鞏俊霞，張金路，王新美，王志忠，田功太，杜興華，張明磊，陳秀麗

（1.山東省淡水漁業(yè)研究院，山東 濟(jì)南 250013；2.山東省新泰市青云街道辦事處，山東 新泰 271200）

采煤塌陷區(qū)池塘夏季浮游植物群落結(jié)構(gòu)及環(huán)境評價

鞏俊霞1，張金路1，王新美2，王志忠1，田功太1，杜興華1，張明磊1，陳秀麗1

（1.山東省淡水漁業(yè)研究院，山東 濟(jì)南 250013；2.山東省新泰市青云街道辦事處，山東 新泰 271200）

2013年7～9月研究了采煤塌陷地池塘夏季浮游植物的群落結(jié)構(gòu)。結(jié)果顯示：共檢出浮游植物8門112個屬種，其中綠藻門種類最多；浮游植物密度變化在（5.44～136.30）×106ind./L之間，平均密度為40.18×106ind. /L，其中藍(lán)藻的密度最大，其次為綠藻，硅藻和隱藻，裸藻、甲藻和金藻的密度較??；生物量變動范圍為3.82～77.97mg/L，平均生物量20.36mg/L；其中裸藻的生物量最高，其次為硅藻、甲藻和隱藻。采煤塌陷區(qū)池塘浮游植物多樣性指數(shù)（H’）變動在2.16～3.95之間，均值為3.04；均勻度（J）在0.44～0.85之間，均值為0.64；物種豐富度指數(shù)（d）在3.37～5.45之間，均值為4.30。H’、J、d均處于較高的水平，說明池塘浮游植物種類較多，群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，分布均勻。結(jié)果表明：采煤塌陷區(qū)池塘水體環(huán)境質(zhì)量屬清潔水平。

采煤塌陷區(qū)池塘；浮游植物；群落結(jié)構(gòu)；環(huán)境評價

浮游植物是采煤塌陷區(qū)養(yǎng)殖水域生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分和主要初級生產(chǎn)者，對水域生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、能量流動、信息傳遞等都起著至關(guān)重要的作用[1-3]。2013年7～9月調(diào)查了采煤塌陷地區(qū)池塘高溫季節(jié)浮游植物群落組成和變動規(guī)律，探討水體微生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征及變化特點，以期為采煤塌陷地的可持續(xù)高效漁業(yè)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗池塘

試驗池塘為山東省魚臺縣浩洋生物有限公司采煤塌陷區(qū)面積為2～3.33km2、水深1.5～1.8m的1#、2#、3#池塘；1#、2#、3#池分別主養(yǎng)草魚Ctenopharyngodon idellus、團(tuán)頭魴Megalobrama cumblycephala、青魚Mylopharyngdon piceus，池塘中間設(shè)置采樣點，每個池塘采上下層混合水樣1L。采樣水溫28.8～32.6℃，pH7.82～9.17。

1.2 浮游植物樣品的采集、處理與計數(shù)

試驗于2013年7月6日開始，9月14日結(jié)束，每10d采集浮游植物樣品1次。每次從上午8:00～9:00采樣。樣品的采集、分類和計數(shù)均按照《內(nèi)陸水域漁業(yè)自然資源調(diào)查手冊》[4]、《淡水浮游生物圖譜》[[6]和《淡水浮游生物研究方法》[7]的要求進(jìn)行。

1.3 浮游植物優(yōu)勢度優(yōu)勢度[8]（D）采用McNaughton指數(shù)：D=（ni/N）×fi

式中，fi為屬于種i的個體在各站位中出現(xiàn)的頻率，N為樣品的總個數(shù)；ni為樣品中i種的個數(shù)。取浮游植物優(yōu)勢度D≥0.02的種為本文優(yōu)勢種[8]。

1.4 浮游植物多樣性

采用浮游植物的多樣性指數(shù)[9]、均勻度[10]和物種豐富度指數(shù)[11]等分析浮游植物群落結(jié)構(gòu)的變化，評價采煤塌陷區(qū)池塘養(yǎng)殖水體環(huán)境質(zhì)量，其相應(yīng)的環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 浮游植物的多樣性指數(shù)、物種豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)的環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Environmental quality evaluation criteria for diversity index,species richness index and evenness index

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游植物的種類組成

共檢出浮游植物8門112個屬種，其中綠藻門種類最多（43種），占38.39%；藍(lán)藻門（21）種次之，占18.75%；裸藻門19種，占16.96%；硅藻門16種，占14.29%；甲藻門5種，占4.46%；隱藻門4種，占3.57%；金藻門3種，黃藻門1種。

2.2 浮游植物的密度和生物量

3口試驗池塘浮游植物的密度變化在（5.44～136.30）×106ind./L之間，平均密度為40.18×106ind./L（圖 1）；生物量變動范圍為3.82～77.97mg/L，平均生物量為20.36 mg/L（圖2）。1#池塘的浮游植物密度（78.36×106ind./L）和生物量（34.95mg/L）最高；2#池塘次之，分別為35.11×106ind./L和18.70 mg/L；3#池塘最低，分別為16.72× 106ind./L和10.65 mg/L。造成這種差異的主要原因可能與各池塘養(yǎng)殖模式、投喂數(shù)量與質(zhì)量、浮游植物優(yōu)勢種群等因素的不同有關(guān)。

試驗池塘中藍(lán)藻的密度最大，為29.07×106ind./L，占總量的66.99%；其次為綠藻，密度均值為5.32×106ind./L，占12.27%；再次為硅藻和隱藻，分別占9.45%和7.84%；裸藻、甲藻和金藻的密度較低。1#池塘7月藍(lán)藻門、綠藻門和硅藻門密度值較高，分別為18.38×106ind./L、7.32×106ind./L、4.48× 106ind./L，各占53.20%、21.18%和12.97%；8月藍(lán)藻迅速增長，密度為43.70×106ind./L，綠藻下降，密度為5.59×106ind./L，硅藻密度上升，為11.17×106ind./ L，各占65.67%、8.40%、16.78%；9月藍(lán)藻、綠藻和硅藻繼續(xù)增長趨勢，密度分別為77.68×106ind./L、18.38×106ind./L、15.25×106ind./L，各占 57.97%、13.72%、11.38%。2#池塘7月藍(lán)藻、綠藻和硅藻的密度分別為 10.57×106ind./L、8.43×106ind./L和1.41×106ind./L，各占45.67%、36.42%、6.07%；8月的變化趨勢與1#池塘基本相同，藍(lán)藻和硅藻增長，綠藻密度有所下降，9月藍(lán)藻、綠藻增長，硅藻下降，密度分別為 39.29×106ind./L、3.18×106ind./L和0.96×106ind./L，各占85.46%、6.92%、2.09%。3#池塘7月藍(lán)藻、甲藻和綠藻密度分別為5.5×106ind./L、1.44×106ind./L和0.98×106ind./L，占有較高的比例，分別為57.70%、15.13%和10.30%；8月硅藻和綠藻密度迅速增長，藍(lán)藻、硅藻和綠藻密度分別為10.45×106ind./L、1.03×106ind./L和0.75×106ind./L，在池塘密度值中占有較高的比例，分別為78.78%、7.77%、5.63%；9月藍(lán)藻、硅藻和綠藻密度繼續(xù)增長，密度為 24.10×106ind./L、1.49×106ind./L和0.93×106ind./L，各占88.06%、5.43%、3.38%。

試驗池塘裸藻的生物量均值最高，為5.47mg/L，占25.50%；其次為硅藻、甲藻、和隱藻，分別為4.24 mg/L、3.74 mg/L和3.27 mg/L，各占19.80%、17.46%和15.26%。1#池塘7月份硅藻、裸藻和綠藻生物量分別為4.38mg/L、4.32 mg/L和2.06 mg/L，比例較高，各占26.37%、25.99%和12.40%；8月硅藻（10.34 mg/L）、裸藻（5.59 mg/L）和藍(lán)藻（2.69 mg/L）的生物量迅速增長，占有較高的比例，各占42.63%、23.03%和11.09%；9月裸藻、硅藻和隱藻生物量分別為16.63 mg/L、15.16 mg/L和14.54 mg/L，各占25.99%、23.68%和22.72%。2#池塘7月甲藻、裸藻和綠藻生物量分別為6.33 mg/L、5.83 mg/L和4.34 mg/L，各占28.19%、25.98%、19.35%；8月藍(lán)藻生物量迅速增長，生物量為 6.88 mg/L，占總量的44.02%，裸藻、甲藻生物量與7月相比下降迅速，生物量分別為4.22 mg/L和1.60 mg/L；9月藍(lán)藻、裸藻和甲藻生物量分別為5.96 mg/L、4.23 mg/L和2.93 mg/L，各占33.08%、23.50%和16.26%。3#池塘7月甲藻和裸藻占有較高的比例，生物量分別為9.11 mg/L、4.06 mg/L，各占56.49%、25.16%；8月裸藻、甲藻的生物量迅速下降，綠藻和藍(lán)藻的生物量上升，裸藻、硅藻和藍(lán)藻的生物量分別為2.72 mg/L、1.61 mg/L和1.223mg/L，各占35.11%、20.73%、15.80%；9月硅藻、甲藻和裸藻占有較高比例，生物量分別為1.96 mg/L、1.95 mg/L和1.59 mg/L，各占24.34%、24.19%和9.70%。

圖1 試驗池塘不同采樣時間浮游植物密度Fig.1 Phytoplankton abundance in the experimental ponds during different times

由圖1可知，2#池塘7月6日浮游植物的密度最大（31.64×106ind./L），然后呈下降趨勢，8月4日降到最低值（9.89×106ind./L），8月13日又逐漸上升；3#池塘7月6日浮游植物的密度值為8.53× 106ind./L，爾后迅速增長，7月 16日值最高，為25.84×106ind./L，然后一直下降。不同月份浮游植物密度差異顯著。1#池塘浮游植物密度開始時較高（28.62×106ind./L），隨后直線下降，至7月26日最低（3.82×106ind./L），而后又上升，9月4日達(dá)到最高值（77.97×106ind./L），9月14日又下降至50.03× 106ind./L。總體來看，1#池塘浮游植物的密度變化較大，7月份下降，8月份上升，9月份呈先升高后降低。

圖2 試驗池塘不同采樣時間浮游植物生物量Fig.2 Phytoplankton biomass in experimental ponds in different times

由圖2可知，1#池塘浮游植物生物量先升后降，7月26日降至最低值（14.53mg/L），然后逐漸增長至8月中旬的81.15 mg/L，然后呈下降趨勢，降至58.44 mg/L，從8月底開始又增長；2#池塘與1#池塘的生物量變動規(guī)律不同，先呈下降趨勢，7月16日降到最低值9.04mg/L，然后呈逐漸增長趨勢，8月初生物量為39.26 mg/L，然后降至22.07 mg/L，然后上升；3#池塘7月初開始增長到7月中旬，增長至最高值17.04 mg/L，然后逐漸降低至7月26日的6.12 mg/L，隨后逐步上升，8月份浮游植物生物量變化趨勢不大，9月份呈增長趨勢，9月14日的生物量最高，為35.20 mg/L。可見3口試驗池塘浮游植物夏季生物量的變動規(guī)律各不相同，這可能由于各池塘中浮游植物優(yōu)勢種群、營養(yǎng)因子的組成與含量、浮游植物利用程度以及水環(huán)境因子等不同所致。

2.3 浮游植物的優(yōu)勢種

試驗期間共檢出17個優(yōu)勢種，出現(xiàn)頻率較高和優(yōu)勢度較大的有：藍(lán)藻門的小形色球藻Chroococcus minor、藍(lán)纖維藻Dactylococcopsis sp.、尖頭藻（群體）Raphidiopsis sp.、小席藻Phormidium tenus、綠藻門的小球藻Chlorella vulgaris，硅藻門的小環(huán)藻Cyclotella，隱藻門的尖尾藍(lán)隱藻Chroomonas acuta、嚙蝕隱藻Cryptomonas erosa；其他種類如美麗顫藻Oscillatoria formosa、簡單衣藻Chlamydomonas simplex等也形成了優(yōu)勢種群，但出現(xiàn)頻率較低（表2）。

表2 浮游植物的優(yōu)勢種及優(yōu)勢度Tab.2 Phytoplankton dominant species and dominance index in experimental ponds

表3 試驗池塘浮游植物的多樣性指數(shù)與評價Tab.3 Phytoplankton diversity index and environmental evaluation in experimental ponds

2.4 浮游植物的多樣性指數(shù)

浮游植物多樣性指數(shù)H'變動在2.16～3.95之間，均值為3.04，其中7月H'最高，為3.35；9月份次之，為2.91；8月份最低，為2.86。均勻度J變化在0.44～0.85之間，均值為0.64，7月份J最高，為0.70；8月和9月J相等，為0.61。物種豐富度指數(shù)d變動在3.37～5.45之間，均值為4.30，7月份d最高，為4.68；9月次之，為4.12；8月最低，為4.10。

2.5 環(huán)境質(zhì)量評價

由表3可知，三口試驗池塘浮游植物的多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和豐富度指數(shù)均值分別為3.06、0.64和4.32，根據(jù)表1得出，采煤塌陷區(qū)池塘總體環(huán)境質(zhì)量為清潔。

試驗期間1#池塘87.50%的多樣性指數(shù)H'＞3，屬于清潔，12.50%的H'介于2～3之間，屬于輕污染，表明1#池塘環(huán)境質(zhì)量以清潔為主；2#池塘在試驗期間75.00%的多樣性指數(shù)H'介于2～3之間，屬于輕污染，25.00%的H'＞3，屬于清潔，表明2#池塘環(huán)境質(zhì)量以輕污染為主；3#池塘50.00%的H'＞3，屬于清潔，H'介于2～3之間，屬于清潔，3#池塘環(huán)境質(zhì)量評價為清潔。

1#池塘100.00%的J＞0.5，表明1#池塘的環(huán)境質(zhì)量以清潔為主；2#池塘75.00%的J＞0.5，25.00%的J介于0.5～0.3之間，表明2#池塘環(huán)境質(zhì)量以清潔為主；3#池塘100%的J＞0.5，3#池塘環(huán)境質(zhì)量評價為清潔。

1#池塘100.00%的d＞3，環(huán)境質(zhì)量評價為清潔；2#池塘100.00%的d＞3，環(huán)境質(zhì)量評價為清潔；3#池塘100.00%的d＞3，環(huán)境質(zhì)量評價為清潔。

3 討論

3.1 采煤塌陷區(qū)池塘高溫季節(jié)浮游植物的種類組成

采煤塌陷區(qū)池塘共檢出浮游植物8門112個屬種，其中綠藻門種類最多（43種），占38.39%；藍(lán)藻門（21種）次之，占18.75%；藍(lán)藻門和綠藻門的種類占57.14%。鄧金釵等[12]在主養(yǎng)草魚的池塘中，檢出8門279種浮游植物，綠藻門的種類占49.3%，硅藻門占21.1%，兩門總和占70.4%。姚宏祿[13]研究結(jié)果認(rèn)為，高產(chǎn)池塘浮游植物主要是鞭毛藻類和硅藻、大型綠球藻等優(yōu)勢種屬交替形成水華，各型魚塘浮游植物群落的共同特點均是：以隱藻為主的鞭毛藻類為優(yōu)勢種屬，本研究中的優(yōu)勢種屬主要為藍(lán)藻門的種類，鞭毛藻類如卵形衣藻、藍(lán)隱藻、嚙噬隱藻雖然也形成優(yōu)勢種群，但出現(xiàn)率、優(yōu)勢度不高，這可能與池塘條件、養(yǎng)殖方式等多方面因素有關(guān)。

3.2 采煤塌陷區(qū)池塘浮游植物的密度和生物量

采煤塌陷區(qū)池塘高溫季節(jié)浮游植物密度變動在（5.44～136.30）×106ind./L之間，平均密度為40.18×106ind/L； 生 物 量 的 變 動 范 圍 為3.82～77.97mg/L，平均生物量為20.36mg/L。藍(lán)藻的密度最大，其次為綠藻，硅藻和隱藻，裸藻、甲藻和金藻的密度較??；從生物量來看，裸藻的生物量最高，其次為硅藻、甲藻、和隱藻。李瑞嬌等[14]研究了主養(yǎng)草魚池塘的浮游植物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)浮游植物密度在（1.77～8.83）×106ind./L之間，平均密度為4.23× 106ind./L；生物量的變動范圍為12.24～298.58mg/L，平均生物量為44.13mg/L。浮游植物的密度與本研究結(jié)果相近，而生物量遠(yuǎn)高于本結(jié)果，這與浮游植物的優(yōu)勢種群不同有關(guān)。藍(lán)藻在含氮量高、有機(jī)質(zhì)豐富的堿性水體中常見，特別是在高溫季節(jié)易大量繁殖[15]。藍(lán)藻生長的最適溫度為25～35℃[16]，這與山東地區(qū)7～9月魚池較高的水溫相契合，同時每天投喂人工飼料，殘餌糞便使得池水氮、磷水平增高，為藍(lán)藻大量繁殖提供了條件。郭友紅[17]對鄒城采煤塌陷區(qū)的6種水體浮游植物的研究顯示，即使同一水域，浮游植物的密度分布也有所不同，平陽寺塌陷積水區(qū)、網(wǎng)箱區(qū)、北宿精養(yǎng)魚塘均為：藍(lán)藻門＞綠藻門＞硅藻門，平陽寺精養(yǎng)魚塘、北宿塌陷積水區(qū)、北宿網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)均為：綠藻門＞藍(lán)藻門＞硅藻門，其結(jié)果與本研究結(jié)果基本相同。

3.3 采煤塌陷區(qū)池塘環(huán)境質(zhì)量評價

生物多樣性是反應(yīng)生物群落組成的特征參數(shù)，是衡量群落穩(wěn)定性的重要尺度之一。浮游植物多樣性指數(shù)反映了生物的多樣性程度，其值越高，說明物種的種類越多，群落越穩(wěn)定[18]。物種豐富度指數(shù)反映了物種豐富程度，其值越大，說明物種豐富度越高[19，20]。采煤塌陷區(qū)池塘浮游植物的多樣性指數(shù)H'變動范圍為2.16～3.95，均值為3.04；均勻度J變化范圍為0.44～0.85，均值為0.64；物種豐富度指數(shù)d變動范圍為3.37～5.45，均值為4.30。H'、J、D均處于較高的水平，說明試驗池塘浮游植物種類較多，群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，分布均勻。根據(jù)相應(yīng)的環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)[9-11]，采煤塌陷區(qū)池塘水體為清潔水平。李瑞嬌等[14]的研究中，H'為2.99，J為0.48，D為4.10，均低于本研究結(jié)果，這可能與本研究的養(yǎng)殖方式、養(yǎng)殖水域特點等不同有關(guān)。

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Phytoplankton Community and Environmental Assessment in Coal Mining Subsidence Ponds in Summer

GONG Jun-xia1,ZHANG Jin-lu1,WANG Xin-mei2,WANG Zhi-zhong1,TIAN Gong-tai1, DU Xing-hua1,ZHANG Ming-lei1,CHEN Xiu-li1
（1.Academy of Freshwater Fisheries in Shandong Province,Jinan 250013,China; 2.Qingyun Street Office of Xintai City,Shandong Province,Xintai 271200,China）

Phytoplankton community was investigated in coal mining subsidence ponds from July to September in 2013.A total of 112 phytoplankton species belonging to 8 phyla were identified,and the phytoplankton community was dominated by Chlorophyta.Phytoplankton abundance was found to be vary within（5.44～136.30）×106ind./L,with an average of 40.18×106ind./L.Cyanophyta was contributed most to the abundance,followed by Chlorophyta,Bacillariophyta and Cryptophyta,with a small contribution by Euglenophyta,Pyrrophyta and Chrysophyta.The phytoplankton biomass was ranged from 3.82 mg/L to 77.97 mg/L with an average of 20.36 mg/L,Euglenophyta accounting for the most,followed by Bacillariophyta,Pyrrophyta and Cryptophyta.Phytoplankton diversity index H'was 2.16～3.95,with an average of 3.04,evenness index J of 0.44～0.85,with an average of 0.64,and species richness index d of 3.37～5.45,with an average of 4.30,indicating that there was abundant phytoplankton species in the ponds,with stable and homogeneous community structure.In conclusion,the water environment quality of the ponds in the coal mining subsidence area is assessed as clean level.

coal mining subsidence pond;phytoplankton;community structure;environmental assessment

S932.7

A

1005-3832（2016）06-0041-06

2016-07-05

山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系魚類創(chuàng)新團(tuán)隊項目（SDAIT-12-07）；山東省農(nóng)業(yè)重大應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新課題.

鞏俊霞（1975-），女，高級工程師，從事漁業(yè)生態(tài)與環(huán)境研究.