì)藻類進(jìn)行分類鑒定。

2 省耕公園藻類的群落組成分析

2.1 省耕公園水體藻類植物組成

昭通市昭陽(yáng)區(qū)省耕國(guó)學(xué)文化公園水體中的藻類共鑒定為9門，52科，101屬，340種。其水體藻類種類組成（見(jiàn)表2）為：硅藻門和綠藻門構(gòu)成省耕國(guó)學(xué)文化公園藻類種類的主體，兩門共占種數(shù)的82.06%；綠藻門種數(shù)最多，共有180種，隸屬于26科55屬，所占種數(shù)比是52.95%；其次是硅藻門共有99種，隸屬9科19屬，種類排名第二，所占種數(shù)比是29.12%；裸藻門種類排名第三，共有22種隸屬2科7屬，所占比例為6.47%；藍(lán)藻門共有16種，隸屬8科11屬，所占種數(shù)比是4.71%；甲藻門共有12種，隸屬2科4屬所占比例是3.53%；黃藻門共有7種2科2屬，所占比例是2.06%；隱藻門共有2種1科1屬，所占比例是0.59%；紅藻門和金藻門種類是最少的，都各有1種1科1屬，所占比例都占種數(shù)的0.29%。該水體中藻類種類數(shù)目由少到多依次排列：金藻門=紅藻門＜隱藻門＜黃藻門＜甲藻門＜藍(lán)藻門＜裸藻門＜硅藻門＜綠藻門。

表2 省耕公園水體藻類植物組成統(tǒng)計(jì)表

省耕國(guó)學(xué)文化公園藻類植物共有101屬，其中優(yōu)勢(shì)種屬（即含有六種或六種以上的屬有14屬，占總屬比為13.86%。優(yōu)勢(shì)種屬分別為囊裸藻屬Trachelomonas（8種）、黃絲藻屬Tribonema（6種）、舟形藻屬Navicula（7種）、橋彎藻屬Cymbella（13種）、異極藻屬Gomphonema（15種）、脆桿藻屬Fragilaria（13種）、針桿藻屬Synedra（11種）、曲殼藻屬Achnanthes Bory（6種）、柵藻屬Scenedes?mus（30種）、空星藻屬Coelastrum（6種）、盤星藻屬Prfistrum（17種）、纖維藻屬Ankistrodesmus（13種）、鼓藻屬Cosmarium（9種）和角星鼓藻屬Staurastrum（24種）。其優(yōu)勢(shì)屬中柵藻屬Scenedesmus最多，含有30種。含2?5種的屬是寡種屬有33屬，占總屬比為32.67%。單種屬有55屬，占比最多為54.46%。

省耕國(guó)學(xué)文化公園藻類植物共有52科，依據(jù)定為優(yōu)勢(shì)科的規(guī)則[23]：含5屬以上或者9種以上的科，確定為優(yōu)勢(shì)科。則其優(yōu)勢(shì)科有11科，占總數(shù)的比例為21.15%。優(yōu)勢(shì)科分別為裸藻科Eu?glenaceae（6屬22種）、舟形藻科Naviculaceae（4屬17種)、橋彎藻科Cymbellaceae（2屬14種）、異極藻科Gomphonemaceae（1屬18種）、脆桿藻科Fragilariaceae（5屬29種）、柵藻科Scenedesmaceae（4屬33種）、盤星藻科Pediastraceae（1屬17種）、小球藻科Chlorellacea（6屬16種）、小樁藻科Chara?ciaceae（7屬25種）、綠球藻科Chlorococcaceae（6屬10種）和鼓藻科Desmidiaceae（8屬44種）。其優(yōu)勢(shì)科中鼓藻科最多，有8屬44種。優(yōu)勢(shì)非常明顯，構(gòu)成了省耕國(guó)學(xué)文化公園的主體。

2.2 不同時(shí)期省耕國(guó)學(xué)文化公園水體中的藻類種類組成

于2018年10月、12月及2019年3月至6月對(duì)省耕國(guó)學(xué)文化公園水體中的藻類種類采集、觀察及鑒定在不同時(shí)期藻類種類組成見(jiàn)表3。

表3 省耕國(guó)學(xué)文化公園不同時(shí)期水體中藻類種類組成

據(jù)表3統(tǒng)計(jì)，不同時(shí)期同一個(gè)采樣點(diǎn)和不同采樣點(diǎn)藻類的群落組成不同。2018年10月份藻類植物種類8門、36科、60屬、123種，占種數(shù)比例36.18%，排列第二。12月份藻類群落組成5門、15科、19屬、23種，占種數(shù)比例6.76%。2019年3月份藻類群落組成相對(duì)其他月份來(lái)說(shuō)是最少的，只占種數(shù)比例的5.88%，隸屬于5門、12科、15屬、20種；4月份為5門、16科、21屬、34種，占種數(shù)比例10%。5月份種類最多，占種類比例是40.29%，為6門、30科、55屬、137種；6月份為5門、13科、18屬、33種，占種數(shù)比例9.71%。

2.3 省耕公園水體中的藻類植物統(tǒng)計(jì)

2.3.1 不同采樣時(shí)間段省耕公園水體中藻類植物的種類

根據(jù)圖1（a?f）可知，不同時(shí)期，藻類植物的優(yōu)勢(shì)種有所不同。10月份硅藻種類最多，占總種比例43.09%，其次是綠藻門占總數(shù)比38.21%；12月份綠藻種類最多，占比為34.78%，其次是硅藻占比30.43%；3月份綠藻和硅藻的種類相同，占比都為40%；4月份硅藻占比最多，占了總數(shù)的76.47%，綠藻占11.76%；到了5月份綠藻占比也多，占了總數(shù)的75.18%，硅藻占比10.22%，藍(lán)藻和裸藻占比相同，都為5.11%；6月份綠藻種類最多，占總數(shù)比例為63.64%，其次是甲藻占比為24.24%，硅藻占比排第三為6.06%，裸藻和紅藻占比相同都為3.03%。

圖1 不同時(shí)期省耕公園水體中的藻類植物的優(yōu)勢(shì)種比例

2.4 省耕國(guó)學(xué)文化公園藻類植物與水質(zhì)分析評(píng)價(jià)

2.4.1 優(yōu)勢(shì)種評(píng)價(jià)法

優(yōu)勢(shì)種與營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系[24]：金藻門?貧營(yíng)養(yǎng)；隱藻門?貧、中營(yíng)養(yǎng)；甲藻門?中營(yíng)養(yǎng)；硅藻門?中、富營(yíng)養(yǎng)；硅藻門和綠藻門?富營(yíng)養(yǎng)；藍(lán)藻門和綠藻門?重富營(yíng)養(yǎng)。根據(jù)上述優(yōu)勢(shì)科、屬、種的分析，昭通市昭陽(yáng)區(qū)省耕國(guó)學(xué)文化公園水體藻類種類綠藻門種數(shù)最多，共有180種，隸屬于26科55屬，所占種數(shù)比是52.95%，優(yōu)勢(shì)明顯。其次是硅藻門共有99種，隸屬9科19屬種類排名第二，所占種數(shù)比是29.12%。優(yōu)勢(shì)種為綠藻和硅藻，可初步評(píng)價(jià)該公園水體質(zhì)量為富營(yíng)養(yǎng)型。利用優(yōu)勢(shì)種來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，不僅需要判斷到門的優(yōu)勢(shì)種，還要進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2.4.2 綠藻商評(píng)價(jià)法

綠藻商法是藻類種類商之一，根據(jù)Thunmark和Nygaard提出以藻類種類數(shù)作為計(jì)算依據(jù)，不同藻類植物類群與有機(jī)物、重金屬離子污染物和營(yíng)養(yǎng)物大致關(guān)系，求出商值劃分水體營(yíng)養(yǎng)型。

綠藻種數(shù)（不含鼓藻種數(shù)）／鼓藻種數(shù)＝綠藻商[25]。這一藻類指標(biāo)是由Thunmark提出的用于確定調(diào)查區(qū)水體的營(yíng)養(yǎng)類型。綠藻商為0～1，屬于貧營(yíng)養(yǎng)型；綠藻商為1～5，屬于富營(yíng)養(yǎng)型；綠藻商為5～15，屬于重營(yíng)養(yǎng)型。省耕國(guó)學(xué)文化公園水體藻類的綠藻種數(shù)（不含鼓藻種數(shù)）有134種，鼓藻種數(shù)有46種。省耕國(guó)學(xué)文化公園水體藻類的綠藻商=134/46=2.91，2.91在1～5之間，則其水體的營(yíng)養(yǎng)型可評(píng)價(jià)為富營(yíng)養(yǎng)型。

2.4.3 復(fù)合藻商評(píng)價(jià)法

復(fù)合藻商法[3]與水體營(yíng)養(yǎng)型的一般對(duì)應(yīng)為：復(fù)合藻商值0～1.0，為貧營(yíng)養(yǎng)型；1.0～2.5為弱營(yíng)養(yǎng)型；3.0～5.0為中度富營(yíng)養(yǎng)型；5.0～20.0為重度富營(yíng)養(yǎng)型；20.0～43.0為重富營(yíng)養(yǎng)型。復(fù)合藻商=（裸藻種數(shù)+綠藻種數(shù)+藍(lán)藻種數(shù)+中心殼目硅藻種數(shù)）/鼓藻種數(shù)。根據(jù)表3昭通市昭陽(yáng)區(qū)省耕國(guó)學(xué)文化公園浮游藻類種類構(gòu)成可計(jì)算：省耕國(guó)學(xué)文化公園復(fù)合藻商=（22+180+16+0）/46=4.74，該數(shù)值在3.0～5.0之間，則省耕國(guó)學(xué)文化公園的水體營(yíng)養(yǎng)型為富營(yíng)養(yǎng)型，與綠藻商評(píng)價(jià)法的結(jié)果一致都為富營(yíng)養(yǎng)型。

3 結(jié)論與建議

3.1 昭通市昭陽(yáng)區(qū)省耕國(guó)學(xué)文化公園水體藻類組成

昭通市昭陽(yáng)區(qū)省耕國(guó)學(xué)文化公園水體藻類群落組成，共記錄鑒定的藻類340種（包含86變種），隸屬于9門，52科，101屬。優(yōu)勢(shì)種為綠藻門（26科，55屬，180種），亞優(yōu)勢(shì)種為硅藻門（9科，19屬，99種），兩門共占種數(shù)的82.06%，構(gòu)成省耕國(guó)學(xué)文化公園藻類群落的主體。紅藻門和金藻門最少，都各有1種1科1屬，藍(lán)藻門（8科11屬16種），裸藻門（2科7屬22種），甲藻門（2科4屬12種），隱藻門（1科1屬2種）黃藻門（2科2屬7種）。

不同時(shí)期，藻類植物的優(yōu)勢(shì)種有所不同。其優(yōu)勢(shì)科有11科，所占總數(shù)的比為21.15%。優(yōu)勢(shì)科分別為裸藻科Euglenaceae、舟形藻科Naviculaceae、橋彎藻科Cymbellaceae、異極藻科Gompho?nemaceae、脆桿藻科 Fragilariaceae、柵藻科 Scenedesmaceae、盤星藻科 Pediastraceae、小球藻科Chlorellacea、小樁藻科Characiaceae、綠球藻科Chlorococcaceae和鼓藻科Desmidiaceae。優(yōu)勢(shì)非常明顯，構(gòu)成了省耕國(guó)學(xué)文化公園的主體。

優(yōu)勢(shì)屬有14屬，占總屬比為13.86%。優(yōu)勢(shì)屬分別是囊裸藻屬Trachelomonas、黃絲藻屬Tri?bonema、舟形藻屬Navicula、橋彎藻屬Cymbella、異極藻屬Gomphonema、脆桿藻屬Fragilaria、針桿藻屬Synedra、曲殼藻屬Achnanthes Bory、柵藻屬Scenedesmus、空星藻屬Coelastrum、盤星藻屬Prfis?trum、纖維藻屬Ankistrodesmus、鼓藻屬Cosmarium和角星鼓藻屬Staurastrum。該水體中藻類種類數(shù)目由少到多依次排列：金藻門=紅藻門＜隱藻門＜黃藻門＜甲藻門＜藍(lán)藻門＜裸藻門＜硅藻門＜綠藻門。

3.2 昭通市昭陽(yáng)區(qū)省耕國(guó)學(xué)文化公園水體營(yíng)養(yǎng)型

藻類植物群落組成的各種參數(shù)在一定程度上可以反映出水體質(zhì)量，也可以作為水體營(yíng)養(yǎng)型評(píng)價(jià)的依據(jù)之一[26]。本研究用三種方法評(píng)價(jià)昭通市昭陽(yáng)區(qū)省耕國(guó)學(xué)文化公園水體營(yíng)養(yǎng)型：第一是根據(jù)優(yōu)勢(shì)科、屬、種的分析，優(yōu)勢(shì)種為綠藻和硅藻，利用優(yōu)勢(shì)種評(píng)價(jià)法可初步評(píng)價(jià)該公園水體質(zhì)量為富營(yíng)養(yǎng)型。第二是根據(jù)綠藻種數(shù)（不含鼓藻種數(shù)）／鼓藻種數(shù)＝綠藻商評(píng)價(jià)水體營(yíng)養(yǎng)型，省耕國(guó)學(xué)文化公園水體藻類的綠藻商為2.91，在1～5之間，則其水體的營(yíng)養(yǎng)型可評(píng)價(jià)為富營(yíng)養(yǎng)型。第三是根據(jù)復(fù)合藻商=（裸藻種數(shù)+綠藻種數(shù)+藍(lán)藻種數(shù)+中心殼目硅藻種數(shù)）／鼓藻種數(shù)，省耕國(guó)學(xué)文化公園復(fù)合藻商值為4.74，介于3.0～5.0之間，省耕國(guó)學(xué)文化公園的水體營(yíng)養(yǎng)型中度富營(yíng)養(yǎng)型。綜合分析得出省耕文化公園的水體質(zhì)量為富營(yíng)養(yǎng)型。

3.3 治理措施建議

結(jié)合昭通市昭陽(yáng)區(qū)省耕國(guó)學(xué)文化公園目前的狀況，首先，要控制源頭。不準(zhǔn)有機(jī)質(zhì)排入水體中，如生活污水禁排入水體中；其次，降低藻類數(shù)量?？梢赃m當(dāng)放養(yǎng)鰱魚，鰱魚是藍(lán)藻和銅綠微囊藻等的主要捕食者[28]，既可以增加觀賞度，又可以抑制這些藻類植物的繁殖，并且定期的捕撈，也能加速氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽的輸出率。最后，加快營(yíng)養(yǎng)鹽有機(jī)質(zhì)的輸出?？稍苑N水草，在一定面積栽種石菖蒲和蓮等高等水草，利用石菖蒲對(duì)綠藻的克制效應(yīng)[24]，減少其優(yōu)勢(shì)種綠藻的數(shù)量，蓮的地下莖可以吸收淤泥里的營(yíng)養(yǎng)鹽，定期的收割，能加快氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽的輸出量。

今后應(yīng)加大對(duì)省耕國(guó)學(xué)文化公園水體的治理力度，定期檢查水環(huán)境質(zhì)量，提高民眾環(huán)保意識(shí)，嚴(yán)禁游客往水里亂投果皮垃圾等廢物，同時(shí)加強(qiáng)公眾環(huán)保宣傳教育工作。