潭江浮游植物調(diào)查及水質(zhì)監(jiān)測

蔡端波，楊麗坤，張偉，賴照，安山

（1．河北大學(xué) 質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督學(xué)院，河北 保定 071000；2．河北大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，河北 保定 071002）

潭江浮游植物調(diào)查及水質(zhì)監(jiān)測

蔡端波1，楊麗坤2，張偉2，賴照2，安山2

（1．河北大學(xué) 質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督學(xué)院，河北 保定 071000；2．河北大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，河北 保定 071002）

2011年3月和7月對潭江浮游植物樣品進(jìn)行了采集，共鑒定出202種浮游植物，隸屬于7門86個(gè)屬，其中以綠藻門和硅藻門種數(shù)最多，各占據(jù)了種類總數(shù)的36．14%和43．56%，說明了綠藻和硅藻為優(yōu)勢類群（優(yōu)勢類群是按照生物密度確定的）．依據(jù)Shannon－Wiener多樣性指數(shù)、Margalef種類豐富度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)判斷潭江春季水體總體為輕度污染水體．

潭江；浮游植物；水質(zhì)評價(jià)；多樣性指數(shù)

潭江是廣東省江門五邑主干河流，流經(jīng)恩平、開平、臺山、新會4個(gè)市區(qū)，注入黃茅海．從污染源調(diào)查來看，流域產(chǎn)業(yè)中以造紙、紡織、印染、食品、化工等污染物排放量最大．采用生物監(jiān)測對河流健康狀況進(jìn)行評價(jià)已經(jīng)成為一種趨勢［1］．本次實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖钦{(diào)查廣東省水環(huán)境，研究流域水污染控制與治理，從而保護(hù)水環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展．

1 材料與方法

1．1 采樣點(diǎn)的設(shè)置

調(diào)查共布設(shè)了8個(gè)采樣斷面，從上游到下游各采樣斷面的分布情況見圖1．

圖1 潭江流域地形Fig．1 Topographic map of Tanjiang river

1．2 樣品的采集

浮游植物定性樣品用25號浮游生物網(wǎng)在水下50 cm表層緩慢“∞”拖曳采集，并用采水器采集定量樣品1 000 m L，立即用魯哥氏液固定，濃縮到50 m L，帶回實(shí)驗(yàn)室鑒定 ．

1．3 生物多樣性指數(shù)

依據(jù)文獻(xiàn)［1］選取以下指數(shù)作為評價(jià)指標(biāo)：

1）Shannon－Wiener物種多樣性指數(shù)

式中，H′為多樣性指數(shù)，s為樣品中的生物種類總數(shù)，Pi為第i種的個(gè)體數(shù)目與樣品總個(gè)體數(shù)目的比值．

2）Margalef種類豐富度指數(shù)式中，MI表示Margalef種類豐富度指數(shù)，S表示樣品中生物種類總數(shù)，N表示樣品中個(gè)體總數(shù)．

3）Pielou均勻度指數(shù)

計(jì)算公式［4］J＝H′／ln S，式中，J為均勻度指數(shù)，H′為多樣性指數(shù)，S為樣品中的生物種類總數(shù)．

2 結(jié)果

2．1 潭江浮游植物群落構(gòu)成

在潭江布設(shè)的8個(gè)采樣斷面中共鑒定出了202種浮游植物，隸屬于7門86個(gè)屬，其中硅藻門最多，占34屬88種，占藻類總數(shù)的43．56%；綠藻門占32屬73種，占藻類總種數(shù)的36．14%；藍(lán)藻門占10屬23種，占藻類總種數(shù)的11．39%；裸藻門占5屬12種，占藻類總數(shù)的5．94%；金藻門占3屬3種，占藻類總種數(shù)的1．49%；黃藻門占1屬2種，占藻類總種數(shù)的0．99%；甲藻門最少，占1屬1種，占藻類總種數(shù)的0．50%．潭江的各個(gè)采樣斷面的浮游植物群落構(gòu)成如表1所示．

表1 潭江各采樣斷面浮游植物種類組成Tab．1 Phytoplankton composition of different sampling sites in Tanjiang river

優(yōu)勢種主要有綠藻門的集星藻（Actinastrumhantzschii）、四尾柵藻（Scenedesmusquadricauda）、四足十字藻（Crucigeniatetrapedia）、四角十字藻（Crucigeniaquadrata）、狹形纖維藻（Ankistrodesmusangustus）、空球藻（Eudorinaelegans）、實(shí)球藻（Pandorinamorum）、韋氏藻（Westellabotryoides）；硅藻門的尖針桿藻（Synedraacus）、小環(huán)藻（Cyclotellasp．）、細(xì)弱明盤藻（Hyalodiscussubtilis）、虹彩圓篩藻（Coscindiscusoculus－iridisEhrenberg）、輻射列圓 篩藻 （CoscindiscusradiatusEhrenberg）、顆粒直鏈藻 （Melosira granulate）、扁圓卵形藻（CocconeisplacentulaEhrenberg）、橢圓雙壁藻（Diploneiselliptica）；裸藻門的扁裸藻（Phacussp．）．各個(gè)采樣斷面的優(yōu)勢種除了新會三和鎮(zhèn)以外，其他7個(gè)采樣斷面的優(yōu)勢種組成很相似，以綠藻中的集星藻屬、柵藻屬、十字藻屬和裸藻為主；而新會三和鎮(zhèn)主要以硅藻為主，其中虹彩圓篩藻在各個(gè)采樣點(diǎn)的平均值達(dá)到35．50%，柵藻和裸藻可以用來反映水質(zhì)情況．不同采樣斷面的柵藻和裸藻百分比見圖2．

圖2 不同采樣斷面的柵藻和裸藻百分比Fig．2 Percentage ofScenedesmusandEuglenain different sampling sites

2．2 浮游植物多樣性指數(shù)

浮游植物多樣性指數(shù)是描述生物結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，反映了組成生物群落的種類與其個(gè)體數(shù)的函數(shù)關(guān)系，它是水體的理化性質(zhì)及生物等多種生態(tài)因子綜合反映的結(jié)果［5］．物種多樣性能表征生物群落和生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，其能夠在結(jié)構(gòu)類型、組織水平、發(fā)展階段和生境差異方面表現(xiàn)群落的特征［6］．表2為潭江浮游植物群落密度．林碧琴等［7］在研究水生藻類與水體的污染監(jiān)測時(shí)指出，在大部分的多樣性指數(shù)中，組成群落的生物種數(shù)越多，其多樣性指數(shù)越大，多樣性指數(shù)大的群落穩(wěn)定性也高．

表2 潭江浮游植物群落密度Tab．2 Phytoplankton community densities of Tanjiang river

Shannon－Wiener多樣性指數(shù)（H′）可反映浮游植物的群落結(jié)構(gòu)，其群落結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，結(jié)構(gòu)就越趨于穩(wěn)定．即H′＜1時(shí)表示水體為重污染；H′＝1～3時(shí)表示水體中度污染，其中當(dāng)H′＝1～2時(shí)表示α－中度污染（重中污染），H′＝2～3時(shí)表示β－中度污染（輕中污染）；當(dāng)H′＞3時(shí)表示水體輕度污染至無污染［8］．潭江浮游植物多樣性指數(shù)見表3，從表3可以看出，恩平、圣堂、獨(dú)醒中學(xué)、赤坎鎮(zhèn)、半島酒店、水口鎮(zhèn)、牛灣7個(gè)采樣斷面的H′均大于3，表明這幾個(gè)斷面的水質(zhì)都比較好，處于輕度污染或無污染；新會三和鎮(zhèn)的H′＝2．796，處于β－中度污染狀態(tài)．

Margalef種類豐富度指數(shù)（MI）能夠表示群落種類的豐富程度，一般來說健康環(huán)境中，種類豐富程度高；污染環(huán)境中，種類豐富度低．MI數(shù)值高，表示污染程度輕；MI數(shù)值低，表示污染程度嚴(yán)重．評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分為5個(gè)等級：0～1為嚴(yán)重污染，1～2為重污染，2～3為中污染，3～4為輕污染，＞4為清潔［9］．從表3可以看出，除了新會三和鎮(zhèn)的MI＝3．345，水質(zhì)為輕污染外，其他7個(gè)斷面的MI均大于4，水質(zhì)為清潔．

Pielou均勻度指數(shù)（J）反映了浮游植物物種個(gè)體數(shù)分配的均勻程度．J值的范圍為0～1，J值大時(shí)體現(xiàn)種間個(gè)體數(shù)分布較均勻；J值小反映種間個(gè)體數(shù)分布欠均勻［10］．從表3可以看出，恩平、圣堂、獨(dú)醒中學(xué)、赤坎鎮(zhèn)4個(gè)斷面的均勻度基本一致，為最高；半島酒店、水口鎮(zhèn)、牛灣3個(gè)斷面的均勻度次之；新會三和鎮(zhèn)的均勻度相比之下最低．

表3 潭江浮游植物多樣性指數(shù)值Tab．3 Diversity indices of the phytoplankton in Tanjiang River

3 討論及結(jié)論

從浮游植物的群落組成來看，潭江浮游植物以硅藻和綠藻為主，各占藻類總數(shù)的43．56%和36．14%，浮游植物的群落結(jié)構(gòu)屬于硅藻型和綠藻型同時(shí)存在．唐匯娟［11］曾于2003年調(diào)查潭江下游及黃茅海入?？诟∮沃参铿F(xiàn)狀，16個(gè)采樣點(diǎn)共觀察到浮游植物58屬71種，其中綠藻門27種，硅藻門19種，藍(lán)藻門12種，其余為隱藻、裸藻和甲藻類．本次調(diào)查的種類數(shù)相比2003年的有所下降，這與當(dāng)?shù)鼐用穹从乘|(zhì)受到污染，河中魚類種類減少是一致的．根據(jù)李雪松［12］等利用指示性浮游植物群落劃分的污染等級：藍(lán)藻門占70%以上，耐污種大量出現(xiàn)為多污染帶；藍(lán)藻門占60%左右，藻類較多為α－中度污染，硅藻門及綠藻門為優(yōu)勢類群，各占30%左右，為β－中度污染；硅藻門為優(yōu)勢類群，占60%以上，為寡污染．因此，從總體上看潭江水質(zhì)處于β－中度污染．從潭江各個(gè)采樣斷面的浮游植物群落構(gòu)成來看，其結(jié)果與總體來看基本保持一致，即8個(gè)采樣斷面的水質(zhì)除新會三和鎮(zhèn)外均處于β－中度污染，而新會三和鎮(zhèn)的硅藻占到了68．18%，即處于寡污染狀態(tài)．

從優(yōu)勢種的組成來看，已知柵藻極喜歡在營養(yǎng)豐富的靜水中繁殖，許多種類對有機(jī)污染具有較強(qiáng)的耐性，在水質(zhì)評價(jià)中常用來作為指示生物；裸藻喜歡生長在有機(jī)質(zhì)豐富、營養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度高的水體中，數(shù)量高時(shí)可以反映水體有富營養(yǎng)化趨勢，并在營養(yǎng)充足時(shí)大量繁殖形成水華．從圖2中可以看出柵藻在除新會三和鎮(zhèn)外的各個(gè)采樣斷面中所占的百分比均很高，平均達(dá)到15%，半島酒店更是高于20%，可能與采樣點(diǎn)距離排污口較近，水體有機(jī)質(zhì)含量高有關(guān)，因此從柵藻水平來看潭江已受到一定程度的有機(jī)污染；裸藻在除半島酒店外的各個(gè)斷面所占比例雖然并不是很高，但已經(jīng)具有一定的優(yōu)勢，反映潭江水質(zhì)有富營養(yǎng)化趨勢出現(xiàn)．新會三和鎮(zhèn)的柵藻和裸藻含量明顯低于其他采樣斷面，僅為1．68%和1．71%，由于定性和定量采樣分開進(jìn)行，所以定量觀察時(shí)，看到的大多為硅藻，尤以圓篩藻為主，其他藻類出現(xiàn)得很少，并且水很渾濁，而定性觀察時(shí)卻看到了一些種類的綠藻和其他藻類，2次觀察存在一些誤差．

浮游植物多樣性指數(shù)也常用來作為水質(zhì)評價(jià)指標(biāo)，當(dāng)水體受到污染后，浮游植物群落會出現(xiàn)種類數(shù)目減少的情況，而一些耐污種的個(gè)體會大量增加成為優(yōu)勢種，導(dǎo)致多樣性指數(shù)下降．因此可以用多樣性指數(shù)來反映水質(zhì)的污染狀況，多樣性指數(shù)越高水質(zhì)的污染程度越輕；反之，則受污染程度較重．本文采用Shannon－Wiener多樣性指數(shù)、Margalef種類豐富度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)對潭江的各個(gè)采樣斷面的水質(zhì)進(jìn)行了評價(jià)．從各個(gè)采樣斷面的3個(gè)指數(shù)值來看，除新會三和鎮(zhèn)外其余7個(gè)采樣斷面的Shannon－Wiener多樣性指數(shù)均大于3，Margalef種類豐富度指數(shù)均大于4，Pielou均勻度指數(shù)均比較接近1，說明了這7個(gè)采樣斷面水質(zhì)均較好，處于輕度污染至無污染狀態(tài)，而由新會三和鎮(zhèn)的3個(gè)指數(shù)可以看出其水質(zhì)處于β－中度污染狀態(tài)或輕度污染狀態(tài)；從上游的恩平到下游的新會三和鎮(zhèn)各個(gè)采樣斷面的對比來看，各個(gè)指數(shù)從上游到下游均有減少趨勢，說明了潭江的水質(zhì)從上游到下游的污染程度逐漸加深．

建議：定期進(jìn)行水體污染源調(diào)查和水質(zhì)監(jiān)測；依法治理污染源；將生活污水完全截留，實(shí)施污／雨分流，雨水則可直接排入自然水體中，降低污水處理廠處理負(fù)荷；加強(qiáng)城鎮(zhèn)的綜合衛(wèi)生管理，健全垃圾處理站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，在沿河設(shè)置一些公共廁所，對大眾加強(qiáng)保護(hù)水質(zhì)的教育，對水環(huán)境實(shí)行有效的監(jiān)督和保護(hù)．

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（責(zé)任編輯：趙藏賞）

A phytoplanktonic investigation and water quality assessment about Tanjiang river

CAI Duan－bo1，YANG Li－kun2，ZHANG Wei2，LAI Zhao2，AN Shan2
（1．College of Quality and Technical Supervision，Hebei University，Baoding 071000，China；
2．College of Life Sciences，Hebei University，Baoding 071002，China）

A phytoplanktonic investigation of Tanjiang river was conducted in March and July 2011．There were 202 species of phytoplankton belonging to 86 genera and 7 phyla identified altogether．Chlorphyta and Bacillariophyta which occupied 36．14%and 43．56%of the total species number were the most，indicating that the green algae and diatom were the dominant groups．According to the dominant species of phytoplankton，Tanjiang river had been contaminated and a eutrophication had emerged；Tanjiang river wasβ－meso－polluted to oligo－polluted judging from phytoplankton community while it was clean or lightpolluted judging from Shannon－Wiener diversity index，Margalef species diversity index and Pielou evenness index．Tanjiang river was light－polluted or oligo－polluted judging from the above indicators in spring．

Tanjiang river；phytoplankton；water quality assessment；diversity index

Q89

A

1000－1565（2012）04－0410－06

2011－07－16

國家重大科技專項(xiàng)課題（2009ZX07528－001）；河北省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（07276723）；河北省水產(chǎn)局資助項(xiàng)目（冀漁科20110403）；河北大學(xué)博士基金資助項(xiàng)目（2011－229）

蔡端波 （1977－），男，湖南益陽人，河北大學(xué)工程師，主要從事水域環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測研究．

E－mail：906472733＠qq．com