渭河陜西段浮游植物群落結(jié)構(gòu)及水質(zhì)評價

高宏偉++李曉春++陳曉霞++侯淑敏++王博涵++白海鋒++袁永鋒++賈秋紅

摘 要： 為全面了解渭河陜西段枯水期水質(zhì)狀況，于2014年4月對渭河陜西段7個采樣斷面的浮游植物進(jìn)行調(diào)查研究，并利用多樣性指數(shù)對該區(qū)段水質(zhì)進(jìn)行初步評價。調(diào)查表明：調(diào)查期間共檢出浮游植物5個門類35種屬，其中硅藻和綠藻在種類組成中占主導(dǎo)地位。浮游植物密度為2.00×106～60.88×106 ind./L，平均密度為23.57×106 ind./L，生物量變化范圍為2.84～123.78 mg/L，平均生物量為48.60 mg/L。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)的變化范圍為0.75～3.14，平均值為1.69，通過綜合分析認(rèn)為渭河陜西段水質(zhì)整體受到中度污染，流域生態(tài)保護(hù)形勢嚴(yán)峻。

關(guān)鍵詞： 渭河陜西段；浮游植物；群落結(jié)構(gòu)；水質(zhì)評價

渭河是黃河第一大支流，發(fā)源于甘肅省渭源縣，流經(jīng)陜甘兩省，在陜西省港口鎮(zhèn)注入黃河。渭河陜西段地處渭河中下游，流經(jīng)寶雞、咸陽、西安和渭南四個大中型城市，沿途接納眾多支流[1]。作為陜西省關(guān)中地區(qū)的主要河流，渭河承擔(dān)著該地區(qū)沿河城市的生產(chǎn)生活用水及排水的水域功能。

近年來，隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人類的頻繁活動，對該河段水質(zhì)造成了嚴(yán)重影響，而且目前針對該河段水質(zhì)健康評價的浮游植物相關(guān)報道較少。浮游植物具有種類多、世代時間短、對環(huán)境敏感和方便采集等特點(diǎn)，是指示河流水環(huán)境質(zhì)量特征的極佳類群[2]。為此，筆者通過對渭河陜西段浮游植物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查來初步評價目前的水污染狀況，希望為渭河水生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供理論參考。

1 研究方法

1.1 采樣點(diǎn)位

根據(jù)渭河在陜西段的走向、地勢地貌特征以及人類活動的影響范圍，于2014年4月，在調(diào)查區(qū)段共設(shè)置7個采樣斷面（W1～W7），斷面具體地理位置見圖1。

圖1 采樣斷面示意圖

1.2 樣本采集與觀察

根據(jù)渭河陜西段水質(zhì)特點(diǎn)，浮游植物樣品用有機(jī)玻璃采水器在水面下30 cm處取水樣1 000 mL，加入1.5%體積分?jǐn)?shù)的魯哥試液固定，固定樣本在室內(nèi)靜置24 h，用細(xì)小虹吸管濃縮定容至30～50 mL。混勻濃縮樣品，依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[3-4]，在生物顯微鏡下鑒定種類并計數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

密度計算公式：N=（Vs × n ）/（V×Va）

式中：N 為1L水中浮游植物個體數(shù)（ind·L-1），V 為采樣體積（L），Vs為沉淀體積（ mL），Va 為計數(shù)體積（mL），n為計數(shù)所得的個體數(shù)。

生物量依據(jù)文獻(xiàn)[3]中各種類個體濕重?fù)Q算。

Shannon-Weaner多樣性指數(shù)（H）、Pielou均勻度指數(shù)（J）、Margalef 豐富度指數(shù)（D）采用Biodiversity Profession 2.0計算。

2 結(jié)果與分析

2.1 物種類組成

在調(diào)查區(qū)域共檢出浮游植物35種，隸屬5個門。其中硅藻門17種屬，占總種屬48.57%，綠藻門10種屬，占總種屬28.57%，藍(lán)藻門5種屬，占總種屬14.29%，隱藻門2種屬，占總種屬的571%，裸藻門1種屬，占總種屬的2.86%（如圖2），種類組成中，硅藻和綠藻占優(yōu)勢。浮游植物種類在W5采樣斷面出現(xiàn)最多，為22種，在W2和W3采樣斷面出現(xiàn)最少，均為13種，其余四個采樣斷面浮游植物種類數(shù)較一致（如圖3）。

圖2 浮游植物種類組成

圖3 浮游植物種類在采樣斷面上的分布

2.2 密度與生物量

調(diào)查區(qū)域浮游植物數(shù)量變幅在2.00×106～60.88×106 ind./L，平均密度為23.57×106 ind./L。其中，硅藻門占總數(shù)量的76.16%，綠藻門占8.18%，藍(lán)藻門占8.24%，隱藻門占705%，裸藻門占0.37%（如圖4）。生物量變化范圍為2.84～123.78 mg/L，平均生物量為4860 mg/L。其中，硅藻門占總生物量的7605%，綠藻門占8.35%，藍(lán)藻門占0.76%，隱藻門占13.80%，裸藻門占1.04%（如圖4）。從浮游植物密度的空間分布來看，采樣斷面W6采集的浮游植物密度最大，為60.88×106ind./L，W2采樣斷面密度最小，為2.00×106ind./L。生物量空間分布與密度相一致，最大值出現(xiàn)在W6采樣斷面，為123.78 mg/L，W2采樣斷面生物量最小，為2.84 mg/L。

圖4 浮游植物各門類密度與生物量百分比

2.3 物種多樣性

經(jīng)數(shù)據(jù)處理后顯示，調(diào)查區(qū)域浮游植物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)的變化范圍為075～3.14，均值為1.69；Margalef豐富度指數(shù)變化范圍為0.23～0.40，均值為0.28；Pielou均勻度指數(shù)變化范圍為0.18～0.78，均值為0.42。其中，Pielou均勻度指數(shù)和Margalef豐富度指數(shù)變化較小，空間分布趨勢較一致，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)空間則變化較大（如圖5）。一般來說，多樣性指數(shù)越高，水質(zhì)越好。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，渭河陜西段W6和W7采樣斷面的多樣性指數(shù)呈現(xiàn)最低值，表明此處水質(zhì)受污染相對較嚴(yán)重。根據(jù)浮游生物多樣性指數(shù)水質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)[5]，綜合多樣性指數(shù)結(jié)果可初步評價出渭河陜西段水質(zhì)受到中-重度污染，需要加大污染治理強(qiáng)度。

圖5 浮游植物物種多樣想指數(shù)

注：圖中D代表Margalef豐富度指數(shù)，J代表Pielou均勻度指數(shù)，H代表Shannon-Wiener多樣性指數(shù)

3 討論

此次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，渭河陜西段共采集到35種浮游植物，硅藻門種類出現(xiàn)的最多，占總種類數(shù)的48.57%，綠藻次之，占28.57%，這種以硅藻和綠藻為主的種類組成與同一流域的浮游植物調(diào)查結(jié)果相一致[6-7]。從現(xiàn)存量來看，渭河陜西段的浮游植物生物量大于袁永鋒等[6]調(diào)查的黃河干流中上游浮游植物生物量以及賈秋紅[8]等調(diào)查的黃河蘭州市區(qū)段浮游植物生物量。也大于張軍燕等[9]調(diào)查的同流域涇河寧夏段的浮游植物的生物量。這說明渭河陜西段浮游植物群落結(jié)構(gòu)不但具有典型河流的群落特征，而且在空間分布上存在很大差異。

陜西是渭河流經(jīng)最長的省份，是渭河流域重要的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，大量的生產(chǎn)廢棄物、生活污水及農(nóng)業(yè)無機(jī)物未經(jīng)嚴(yán)格處理直接排入渭河，同時河道頻繁的采砂作業(yè)，給水生生物的棲息、繁殖和生長造成影響。因此，對渭河陜西段進(jìn)行生態(tài)調(diào)查及水質(zhì)健康評價迫在眉睫。根據(jù)浮游生物多樣性指數(shù)水質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)對渭河陜西段水質(zhì)評價發(fā)現(xiàn)，Shannon-Weiner多樣性指數(shù)顯示水環(huán)境質(zhì)量為中-重污染。這與同流域的眾多水系水質(zhì)評價結(jié)果較相似[10-12]。因此，渭河陜西段水質(zhì)同樣受人為活動影響嚴(yán)重，需加大力度保護(hù)和恢復(fù)生態(tài)平衡。

參考文獻(xiàn)：

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（收稿日期：2015-07-08）