伍曉林 廖芬 王潔 黃志開(kāi)

摘要：為了解虎跳峽水質(zhì)現(xiàn)狀，對(duì)虎跳峽開(kāi)展了水質(zhì)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)及浮游藻類(lèi)調(diào)查。營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)調(diào)查結(jié)果表明：虎跳峽湖心和2#碼頭均已富營(yíng)養(yǎng)化，其中虎跳峽湖心營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)為輕度富營(yíng)養(yǎng);2#碼頭為重度富營(yíng)養(yǎng)。浮游藻類(lèi)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，虎跳峽湖心和2#碼頭藻密度分別為5.65×106個(gè)/L和2.31×107個(gè)/L，倪氏擬多甲藻占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，分別占總藻密度的98.8%和97.4%，Margalef指數(shù)評(píng)價(jià)水質(zhì)均為重污染。

關(guān)鍵詞：水質(zhì);營(yíng)養(yǎng)狀態(tài);浮游藻類(lèi);虎跳峽

中圖分類(lèi)號(hào)：X824

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944（2018）10-0082-03

1引言

營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)能反應(yīng)水環(huán)境質(zhì)量的好壞，且浮游藻類(lèi)的數(shù)量及群落與營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)密切相關(guān)。浮游藻類(lèi)作為生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者，是水生生物的重要組成部分，其群落組成和數(shù)量變化對(duì)水體的水質(zhì)營(yíng)養(yǎng)狀況有指示作用。虎跳峽位于盤(pán)州市英武鎮(zhèn)，近年來(lái)盤(pán)州市虎跳峽到春季部分水域成醬油色。為了解虎跳峽水環(huán)境質(zhì)量狀況，對(duì)盤(pán)州市虎跳峽進(jìn)行了富營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)及浮游藻類(lèi)調(diào)查，為水環(huán)境管理提供依據(jù)。

2材料與方法

2.1采樣點(diǎn)設(shè)置

在虎跳峽湖心、虎跳峽2#碼頭各布設(shè)一個(gè)點(diǎn)位。

2.2樣品的采集及分析

2018年3月采集樣品，按《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T91-2002）進(jìn)行理化指標(biāo)水樣的采集，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定水溫和pH值。理化指標(biāo)及分析方法見(jiàn)表1。浮游藻類(lèi)樣品的采集固定、濃縮、計(jì)數(shù)按《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版增補(bǔ)版）》執(zhí)行。浮游藻類(lèi)的鑒定參考文獻(xiàn)。

2.3水質(zhì)評(píng)價(jià)方法

2.3.1水質(zhì)類(lèi)別評(píng)價(jià)

按《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）進(jìn)行水質(zhì)類(lèi)別評(píng)價(jià)。

2.3.2營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)辦法》（試行）（環(huán)辦[2011]22號(hào)），采用綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法（TLI（∑））進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)。用0～100的一系列連續(xù)數(shù)字對(duì)湖泊（水庫(kù)）營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行分級(jí)：TLI（∑）<30為貧營(yíng)養(yǎng);30≤TLI（∑）≤50為中營(yíng)養(yǎng);TLI（∑》50為富營(yíng)養(yǎng);50

2.3.3浮游藻類(lèi)評(píng)價(jià)方法

（1）水體中浮游植物數(shù)量的計(jì)算方法。水中浮游植物個(gè)數(shù)的計(jì)算公式：

式（1）中，N為每升水中浮游植物的數(shù)量（個(gè)/L）;Cs為計(jì)數(shù)框面積（mm2）;Fs為每個(gè)視野的面積（mm2）;Fn為計(jì)數(shù)過(guò)的視野數(shù);V為1L水樣經(jīng)沉淀濃縮后的體積（mL）;U為計(jì)數(shù)框體積（mL）;Pn為計(jì)數(shù)出的浮游植物個(gè)數(shù)。

（2）優(yōu)勢(shì)種（Y）計(jì)算方法。優(yōu)勢(shì)度根據(jù)各優(yōu)勢(shì)種出現(xiàn)的頻率及個(gè)體數(shù)量進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式為：

式（2）中，y為優(yōu)勢(shì)度;N：為樣品中某種浮游植物藻或浮游動(dòng)物數(shù)量;N為樣品中總浮游植物數(shù)量;Fi為樣品中某種浮游植物藻出現(xiàn)頻率。當(dāng)物種優(yōu)勢(shì)度Y>0.02時(shí)，該種即為優(yōu)勢(shì)種。

（3）豐富度指數(shù)Margalef（D）計(jì)算及評(píng)價(jià)方法。利用Margalef指數(shù)（D）描述群落中種類(lèi)和個(gè)體的豐度程度。計(jì)算公式為：

式（3）中：S為藻類(lèi)種類(lèi)總數(shù)，N為藻類(lèi)個(gè)體總數(shù)。水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

3監(jiān)測(cè)結(jié)果及評(píng)價(jià)

3.1理化監(jiān)測(cè)

虎跳峽湖心和2#碼頭水質(zhì)主要受總氮和總磷的影響，總氮濃度均超過(guò)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）V類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)（表3）。虎跳峽湖心綜合營(yíng)養(yǎng)指數(shù)為56.69，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)為輕度富營(yíng)養(yǎng);盤(pán)州市虎跳峽2#碼頭綜合營(yíng)養(yǎng)指數(shù)為75.10，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)為重度富營(yíng)養(yǎng)。

3.2浮游藻類(lèi)監(jiān)測(cè)

虎跳峽湖心和2#碼頭均鑒定出浮游藻類(lèi)3門(mén)4種，其中甲藻門(mén)2種（倪氏擬多甲藻和柏林式多甲藻），隱藻門(mén)1種（吻狀隱藻），綠藻門(mén)1種（衣藻）（表4，表5）。虎跳峽湖心和2#碼頭均以甲藻門(mén)的倪氏擬多甲藻占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)?；⑻鴯{湖心總藻密度為5.65×106個(gè)/L，倪氏擬多甲藻、柏林?jǐn)M多甲藻、吻狀隱藻、衣藻藻密度分別為5.58×106個(gè)/L、1.80×l04個(gè)/L、3.00×104個(gè)/L、2.00×104個(gè)/L;倪氏擬多甲藻的優(yōu)勢(shì)度大于0.02，為優(yōu)勢(shì)種。Margalef指數(shù)（D）為0.13，屬于重污染?；⑻鴯{2#碼頭總藻密度為2.31×107個(gè)/L，倪氏擬多甲藻、柏林?jǐn)M多甲藻、吻狀隱藻、衣藻藻密度分別為2.25×107個(gè)/L、1.80×105個(gè)/L、3.00×105個(gè)/L、1.20×105個(gè)/L;倪氏擬多甲藻的優(yōu)勢(shì)度大于0.02，為優(yōu)勢(shì)種。Margalef指數(shù)（D）為0.12，屬于重污染。

4討論

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，發(fā)現(xiàn)虎跳峽周邊無(wú)工礦企業(yè)廢水及生活污水直排現(xiàn)象，回水區(qū)靠近岸邊有較多漂浮在水面的浮游藻類(lèi)、植物殘?bào)w，水面局部呈醬油色。因秋、冬季水位逐漸下降，岸邊淺水區(qū)底棲動(dòng)植物、浮游藻類(lèi)及浮游動(dòng)物（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為動(dòng)植物）直接暴露于岸邊，再加上水溫低，浮游藻類(lèi)、浮游動(dòng)物不適應(yīng)低溫而沉入水底越冬或者死亡沉入水底，殘?bào)w失去水分變干鋪于岸邊土壤或巖石表面;待春季水位逐漸上升，鋪于岸邊土壤或巖石表面的動(dòng)植殘?bào)w受到水體浸泡，使其再次浮出水面，再加上水溫的升高從而導(dǎo)致釋放大量的氮和磷，最終導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化和藻類(lèi)爆發(fā)（水華）。所以春季水體氮和磷含量較高，且靠近岸邊氮和磷含量高于湖中心含量，即虎跳峽湖心營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)為輕度富營(yíng)養(yǎng)，2#碼頭為重度富營(yíng)養(yǎng);藻密度虎跳峽湖心低于2#碼頭。虎跳峽湖心和2#碼頭均以倪氏擬多甲藻占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，分別占總藻類(lèi)數(shù)的98.8%和97.4%。水面表觀(guān)呈醬油色，可能與倪氏擬多甲藻葉綠體為棕黃色有關(guān)。

氮和磷含量、pH值、光照強(qiáng)度、水溫、流速等與藻類(lèi)生長(zhǎng)、群落結(jié)構(gòu)關(guān)系密切。分析倪氏擬多甲藻引起水華的原因可能有以下幾點(diǎn)。

（1）營(yíng)養(yǎng)鹽。氮、磷的過(guò)量排放是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的根本原因。氮是藻類(lèi)自身的組成物質(zhì)，磷直接參加藻類(lèi)光合作用、能量轉(zhuǎn)化。水華形成與氮磷含量有關(guān)。由表3可知，虎跳峽湖心和2#碼頭的氮和磷含量均超過(guò)國(guó)際公認(rèn)的水華暴發(fā)營(yíng)養(yǎng)條件理論閾值（氮為0.2mg/L，磷為0.02mg/L）?；⑻鴯{湖心和2#碼頭氮磷比分別為20：1和11：1，藻密度虎跳峽湖心低于2#碼頭，由此可知倪氏擬多甲藻適宜生長(zhǎng)在低氮磷比的水體中。

（2）pH值、光照。水體pH值和光照與藻類(lèi)生長(zhǎng)、光合作用關(guān)系密切，不同藻類(lèi)適應(yīng)于不同的pH值范圍和光照強(qiáng)度?；⑻鴯{湖心和2#碼頭pH值分別為7.94和7.98，均為弱堿性。有研究表明，弱堿性環(huán)境下倪氏擬多甲藻光合能力要強(qiáng)于中性環(huán)境與弱酸性環(huán)境，其可以更加充分利用水體中的無(wú)機(jī)碳源快速生長(zhǎng)繁殖。倪氏擬多甲藻具有較高的光飽和點(diǎn)，其可以耐受更高光強(qiáng)，這一特性為其形成水華提供了有利條件。

（3）溫度。藍(lán)、綠藻的最適生長(zhǎng)溫度較高，要明顯高于硅、隱藻，倪氏擬多甲藻不同于藍(lán)、綠藻喜高溫的特點(diǎn)，其對(duì)溫度變化適應(yīng)性廣，在7.5～20.O℃均有高光合活性，尤其在低溫水體中通過(guò)環(huán)式電子傳遞鏈保護(hù)光系統(tǒng)，保持高光合活性，使其在春季低溫水體中依然能夠有效同化CO。，將光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，大量積累生物量從而在競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。所以其能適應(yīng)春季水體溫度變化成為優(yōu)勢(shì)種群。

（4）垂直遷移性。擬多甲藻是具有明顯垂直遷移特性的藻類(lèi)，這種特性可促進(jìn)藻細(xì)胞捕獲光照和營(yíng)養(yǎng)鹽。有研究表明，擬多甲藻在12m水深以上水柱中存在明顯的周期性晝夜垂直遷移特性，00：00～16：00擬多甲藻向表層水體遷移并聚集，最大上移速度約為2m/h;白天聚集于水面時(shí)，水面呈醬油色，隨著時(shí)間的推移水面顏色逐漸加深，水體透明度逐漸降低。16：00～00：00擬多甲藻向下部水體遷移，最大下移速度約為4m/h，表觀(guān)顏色逐漸降低，在17：00以后水面基本恢復(fù)到無(wú)水華狀態(tài)，水體透明度增大。擬多甲藻日間遷移至表層獲取光能和無(wú)機(jī)碳來(lái)源，夜間遷移至水下獲取磷源，從而更好的生長(zhǎng)，故垂直遷移性也是擬多甲藻水華的原因之一，同時(shí)擬多甲藻的晝夜垂直遷移是導(dǎo)致擬多甲藻水華表層水體表觀(guān)顏色不斷變化的主要原因。

5結(jié)論

（1）富營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)監(jiān)測(cè)分析表明，虎跳峽湖心和2#碼頭均已富營(yíng)養(yǎng)化?；⑻鴯{湖心營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)為輕度富營(yíng)養(yǎng);2#碼頭為重度富營(yíng)養(yǎng)。

（2）浮游藻類(lèi)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，虎跳峽湖心和2#碼頭總藻密度分別為5.65×106個(gè)/L和2.31×107個(gè)/L，倪氏擬多甲藻占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，分別占總藻密度的98.8%和97.4%，Margalef指數(shù)評(píng)價(jià)水質(zhì)均為重污染。