強(qiáng)化生態(tài)浮床原位修復(fù)技術(shù)對(duì)污染河流浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的影響*

楊鳳娟，楊 揚(yáng)，2，＊＊，潘 鴻，阿 丹，李 麗，喬永民，鐘 錚

(1:暨南大學(xué)水生生物研究所，廣州510632)

(2:熱帶亞熱帶水生態(tài)工程教育部工程研究中心，廣州510632)

強(qiáng)化生態(tài)浮床原位修復(fù)技術(shù)對(duì)污染河流浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的影響*

楊鳳娟1，楊 揚(yáng)1，2，＊＊，潘 鴻1，阿 丹1，李 麗1，喬永民1，鐘 錚1

(1:暨南大學(xué)水生生物研究所，廣州510632)

(2:熱帶亞熱帶水生態(tài)工程教育部工程研究中心，廣州510632)

對(duì)強(qiáng)化生態(tài)浮床原位修復(fù)技術(shù)修復(fù)南方重污染感潮河流過程中浮游動(dòng)物的種群動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行研究，探討浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)變化特征與河流水質(zhì)改善狀況的相互關(guān)系.結(jié)果顯示，經(jīng)強(qiáng)化生態(tài)浮床處理后，重污染感潮河流水質(zhì)得到改善，浮游動(dòng)物的種類由修復(fù)工程實(shí)施前的5種增加到49種，且由單一耐污種轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N種類共存;示范區(qū)各月浮游動(dòng)物個(gè)體豐度較對(duì)照區(qū)都有極顯著增加(P＜0.01)，由修復(fù)前最低1.22ind./L，達(dá)到示范區(qū)最高47.19ind./L;示范區(qū)的多樣性指數(shù)也有顯著提高，其中Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H')、Margalef種類豐富度指數(shù)(D)由初始的1.27、2.22，分別提高到1.62和3.12.本研究中示范區(qū)表現(xiàn)出了比對(duì)照區(qū)更強(qiáng)的浮游動(dòng)物多樣性恢復(fù)能力，表明強(qiáng)化生態(tài)浮床原位修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用在提升受污水體的生態(tài)恢復(fù)效能方面取得了顯著的功效.

浮游動(dòng)物;群落結(jié)構(gòu);強(qiáng)化生態(tài)浮床;感潮河流

水體污染、斷流與生態(tài)破壞是我國河流面臨的主要生態(tài)環(huán)境問題［1］.珠江流域，尤其是珠江三角洲經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和流經(jīng)城鎮(zhèn)的河流，由于污染物的大量排放和不合理的土地利用方式，導(dǎo)致了河流水體的嚴(yán)重污染和生態(tài)破壞，河流的生態(tài)功能喪失或者無法正常發(fā)揮.同時(shí)，河道的水質(zhì)惡化對(duì)供水水源地的水生生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了諸多有害影響，威脅著地區(qū)的飲用水安全.依據(jù)河流生態(tài)系統(tǒng)特性和污染物遷移轉(zhuǎn)化降解的機(jī)理，要治理河流污染和恢復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)功能，消除污染源或大量削減污染物的排放以及恢復(fù)河流應(yīng)有的自然物理結(jié)構(gòu)是最根本的措施［2］.因此，采用有效的技術(shù)措施，對(duì)污染河流水體進(jìn)行直接凈化和修復(fù)，對(duì)于改善河流生態(tài)環(huán)境，恢復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的功能顯得尤為迫切.

利用基質(zhì)填料和水生植物構(gòu)建的強(qiáng)化生態(tài)浮床工藝，是在人工濕地和植物浮床技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種比較新的生態(tài)工程化原位修復(fù)和控制技術(shù)［3］.其通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物代謝等多種途徑，不僅可以直接從水體中去除污染物;而且對(duì)廢水進(jìn)行原位處理，緩解了土地緊張的矛盾;并因?yàn)槠淞己玫钠⌒阅芎涂箾_擊負(fù)荷能力，可適應(yīng)各種水深和高污染水體，且投資運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)管理方便，已引起人們廣泛關(guān)注［4］.目前，強(qiáng)化生態(tài)浮床系統(tǒng)在我國的研究和應(yīng)用日益增多，其水質(zhì)凈化效果也得到普遍認(rèn)可［5-7］.生態(tài)浮床對(duì)受污染河流進(jìn)行修復(fù)，強(qiáng)調(diào)的不僅是水質(zhì)改善，更重要的是通過人工修復(fù)，達(dá)到恢復(fù)河流自有生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)的目標(biāo).其中浮游動(dòng)物作為河流生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的中間環(huán)節(jié)，部分類群可以反映水體的污染狀況，在水體生態(tài)系統(tǒng)中起著重要作用［8］.Mialet等［9］對(duì)比利時(shí)斯凱爾特河口進(jìn)行長達(dá)14年的監(jiān)測(cè)，指出浮游動(dòng)物的種類組成及豐度與水質(zhì)狀況的優(yōu)劣程度關(guān)系密切;吳振斌等［10］的研究顯示水質(zhì)狀況的好轉(zhuǎn)，使得浮游動(dòng)物群落發(fā)生由耐污種群(臂尾輪蟲類(Brachionus sp.)、龜甲輪蟲類(Keratella sp.))逐漸向寡污種群(羅氏腔輪蟲(Lecane ludwigii)、柱足腹尾輪蟲(Gastropus stylifer))轉(zhuǎn)變的過程.已有的研究多側(cè)重于浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與水質(zhì)狀況方面的評(píng)價(jià)，對(duì)于生態(tài)工程技術(shù)(尤其是浮床技術(shù))修復(fù)重污染水體過程中浮游動(dòng)物群落的動(dòng)態(tài)變化及其響應(yīng)，并以此預(yù)測(cè)生態(tài)修復(fù)效能的研究還鮮有報(bào)道.

本研究利用強(qiáng)化生態(tài)浮床技術(shù)對(duì)我國南方污染物濃度高，流速、流向、水位等發(fā)生周期性變化的感潮河流進(jìn)行原位修復(fù)，通過對(duì)浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和生物多樣性變化趨勢(shì)的研究，重點(diǎn)探討浮游動(dòng)物種群變化與河流水質(zhì)改善間的響應(yīng)關(guān)系，并從浮游動(dòng)物角度來評(píng)價(jià)水體修復(fù)措施的可行性和有效性.初步揭示河流由單純的水質(zhì)恢復(fù)發(fā)展到對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)整體恢復(fù)的變化規(guī)律，為發(fā)展適合南方重污染感潮河流特點(diǎn)的水質(zhì)改善和生態(tài)修復(fù)的新技術(shù)提供理論依據(jù)，為我國河流的管理從以改善水質(zhì)為重點(diǎn)，拓展到河流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的策略性轉(zhuǎn)變提供科學(xué)依據(jù).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)系統(tǒng)

研究地點(diǎn)位于廣東省佛山市珠江上游汾江河南海 L河涌(23°03'－23°04'N，113°02'－113°03'E)，屬感潮型河流.河涌全長1700m，常水位時(shí)河涌上中游約寬18-20m，河水流速為0.02-0.06m/s.受到自然因素的影響，L涌枯水期基流量小，水流流向順逆不定，每天隨潮汐漲落;作為城市納污河的往復(fù)流，水體污染物濃度大，水動(dòng)力不足，很難排入外江，實(shí)現(xiàn)與外界的交換，從而導(dǎo)致了該涌自凈時(shí)間和空間不足，生態(tài)系統(tǒng)極度脆弱，自凈能力基本喪失.

圖1 研究區(qū)域與采樣點(diǎn)Fig.1 Study area and sampling sites

從2009年4月初開始在L河涌上中游河段兩側(cè)放置浮床，開始實(shí)施兩岸各長350m、覆蓋率29%-33%的生態(tài)浮床原位修復(fù)工程.生態(tài)浮床由高密度聚乙烯材料制成的浮床單體構(gòu)成，該單體面積為0.33m×0.33m，材料制作采取抗氧化抗紫外技術(shù)處理，具有使用壽命長(大于6年)，不易造成二次污染等特點(diǎn);中間有一孔徑為0.12m，深 0.15m 的植物栽種籃(可拆卸)，向其中填加礫石等填料，固定植物之余可達(dá)到強(qiáng)化凈化效果的目的.每60個(gè)浮床單體以PVC管件拼裝為一個(gè)1.65m×3.96m的矩形床，按單個(gè)矩形浮床種植同種植物，在其中種植黃菖蒲(Irispseudacorus)，美人蕉(Cannaindica)，梭魚草(Pontederiacordata)，風(fēng)車草(Cyperusalterniflius)和再力花(Thaliadealbata)等在室內(nèi)預(yù)實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了在高濃度污水中均可存活的植物，植株種植密度為9株/m2，種植間距為0.3m.為增強(qiáng)浮床的污染物凈化能力和景觀效果，不同植物生態(tài)浮床進(jìn)行不同排列組合方式串聯(lián)或并聯(lián)后，以固定錨固定于橋墩或河岸護(hù)欄上.試驗(yàn)植物約2300株，其中美人蕉床占40%，梭魚草床占7%，再力花床占25%，風(fēng)車草床占21%，黃菖蒲床占7%.

1.2 樣品采集與測(cè)試

采樣方法:從2009年5月至2009年11月，選擇河道中部長100m、河水流量變動(dòng)范圍為76.0-135.0m3/h、面積為360m2的強(qiáng)化生態(tài)浮床開展水質(zhì)凈化和生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)研究(圖1).試驗(yàn)區(qū)每隔25m設(shè)置樣品采集點(diǎn)，共4組(S1、S2、S3、S4)，并以河道中間無浮床區(qū)作為試驗(yàn)對(duì)照(S5、S6).每月中旬定點(diǎn)采集水樣進(jìn)行水樣水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定和浮游動(dòng)物樣品分類鑒定.

測(cè)試方法:pH值測(cè)定采用Model AB15精密酸度計(jì)，溫度和溶解氧測(cè)定使用YSI-85便攜式溶解氧儀;水體理化指標(biāo)測(cè)定參照文獻(xiàn)［11］;浮游動(dòng)物的定性和定量采集和測(cè)定方法參照文獻(xiàn)［12-15］.

1.3 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)

采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件分析對(duì)照區(qū)和示范區(qū)各種理化指標(biāo)間、浮游動(dòng)物種群間的差異以及浮游動(dòng)物豐度與水質(zhì)因子之間的相關(guān)關(guān)系.

2 結(jié)果與分析

2.1 污染物處理效果

對(duì)對(duì)照區(qū)和浮床示范區(qū)各主要理化指標(biāo)進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)(表1)，研究期間示范區(qū)污染物濃度均呈下降趨勢(shì)，總氮(TN)、銨態(tài)氮(-N)、總磷(TP)、化學(xué)需氧量(CODCr)、懸浮質(zhì)(SS)去除負(fù)荷分別為5.75±2.25、5.93 ±1.65、0.15 ±0.05、50.37 ±10.67、17.20 ±6.15kg/(m2·a)，與對(duì)照區(qū)相比，強(qiáng)化型浮床對(duì) N、P 及有機(jī)物均有顯著的去除作用(P＜0.05).同時(shí)示范區(qū)溶解氧(DO)較對(duì)照區(qū)有顯著提高(P＜0.05)，表明強(qiáng)化型浮床具有一定的增氧功能.

表1 對(duì)照區(qū)與示范區(qū)水質(zhì)情況比較Tab.1 The survey result of chemical and physical index in control area and study area

2.2 浮游動(dòng)物種類組成

對(duì)照區(qū)和示范區(qū)浮游動(dòng)物種類組成結(jié)果顯示(表2)，示范區(qū)浮游動(dòng)物的種類較對(duì)照區(qū)呈極顯著的增加(P＜0.01).示范區(qū)共鑒定浮游動(dòng)物4類49種，以輪蟲類最多，總計(jì)33種，占種類總數(shù)的67.35%;原生動(dòng)物次之，為6種，占種類總數(shù)的12.12%;枝角類和橈足類較少，各有5種，各占種類總數(shù)的10.20%.各門類浮游動(dòng)物的數(shù)量與種類數(shù)，示范區(qū)均比對(duì)照區(qū)明顯增加，表明浮床置入后利于浮游動(dòng)物的生長.河道內(nèi)雖然仍以萼花臂尾輪蟲(Brachionus calyciflorus)、鐮狀臂尾輪蟲(Brachionus falcatus)和壺狀臂尾輪蟲(Brachionus urceus)等耐污的輪蟲類為主，但示范區(qū)的種類已趨于豐富，說明該區(qū)域水體正逐漸好轉(zhuǎn).

2.3 浮游動(dòng)物豐度變化

示范區(qū)的浮游動(dòng)物豐度較對(duì)照區(qū)顯著增多(P＜0.05)，修復(fù)伊始(5月)其豐度就由對(duì)照區(qū)的1.22ind./L上升到4.34ind./L，這主要是因?yàn)楦〈仓萌胨鶐淼墓庹?、溶解氧、水流等環(huán)境條件改變?yōu)楦∮蝿?dòng)物的生長提供了更優(yōu)越的環(huán)境，使示范區(qū)浮游動(dòng)物的豐度保持持續(xù)上升趨勢(shì)，至8月豐度達(dá)到了最高峰，為47.19ind./L，并且主要以橈足類(30.92ind./L)為主.而從9月開始，示范區(qū)中浮游動(dòng)物的豐度略呈下降趨勢(shì)，但仍顯著高于對(duì)照區(qū)(P＜0.05)(圖2).這可能與8月后浮床植物的定期收割所引起的水體復(fù)氧率降低及水體擾動(dòng)有關(guān)，加之水溫開始逐漸下降，致使浮游動(dòng)物豐度有所下降.

表2 對(duì)照區(qū)與示范區(qū)浮游動(dòng)物種類組成Tab.2 Species composition of zooplankton in control area and study area

2.4 浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)變化

就示范區(qū)和對(duì)照區(qū)浮游動(dòng)物的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H')和Margalef種類豐富度指數(shù)(D)進(jìn)行分析，結(jié)果具有較好的一致性.兩種指數(shù)均表現(xiàn)為示范區(qū)高于對(duì)照區(qū)(表3).ANOVA分析結(jié)果顯示，除 Shannon-Wiener多樣性指數(shù)8月份無顯著差異以外(P＞0.05)，其余各月兩種指數(shù)在對(duì)照區(qū)與示范區(qū)均存在顯著性差異(P＜0.05)，這表明隨著浮床系統(tǒng)的構(gòu)建完成，示范區(qū)的水質(zhì)得到了逐步的改善，浮游動(dòng)物群落多樣性呈現(xiàn)逐步增加的趨勢(shì).

圖2 示范區(qū)和對(duì)照區(qū)浮游動(dòng)物豐度變化Fig.2 Dynamics of zooplankton abundance in control area and study eara

表3 浮游動(dòng)物的生物多樣性指數(shù)變化Tab.3 Variation of diversity index of zooplankton

2.5 浮游動(dòng)物豐度與水質(zhì)的關(guān)系

水生生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，浮游動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)變化受到多種環(huán)境因素影響.對(duì)示范區(qū)浮游動(dòng)物平均豐度與水質(zhì)指標(biāo)均值進(jìn)行相關(guān)性分析(表4)，結(jié)果顯示，浮游動(dòng)物的豐度與DO、溫度分別呈極顯著(P ＜0.01)和顯著(P ＜0.05)正相關(guān)，與NH+4-N、CODCr呈顯著負(fù)相關(guān)(P ＜0.05).表明隨著水體復(fù)氧率的增加及污染物濃度的降低，浮游動(dòng)物的豐度逐漸上升(圖2)，即隨著水體環(huán)境的改善，浮游動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)逐漸恢復(fù).

表4 浮游動(dòng)物豐度與理化因子相關(guān)性分析Tabl.4 The correlative analysis of physicochemical parameters and abundance of zooplankton

3 討論

3.1 浮游動(dòng)物種類組成和群落結(jié)構(gòu)的變化

作為水生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，浮游動(dòng)物的種類組成及數(shù)量消長與水質(zhì)密切相關(guān)［16］.通常在清潔型水體中浮游動(dòng)物表現(xiàn)出種類多，數(shù)量少的特點(diǎn);而在中度污染的水體中，往往是耐污種類形成優(yōu)勢(shì)種群(以較高數(shù)量出現(xiàn));重度污染(包括有機(jī)和重金屬污染)的水體，幾乎所有的水生生物(除了少數(shù)種類的細(xì)菌)都難以生存［12］.本文研究河流在開展修復(fù)工程前為重度污染河流，僅存在少數(shù)幾種喜好營有機(jī)污染水體生活、且極耐低氧的浮游動(dòng)物種類，如萼花臂尾輪蟲、壺狀臂尾輪蟲、角突臂尾輪蟲(Brachionus angularis)及橈足類中的廣布種劍水蚤(Mesocyclops leuckarti)等，說明其是以有機(jī)污染為主要特征的污染生態(tài)系統(tǒng).經(jīng)采用強(qiáng)化生態(tài)浮床技術(shù)對(duì)河流水質(zhì)修復(fù)后，浮游動(dòng)物種類呈顯著增加趨勢(shì)，逐漸演變?yōu)樵鷦?dòng)物、多種輪蟲、橈足類和枝角類為主的群落結(jié)構(gòu)(表2).根據(jù)許木啟［17］關(guān)于浮游動(dòng)物作為指示生物物種評(píng)價(jià)水環(huán)境質(zhì)量研究結(jié)果可知，本研究河流的修復(fù)是一個(gè)從重度污染到清潔水體逐漸恢復(fù)的過程，浮游動(dòng)物種類也隨著水質(zhì)的逐漸好轉(zhuǎn)，從耐污的原生動(dòng)物向清水種類轉(zhuǎn)變，表明利用浮游動(dòng)物種類多樣性的變化開展水質(zhì)監(jiān)測(cè)具有較好的指示作用.

一般來說，健康群落的發(fā)展依賴于水質(zhì)的改善，在環(huán)境脅迫(如污染)條件下的水生生物群落，其種類組成及種類豐度呈減少趨勢(shì)，反之則增加［18］.試驗(yàn)初始，示范區(qū)浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)整體上呈現(xiàn)輪蟲＞原生動(dòng)物＞橈足類＞枝角類的趨勢(shì)，但隨著水質(zhì)的不斷改善，示范區(qū)原生動(dòng)物和輪蟲的優(yōu)勢(shì)地位已逐步弱化，而枝角類、橈足類的豐度值卻表現(xiàn)出明顯的增加趨勢(shì)(表2)，并逐步形成穩(wěn)定的群落結(jié)構(gòu)，這與許木啟、陳光榮等［19-20］研究結(jié)果基本一致.

3.2 浮游動(dòng)物豐度的變化

低溶解氧會(huì)使浮游動(dòng)物的生長和繁殖受到抑制［21］，水體中溶解氧濃度直接決定著大多數(shù)水生生物的生存狀況［22］.浮床系統(tǒng)中水生植物根系輸氧量遠(yuǎn)大于空氣擴(kuò)散所得氧量，輸氧速率也遠(yuǎn)比依靠空氣向液面擴(kuò)散速率大［23］.因此，根系輸氧可減輕污染水體因溶解氧不足所帶來的不利影響，有利于浮游動(dòng)物的生長，使示范區(qū)浮游動(dòng)物豐度較對(duì)照區(qū)明顯升高.同時(shí)，通過浮床植物根系生物膜的吸附、吸收以及生物代謝降解等作用，水體中氨氮及有機(jī)污染物濃度有效降低［24-25］，從而消減氨氮中非離子形式的氨對(duì)浮游動(dòng)物的毒害作用［26-27］.浮游動(dòng)物生境得到有效改善，進(jìn)而引起浮游動(dòng)物豐度發(fā)生顯著變化，顯示出浮游動(dòng)物種群變化與河流水質(zhì)改善間有著良好響應(yīng)關(guān)系(表4).此外，水溫也是影響浮游動(dòng)物數(shù)量變化的極為重要的環(huán)境因子［20］，黃加祺等［28］指出，浮游動(dòng)物豐度與溫度有一定的相關(guān)性，在溫度較高時(shí)，總個(gè)體數(shù)也達(dá)到高峰.本研究溫度與浮游動(dòng)物生長相關(guān)性分析結(jié)果顯示，橈足類豐度、浮游動(dòng)物總豐度與溫度呈顯著正相關(guān)，其豐度隨著溫度的升高而升高，當(dāng)溫度下降時(shí)也呈下降趨勢(shì)(圖2).但總體看來，由于本研究地處熱帶亞熱帶地區(qū)，采樣時(shí)平均水溫大于20℃，較適合浮游動(dòng)物的生長［29］.

3.3 浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)的變化

H'是群落中物種的種類和數(shù)量分布的一個(gè)重要指標(biāo)，多樣性指數(shù)越高，反映群落中物種越豐富、數(shù)量分布越均勻［30］.D值能夠較客觀地反映水體的污染程度及變化趨勢(shì)，D值越高，表示污染越輕;D值越低，表示污染越嚴(yán)重［19］.本文研究的示范區(qū)經(jīng)浮床作用后，盡管水體污染未得到徹底改善，暫無寡污種類出現(xiàn)，但水質(zhì)已表現(xiàn)出好轉(zhuǎn)趨勢(shì)，輪蟲、橈足類、枝角類和原生動(dòng)物的種類和數(shù)量都明顯增加，使得無論是H'還是D值均較對(duì)照區(qū)高(表3).除了水質(zhì)改善，高的水生植物生物量也會(huì)使浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)增加［31］，本研究浮床植物一直保持著良好的生長狀況，生物量增加，這可能也是導(dǎo)致浮游動(dòng)物多樣性增高的原因之一.經(jīng)浮床作用后，示范區(qū)H'和D的均值分別為3.12和1.62，運(yùn)用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)對(duì)水質(zhì)等級(jí)進(jìn)行評(píng)判［32］，當(dāng)H'為1.0-2.0時(shí)水質(zhì)為受到中度污染;而Margalef豐富度指數(shù)D為2-4時(shí)為中度污染，結(jié)果基本一致，表明水質(zhì)尚屬中度污染［12］.結(jié)果顯示，利用強(qiáng)化型生態(tài)浮床對(duì)重度污染水體進(jìn)行修復(fù)，已取得一定的效果;而且證實(shí)了利用浮游動(dòng)物生物多樣性指數(shù)來評(píng)價(jià)水體修復(fù)措施的可行性和有效性.

綜上所述，利用強(qiáng)化生態(tài)浮床修復(fù)重污染河流，引起了水體理化、生物環(huán)境的變化，浮游生物對(duì)水體綜合環(huán)境的變化產(chǎn)生了積極的響應(yīng)，表現(xiàn)出明顯的浮游動(dòng)物恢復(fù)效能，雖然仍以耐污種類居多，但種類組成較修復(fù)前已經(jīng)發(fā)生根本變化;浮游動(dòng)物豐度與耗氧污染物(CODCr、NH+4-N)呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.05)，而與DO濃度、溫度分別呈極顯著(P＜0.01)和顯著(P＜0.05)正相關(guān);利用兩種多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)水質(zhì)修復(fù)效果顯示，水體的污染程度正由重度污染向中度污染轉(zhuǎn)變.上述研究結(jié)果表明，以浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)變化的參數(shù)來分析水體修復(fù)效果具有可行性和有效性，一方面進(jìn)一步證實(shí)應(yīng)用強(qiáng)化生態(tài)浮床原位修復(fù)技術(shù)對(duì)改善污染河流的水體質(zhì)量發(fā)揮了重要作用，另一方面明顯顯示了利用浮游動(dòng)物群落變化特征能夠有效地監(jiān)測(cè)和反映受損害水生生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)治理與恢復(fù)效能.這為我國河流的管理從以單純改善水質(zhì)為重點(diǎn)，到河流整體生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的策略性轉(zhuǎn)變提供了科學(xué)依據(jù).要掌握生態(tài)修復(fù)工程作用下浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律需要一個(gè)長期的過程，本研究將對(duì)強(qiáng)化生態(tài)浮床修復(fù)技術(shù)所引起的水質(zhì)及浮游動(dòng)物的變化進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，并對(duì)完全沒有浮床的區(qū)域進(jìn)行設(shè)點(diǎn)采樣，以從更科學(xué)的角度評(píng)估、預(yù)測(cè)生態(tài)修復(fù)工程的有效性，為強(qiáng)化生態(tài)浮床技術(shù)修復(fù)重污染河流的可行性提供理論依據(jù)與指導(dǎo).

致謝:本研究在野外采樣、理化因子測(cè)定及文章修改過程中得到李斌、于飛、陳純興、張曉萌、戴玉女、王銘等人的協(xié)作與幫助，在此向他們表示衷心的感謝!

［1］胡洪營，何 苗，朱銘捷等.污染河流水質(zhì)凈化與生態(tài)修復(fù)技術(shù)及其集成化策略.給水排水，2005，31(4):1-9.

［2］羅固源，付永川，許曉毅等.三峽庫區(qū)次級(jí)河流污染整治的對(duì)策分析.癌變.畸變.突變，2007，19(3):209-211.

［3］胡細(xì)全，李兆華，王春秀等.復(fù)合生態(tài)浮島處理重度富營養(yǎng)化水體的靜態(tài)試驗(yàn)研究.湖北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2008，30(3):309-312.

［4］Lee EJ，Kwon OB.The effects of floating islands planted with various hydrophytes for water quality improvement.Research Report of the Research and Education Center for Inlandwater Environment，Shinshu University，2004.

［5］李先寧，宋海亮，朱光燦等.組合型浮床生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建及其改善湖泊水源地水質(zhì)的效果.湖泊科學(xué)，2007，19(4):367-372.

［6］Sun L，Liu Y，Jin H.Nitrogen removal from polluted river by enhanced floating bed grown canna.Ecological Engineering，2009，35(1):135-140.

［7］Hu GJ，Zhou M，Hou HB et al.An ecological floating-bed made from dredged lake sludge for purification of eutrophic water.Ecological Engineering，2010，36:382-390.

［8］李共國，吳芝瑛，虞左明.引水和疏浚工程支配下杭州西湖浮游動(dòng)物的群落變化.生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，26(10):3508-3515.

［9］Mialet B，Gouzou J，Azémar F.Response of zooplankton to improving water quality in the Scheldt estuary(Belgium).Es-tuarine，Coastal and Shelf Science，2011，93(1):47-57.

［10］Wu Z，Liu A，Zhang S.Short-term effects of drawing water for connectivity of rivers and lakes on zooplankton community structure.Journal of Environmental Sciences，2008，20(4):419-423.

［11］魏復(fù)盛.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法:第四版.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

［12］章宗涉，黃祥飛.淡水浮游生物研究方法.北京:科學(xué)出版社，1995.

［13］王家楫，中國科學(xué)院水生生物研究所.中國淡水輪蟲志.北京:科學(xué)出版社，1961.

［14］蔣燮志，堵南山.中國動(dòng)物志(淡水枝角類).北京:科學(xué)出版社，1979.

［15］沈嘉瑞，戴愛云，張崇洲.中國動(dòng)物志:淡水橈足類.北京:科學(xué)出版社，1979.

［16］許木啟.從浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與功能的變化看府河——白洋淀水體的自凈效果.水生生物學(xué)報(bào)，1996，20(3):212-220.

［17］許木啟.京密運(yùn)河—北京排污河浮游動(dòng)物群落變化與水質(zhì)關(guān)系的研究.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，1993，13(3):347-354.

［18］Xu M，Zhu J，Huang Y et al.The ecological degradation and restoration of Baiyangdian Lake，China.Journal of Freshwater Ecology，1998，13(4):433-446.

［19］許木啟，曹 宏，王玉龍.原生動(dòng)物群落多樣性變化與漢沽穩(wěn)定塘水質(zhì)凈化效能相互關(guān)系的研究.生態(tài)學(xué)報(bào)，2000，20(2):283-287.

［20］陳光榮，鐘 萍，張修峰等.惠州西湖浮游動(dòng)物及其與水質(zhì)的關(guān)系.湖泊科學(xué)，2008，20(3):351-356.

［21］Sedlacek C，Marcus NH.Egg production of the copepod Acartia tonsa:The influence of hypoxia and food concentration.Journal of Experimental Marine Biology and Ecology，2005，318(2):183-190.

［22］王曉明，宋曉梅.淮南市高塘湖浮游動(dòng)物與水環(huán)境因子的相關(guān)性研究.北京教育學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2007，2(5):19-23.

［23］Whitman RL，Nevers MB，Goodrich ML et al.Characterization of Lake Michigan coastal lakes using zooplankton assemblages.Ecological Indicator，2004，4(4):277-286.

［24］成水平，吳振斌，況琪軍.人工濕地植物研究.湖泊科學(xué)，2002，14(2):179-184.

［25］魏樹和，周啟星.有機(jī)污染環(huán)境植物修復(fù)技術(shù).生態(tài)學(xué)雜志，2006，25(6):716-721.

［26］Sarma S，Mangas-Ramírez E，Nandini S.Effect of ammonia toxicity on the competition among three species of cladocerans(Crustacea:Cladocera).Ecotoxicology and Environmental Safety，2003，55(2):227-235.

［27］Arauzo M.Harmful effects of un-ionised ammonia on the zooplankton community in a deep waste treatment pond.Water Research，2003，37(5):1048-1054.

［28］黃加祺，洪幼環(huán)，朱長壽等.福建南日島海域浮游動(dòng)物的分布.東海海洋，1997，4:47-53.

［29］金瓊貝，盛連喜，張 然.溫度對(duì)浮游動(dòng)物群落的影響.東北師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1991，4:103-111.

［30］方宏達(dá)，朱艾嘉，董燕紅等.2005-2006年珠江口浮游動(dòng)物群落變化研究.臺(tái)灣海峽，2009，28(1):30-37.

［31］胡春英.不同湖泊演替過程中浮游動(dòng)物數(shù)量及多樣性的研究.水生生物學(xué)報(bào)，1999，23(3):217-226.

［32］沈韞芬，馮偉松，顧曼如.河流的污染監(jiān)測(cè).北京:中國建筑工業(yè)出版社，1995.

Effect of an enhanced ecological floating bed(EEFB)on zooplankton community in a polluted river

YANG Fengjuan，YANG Yang，PAN Hong，A Dan，LI Li，QIAO Yongmin ＆ZHONG Zheng
(1:Research Center of Hydrobiology，Jinan University，Guangzhou 510632，P.R.China)
(2:Ministry of Education Engineering Research Center of Tropical and Subtropical Aquatic Ecological Engineering，Guangzhou 510632，P.R.China)

This paper studied the dynamic variation of zooplankton population during the process of in-situ restoration of a heavily polluted tidal river in southern China by the technology of enhanced ecological floating bed(EEFB)and explored the changing characteristics of zooplankton community structure responding to the river water quality improvement.The results showed that the river water quality was improved after treated by EEFB，and the species of zooplankton increased from 5 to 49 and there occurred co-existence of multiple species instead of single pollution resistant species after implementing the restoration engineering.There was also a significant rise(P ＜ 0.01)of monthly zooplankton richness，namely，increasing from the lowest 1.22 ind./L to the highest 47.19 ind./L after the restoration work in the demonstration area comparing to the control area.The diversity index also achieved notable increase，of which Shannon-Wiener diversity index(H')and Margalef species richness index(D)increased from the original 1.27 and 2.22 to 1.62 and 3.12，respectively.In the demonstration area zooplankton diversity showed higher recovery ability than that in the control area which indicated that the employment of in-situ restoration technology of EEPB was effective in raising the ecological recovery efficiency of polluted water bodies.

Zooplankton;community structure;enhanced ecological floating bed;tidal river

＊ 國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)(2008ZX07211-003，2009ZX07211-009)資助.2011-04-08收稿;2011-04-29收修改稿.楊鳳娟，女，1984年生，碩士研究生;E-mail:yangjuan0609@126.com.

＊＊ 通訊作者;E-mail:yangyang@scies.org.