漆國(guó)佳，張 紅，潘 鴻

（遵義醫(yī)科大學(xué)，貴州 遵義563003）

浮游植物依據(jù)其相似的形態(tài)結(jié)構(gòu)、光照、營(yíng)養(yǎng)資源等共同適應(yīng)特征及其主要功能作用可劃分為不同的功能群[1]。浮游植物功能群概念自提出以來(lái)，受到從事浮游植物及生態(tài)學(xué)研究學(xué)者的廣泛關(guān)注，主要涉及浮游植物功能群與水文[2-4]、環(huán)境因子[5-6]的關(guān)系及演替[3,5,7]等方面。另外，Padisák 等[8]基于浮游植物功能群提出了用于對(duì)水體生態(tài)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)的生態(tài)狀態(tài)指數(shù)(Q)，其后有學(xué)者將該指數(shù)在生態(tài)狀態(tài)、水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)、生態(tài)功能評(píng)價(jià)等方面[9-13]進(jìn)行了應(yīng)用。

廣東境內(nèi)水庫(kù)眾多，對(duì)其浮游植物的研究也較多，主要涉及基于傳統(tǒng)形態(tài)分類(lèi)基礎(chǔ)上的浮游植物群落特征、群落演替或季節(jié)變化、水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)[14-22]等方面。然而基于浮游植物功能群的研究相對(duì)較少：例如Xiao 等[2]報(bào)道了受季風(fēng)水文調(diào)控下的浮游植物功能群演替特征，認(rèn)為季風(fēng)降雨和人工排水造成的水位變動(dòng)對(duì)浮游植物功能群的演替具有顯著影響；岳強(qiáng)等[7]對(duì)白水礤和蒼村水庫(kù)的浮游植物功能群季節(jié)演替開(kāi)展相關(guān)研究，認(rèn)為營(yíng)養(yǎng)鹽含量不同是造成不同水庫(kù)浮游植物功能群存在差異的根本原因，降水變化導(dǎo)致水環(huán)境變化是造成浮游植物功能群演替不可忽視的因素；王雅文等[23]基于浮游植物功能群將廣東10 個(gè)水庫(kù)劃分為4 個(gè)不同生態(tài)類(lèi)型區(qū)，認(rèn)為浮游植物優(yōu)勢(shì)功能群與水質(zhì)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)有良好響應(yīng)關(guān)系；張紅等[13]分析了廣東長(zhǎng)湖水庫(kù)浮游植物功能群特征并基于生態(tài)狀態(tài)指數(shù)評(píng)價(jià)其水生態(tài)狀態(tài)為中等水平。錦江水庫(kù)是廣東大型水庫(kù)之一，位于恩平西北部潭江干流上游(112°2′45″～112°10′21″E，22°10′40″～22°17′25″N)，地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，以防洪、灌溉為主，兼具發(fā)電、養(yǎng)殖、旅游等功能。水庫(kù)集水面積362 km2，總庫(kù)容4.18×108m3，水面面積約17.24 km2（2018 年10 月4 日谷歌地圖采用GOOGLE EARTH PRO 軟件測(cè)量），多年平均降雨量2 470 mm[24]。2010 年，水庫(kù)所屬恩平市降雨量為2 804.3 mm，比上年增加5.1%，比常年增加24.1% ；蓄水量達(dá)3.318×108m3，比上年增加2.40×107m3[25]。而2011 年降雨量為1 612.4 mm，比2010 年減少42.5%，比常年減少28.5% ；蓄水量為2.45×108m3,比2010 年減少7.28×107m3[26]。

水庫(kù)生態(tài)監(jiān)測(cè)和管理中，生物數(shù)據(jù)是其重要支撐材料。其中浮游植物功能群作為可反映特定生境類(lèi)型，具有形態(tài)、生理、生態(tài)特征相似，有相同或相近生存策略/生態(tài)位的浮游植物集群[13]，在開(kāi)展水庫(kù)生態(tài)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與管理方面有著重要作用。然而基于錦江水庫(kù)浮游植物的研究較少且研究深度較淺。如陳偉濤[27]對(duì)錦江水庫(kù)2010 年浮游植物種類(lèi)組成和優(yōu)勢(shì)種進(jìn)行了簡(jiǎn)單報(bào)道，主要涉及浮游植物豐度組成和優(yōu)勢(shì)種屬等兩方面。對(duì)錦江水庫(kù)基于浮游植物特征功能群及水生態(tài)狀態(tài)評(píng)價(jià)鮮見(jiàn)報(bào)道。為此本文對(duì)2010～2011 年采集的浮游植物樣品進(jìn)行分析，探討水庫(kù)浮游植物功能群特征，并基于Q 指數(shù)對(duì)水庫(kù)水生態(tài)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期豐富錦江水庫(kù)浮游植物研究的相關(guān)數(shù)據(jù)，并為水庫(kù)生態(tài)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與管理積累相關(guān)資料。

2.1 樣點(diǎn)設(shè)置

錦江水庫(kù)為狹長(zhǎng)的河道型水庫(kù)，在水庫(kù)大壩前(S1)和庫(kù)心(S2)各設(shè)置1 個(gè)采樣點(diǎn)(見(jiàn)圖1)。由于水庫(kù)所處區(qū)域70%～85%降水量集中在4～9 月，而10 月至次年3 月降水量?jī)H占15%～30%[28]，故將浮游植物定性及定量樣品采集時(shí)間設(shè)定為7 月和12 月，并于2010 和2011 年分別進(jìn)行采集。

2.2 樣品采集及處理

水面下0.5 m 處以25 號(hào)浮游生物網(wǎng)采集浮游植物定性樣品，加入固定液（甲醛：丙三醇：水為1:1:8）保存；相同位置以改良北原氏采水器取1L 水樣，加入10 ml 魯戈氏液固定作為定量樣品，并在室內(nèi)靜置沉淀48 小時(shí)后用虹吸法濃縮并定容至30 ml[29]。

依次取沉淀24 小時(shí)后的定性樣品底層沉積物和搖勻后的中間層水樣制作臨時(shí)封片，在顯微鏡（Olympus CX31）下觀(guān)察浮游植物形態(tài)特征，結(jié)合文獻(xiàn)[30-32]描述對(duì)其進(jìn)行種類(lèi)鑒定。參照章宗涉等[29]方法，取搖勻后的定量樣品0.1 ml 加入20 mm×20 mm 計(jì)數(shù)框內(nèi)，先以目鏡行格法在高倍鏡（×40）下計(jì)數(shù)，再以全片計(jì)數(shù)法在低倍鏡（×10）下對(duì)未計(jì)數(shù)的大型種類(lèi)計(jì)數(shù)；同一樣品鏡檢3～5 次（新檢測(cè)出種類(lèi)納入定性統(tǒng)計(jì)）；取其均值計(jì)算浮游植物豐度（A, cell/L）。每種藻類(lèi)顯微鏡下測(cè)量30個(gè)細(xì)胞（不足30 個(gè)細(xì)胞則全部測(cè)量），取其均值參照不同形態(tài)體積公式[29,33]計(jì)算其細(xì)胞體積常數(shù)（Vk，mm3/cell）；因藻類(lèi)比重接近1 mg/mm3[29]，故各藻類(lèi)豐度（A）與其細(xì)胞體積常數(shù)（Vk）乘積之和為浮游植物生物量（B, mg/L）。

將鑒定的浮游植物種類(lèi)與文獻(xiàn)[1]～[7]、[9]～ [13]、[34]～[38]種類(lèi)比較，相同種類(lèi)納入對(duì)應(yīng)的功能群（同一物種分屬不同功能群時(shí)，以水體生境特征與錦江水庫(kù)類(lèi)似研究文獻(xiàn)劃分的功能群為準(zhǔn)）；極少數(shù)種類(lèi)在文獻(xiàn)資料[1]、[6]～[8]、[14]～[17]、 [34]～[38]中未劃分功能群，以錦江水庫(kù)生境特征為基準(zhǔn)，結(jié)合藻類(lèi)形態(tài)特征，參照文獻(xiàn)[1]和[34]中的方法劃分為相應(yīng)功能群。

Padisák 等研究[8]指出，不同水體浮游植物功 能群F 因子確定需基于現(xiàn)有資料和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)。 因此相同功能群F 因子在不同研究中（文獻(xiàn)[10]、 [11]、[13]、[37]、[38]）的賦值存在較大差異。本研 究以Padisák 等[13]研究中第四類(lèi)水體類(lèi)型的功能群和長(zhǎng)湖水庫(kù)[13]的F 因子賦值為基準(zhǔn)，結(jié)合錦江水庫(kù)浮游植物功能群藻類(lèi)種類(lèi)組成特征進(jìn)行修正。

2.3 優(yōu)勢(shì)功能群及生態(tài)狀態(tài)指數(shù)(Q)

3.1 浮游植物種類(lèi)及功能群

經(jīng)室內(nèi)初步鑒定，共檢出浮游植物50 種（含變型和變種），分屬7 門(mén)10 綱15 目28 科40 屬(見(jiàn)表1) ；可劃分17 個(gè)功能群，并依據(jù)研究方法對(duì)各功能群的F 因子進(jìn)行賦值和修正(見(jiàn)表2)。

3.2 功能群豐度及生物量構(gòu)成

2010～2011 年浮游植物平均豐度為2.79×107cell/L ；2010 年遠(yuǎn)高于2011 年，分別為5.52×107cell/L 和6.77×105cell/L。最大相對(duì)豐度大于5% 的 功 能 群 為B、F、J、K、L0、M、P、S1、X1 等，其 中B、J、L0、M 功 能 群 最 大 相 對(duì) 豐度大于25%( 見(jiàn)圖2 左)，屬優(yōu)勢(shì)功能群；各功能群中相對(duì)豐度最高的物種分別是梅尼小環(huán)藻(Cyclotella meneghiniana Kützing)、 四 尾 柵 藻(Scenedesmus quadricauda (Turp.) Brébisson)、細(xì)小平裂藻(Merismopedia minima G. Beck)、居氏腔球藻(Coelosphaerium kützingianum N?g.)、銅綠微囊藻(Microcystis aeruginosa Kützing)。

表1 錦江水庫(kù)浮游植物種類(lèi)組成

表2 錦江水庫(kù)浮游植物功能群代表屬

2010～2011 年浮游植物平均生物量為7.11 mm3/L；2010 年遠(yuǎn)高于2011 年，分別為13.86 mm3/L和0.35 mm3/L。最大相對(duì)生物量大于5%的功能群為A、B、F、J、K、L0、P、S1、X1 和W2 等，其中B、J、和P 功能群最大相對(duì)生物量大于25%(見(jiàn)圖2 右)，屬優(yōu)勢(shì)功能群；各功能群中相對(duì)生物量最高的物種分別是梅尼小環(huán)藻(C. meneghiniana)、四尾柵藻(S. quadricauda)和顆粒直鏈藻極狹變種 (Melosira granulata var. angustissima O. Müller)。

（5）以展示為基礎(chǔ)的自我表現(xiàn)活動(dòng)。需要是幼兒心理發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力，而自我表現(xiàn)是幼兒成長(zhǎng)的基本需要之一。每個(gè)幼兒都有實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值和得到他人肯定的需要，經(jīng)歷活動(dòng)的內(nèi)容為幼兒的發(fā)展而存在，與幼兒的需要緊密聯(lián)系，因此，園所可以開(kāi)展形式多樣的自我表現(xiàn)活動(dòng)，使幼兒在參與活動(dòng)的過(guò)程中，充分發(fā)揮智能優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)興趣愛(ài)好，滿(mǎn)足個(gè)體發(fā)展需要，促進(jìn)幼兒富有個(gè)性地發(fā)展。如小班“才藝寶寶比賽”，中大班“講故事比賽”“踢毽子比賽”等，形式多樣的展示活動(dòng)使幼兒獲得了成功的體驗(yàn)，培養(yǎng)了幼兒的自信與勇氣。

2010～2011 年，錦江水庫(kù)浮游植物功能群中L0，P，J，B 功能群的DR值大于20%，為優(yōu)勢(shì)功能群，其變化呈現(xiàn)出P+L0→J →B →L0的演替趨勢(shì)(見(jiàn)圖3)。

圖2 浮游植物功能群豐度(左)及生物量(右)構(gòu)成比

圖3 浮游植物功能群DR值變化趨勢(shì)

3.3 生態(tài)狀態(tài)指數(shù)及評(píng)價(jià)

錦江水庫(kù)2010～2011 年的生態(tài)狀態(tài)指數(shù)（Q）值在2.50～3.09，均值為2.79；其中12月略高于7月，依據(jù)Q 值評(píng)價(jià)錦江水庫(kù)的生態(tài)狀態(tài)為中等～良好，整體屬于中等水平（見(jiàn)表3）。

表3 錦江水庫(kù)Q值及生態(tài)狀態(tài)

4.1 浮游植物功能群組成

錦江水庫(kù)2010～2011 年檢出浮游植物50 種（含變型和變種），分屬于A，B，D，E，F(xiàn)，J，K，L0，M，MP，P，S1，SN，W2，X1，X2 和Y 17 個(gè)功能群。其中，最大相對(duì)豐度和最大相對(duì)生物量均大于25%的功能群為B 和J 功能群，而L0、M功能群僅最大相對(duì)豐度大于25%，P 功能群僅最大相對(duì)生物量大于25%。最大相對(duì)豐度的功能群和最大相對(duì)生物量的功能群并不完全一致，這可能是構(gòu)成不同功能群的藻類(lèi)個(gè)體差異較大所致。構(gòu)成M 功能群的浮游植物單一，為銅綠微囊藻(M. aeruginosa.)，而該種類(lèi)細(xì)胞為球形，且直徑較小（測(cè)量值約為4.5μm），盡管其豐度較高，但生物量卻不高，因此計(jì)算的優(yōu)勢(shì)度值（DR）＜20%，故未能成為優(yōu)勢(shì)功能群。而L0，P，J，B 功能群不僅相對(duì)豐度較高，其構(gòu)成藻類(lèi)種類(lèi)個(gè)體通常較大，故計(jì)算的優(yōu)勢(shì)度值（DR）＞20%，成為錦江水庫(kù)中的優(yōu)勢(shì)功能群。

浮游植物功能群數(shù)量通常與采樣頻次和方法有關(guān)[13]，同時(shí)水庫(kù)的水環(huán)境特征、水文條件等也會(huì)影響浮游植物功能群的種類(lèi)[3,5]。錦江水庫(kù)浮游植物功能群與長(zhǎng)湖水庫(kù)（直線(xiàn)距離約250 km）檢出的18 個(gè)功能群有16 個(gè)相同[13]；而與流溪河水庫(kù)（直線(xiàn)距離約235 km）檢出的28 個(gè)功能群[3]差異較大。錦江水庫(kù)浮游植物功能群數(shù)量少于流溪河水庫(kù)，可能是采樣頻次和方法、水庫(kù)水環(huán)境特征、采樣時(shí)不同水文條件所致；而與長(zhǎng)湖水庫(kù)功能群種類(lèi)相似度較高可能是采樣頻次和方法相同、采樣時(shí)間基本一致、水庫(kù)形態(tài)特征相似（均為狹長(zhǎng)的河道型水庫(kù)）所致。

4.2 優(yōu)勢(shì)功能群及其演替

張紅等[13]認(rèn)為P 功能群的顆粒直鏈藻極狹變種 (M. granulata var. angustissima)在枯水期易形成優(yōu)勢(shì)種是因?yàn)榭菟诮邓?、水文條件相對(duì)穩(wěn)定、較低的光照和溫度、水中硅元素受到降水稀釋作用減弱等條件更適宜其生長(zhǎng)所致。然而，錦江水庫(kù)2010～2011 年的枯水期（12 月）并未形成優(yōu)勢(shì)，可能是P 功能群代表種類(lèi)的生長(zhǎng)受到J 和L0功能群代表種類(lèi)生長(zhǎng)時(shí)的光和營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)抑制作用影響。因?yàn)閆hu 等[6]研究表明，J 功能群與水柱穩(wěn)定性、氮、磷等因素正相關(guān)；L0功能群生長(zhǎng)與水位呈負(fù)相關(guān)，而與水柱穩(wěn)定性呈正相關(guān)。錦江水庫(kù)2010 年豐水期（7 月）降雨量顯著高于2011 年[25,26]，降雨通過(guò)地表徑流攜帶大量氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽匯入水庫(kù)，使得2010 年枯水期（12 月）水庫(kù)中充足的營(yíng)養(yǎng)鹽促進(jìn)J 功能群代表物種的生長(zhǎng)，從而抑制了P功能群物種的生長(zhǎng)；2011 年降雨量顯著低于2010年（錦江水庫(kù)上游清灣站點(diǎn)2010 年監(jiān)測(cè)降雨量為3 533.5 mm，遠(yuǎn)高于區(qū)域內(nèi)2 804.3 mm 的年均降雨量；而2011 年降雨量比2010 年減少42.5%）[25,26]，降雨減少導(dǎo)致水庫(kù)水位降低，水體穩(wěn)定性較高，有利于L0功能群的代表性物種生長(zhǎng)，從而抑制了P 功能群物種的生長(zhǎng)。但Zhu 等[6]研究也表明，L0功能群生長(zhǎng)與水溫、濁度、溶解氧、pH 等因素呈正相關(guān)；而錦江水庫(kù)2010 年豐水期降雨量顯著高于2011 年[25,26]，大量降雨通過(guò)地表徑流匯入水庫(kù)導(dǎo)致水庫(kù)泥沙含量（濁度上升）、溶解氧等增加，加之7 月溫度較高，更有利于L0功能群的代表性物種。所以，2010年豐水期L0功能群也能形成優(yōu)勢(shì)。但是，本研究未測(cè)量水庫(kù)的環(huán)境特征參數(shù)，故P功能群在2010 年豐水期（7 月）形成優(yōu)勢(shì)的原因尚待進(jìn)一步研究。另外，B 功能群僅在2011 年豐水期（7 月）形成優(yōu)勢(shì)，而在2010 年豐水期未形成優(yōu)勢(shì)，Zhu 等[6]研究表明B 功能群生長(zhǎng)與pH 正相關(guān)，其成因有待后續(xù)研究。

另外，錦江水庫(kù)和長(zhǎng)湖水庫(kù)直線(xiàn)距離約250 km， 盡管其浮游植物功能群組成相似度較高，但優(yōu)勢(shì)功能群及其演替趨勢(shì)差異較明顯：錦江水庫(kù)優(yōu)勢(shì)功能群變化呈現(xiàn)P+L0→J →B →L0的演替趨勢(shì)，而長(zhǎng)潭水庫(kù)則呈現(xiàn)S1 →P →J+L0→P 的演替趨勢(shì)[13]，這可能提示兩個(gè)水庫(kù)的水環(huán)境特征、采樣時(shí)水文條件存在差異。本研究未對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，故有待后續(xù)研究證實(shí)。

4.3 水庫(kù)的水生態(tài)狀態(tài)

錦江水庫(kù)2010～2011 年的生態(tài)狀態(tài)指數(shù)(Q)值在2.50～3.09，其依據(jù)生態(tài)狀態(tài)指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)判定生態(tài)狀態(tài)為中等～良好，整體屬于中等水平。該評(píng)價(jià)結(jié)果與張文濤[39]、陳文樂(lè)[40]和陳偉濤[27]相同時(shí)間段采用TN、TP、Chl-a、CODMn/ CODCr、SD 等指標(biāo)以及TSI 指數(shù)評(píng)價(jià)的水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)基本一致。這似乎表明采用Q 指數(shù)對(duì)水庫(kù)生態(tài)狀態(tài)評(píng)價(jià)具有較高的可行性。

錦江水庫(kù)優(yōu)勢(shì)功能群中的B 功能群典型生境為中營(yíng)養(yǎng)水體，L0功能群為廣譜類(lèi)群，P 功能群喜好富營(yíng)養(yǎng)化水體[23]。因此，該水庫(kù)生態(tài)類(lèi)型分區(qū)屬于第二類(lèi)～第三類(lèi)，其中2010 年接近第三類(lèi)生態(tài)分區(qū)，2011 年接近第二類(lèi)生態(tài)分區(qū)。第三類(lèi)生態(tài)分區(qū)的水庫(kù)屬于中～富營(yíng)養(yǎng)化水平，第二類(lèi)生態(tài)分區(qū)的水庫(kù)屬于中營(yíng)養(yǎng)水平[23]；這表明錦江水庫(kù)生態(tài)狀態(tài)有逐漸改善的趨勢(shì)，這可能是2010 年前后加強(qiáng)了水質(zhì)監(jiān)測(cè)，逐步落實(shí)了水資源保護(hù)的相關(guān)措施[24]所致。

盡管錦江水庫(kù)2010～2011 年生態(tài)狀態(tài)屬中等～良好，但出現(xiàn)了較高豐度和生物量的銅綠微囊藻。該藻屬淡水中常見(jiàn)的水華藍(lán)藻種類(lèi)，受溫度、光照強(qiáng)度、氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽及某些微量元素的影響可能產(chǎn)生藻毒素[41]，進(jìn)而對(duì)水庫(kù)水生態(tài)系統(tǒng)和飲用水安全造成威脅。為此從保護(hù)水庫(kù)水生態(tài)系統(tǒng)、維護(hù)水庫(kù)生態(tài)安全、促使水庫(kù)可持續(xù)發(fā)展利用角度出發(fā)，該水庫(kù)在監(jiān)測(cè)和管理方面要重點(diǎn)關(guān)注藻類(lèi)種類(lèi)和數(shù)量（豐度和生物量）的變化趨勢(shì)，尤其是產(chǎn)毒藍(lán)藻（如銅綠微囊藻），同時(shí)還要關(guān)注水溫、光照、氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽等環(huán)境因素的變化趨勢(shì)。