汾河二庫浮游植物群落特征及變化研究

胡長靜

（山西省魚病防治中心山西太原030002）

浮游植物因其多樣性的時間和空間分布特征而被視為水環(huán)境的重要指示生物之一[1]，同時環(huán)境條件也能直接影響浮游植物的群落結(jié)構(gòu)。浮游植物群落動態(tài)的重要特征是浮游植物種類組成與數(shù)量的季節(jié)變化。因此，調(diào)查分析各種水域浮游植物生態(tài)學特征和利用其監(jiān)測水質(zhì)研究正逐步展開[2]。本文調(diào)查研究了春、夏季汾河二庫浮游植物群落特征，并結(jié)合汾河二庫浮游植物數(shù)量生物量，Shannon-Weaver 多樣性指數(shù)H′及均勻性指數(shù)J 等對汾河二庫浮游植物群落特征及水質(zhì)進行了分析研究，旨在為汾河二庫水環(huán)境評價與保護、漁業(yè)資源合理利用和可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料及方法

1.1 采樣時間

如圖1 所示，本調(diào)查設(shè)置3 個站點在汾河二庫。并于2016-2018年春（5月）、夏季（8月）共6 次進行標本采集。

1.2 浮游植物樣品采集及分析

浮游植物定性及定量樣品的采集以及數(shù)量，生物量的計算均參照淡水浮游生物研究方法及中國淡水藻類中的規(guī)定方法進行[3,4]。

圖 1 汾河二庫浮游植物采樣點

1.3 Shannon-wiener 多樣性指數(shù)H' 及Pielou均勻度指數(shù)J 計算

采用Shannon-wiener 多樣性指數(shù)H’，對浮游生物的豐富度進行評價。

式中：H’——Shannon-wiener 多樣性指數(shù)；

s——樣品中浮游植物的種類數(shù)；

ni——樣品中i 種浮游植物個體數(shù)；

N——樣品中浮游植物總個體數(shù)[5]。

Pielou 均勻度計算公式為：J=H’/log2S

式中：J 為均勻度；H’為Shannon-Wiener 指數(shù)；S為浮游植物種類總數(shù)[6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 群落組成

在2016-2018年的5月及8月份調(diào)查中，汾河二庫共發(fā)現(xiàn)浮游植物8 門42 屬50 種，見表1。其中綠藻門最多，共15 屬21 種，占庫區(qū)總種數(shù)的42%，其次是硅藻門，共14 屬種，占庫區(qū)總種數(shù)的28%。

2.2 優(yōu)勢種組成

汾河二庫優(yōu)勢種種類組成如表2 所示，汾河二庫優(yōu)勢種主要是硅-綠藻門，優(yōu)勢種優(yōu)勢度不明顯，水庫中小環(huán)藻、衣藻、卵形隱藻，針桿藻優(yōu)勢種持續(xù)時間最長，肘狀針桿藻優(yōu)勢種持續(xù)時間最短，在2016年8月份出現(xiàn)，其他時間都未出現(xiàn)，偽魚腥藻優(yōu)勢種在三年的8月份都出現(xiàn)，說明持續(xù)時間最長也具有時間穩(wěn)定性，錐囊藻優(yōu)勢種在2017年8月及2018年5月和8月份都出現(xiàn)，優(yōu)勢種隨季節(jié)也有輕微變化，5月份均未出現(xiàn)藍藻門的偽魚腥藻，偽魚腥藻是一種絲狀藍藻，屬有毒水華藻種，三年調(diào)查都出現(xiàn)在8月份，原因可能是5月份水溫較低加之冬春雨水等帶來的外來營養(yǎng)鹽較少不利于其生長，8月份水溫和營養(yǎng)鹽累積更有利于藍藻的生長從而導致藍藻大量爆發(fā)。錐囊藻在2017年8月后出現(xiàn)較多，錐囊藻屬于貧營養(yǎng)型水體的指示物種。

表1 汾河二庫浮游植物種類名錄

表2 汾河二庫優(yōu)勢種種類組成

表3 汾河二庫各月份浮游植物密度和生物量

2.3 浮游植物豐度生物量及季節(jié)變化

汾河二庫各月份浮游植物密度和生物量見表3及圖2，汾河二庫2018年8月份浮游植物平均密度和生物量大于其他月份。且三年中8月份的浮游植物平均密度及生物量都大于5月份。按浮游植物生物量分級來看[5]，2016年及2017年5月份都是貧-中營養(yǎng)型，2016年及2017年8月份為中-富營養(yǎng)型。2018年為富營養(yǎng)型。

圖2 汾河二庫浮游植物平均密度生物量月份變化圖

2.4 浮游植物各門密度百分比季節(jié)變化

浮游植物各門密度百分比季節(jié)變化見表4。

從圖3 中可以看出，2016年—2018年5月汾河二庫的浮游植物以綠-硅-隱藻門為主，2016年5月份綠藻門占的比例最大，其次為硅藻門，再次為隱藻門，2017年5月份綠藻門占比例最大，其次為硅藻門，再次為隱藻門，2018年5月份硅藻門占比例最大，其次為綠藻門，再次為隱藻門，2016年8月及2017年8月份都以硅-綠-藍藻門為主，只是占的比例有所不同，2016年8月份藍藻門占的比例最大，其次為綠藻門，再次為硅藻門，2017年8月份硅藻門占的比例最大，其次為藍藻門，再次為綠藻門，2018年的8月份硅藻門最多，硅藻門比例達到87.1%，其次為綠藻門，再次為藍藻門和隱藻門。2017年8月份硅藻門占比例最大，2016年5月及8月，2017年5月份綠藻門比硅藻門占的比例大，2016年8月份藍藻門比例比硅藻門還大，從2017年8月開始，硅藻門比綠藻門占比例大，不同的季節(jié)浮游植物密度存在很大差異，是因為不同季節(jié)浮游植物種類存在差異。

表4 汾河二庫浮游植物各門密度百分比

2.5 浮游植物多樣性指數(shù)H′及均勻性指數(shù)J 分析

在眾多的多樣性指數(shù)中，本次研究選取了Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)H′和Pielou 均勻度指數(shù)J 來反映汾河二庫浮游植物多樣性。通常認為生物種類越多或分布越均勻，多樣性就越大，因此就認為水質(zhì)更好；反之多樣性越低，就認為水質(zhì)污染程度越高。

多樣性指數(shù)及均勻度指數(shù)評價標準見表5。

汾河二庫浮游植物Shannon-Weave 多樣性指數(shù)（H′）平均值以2017年5月份最高，為4.25，2018年的8月份平均值最低，為1.91，浮游植物均勻性指數(shù)（J）平均值同樣以2017年5月份最高，為0.8，以2018年的8月份平均值最低，為0.47，見表6。

Shannon-Wiener 生物多樣性指數(shù)（H′）評價水質(zhì)2016年5月為輕污染，2016年8月為β-中污染，2017年5月為輕污染，2017年8月為β-中污染，2018年5月為輕污染，2018年8月為α-中污染，綜合評價為輕污染～β-中污染。

表5 多樣性指數(shù)及均勻度指數(shù)評價標準

表6 汾河二庫浮游植物多樣性指數(shù)（H′）及均勻性指數(shù)（J）

Pielou 均勻度生物多樣性指（J）評價水質(zhì)2016年5月及8月為輕污染，2017年5月及2018年5月為輕污染，2017年8月及2018年8月為β-中污染，綜合評價為輕污染～β-中污染。

3 結(jié)論

通過2016-2018年春（5月）、夏（8月）季對汾河二庫浮游植物進行的6 次調(diào)查，汾河二庫共發(fā)現(xiàn)浮游植物8 門42 屬50 種。其中綠藻門最多，共15 屬21種，占庫區(qū)總種數(shù)的42%，其次是硅藻門，共14 屬種，占庫區(qū)總種數(shù)的28%，汾河二庫優(yōu)勢種主要是硅-綠藻門，優(yōu)勢種優(yōu)勢度不明顯，水庫中小環(huán)藻，衣藻，卵形隱藻，針桿藻優(yōu)勢種持續(xù)時間最長，肘狀針桿藻優(yōu)勢種持續(xù)時間最短，汾河二庫2018年8月份浮游植物平均密度和生物量大于其他月份。且三年中8月份的浮游植物平均密度及生物量都大于5月份。同時用游植物數(shù)量及生物量，Shannon-Weaver 多樣性指數(shù)H′及均勻性指數(shù)J 等方法評價其水質(zhì)。汾河二庫浮游植物密度及生物量分別293.2～4337.1 萬個/L 和2.71～17.69mg/L，Shannon-Weaver 多樣性指數(shù)H′及均勻性指數(shù)J 變化范圍為1.91～4.25 和0.47～0.8，評價汾河二庫水質(zhì)為輕污染至中污染。汾河二庫為貧-中營養(yǎng)到富營養(yǎng)型過渡。