仁懷市主要流域藻類植物多樣性研究

李巧玉　王曉宇

摘要：為了解中國醬酒核心產(chǎn)區(qū)主要流域藻類植物組成，采用樣線法對該區(qū)域進(jìn)行藻類植物調(diào)查，共采集到240個樣品，對樣品進(jìn)行固定、酸處理后，在顯微鏡下對藻類植物進(jìn)行觀察、計數(shù)和拍照，分析研究區(qū)的藻類植物組成及水質(zhì)。結(jié)果表明：（1）研究區(qū)藻類植物共有9門14綱32目62科157屬712種（含145變種和12變型），包括貴州省新記錄科1個、新記錄屬7個、新記錄種110個（包括變種、變型）。區(qū)內(nèi)硅藻門種類最多，有297種，占總物種數(shù)的39.24%，其次為綠藻門，有242種，占總物種數(shù)的33.28%。研究區(qū)以水生藻類為主，其次為亞氣生藻類，氣生藻類種類最少，水生和亞氣生環(huán)境藻類中硅藻種類最多，其次為綠藻，氣生環(huán)境藻類以綠藻為主；（2）研究區(qū)流域內(nèi)上游藻類植物多樣性最高，中游次之，下游最少；（3）基于綠藻商和復(fù)合藻商對水質(zhì)評價，水體呈富營養(yǎng)水平。

關(guān)鍵詞：中國醬酒核心產(chǎn)區(qū)；藻類植物；物種多樣性；水質(zhì)評價

中圖分類號：S932.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1008－0457（2023）06－0056－09國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2023.06.008

藻類植物是水生生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分，對環(huán)境變化十分敏感，可以作為判斷水質(zhì)狀況的指示物種［1，2］。藻類植物是水體中污染物的主要蓄積者，有利于降低水體污染物，起到重要的凈化作用。同時，藻類植物的多樣性是一個地區(qū)生物多樣性的重要組成部分之一，能很好反應(yīng)一個地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的完整性及受人類活動產(chǎn)生的脅迫性大小。藻類植物的組成和分布特征能較快、準(zhǔn)確地反映生境質(zhì)量、生態(tài)系統(tǒng)健康程度以及人類活動干擾等生態(tài)環(huán)境狀況［3，4］。

仁懷市位于貴州省西北部，地處赤水河中游，大婁山脈西段北側(cè)。地理坐標(biāo)為N27°33′30″～28°10′19″，E105°59′49″～106°35′50″之間。仁懷東南多系高山丘陵，西北多屬河谷坡地。境內(nèi)坡陡谷深，地貌多種多樣。海拔高差大，最高點1681.4 m，最低點329.5 m。年平均溫度15.8 ℃。境內(nèi)干流有赤水河、桐梓河，主要河流有鹽津河、五馬河、九倉河、五岔河和觀音寺河等，大小河溪170條，河流總長850 km，平均年徑流深408.4 mm。

仁懷市作為我國醬香酒的產(chǎn)區(qū)之一，其特殊的氣候條件和水體環(huán)境為優(yōu)質(zhì)醬香白酒的釀造提供獨特的自然生態(tài)環(huán)境，其中以赤水河為主的水體環(huán)境起著不可替代的作用。藻類植物是水體的重要組成部分，是反映水環(huán)境質(zhì)量的重要因素。目前關(guān)于中國醬酒核心產(chǎn)區(qū)主要流域藻類植物研究較少，本次對仁懷市藻類植物多樣性進(jìn)行全面調(diào)查，調(diào)查范圍包括赤水河干流和仁懷市境內(nèi)赤水河各支流，得出該區(qū)域藻類植物的物種組成、優(yōu)勢科、優(yōu)勢屬及貴州新分布，了解和掌握藻類植物的多樣性，為該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境評估及保護(hù)提供數(shù)據(jù)支撐。

1材料與方法

1.1樣點布置

本次研究對中國醬酒核心產(chǎn)區(qū)仁懷市干流和仁懷市境內(nèi)各主要支流（觀音寺河、牛渡河、鹽津河、五馬河、九倉河、段江河、蔡家溝、母豬龍河、金溪河和五岔河），以及河流沿線的水塘、水溝、水坑、水田、濕地、滴水或滲水巖壁、林下陰濕巖表等環(huán)境進(jìn)行藻類樣品采集，得到藻類植物樣品共240個。

1.2調(diào)查方法

浮游藻類采集：在水體橫斷面用25#浮游生物網(wǎng)撈取，用5%甲醛水溶液固定。

著生藻類采集：通過刀片刮取或吸管吸取著生于各種基質(zhì)上的藻類，用5%甲醛水溶液固定。

藻類鑒定：將采集的樣品置于光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行形態(tài)特征觀察、拍照，參考《中國淡水藻志》、《中國淡水藻類——系統(tǒng)分類及生態(tài)》、《中國西藏硅藻》等［5-38］進(jìn)行物種鑒定。

1.3數(shù)據(jù)處理與分析

參照楊鴻雁［39］、劉紅敏等［40］的方法，將所含屬數(shù)≥4屬，且所含藻類種類數(shù)≥16種的科定為優(yōu)勢科，將含藻類植物種數(shù)≥16種的屬定為優(yōu)勢屬。

2結(jié)果與分析

2.1藻類植物的組成特征

通過野外采樣和室內(nèi)分析得到，研究區(qū)共記錄到藻類植物712種（含145變種和12變型），隸屬9門14綱32目62科157屬。其中，藍(lán)藻門包括了1綱4目12科27屬83種，硅藻門2綱7目12科47屬297種（含77個變種和6個變型）、綠藻門3綱11目22科62屬242種（含56個變種和4個變型），裸藻門1綱1目4科9屬69種（含12個變種和1個變型），甲藻門1綱1目3科4屬11種，隱藻門1綱1目1科1屬2種，紅藻門2綱2目2科2屬2種，金藻門2綱2目2科2屬4種，黃藻門1綱2目2科2屬2種。

從種的組成來看，硅藻門物種數(shù)最多，占總物種數(shù)的39.24%，其次為綠藻門，占總物種數(shù)的33.28%，紅藻門、黃藻門、隱藻門的物種數(shù)各為2種，金藻門4種、共10種，4個門物的種數(shù)比較小，共占種數(shù)的均為1.66%。各門物種數(shù)占總物種種數(shù)占比由大到小排序為硅藻門、綠藻門、藍(lán)藻門、裸藻門、甲藻門、金藻門、紅藻門、隱藻門、黃藻門（表1）。

2.1.1優(yōu)勢科、屬的組成

從科的組成來看，屬數(shù)≥4、且種數(shù)≥16的科為優(yōu)勢科，本地區(qū)共有7個優(yōu)勢科，占總科數(shù)的11.29%，7個優(yōu)勢科共有336種，占總物種數(shù)的55.64%。其中硅藻門優(yōu)勢科3科28屬149種，占總科數(shù)、總屬數(shù)、總物種數(shù)的4.84%、17.83%、24.67%，綠藻門優(yōu)勢科3科25屬129種，占總科數(shù)、總屬數(shù)、總物種數(shù)的4.84%、15.92%、21.36%，裸藻門優(yōu)勢科1科5屬58種，占總科數(shù)、總屬數(shù)、總物種數(shù)的1.61%、3.18%、9.60%。研究區(qū)含有1種的單種科有20科，占總科數(shù)的32.26%，含有2～9種的寡種科有24種，占總科數(shù)的38.71%，單種科和寡種科占總科數(shù)的70.98%。單種科和寡種科的占比體現(xiàn)科級水平上的多樣性［41］。由此可知，研究區(qū)藻類植物在科級水平上的多樣性高。

從屬的組成來看，種數(shù)≥16的屬為優(yōu)勢屬，本地區(qū)共有9個優(yōu)勢屬，占總屬數(shù)的5.73%，9個優(yōu)勢屬共有191種，占總物種數(shù)的41.46%。其中硅藻門優(yōu)勢屬5屬106種，占總物種數(shù)的17.55%，綠藻門優(yōu)勢屬2屬64種，占總物種數(shù)的10.60%，裸藻門優(yōu)勢屬2屬37種，占總物種數(shù)的6.13%。研究區(qū)含有1種的單種屬有66屬，占總屬數(shù)的41.77%，含有2～5種的寡種屬有59屬，占總屬數(shù)的37.34%，單種屬和寡種屬占總屬數(shù)的79.11%。研究區(qū)藻類植物在屬級水平上的多樣性高。

2.1.2藻類植物的生態(tài)類型

藻類植物可依據(jù)生活環(huán)境分成氣生環(huán)境藻類、亞氣生環(huán)境藻類和水生環(huán)境藻類三種生態(tài)類型。研究區(qū)內(nèi)記錄到氣生環(huán)境藻類2種，亞氣生環(huán)境藻類59種，水生環(huán)境藻類567種。

氣生環(huán)境藻類僅在綠藻門記錄到2屬2種，為綠球藻屬Chlorococcum的土生綠球藻C. humicola，橘色藻屬Trentepohlia的冷杉橘色藻T.abietina。

亞氣生環(huán)境藻類記錄到4門31屬59種，其中硅藻門15屬30種，占總物種數(shù)的50.85%，藍(lán)藻門10屬19種，占總物種數(shù)的32.20%，綠藻門5屬9種，占總物種數(shù)的15.25%，紅藻門1屬1種，占總物種數(shù)的1.69%?？梢?，該區(qū)亞氣生藻類硅藻種類最多，其次為藍(lán)藻，再其次是綠藻，最少的是紅藻。

水生藻類記錄到9門157屬567種，其中硅藻門42屬223種，占總物種數(shù)的39.33%，綠藻門62屬198種，占總物種數(shù)的34.92%，藍(lán)藻門27屬65種，占總物種數(shù)的11.46%，裸藻門9屬61種，占總物種數(shù)的10.76%，甲藻門4屬11種，占總物種數(shù)的1.94%，金藻門3屬4種，占總物種數(shù)的0.71%，黃藻門2屬2種，占總物種數(shù)的0.35%，隱藻門1屬2種，占總物種數(shù)的0.35%，紅藻門1屬1種，占總物種數(shù)的0.18%。由此可知，各門水生藻類種數(shù)占總物種數(shù)占比由大到小排序為硅藻門>綠藻門>藍(lán)藻門>裸藻門>甲藻門>金藻門>黃藻門、隱藻門、紅藻門。

2.1.3研究區(qū)內(nèi)貴州新記錄科、屬、種

通過實地調(diào)查，仁懷市境內(nèi)共發(fā)現(xiàn)藻類新記錄科1個，新記錄屬7個、新記錄種（包括變種、變型）110個（表5）。

貴州新記錄科為角盤藻科Eupodiscaceae，物種為光滑側(cè)鏈藻Pleurosira laevis（圖1）。斐國鳳等首次報道該物種分布湖北武漢［42］，國外見于美國、智利、比利時、法國、英國、匈牙利、意大利、西非、南非、埃及、以色列、約旦、伊拉克。仁懷市分布于茅臺鎮(zhèn)羅村村、合馬鎮(zhèn)年合村木溪河和鹽津街道辦水井灣，河溝中底棲。

貴州新記錄屬為側(cè)鏈藻屬Pleurosira、異鞭藻屬Anisonema、扭曲藻屬Helikotropis、月形藻屬Closteridium、輻球藻屬Radiococcus、腎卵藻屬Oonephris和形藻屬Nephrocytium。

在新記錄種中，孟加拉舟形藻Navicula bengalensis 分布于孟加拉國的Whatabevot地區(qū)，在我國僅在廣東江門珠江三角洲的全新世底層發(fā)現(xiàn)其化石［18］，本次是國內(nèi)活體首次發(fā)現(xiàn)（圖2）。該物種一般在熱帶海洋，也出現(xiàn)在半咸水環(huán)境中，本次為淡水中首次發(fā)現(xiàn)其分布，生活于仁懷市赤水河、九倉河和五馬河中，底棲或浮游。

2.2藻類植物的分布特征

不同地域人為活動對環(huán)境的影響間接造成區(qū)域內(nèi)藻類植物多樣性的差異。本文把仁懷境內(nèi)的赤水河流域分為上、中、下游三段，分析不同區(qū)域藻類植物的多樣性。上游主要包括九倉河、五馬河流域，涉及五馬鎮(zhèn)、茅壩鎮(zhèn)、龍井鎮(zhèn)、九倉鎮(zhèn)、后山鄉(xiāng)和長崗鎮(zhèn)；中游主要包括鹽津、河流域、母豬龍河流域，涉及茅臺鎮(zhèn)、壇廠街道、魯班街道、中樞街道、鹽津街道、蒼龍街道和高大坪鎮(zhèn)（部分）；下游主要包括觀音寺河、桐梓河和五岔河流域，涉及高大坪鎮(zhèn)（部分）、合馬鎮(zhèn)、二合鎮(zhèn)、三合鎮(zhèn)、火石鎮(zhèn)、美酒河鎮(zhèn)、喜頭鎮(zhèn)、學(xué)孔鎮(zhèn)、大壩鎮(zhèn)。

對中國醬酒核心產(chǎn)區(qū)仁懷市藻類植物在區(qū)域內(nèi)的分布進(jìn)行分析得，在712種（包括變種、變型；下同）藻類植物中，上中下游共有種153個，上游獨有種140個；中游獨有種98個；下游獨有種135個（表6）。

對物種的分布分析發(fā)現(xiàn)，上游共有藻類421種、中游共有藻類169種、下游共有藻類164種，分別占總數(shù)（712種）的59.13%、23.74%和23.04%。由此可得，上游藻類植物的多樣性明顯高于中下游。

2.3研究區(qū)水質(zhì)的藻類生物學(xué)評價

藻類植物的種類組成在一定程度上可以反映水質(zhì)情況［4］。Thunmark和Nygaard[8]依據(jù)以藻類種類組成與水質(zhì)的關(guān)系，提出藻類種類商，如綠藻商=綠藻種數(shù)（不含鼓藻種數(shù)）/鼓藻種數(shù)、復(fù)合藻商=（藍(lán)藻+綠藻+中心綱+裸藻種數(shù)）/鼓藻種數(shù)。這些指數(shù)用于評價水體環(huán)境質(zhì)量，根據(jù)藻商值的大小可將水體質(zhì)量劃分不同等級。綠藻商0～1為貧營養(yǎng)型、1～5為富營養(yǎng)型、5～15為重富營養(yǎng)型。本次研究在水體中得到藍(lán)藻66種，綠藻257種，鼓藻85種，裸藻74種，硅藻中心綱21種，綠藻商2.02，復(fù)合藻商4.92。綠藻商和硅藻商二者均大于1，且小于5，評價結(jié)果為富營養(yǎng)型。

3結(jié)論與討論

3.1藻類植物的組成特征

通過實地調(diào)查，仁懷市境內(nèi)共鑒定出藻類植物157屬712種（含145變種和12變型）。鄧坦等［43］對赤水河上游茅臺酒生態(tài)功能保護(hù)區(qū)藻類植物調(diào)查記錄到6門8綱15目18科32屬96種，且種群結(jié)構(gòu)以綠藻、硅藻為主。魏秘等［44］基于2011—2016年春季對赤水河干流浮游植物的調(diào)查，記錄到7門68屬233種（變種），主要為硅藻，其次為綠藻。2011年，油秋平等［45］對赤水河干流和支流秋季底棲硅藻調(diào)查記錄到7目11科30屬164種（包括變種及變型）。謝純林等［46］對赤水河流域秋季底棲硅藻調(diào)查記錄到29屬138種。相較于前人藻類植物的調(diào)查結(jié)果，本次調(diào)查在屬和種的數(shù)量明顯增多。種類組成上以硅藻占絕對優(yōu)勢，占總物種數(shù)的39.07%，其次為綠藻，占總物種數(shù)的33.61%；二者之和占總物種數(shù)比高達(dá)70%，且優(yōu)勢科和優(yōu)勢屬均以硅藻和綠藻為主，這說明研究區(qū)藻類植物組成主要以硅藻和綠藻為主，這與前期的研究結(jié)果是一致的。通過對藻類植物生態(tài)組成分析得到，水生藻類是構(gòu)成本區(qū)域藻類的主體，其次為亞氣生藻類，氣生藻類最少。綜上，研究區(qū)藻類植物種類繁多，硅藻和綠藻是該區(qū)域藻類植物的主要組成部分。

本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中國醬酒核心產(chǎn)區(qū)仁懷市境內(nèi)藻類植物中角盤藻科Eupodiscaceae為貴州新記錄科；側(cè)鏈藻屬Pleurosira、異鞭藻屬Anisonema、扭曲藻屬Helikotropis、月形藻屬Closteridium、輻球藻屬Radiococcus、腎卵藻屬Oonephris、腎形藻屬Nephrocytium為貴州新記錄屬。相較于前期調(diào)查，本次新增貴州新記錄科1個、貴州新記錄屬7個、新記錄種（包括變種、變型）110種?；诖?，中國醬酒核心產(chǎn)區(qū)仁懷市境內(nèi)藻類植物具有豐富的物種多樣性。

3.2藻類植物的分布特征

對中國醬酒核心產(chǎn)區(qū)仁懷市藻類植物在區(qū)域內(nèi)的分布進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，上游共有藻類421種（包括變種、變型），占總數(shù)（712種、變種及變型）的59.1%，該區(qū)域的藻類植物多樣性明顯高于中下游，充分反映了上游地區(qū)的環(huán)境優(yōu)于中下游地區(qū)，環(huán)境受人為的影響小，保證了部分赤水河的清潔水源，這對于主要集中在中下游的酒廠具有重要的意義。

3.3水質(zhì)評價

藻類植物對環(huán)境變化極其敏感，種類組成在一定程度上能夠反映所處水體的環(huán)境質(zhì)量。根據(jù)綠藻商［47，48］和復(fù)合藻商［49］對研究區(qū)水體進(jìn)行初步評價，該區(qū)域水體處于富營養(yǎng)型水平。根據(jù)研究區(qū)藻類組成以硅藻、綠藻和裸藻為主體。此外，硅藻作為指示水體質(zhì)量的重要類群，變異直鏈藻（Melosira varians）［50］、梅尼小環(huán)藻（Cyclotella meneghiniana）［51］、小型異極藻（Gomphonema parvulum）［52］等為耐污種，常生活在富營養(yǎng)化水體中。本次調(diào)查中多個樣點出現(xiàn)以上硅藻。胡建成等［53］調(diào)查赤水河流域水質(zhì)得到，水體TN=3.47 mg/L，TP=0.06 mg/L，基于水體理化指標(biāo)可知該區(qū)域水體呈富營養(yǎng)化狀態(tài)。本次研究藻類商指數(shù)的結(jié)果與水體理化指標(biāo)結(jié)果相一致。

3.4結(jié)論

綜上，研究區(qū)藻類植物資源豐富，共有9門157屬712種（包括變種和變型），主要類群為硅藻門、綠藻門。水生藻類是構(gòu)成該區(qū)域藻類植物的主體，其次為亞氣生藻類，氣生藻類最少。本次調(diào)查，研究區(qū)貴州新記錄種增加110種。藻類植物種類數(shù)量分布特征為上游最高，其次為中游，下游藻類植物種類數(shù)量最少?；谠孱惿讨笖?shù)的分析結(jié)果，該區(qū)域水體為富營養(yǎng)化狀態(tài)，需加大控制有機(jī)污染物排放的力度，特別是上游地區(qū)，保持河岸帶的完整性，有利于維持區(qū)域藻類植物多樣性。

（責(zé)任編輯：段麗麗）

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Diversity of Algae in the Main Watersheds of Renhuai City

Li Qiaoyu Wang Xiaoyu

（1.Guiyang Healthcare Vocational University，Guiyang 550081，Guizhou，China; 2.College of Life Science，Guizhou University，Guiyang? 550025，Guizhou，China）

Abstract：To understand the composition of algae in the main watersheds of the core production areas of Chinese sauce wine，the line transect methods was used to conduct algae surveys in the area.A total of 240 samples were collected.After the samples were fixed and acid-treated，the algae were observed，counted and photographed under a microscope to analyze the composition of algae and evaluate water quality in this area.The results show? （1） There were 712 species of algae? （including 145 varieties and 12 variants） in Renhuai City，belonging to nine phyla，14 classes，32 orders，62 families，157 genera.One family，seven genera，and 110 species were first reported from Guizhou Province.Cyanobacteria had the largest number of species in the area，with 297 species，accounting for 39.24% of the total number of species，followed by 242 species from Chlorophyta，accounting for 33.28% of the total species.The study area was dominated by aquatic algae，followed by sub-aerial algae，with the least species of aerial algae.Bacillariophyta was the most common among aquatic and sub-aerial algae，followed by Chlorophyta，and the majority of aerial algae are Chlorophyta; （2） The diversity of algae was the highest in the upper reaches of the study area，followed by the middle reaches and the lowest in the lower reaches; （3） Based on the water quality evaluation by Chlorophyta merchants and compound algae merchants，the water body was at a eutrophic level.

Keywords：Renhuai; algae; newly recorded taxa; water quality evaluation