松花湖水質及浮游動物群落結構的研究

鄒繼穎，劉 輝

(吉林化工學院 資源與環境工程學院， 吉林 132022)

松花湖水質及浮游動物群落結構的研究

鄒繼穎，劉 輝*

(吉林化工學院 資源與環境工程學院， 吉林 132022)

2012年春，在松花湖設6個采樣點，進行了浮游動物群落特征的生態調查和水化學分析,共發現浮游動物23種。分析了松花湖浮游動物的種類組成、優勢種、密度、生物量和多樣性。水質生態學綜合評價結果表明松花湖處于中等營養狀態。

松花湖;水質;浮游動物;群落結構

0 引 言

松花湖坐落于吉林市轄區內，跨樺甸、蛟河、豐滿3個縣(市、區)，是1942年修建豐滿電廠大壩后形成的山谷型人工湖泊，位于吉林市松花江上游25 km[1]。松花湖具有發電功能，還具有防洪、農田灌溉、城市與工業用水、航運、旅游等多種功能，是生產與生活用水的水源地。由于水土流失和耕種湖、河灘濕地導致水體中營養物質(氮、磷等)過多，松花湖水生生物(主要是藻類)大量繁殖[2]，為松花湖的富營養化埋下了隱患。松花湖區森林植被的破壞、入湖河流沿岸植被的消失、湖灘濕地的耕種、人們經營活動的頻繁增加、畜牧業的迅速發展等，嚴重地破壞了該區域的自然生態系統，加劇了水土流失[3]。旅游業的迅猛發展給湖區的生態環境帶來了一定的破壞和污染。筆者于2012年春季對松花湖浮游動物和水化學進行了調查研究和監測。

1 調查方法

1.1 樣品采集與處理

2012年枯水期采樣，依據地形設了6個采樣點。浮游動物定量采樣，用有機玻璃采水器在湖泊表層(60 cm)、中層和底層取水樣各1 000 mL，將各層水樣均勻混合后，再從混合樣中取1 000 mL為定量樣品，加入福爾馬林溶液固定24 h，經沉淀濃縮至30 mL。定性樣品分別取各層水樣鏡檢[4]，依據浮游生物圖譜[5]對浮游動物進行鑒定。同時對葉綠素a、總氮、總磷、高錳酸鹽指數、透明度、pH、溶解氧按規范進行測定[6-7]。

1.2 評價方法及評價標準

所得浮游動物數據用Margalef指數[8]計算。

式中d為多樣性指數；S為樣品第種類數；N為樣品中個體總數。

選擇湖泊富營養化最主要的5項指標即葉綠素a(Chl-a)、總磷(TP)、總氮(TN)、透明度(SD)、高錳酸鹽指數(CODMn)做為評價因子。運用綜合營養狀態指數計算[9-10]：

式中TLI(∑)為綜合營養狀態指數；Wj為第j種參數的營養狀態指數的相關權重；TLI(j)為第j種參數的營養狀態指數；以Chl-a作為基準參數,則第j種參數的歸一化的相關權重計算公式為:

表1 湖泊(水庫)營養狀態分級

2 結果與討論

2.1 水質狀況

2.1.1 水質主要指標狀況分析

透明度(SD)均值為215 cm，超過國家Ⅱ類水體標準；高錳酸鹽指數(CODMn)均值為3.15 mg/L，達到國家Ⅱ類標準；總磷(TP)均值為0.03 mg/L，超過國家Ⅱ類水體標準；總氮(TN)均值為1.6 mg/L，超過了國家Ⅲ類水體標準；溶解氧(DO)均值為10.1 mg/L，達到國家Ⅰ類水體標準；葉綠素a(Chl-a)全湖均值為3.31 μg/L，達到國家Ⅱ類水體標準。

2.1.2 水體綜合營養狀態指數(TLI)評價

分營養狀態指數(TLI)計算結果見表2

表2 分營養狀態指數(TLI)計算結果

由表2可見，采樣點均值以總氮(TN)的分營養度最高,其均值水平已處于中度富營養化狀態；其次為葉綠素a(Chl-a)的分營養狀態整體上處于中營養水平;高錳酸鹽指數(CODMn)的分營養狀態指數的均值已進入了中營養化的下限水平,呈現出由上游至下游水體中CODMn的營養度逐漸增高的趨勢；透明度(SD)分營養狀態整體上處于中營養水平；總磷(TP)分營養度也已進入中營養化水平。

水體綜合營養狀態指數(TLI)計算結果見表3。

表3 松花湖水體綜合營養狀態指數TLI(∑)計算結果

調查結果顯示總磷含量與葉綠素a含量沒有達到王霞[14]等研究的松花湖富營養化發生的閾值，而總氮達到標準。其它指標都在控制范圍之內。

2.2 浮游動物群落特征

2.2.1 浮游動物種類組成

鏡檢共鑒定出浮游動物有23種(見表4)，其中輪蟲最多為10種，原生動物5種，橈足類3種，枝角類5種。

表4 松花湖浮游動物種類

2.2.2 浮游動物優勢種

調查中各采樣點浮游動物的優勢種為原生動物的普通表殼蟲(Arcellavulgaris)。在松花湖枯水期浮游動物的種類組成中輪蟲種類比較多，而原生動物、橈足類、枝角類的種類比較少，原生動物中的普通表殼蟲(Arcellavulgaris)數量較多，輪蟲雖然種類多但數量相對少。輪蟲、原生動物和橈足類的種數受溫度的影響比較敏感[15]，而該時期溫度在5 ℃左右，這3類生物的最適溫度要高于這個溫度，所以數量較少。枝角類的影響因素主要是受到水體流動的沖蕩，致使產生大量的無機懸浮物，引起濾食條件惡化，從而導致湖中枝角類的種類和數量相當貧乏，在物種組成中，輪蟲占有40%～50%的比例。

2.2.3 浮游動物密度與生物量

浮游動物密度與生物量見表5。

表5 松花湖浮游動物密度、生物量

注：密度單位為個/L；生物量單位為mg/L。

由表5可見，吉林市松花湖枯水期各采樣點浮游動物密度最大的是6號站點，最小的是1號站點；生物量的平均值最大的是6號站點，最小的是1號站點。其中原生動物的密度和生物量遠大于其他各類，輪蟲次之，橈足類、枝角類最少。

原生動物密度和生物量最大，主要是該時期水體的pH值在7.0左右，湖水中氮和磷比較豐富，為原生動物的存活提供了良好的環境。按照浮游動物劃分湖水營養水平的標準[16],浮游動物生物量小于1 mg/L為貧營養型、1～3 mg/L 為中營養型、大于3 mg/L 為富營養型。實驗得出該時期的浮游動物生物量均在1 mg/L以上，但沒有到達3 mg/L，所以松花湖在該時期是中營養狀態。

2.2.4 浮游動物多樣性

浮游動物多樣性指數見表6。

表6 松花湖浮游動物Margalef多樣性指數

由表6可見，松花湖在枯水期的浮游動物Margalef多樣性指數并不高，只有輪蟲的值超過了1。此環境中輪蟲數量相對較多，輪蟲作為指示性生物在酸性水體中表現為種類多、數量少，堿性條件下則是數量多、種類少，隨著水體富營養化程度的增加，水體的pH值上升會導致輪蟲種類減少而數量增加[17]。枝角類和橈足類的物種多樣性在有的站點為0(只有一個種類)，分析原因：①水體溫度較低，不適合大多數種類的生長和存活，只有少數耐寒種類可以生存；②水體可能存在一定的污染，使得大多數種類不適合在此環境下生存。此次調查水體溫度都在5℃左右，不會導致這兩類生物死亡，所以是溫度和污染的綜合作用。

3 結 論

經過調查可見，松花湖5個富營養化分因子中，TN的分營養度最高,其均值水平已處于中度富營養化狀態。其次是Chla 、TP和SD的分營養狀態，處于中營養水平，最輕的是CODMn，松花湖水體整體上處在中營養狀態。

松花湖在枯水期浮游動物以輪蟲為主，但是原生動物數量最多。空間分布特征不顯著；Margalef多樣性指數計算結果表明松花湖水質總體處于輕度污染至中度污染，且不同采樣點之間污染程度差異不大。

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Water quality and community structure of zooplankton in Songhua lake

ZOU Ji-Ying，LIU Hui*

(College of Resource and Environmental Engineering,Jilin Institute of Chemical Technology,Jilin 132022,China)

In the spring of 2012, from middle and lower reaches of the Songhua lake which located in Jilin, six representative sampling points were selected.The samples were characterized by zooplankton communities ecological surveys and water chemistry analysis, 23 kinds of zooplankton were found. This paper analyzes composition, dominant species, density, biomass and diversity of the Songhua lake zooplankton species. Finally, the results of water ecology evaluation show that Songhua lake is in the middle of nutritional state.

Songhua lake;water quality;zooplankton;community structure

10.13524/j.2095-008x.2014.01.011

2013-11-12；

2013-12-08

吉林化工學院科學技術研究項目(2013023)

鄒繼穎(1978-)，女，黑龍江慶安人，講師，碩士，研究方向：環境科學,E-mail:zoujiying2013@126.com；*通訊作者:劉 輝(1978-)，男，黑龍江慶安人，講師，研究方向：環境安全與化工安全，E-mail:123070558@qq.com。

S932

A

2095-008X(2014)01-0051-04