烏蒙山自然保護(hù)區(qū)羅漢壩藻類植物研究

田 虹，桑正林，趙俊松，張新軍，馬仲煉

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

藻類植物是一群古老的原植體植物，在自然界的分布受海拔、氣候影響較大[1]，不同地點(diǎn)間藻類植物的種類和數(shù)量差別顯著. 19 世紀(jì)初，就有人用細(xì)孔網(wǎng)采取水中的微小生物進(jìn)行觀察[2]. 這些微小生物主要指水體中的藻類植物，它們作為水生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者，對(duì)水體生態(tài)系統(tǒng)的演替，及水體水質(zhì)的變化起到重要的作用. 藻類植物廣泛地分布在海洋和各種內(nèi)陸水體中（包括湖泊、水庫、江河、溪水、沼澤、池塘、泉水、冰雪等）以及潮濕地表.隨著對(duì)藻類植物研究的不斷深入，研究已經(jīng)從單一地對(duì)浮游藻類種類和數(shù)量的鑒定和統(tǒng)計(jì)發(fā)展到了結(jié)合理化因素研究浮游藻類組成與環(huán)境的關(guān)系. 汪星等[3]采集洞庭湖11 個(gè)斷面的浮游藻類，并對(duì)藻類進(jìn)行功能群劃分；李娣等[4]對(duì)太湖 7 個(gè)點(diǎn)位浮游植物群落進(jìn)行調(diào)查研究；袁聰?shù)萚5]研究安康水庫中的藻類植物；陳峰等[6]、阿力馬斯?克力木等[7]和朱永峰等[8]分別對(duì)縉云山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)藻類植物、新疆伊犁河流域濕地鼓藻和三峽水庫長江干流和支流庫灣藻類植物進(jìn)行研究. 研究方法多種多樣，研究類群涉及藍(lán)藻、裸藻、甲藻、綠藻、紅藻、硅藻、黃藻和金藻等. 近年來，結(jié)合環(huán)境保護(hù)，水利建設(shè)等方面的浮游藻類調(diào)查進(jìn)展迅速，在不少水體建立了長期的定位觀察. 經(jīng)過長期的調(diào)查研究，逐漸形成了一套利用浮游藻類來評(píng)價(jià)湖泊、水庫等生態(tài)系統(tǒng)的方法，為湖泊及水庫修復(fù)研究奠定了基礎(chǔ). 如雷安平等[9]、張梅等[10]、牛玉璐[11]、張茹春[12]、蘇甜等[13]用藻類植物種類和數(shù)量對(duì)各水體水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià).

昭通市涉及藻類植物種類和生態(tài)方面的研究報(bào)道較少. 本文通過對(duì)昭通市烏蒙山自然保護(hù)區(qū)藻類植物種類進(jìn)行初步的調(diào)查研究，以期探明烏蒙山自然保護(hù)區(qū)藻類植物多樣性和生態(tài)分布及與水質(zhì)的關(guān)系. 烏蒙山自然保護(hù)區(qū)立體氣候特點(diǎn)突出，決定了藻類植物分布的特殊性. 至今很少有人從事烏蒙山自然保護(hù)區(qū)羅漢壩藻類植物種類的調(diào)查及研究. 本文對(duì)烏蒙山自然保護(hù)區(qū)羅漢壩藻類植物的研究，明確保護(hù)區(qū)藻類植物的種類特征及分布特點(diǎn)，豐富昭通市藻類植物種類，為系統(tǒng)評(píng)估保護(hù)區(qū)生物多樣性和水體保護(hù)提供理論依據(jù).

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況 烏蒙山自然保護(hù)區(qū)位于云南省東北部的昭通市境內(nèi)（103°51′47″～104°45′04″E，27°47′35"～28°17′42″N），橫跨云南省昭通市的大關(guān)、永善、鹽津和彝良4 個(gè)縣，大部分位于大關(guān)縣和彝良縣內(nèi). 羅漢壩水庫位于烏蒙山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，大關(guān)天星鎮(zhèn)政府東北15 km 處，距縣城53 km，海拔1 923～2 100 m，總游覽面積76 km2.

1.2 采集時(shí)間和采樣點(diǎn)設(shè)置 水樣分別采集于2019 年7 月至11 月，2020 年4 月至6 月. 對(duì)羅漢壩水庫設(shè)置多個(gè)采樣點(diǎn)，各采樣點(diǎn)間隔一定距離，范圍涉及整個(gè)水庫水體邊緣及中部.

1.3 采樣方法

（1）定性采樣 在已確定的采樣點(diǎn)，不同水層分別用50 mL 的采樣瓶采集水樣，采集時(shí)用25 號(hào)浮游生物網(wǎng)在取樣點(diǎn)來回慢慢劃“∞”形拖動(dòng). 將濃縮于網(wǎng)頭的水樣收集于采樣瓶中. 各采樣點(diǎn)均同時(shí)采集生活標(biāo)本和固定液固定標(biāo)本3～5 個(gè).

（2）定量采樣 用1 L 采水器于水面下采樣，置于采樣瓶中，加入15 mL 魯哥氏液固定，靜置48 h 后吸去上清液留50 mL 備用. 顯微鏡檢計(jì)數(shù)時(shí)，充分搖勻，吸取0. 1 mL 滴入計(jì)數(shù)框內(nèi)，用視野法計(jì)數(shù)，計(jì)算1 L 或1 mL 水中浮游藻類的數(shù)量.

1.4 水樣的處理及觀察鑒定 標(biāo)本以重力沉降和固定液固定，靜置后吸取沉降物制作臨時(shí)裝片，進(jìn)行顯微鏡活體或固定后標(biāo)本觀察，拍攝顯微攝影圖片，結(jié)合查閱相關(guān)藻類分類資料進(jìn)行分類鑒定[1-14].

1.5 水質(zhì)評(píng)價(jià)方法

（1）藍(lán)藻商和綠藻商 藍(lán)藻商=藍(lán)藻種數(shù)/鼓藻種數(shù)），綠藻商=綠藻種數(shù)/鼓藻種數(shù)[15]. 當(dāng)藍(lán)藻商或綠藻商在0～1 之間水體為貧營養(yǎng)型，1～5 之間為富營養(yǎng)型，5～15 為重營養(yǎng)型.

（2）藻類植物個(gè)體數(shù) 根據(jù)定量監(jiān)測結(jié)果，藻類植物個(gè)體數(shù)103～104個(gè)/mL，水體為寡營養(yǎng)；104～105個(gè)/mL，水體為中營養(yǎng)；105～107個(gè)/mL，水體為富營養(yǎng)；多于107個(gè)/mL，水體為極富營養(yǎng)[16].

（3）Shannon–Wiener 多樣性指數(shù)(H') Shannon–Wiener 多樣性指數(shù)公式[17]為：

式中，Qi為第i種個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的比例;ni為物種i的個(gè)體數(shù);N1為群落樣本個(gè)體總數(shù).H′> 3，水質(zhì)類型為清潔-寡污型；1

2 結(jié)果與分析

2.1 分類鑒定結(jié)果與分析

2.1.1 分類鑒定結(jié)果 通過分類學(xué)鑒定，確定了羅漢壩水庫水體的藻類植物6 門26 科62 屬204種（表1）.

表1 烏蒙山自然保護(hù)區(qū)羅漢壩藻類植物科、屬、種統(tǒng)計(jì)表Tab. 1 Statistics of families, genera and species of algae in Luohanba, Wumengshan Nature Reserve

2.1.2 烏蒙山自然保護(hù)區(qū)羅漢壩藻類植物名錄依據(jù)《中國淡水藻類—系統(tǒng)、分類及生態(tài)》采用的分類系統(tǒng)[14]，確定了烏蒙山自然保護(hù)區(qū)羅漢壩藻類植物（表2，圖1）.

續(xù)表2

續(xù)表2

續(xù)表2

續(xù)表2

續(xù)表2

2.1.3 分類鑒定結(jié)果分析 根據(jù)初步調(diào)查和標(biāo)本鑒定，確定羅漢壩水庫藻類植物共計(jì)6 門、26 科、62 屬、204 種（含變種）. 其中，綠藻門最多，31屬95 種，分別占保護(hù)區(qū)藻類植物屬、種總數(shù)的50.00%和46.56%，優(yōu)勢非常明顯；其次是硅藻門13 屬54 種，分別占20.96%和26.47%；裸藻門6 屬22 種，分別占9.68%和10.78%；藍(lán)藻門9 屬13 種，分別占14.52%和6.37%；金藻門2 屬10 種，分別占3.23%和4.90%；甲藻門1 屬10 種，分別占1.61%和4.90%.

2.2 羅漢壩水庫水體營養(yǎng)型評(píng)價(jià) 藻類植物在水生生態(tài)系統(tǒng)中是重要的水生群落，是水質(zhì)污染情況的指示生物[18]. 藻類植物的種類組成在一定程度上能反映所處水體的環(huán)境質(zhì)量. 烏蒙山自然保護(hù)區(qū)羅漢壩水庫水體營養(yǎng)型評(píng)價(jià)結(jié)果見表3.

表3 烏蒙山自然保護(hù)區(qū)羅漢壩水庫水體營養(yǎng)型Tab. 3 Trophic types of Luohanba reservoir in Wumengshan Nature Reserve

Thunmark 和Nygaard 提出，以藻類種類數(shù)作為指標(biāo)，根據(jù)不同藻類類群與有機(jī)污染和營養(yǎng)物的大致關(guān)系，求出商值，劃分水體營養(yǎng)類型. 烏蒙山自然保護(hù)區(qū)羅漢壩水庫水體中藍(lán)藻種數(shù)為13 種，鼓藻種數(shù)為40 種. 藍(lán)藻商值為0.33，可判斷保護(hù)區(qū)羅漢壩水庫水體為貧營養(yǎng)型；綠球藻種數(shù)為6 種，鼓藻種數(shù)為40 種，綠藻商值為0.15，可判斷保護(hù)區(qū)羅漢壩水庫水體為貧營養(yǎng)型. 根據(jù)水體中藻類植物個(gè)體數(shù)，保護(hù)區(qū)羅漢壩水庫水體中藻類植物個(gè)體數(shù)是2.98×103mL-1，小于104mL-1，水體營養(yǎng)評(píng)價(jià)為寡營養(yǎng). 用 Shannon-Wiener 指數(shù)（H'）進(jìn)行多樣性分析，保護(hù)區(qū)羅漢壩水庫水體Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)H'>3，水質(zhì)類型為清潔-寡污型. 綜合以上4 種方法得出的結(jié)果來看，烏蒙山自然保護(hù)區(qū)羅漢壩水庫水質(zhì)現(xiàn)狀為貧營養(yǎng)型，這說明了保護(hù)區(qū)水體環(huán)境現(xiàn)目前還沒有受到破壞和污染，水質(zhì)優(yōu)良.

3 討論

3.1 藻類植物組成 通過分類學(xué)鑒定，確定了羅漢壩水庫水體的藻類植物6 門26 科62 屬204 種（含變種）（表1）. 根據(jù)含5 屬以上或9 種以上的科(定為優(yōu)勢科)原則[19]優(yōu)勢科共有9 科，占總科數(shù)的34.62%. 優(yōu)勢科分別為裸藻科Euglenaceae (5 屬，19 種)、多甲藻科Peridiniaceae（1 屬10 種）、錐囊藻 科 Dinobryonaceae（ 1 屬 9 種） 、 脆 桿 藻 科Fasrilariaceae(4 屬，17 種)、舟形藻科Naviculaceae（3 屬16 種）、小球藻科Chlorellaceae（5 屬18 種）、卵囊藻科Oocystaceae（6 屬18 種）、柵藻科Scenedesmaceae(3 屬9 種)、鼓藻科Desmidiaceae（8 屬40 種）.優(yōu)勢科包含的屬數(shù)（32 屬）占到了總屬數(shù)的51.61%，種數(shù)（156 種）占到了總種數(shù)的76.47%，優(yōu)勢非常明顯，構(gòu)成了羅漢壩水庫藻類區(qū)系的主體. 從種群優(yōu)勢上分析優(yōu)勢屬（即含有6 種或6 種以上的屬[19]）有11 屬，占總屬比為17.74%. 優(yōu)勢種屬分別為扁裸藻屬Phacus（7 種）、多甲藻屬Peridirium（10 種）、錐囊藻屬Dinobryon（9 種）、針桿藻屬Synedra（9 種）、舟形藻屬Navicula（9 種）、橋彎藻屬Cymbella（8 種）、蹄形藻屬Kirchneriella（6 種）、卵囊藻屬Oocystis（10種）、新月藻屬Closterium（7 種）、鼓藻屬Cosmarium（16 種）和角星鼓藻屬Staurastrum（8 種）. 優(yōu)勢屬包含的種數(shù)（99 種）占到了總種數(shù)的48.53%，優(yōu)勢比較明顯. 藻類植物中鼓藻科是典型的優(yōu)勢科，鼓藻科中鼓藻屬種類最多，鑒定到16個(gè)分類單位，占鼓藻科總數(shù)的40%，是典型的多種屬，而鼓藻多為寡污帶水體的指示藻類. 研究結(jié)果說明烏蒙山自然保護(hù)區(qū)羅漢壩水庫藻類植物資源豐富，此研究彌補(bǔ)了羅漢壩水庫藻類植物在昭通市藻類研究中的空白，為進(jìn)一步水質(zhì)分析及開發(fā)利用奠定了很好基礎(chǔ).

3.2 羅漢壩水庫水環(huán)境現(xiàn)狀 藻類作為一類重要的測試生物，被廣泛應(yīng)用于江河、湖庫等水體水質(zhì)評(píng)價(jià)中[6]. 辛?xí)栽芠20]研究認(rèn)為水質(zhì)越好，藻類種類越豐富，物種多樣性越高，群落結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定. 本研究結(jié)果表明，藻類植物多樣性指數(shù)值高，水質(zhì)整體較好；根據(jù)藍(lán)藻商值、綠藻商值、藻類植物生物量和Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)值，烏蒙山自然保護(hù)區(qū)羅漢壩水庫水質(zhì)現(xiàn)狀為貧營養(yǎng)型，為清潔水體. 這與采樣點(diǎn)位于植被豐富、污染比較小的保護(hù)區(qū)相符合.

4 結(jié)論

烏蒙山自然保護(hù)區(qū)羅漢壩水庫藻類植物資源豐富，根據(jù)藻類種類和個(gè)體數(shù)等指標(biāo)水庫水質(zhì)現(xiàn)狀為貧營養(yǎng)型，為清潔水體. 建議保護(hù)區(qū)應(yīng)加強(qiáng)宣傳和制定有效措施，做好水體周邊植被的保護(hù)和修復(fù)，減少人群活動(dòng)，保護(hù)好水環(huán)境.