渾河流域硅藻群落多樣性的研究

王博涵+朱美樺+項珍龍+李麗娟+殷旭旺+白海鋒

摘 要：通過對遼寧省渾河流域60個采樣點位的著生硅藻進行調查研究，并利用硅藻香農維納指數、均勻度指數及硅藻商對渾河水質進行評價，結果顯示：渾河流域共鑒定出硅藻種類20屬167種，以羽紋綱中的菱形藻屬、脆桿藻屬、舟形藻屬為主。硅藻細胞密度115.40～61 231.19 ind./cm2，平均值為8 981.56 ind./cm2 。硅藻香農維納指數范圍0.29～1.61，均勻度指數范圍在0.012～0.341，硅藻商值范圍為0～2.70。渾河流域著生硅藻香農維納指數和均勻度指數相對較低。通過綜合評價認為渾河流域水體受到不同程度污染，需加大保護力度。

關鍵詞：著生硅藻;渾河流域;群落結構;多樣性指數

硅藻是生態系統中的主要初級生產者，大多為單細胞，是水域生態系統中重要的生物組成部分。具有分布廣[1]、種類多、方便采集[2]、對水環境的變化比較敏感等特點[3]，在河流水環境監測及水生態健康評價的研究中應用廣泛[4-7]。

渾河流經遼寧中部城市群，重工業相對發達、人口密集，是沿岸城市廢水和廢棄物排放的主要渠道。目前國內對渾河流域的硅藻群落研究甚少，為此筆者于2010年5月對渾河流域進行了野外調查，通過渾河流域的硅藻的種類、物種多樣性等指數進行調查，并對渾河流域的硅藻群落進行分析和評價，希望對渾河的合理開發應用、保護水生態系統提供可靠依據。

1 材料與方法

1.1 采樣點設置

圖1 渾河流域采樣點分布

渾河發源于遼寧省撫順市，流經沈陽市區，向南流至營口市附近入遼東灣，全長415 km，流域面積 1.14萬km2，年徑流量30.52億m3。該流域的自然地理特征詳見相關研究[6]。本研究中，渾河流域共設定60個采樣點位（圖1），其中渾河上游14個;蘇子河15個;渾河中下游干流13個;渾河干流的各支流18個。

1.2 硅藻類樣本的采集與處理

在采樣點河流上下游100 m 的范圍內[4]，選取能抵抗水流，地勢開闊且無樹蔭遮擋的石頭，每個采樣點位挑選 9塊石塊，用干凈硬毛刷刷洗石頭向陽面的硅藻，用自來水沖刷至不銹鋼托盤中，用甲醛（5%）固定。樣品經過濃鹽酸和濃硫酸消化，Naphrax（RI=1.74）封片膠封片，用光學顯微鏡（LM）在1 000倍油鏡下觀察，視野中所有完整及破損面積不超過1/4的硅藻細胞都要鑒定和記錄數量，每個樣品計數超過1 000個細胞。硅藻種類的鑒定參考根據主要的相關文獻[8-9]。

1.3 數據分析和處理

采用Biodiversity Profession 2.0計算Shannon-Weaner -多樣性指數（H），Lloyd-Ghelardi均勻度指數（E）。

水質評價標準：

H>3為寡污帶，2≤H≤3為β中污帶，1≤H≤2為α中污帶，0≤H≤1為多污帶;

E>0.5為清潔，0.4≤E≤0.5為β 中污帶，0.3≤E≤0.4為α中污帶，0≤E≤0.3為多污帶。

硅藻商（DQ）采用中心綱硅藻種數與羽紋綱硅藻種數之比表示，硅藻商（DQ）=中心硅藻綱個體總數/羽紋硅藻綱個體總數，DQ>1水體富營養化，DQ<1水體貧營養[10-12]。

采樣點的分布在ArcMap 9.3上實現。

2 結果

2.1 渾河流域硅藻的物種組成和群落結構

渾河流域共鑒定出硅藻167種，隸屬于2綱8科21屬。其中中心綱（Centricae）2屬7種，共有硅藻1.11×104個。羽紋綱（Pennatae）19屬160種，共有硅藻1.41×106個。從硅藻各個屬的種數組成（圖2）來看，舟形藻屬是渾河流域著生硅藻的優勢種群。從硅藻各個屬鑒定到的數量組成（圖3）來看，菱形藻是數目最多的藻類，由圖4（A）可見，渾河流域各個采樣點著生硅藻種類數的分布情況，在渾河流域60個采樣點中，硅藻種類數分布范圍在2～57個，60個采樣點位硅藻種類數平均值為26個。

2.2 硅藻細胞密度

由圖4（B）可見，渾河流域著生硅藻密度在各個采樣點的分布情況，在渾河流域60個采樣點中，硅藻密度范圍在115.40～61 231.19 ind./cm2，60個采樣點位細胞密度平均值為8 981.56 ind./cm2 。其中H36點位硅藻密度最高，為61 231.19 ?ind./cm2，H28點位硅藻密度最小，為115.40 ind./cm2。采樣點位H31～ H49點位于渾河中游，硅藻細胞密度相比其他點位要高，平均值為15 993.99 ind./cm2，采樣點H17～H30點位于河的上游，硅藻細胞密度最低，平均值為2 049.01 ?ind./cm2。

2.3 硅藻香農維納指數，均勻度指數及硅藻商

通過圖5（A）、（B）、（C）可以看出，渾河流域60個采樣點香農維納指數（H）范圍0.29

圖4 硅藻物種數，密度分布情況

圖5 硅藻香農維納指數、均勻度指數和硅藻商分布

3 討論

通過本次調查，分析數據表明：渾河流域共有著生硅藻 21屬167種。硅藻細胞密度平均值為8 981.56 ind./cm2 。渾河香農維納指數最高為1.61，均勻度指數最高為0.34。研究表明香農維納指數和均勻度指數在一定程度上反應了水質好壞狀況，數值越大，硅藻群落結構越趨于穩定，水質相對較好，反之則相對較差[13]。渾河流域香農維納指數和均勻度指數相對較低，香農維納指數范圍0.29<H<1.61，均勻度指數范圍0.012

渾河位于遼寧省東部，旅游資源發達，物產豐富，近年來由于工業經濟快速發展，人口回遷，大量未經處理的工業廢水和生活污水排入渾河，使渾河水質向嚴重污染方向轉化。渾河流域水體受到不同程度污染，可能是由于近年來旅游開發、人工用地、人類活動過多的影響。因此，渾河的旅游開發和生態保護都是重要任務，對渾河進行生態多樣性保護及水質保護具有重要的生態意義。

參考文獻：

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[14] 吳乃成，唐濤，周淑嬋，等.香溪河小水電的梯級開發對浮游藻類的影響[J].應用生態學報，2007，18（5）：1093-1098

（收稿日期：2014-11-24）

渾河位于遼寧省東部，旅游資源發達，物產豐富，近年來由于工業經濟快速發展，人口回遷，大量未經處理的工業廢水和生活污水排入渾河，使渾河水質向嚴重污染方向轉化。渾河流域水體受到不同程度污染，可能是由于近年來旅游開發、人工用地、人類活動過多的影響。因此，渾河的旅游開發和生態保護都是重要任務，對渾河進行生態多樣性保護及水質保護具有重要的生態意義。

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（收稿日期：2014-11-24）