王汨+楊柏賀+孟云飛+殷旭旺+徐宗學+郝長琦
摘 要:為了了解北京北運河水系夏季浮游植物群落結構特征,于2015年8月對北運河水系的20個采樣點進行野外調查,運用浮游植物群落結構特征進行評價。共鑒定出浮游植物7門80種,各采樣點位平均密度為1 060.14萬個/L,香農-威納指數平均值為2.83,均勻度平均值為0.67。通過分析,得出結論,北運河水系水體為中度污染。
關鍵詞:北運河;浮游植物群落;多樣性
野外采樣調查水體中浮游植物群落是了解河流生態(tài)系統的基本[1]。浮游植物是河流生態(tài)系統中的主要初級生產者之一,也是河流生態(tài)系統中物質循環(huán)和信息傳遞的主要因素[2]。浮游植物群落的種類組成、生物量和各種指數等群落特征近些年來一直被用作評價河流生態(tài)系統的指標[3]。
本次野外調查研究以北京的北運河水系浮游植物群落為研究對象,研究了2015年夏季北運河水系浮游植物的物種數、密度、香農-威納指數等群落特征[4],并從浮游植物群落特征角度評價了北京北運河水系水質情況,望能為北運河水系保護提供有效數據支持。
1 材料與方法
1.1 北運河采樣點設置
北運河發(fā)源于北京市的昌平區(qū)和海淀區(qū)附近,向南流經通州區(qū)、天津市,最后匯入海河,承擔著防洪的重要任務。根據北運河水系流經的地區(qū),共設置20個采樣點位(圖1)。
1.2 浮游植物樣品的采集與處理
每個采樣點分層采取混合2 L水樣后加入10 mL的魯哥氏液,固定水樣,并送回室內,靜置48 h,將采取的水樣濃縮至100 mL,吸取其中0.1 mL于浮游植物計數器中,根據有關文獻進行鑒定[5-6]。
1.3 數據的分析和處理
計算北運河水系浮游植物群落的香農-威納指數和均勻度指數以及優(yōu)勢種[2],并進行分析。
用Excel 2012制作浮游植物柱狀圖并進行均勻度指數計算[7],運用Biodiversity Profession 2.0計算浮游植物群落香農-威納指數。
2 結果及分析
2.1 浮游植物群落結構特征
北京夏季北運河水系鑒定出浮游植物共7門80種(見表1),其中綠藻門物種數最高,為33種,占浮游植物物種總數的41.25%;其次為硅藻門,為28種,占浮游植物物種總數的35.00%,藍藻門、裸藻門、甲藻門、黃藻門和隱藻門物種數相對較少,分別為9種、5種、3種、1種和1種,分別占浮游植物物種總數的11.25%、6.25%、3.75%和1.25%和1.25%;就密度而言,藍藻門密度最高,總密度數值為12 930.00萬個/L,占總密度的61.03%;其次為綠藻門,總密度數值為4 295.00萬個/L,占總密度的20.27%,硅藻門、裸藻門、甲藻門、黃藻門和隱藻門密度較低,總密度數值分別為3 040.00萬個/L、870.00萬個/L、37.00萬個/L、12.50萬個/L和0.20萬個/L,分別占總密度的14.35%、4.11%、0.17%、0.06%和0.01%(見圖2)。夏季共有5種,其中硅藻門和藍藻門各2種,裸藻門1種,分別為梅尼小環(huán)藻(Y=005)、雙頭菱形藻(Y=0.02)、尾裸藻(Y=002)、微小色球藻(Y=0.03)和小席藻(Y=003)(見表2)。
北運河水系夏季各采樣點物種平均值為1800種,物種數最高點位于B19,物種數為32種,最低點位于B8和B4;各采樣點密度平均值為1 060.14萬個/L,密度最高點位于B8,密度為4 500.50萬個/L,最低點位于B4;各采樣點香農-威納指數平均值為2.83,各采樣點香農-威納指數最高點位于B19,香農-威納指數為3.73,最低點位于B8,均勻度指數平均值為0.67,均勻度指數最高點位于B16,均勻度指數為0.96,最低點位于B8(見圖3)。
3 討論
此次野外調查,北運河水系共鑒定出浮游植物6門78種,綠藻門物種數最高,其次為硅藻門。黃藻門密度最高,其次為藍藻門。綠藻門種類適應環(huán)境能力較強,且北運河水系水體適合綠藻門多個種類的生長與繁殖,小型黃絲藻在某些點位密度較高,導致黃藻門密度較高,由于絲狀藻類的存在,使得藍藻門的密度較高。此次調查出現了很多種喜歡生活在富營養(yǎng)化水體的藻類,如硅藻門的梅尼小環(huán)藻(Cyclotella meneghiniana)和綠藻門四尾柵藻(Scenedesmus quadricauda)等,這說明北運河水系部分水體已經呈現富營養(yǎng)化。夏季北運河水系有5種優(yōu)勢種,梅尼小環(huán)藻和微小色球藻喜歡生活在富營養(yǎng)化的水體中,尾裸藻喜歡生活在有機質含量較高的水體中,雙頭菱形藻類喜歡生活在渾濁的水體中,小席藻喜歡生活在不穩(wěn)定的水體中, 單從優(yōu)勢種來分析,北運河水系部分地區(qū)水體渾濁,且污染較為嚴重。
很多國內外研究表明,浮游植物香農-威納指數在某種程度上可以鑒定水質情況[8-9]。B1~B7點位和B15~B20采樣點位相對偏僻,人類活動干擾相對較少,較其他采樣點位香農-威納指數相對較高 ,其他點位香農-威納指數相對較低,北運河水系浮游植物群落的香農-威納指數平均值2.83。根據香農-威納指數評價水質標準[8-9],香農-威納指數數值2~3之間,為中度污染,綜合分析,得出結論:北京北運河水系受到了中度污染。
參考文獻:
[1] 易少奎,黎潔,曾聰,等. 海河流域浮游植物物種組成與豐富度水平分布格局[J]. 環(huán)境科學學報,2013,33(5):1467-1474.
[2] 李慶南, 趙文, 殷旭旺, 等. 遼河太子河水系的浮游植物種類多樣性研究[J]. 大連海洋大學學報, 2011, 26(4):322-327.
[3] Padisak J, O Crossetti L,Naselli-Flores L. Use and misuse in the application of the phytoplankton functional classification: a critical review with updates [J]. Hydrobiologia, 2009, 621:1–19.
[4] 劉足根, 張柱, 張萌, 等. 贛江流域浮游植物群落結構與功能類群劃分[J]. 長江流域資源與環(huán)境, 2012, 21(3):375-384.
[5] 韓茂森, 束蘊芳.中國淡水生物圖譜[M].北京: 海洋出版社,1995.
[6] 胡鴻鈞, 李堯英, 魏印心,等. 中國淡水藻類[M]. 上海:上??茖W技術出版社, 1979.
[7] 王博涵,李文香,項珍龍,等,濟南地區(qū)河流浮游植物功能群與環(huán)境因子的關系[J].大連海洋大學學報,2015,30(5):524-530.
[8] Brendonck L, Maes J, Rommens W, et al. The impact of water hyacinth (Eichhornia crassipes) in a eutrophic Subtropoical impoundment (Lake Chivero, Ximbabwe).II. Species diversity [J].Arch. Hydrobiol., 2003,158:389 -405.
[9] 況琪軍,馬沛明,胡征宇,等.湖泊富營養(yǎng)化的藻類生物學評價與治理研究進展[J].安全與環(huán)境學報,2005,5(2): 87-91.endprint