綏陽(yáng)縣不同功能型水庫(kù)的浮游藻類群落結(jié)構(gòu)特征比較

呂振宇， 劉 偉， 鄭羽晨

(1. 貴州省水產(chǎn)研究所/貴州省特種水產(chǎn)工程技術(shù)中心，貴州 貴陽(yáng) 550025； 2. 西華師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，四川 南充 637000)

浮游藻類是水體中的初級(jí)生產(chǎn)者，數(shù)量較多、生長(zhǎng)周期短，對(duì)水體環(huán)境的變化更為敏感[1]。浮游藻類群落結(jié)構(gòu)的種類組成、豐度和物種多樣性等對(duì)水體的理化環(huán)境條件變化有很好的指示作用[2，3]。水庫(kù)類型主要有飲用水、灌溉、發(fā)電、防洪等功能型水庫(kù)，不同功能型的水庫(kù)理化指標(biāo)存在一定差異，浮游藻類群落結(jié)構(gòu)也存在差異[4，5]。后水河水庫(kù)、團(tuán)山水庫(kù)、讓水水庫(kù)、寬闊水水庫(kù)、干河溝水庫(kù)、金子水庫(kù)是位于貴州省綏陽(yáng)縣的6座不同功能型水庫(kù)。其中，后水河水庫(kù)、團(tuán)山水庫(kù)、讓水水庫(kù)是集供水和灌溉的多功能型水庫(kù)，寬闊水水庫(kù)、干河溝水庫(kù)、金子水庫(kù)為灌溉型的單一功能型水庫(kù)。目前關(guān)于該地區(qū)天然水域及不同功能型水庫(kù)浮游藻類群落結(jié)構(gòu)對(duì)比的研究尚無(wú)報(bào)道。本研究于2021年12月對(duì)綏陽(yáng)縣的6座水庫(kù)進(jìn)行浮游藻類野外采樣調(diào)查，分析不同功能型水庫(kù)的浮游藻類群落結(jié)構(gòu)，以期為當(dāng)?shù)厮Y源監(jiān)測(cè)及管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 采樣水庫(kù)信息據(jù)綏陽(yáng)縣水務(wù)局資料，6座水庫(kù)的容量分別為：后水河水庫(kù)2 801萬(wàn)m3、團(tuán)山水庫(kù)721萬(wàn)m3、讓水水庫(kù)350萬(wàn)m3、寬闊水水庫(kù)160萬(wàn)m3、干河溝水庫(kù)74.6萬(wàn)m3、金子水庫(kù)51.4萬(wàn)m3。后水河水庫(kù)、團(tuán)山水庫(kù)、讓水水庫(kù)具備供水和灌溉等多種功能(以下簡(jiǎn)稱“A類型水庫(kù)”)，均已完成飲用水源保護(hù)區(qū)劃分及保護(hù)措施設(shè)置；寬闊水水庫(kù)、干河溝水庫(kù)、金子水庫(kù)僅具有灌溉功能(以下簡(jiǎn)稱“B類型水庫(kù)”)，不涉及飲用水源保護(hù)情況。采樣水庫(kù)相關(guān)信息見(jiàn)表1。

表1 采樣水庫(kù)信息

1.2 采樣及鑒定方法采樣方法參照《內(nèi)陸水域漁業(yè)自然資源調(diào)查手冊(cè)》。(1)定性處理：用25號(hào)浮游生物網(wǎng)在水面和深0.5 m水層中以20～30 cm/s速度作“∞”字形循環(huán)緩慢拖網(wǎng)4 min進(jìn)行采樣，樣品用4%福爾馬林溶液固定，作為定性樣品。(2)定量處理：使用有機(jī)玻璃采水器在距水面0.5 m的水層中采集水樣1 000 mL，加魯哥氏液15 mL進(jìn)行固定。定量水樣帶回實(shí)驗(yàn)室后，先于分液漏斗中靜置36～48 h，用虹吸法吸出上部分不含藻類的上清液，濃縮至10 mL，倒入定量瓶中以備計(jì)數(shù)。將定量的濃縮水樣充分搖勻后，迅速準(zhǔn)確吸出0.1 mL水樣注入玻璃計(jì)數(shù)框內(nèi)(面積20 mm×20 mm)，蓋上蓋玻片，在10×40倍顯微鏡下觀察100個(gè)視野內(nèi)的藻類并計(jì)數(shù)。每瓶標(biāo)本計(jì)數(shù)2片，取平均數(shù)。同一樣品的2片標(biāo)本計(jì)數(shù)結(jié)果與平均數(shù)之差≤10%則為有效計(jì)數(shù)，否則需測(cè)第3片。按以下公式計(jì)算每升水中浮游藻類的數(shù)量。

式中：Cs為計(jì)數(shù)框面積(mm2)，F(xiàn)s為每個(gè)視野的面積(mm2)，F(xiàn)n為計(jì)數(shù)過(guò)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(jì)數(shù)框的體積(mL)，Pn為每片計(jì)算出的浮游植物個(gè)數(shù)。浮游藻類的鑒定以及浮游藻類的平均濕重參照《水生生物學(xué)》方法[6]。

1.3 數(shù)據(jù)分析采用Shannon-Weaver多樣性指數(shù)(H’)和Pielou 均勻度指數(shù)(J)對(duì)生物多樣性進(jìn)行分析。H’指數(shù)反映群落結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和穩(wěn)定性，指數(shù)值越大，說(shuō)明群落結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，承受環(huán)境壓力的能力越強(qiáng)，群落結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。J指數(shù)反映物種間個(gè)體分布的均勻性，指數(shù)值越大，說(shuō)明各物種的個(gè)體數(shù)目分布越均勻，群落均勻程度越高。計(jì)算公式如下[7～9]：

式中：Ni為第i種浮游藻類的個(gè)體數(shù)，N為所有浮游藻類物種的總個(gè)體數(shù)，S為浮游藻類物種總數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 藻類組成6座水庫(kù)中共鑒定出浮游藻類5門(mén)36屬56種。其中1#水庫(kù)4門(mén)14屬22種，2#水庫(kù) 4門(mén)11屬19種，3#水庫(kù)4門(mén)11屬18種，4#水庫(kù)5門(mén) 11屬17種，5#水庫(kù)4門(mén)12屬15種，6#水庫(kù)3門(mén)11屬16種。 不同水庫(kù)各門(mén)藻類占比見(jiàn)圖1。A類型水庫(kù)浮游藻類的種類數(shù)量均多于B類型水庫(kù)，6座水庫(kù)浮游藻類結(jié)構(gòu)較為相似，1#、3#、6#水庫(kù)為硅藻-綠藻-藍(lán)藻型，2#、4#、5#水庫(kù)為綠藻-硅藻-藍(lán)藻型。

圖1 綏陽(yáng)縣6座水庫(kù)各門(mén)藻類占比

2.2 不同水庫(kù)的浮游藻類現(xiàn)存量分析由圖2、圖3可見(jiàn)：1#水庫(kù)藻類密度為1.68×104ind/L，其中硅藻門(mén)密度最高(1.18×104ind/L)，占總數(shù)的70.21%。2#水庫(kù)藻類密度為2.52×104ind/L，其中硅藻門(mén)密度最高(1.47×104ind/L)，占總數(shù)的58.11%；其次為綠藻門(mén)(0.68×104ind/L)，占總數(shù)的27%。3#水庫(kù)藻類密度為2.93×104ind/L，其中綠藻門(mén)密度最高(1.37×104ind/L)，占總數(shù)的46.67%；其次為硅藻門(mén)(1.04×104ind/L)，占總數(shù)的35.57%。4#水庫(kù)藻類密度為2.48×104ind/L，其中藍(lán)藻門(mén)密度最高(1.99×104ind/L)，占總數(shù)的80.30%。5#水庫(kù)藻類密度為7.07×104ind/L，其中綠藻門(mén)密度最高(6.0×104ind/L)，占總數(shù)的84.96%。6#水庫(kù)藻類密度為3.66×104ind/L，其中綠藻門(mén)和藍(lán)藻門(mén)密度最高(1.26×104ind/L)，共占總數(shù)的68.80%。根據(jù)上述分析，結(jié)合表2可見(jiàn)：不同功能型水庫(kù)浮游藻類密度和生物量存在一定差異。B類型水庫(kù)的浮游藻類密度除4#水庫(kù)與A類型水庫(kù)相差不大外，其余2座水庫(kù)均高于A類型水庫(kù)，而B(niǎo)類型水庫(kù)的浮游藻類生物量均低于A類型水庫(kù)。

圖2 綏陽(yáng)縣6座水庫(kù)浮游藻類密度和生物量

圖3 綏陽(yáng)縣6座水庫(kù)各門(mén)藻類密度

表2 綏陽(yáng)縣6座水庫(kù)各門(mén)藻類生物量 mg/L

2.3 多樣性指數(shù)分析由圖4可見(jiàn)：3#水庫(kù)的H’指數(shù)最高(3.7)，其次為2#水庫(kù)(2.5)、1#水庫(kù)(2.4)、5#水庫(kù)(2.3)、6#水庫(kù)(2.2)、4#水庫(kù)(1.9)；3#水庫(kù)的J指數(shù)最高(0.9)，其次為1#水庫(kù)(0.8)、2#和4#水庫(kù)(0.7)、5#水庫(kù)(0.6)、6#水庫(kù)(0.5)。A類型水庫(kù)浮游藻類的H’指數(shù)和J指數(shù)均高于B類型水庫(kù)，表明A類型水庫(kù)浮游藻類種群更豐富，群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更高。

圖4 綏陽(yáng)縣6座水庫(kù)浮游藻類多樣性指數(shù)

3 結(jié)論

綏陽(yáng)縣6座水庫(kù)的浮游藻類結(jié)構(gòu)主要為硅藻-綠藻-藍(lán)藻型和綠藻-硅藻-藍(lán)藻型。其中多功能型水庫(kù)的浮游藻類種群數(shù)量均多于單一功能型水庫(kù)，群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更高。

4 討論

4.1水庫(kù)因功能不同，對(duì)其保護(hù)和利用的程度不同，同時(shí)由于地理環(huán)境、氣候、海拔等因素，導(dǎo)致不同功能型水庫(kù)的藻類群落組成結(jié)構(gòu)存在差異[10]。綏陽(yáng)縣的6座水庫(kù)分別位于地理環(huán)境和氣候條件相差不大的6個(gè)不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)，水庫(kù)浮游藻類群落結(jié)構(gòu)存在一定的相似性，均為硅藻-綠藻-藍(lán)藻型和綠藻-硅藻-藍(lán)藻型。李磊[11]研究同處于黔、桂兩省(區(qū))之間且氣候條件相差不大的萬(wàn)峰水庫(kù)和龍灘水庫(kù)浮游藻類時(shí)，也發(fā)現(xiàn)了相似的浮游藻類群落結(jié)構(gòu)。對(duì)比綏陽(yáng)縣2種類型水庫(kù)的浮游藻類群落結(jié)構(gòu)組成及密度發(fā)現(xiàn)存在一定的差異性。A類型水庫(kù)浮游藻類的密度低于B類型水庫(kù)，或許與A類型水庫(kù)的總庫(kù)容量較大有關(guān)。浮游藻類中藍(lán)藻個(gè)體極小，綠藻為中等，硅藻較大[6]。本研究結(jié)果顯示，A類型水庫(kù)硅藻和綠藻所占比例較高，而B(niǎo)類型水庫(kù)中藍(lán)藻所占比例較高，這或許是A類型水庫(kù)浮游藻類生物量高于B類型水庫(kù)的原因。

4.2浮游藻類的多樣性指數(shù)在一定程度上可以反映群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，多樣性指數(shù)越高，浮游藻類種群越豐富，群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性就越高[12，13]。本研究結(jié)果顯示，A類型水庫(kù)浮游藻類的H’指數(shù)和J指數(shù)均高于B類型水庫(kù)，表明A類型水庫(kù)浮游藻類種群更豐富，群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更高。原因可能是由于A類型水庫(kù)中設(shè)置了飲用水源保護(hù)措施，在庫(kù)區(qū)水域的管理和保護(hù)上要優(yōu)于B類型水庫(kù)。在B類型水庫(kù)中藍(lán)藻所占比例較高，而藍(lán)藻大多適宜生長(zhǎng)在富營(yíng)養(yǎng)化程度高的水庫(kù)中，這也進(jìn)一步說(shuō)明了B類型水庫(kù)的管理和保護(hù)程度較差，從而導(dǎo)致群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較低。本研究還發(fā)現(xiàn)，讓水水庫(kù)和寬闊水水庫(kù)雖然分屬于不同類型的水庫(kù)，但J指數(shù)均較高，這可能是由于2座水庫(kù)均位于寬闊水國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，在同類型水庫(kù)中的保護(hù)力度更大。