西藏拉薩市林周縣虎頭山水庫春季藻類群落特征及其水體理化因子相關性分析

巴桑 劉偉偉 趙攀登 葛艷飛 強巴塔慶

（西藏大學理學院 西藏拉薩850000）

西藏拉薩市林周縣虎頭山水庫春季藻類群落特征及其水體理化因子相關性分析

巴桑 劉偉偉 趙攀登 葛艷飛 強巴塔慶

（西藏大學理學院 西藏拉薩850000）

為研究西藏拉薩市林周縣虎頭山水庫春季藻類群落結構特征與水體環境因子間的關系，于2015年5月在虎頭山水庫設置了六個采樣點，用活體觀察法鑒定藻類物種，并用直接計數法統計藻類的數量。共鑒定出183種藻類，隸屬于8門10綱22目30科51屬，其中雙殼縫目49種，占26.78%，為優勢類群；無殼縫目25種，占13.66%，為次優勢類群；氣球藻目1種，占0.55%，為罕見類群，其余為常見類群。優勢種有簡單舟形藻（Navicula simplex）、針狀藍纖維藻（Dactylococcopsis acicularis）、尖針桿藻（Synedra acus）、放射舟形藻（Navicula radiosa）、小球藻（Chlorella vulgaris）、顫絲藻（Ulotrix osillarina）。結果表明，該水庫藻類物種豐富，群落結構復雜，各采樣點的藻類，相似度低，具有局部地域性和小環境的特征。藻類群落結構參數與水體理化因子間的相關性表明，水體理化因子與藻類群落組成無相關性。

藻類；虎頭山水庫；物種多樣性；環境因子

藻類在食物鏈的物質循環中扮演著非常重要的角色，它是利用簡單的無機物質制造食物的自養生物。藻類在物質循環中作為生產者，將太陽能固定下來并將無機物轉化成有機物，為物質循環的其他部分提供物質和能量，在生態系統中起主導作用。藻類作為環境指示生物，與其它生物相比具有獨特的優勢[1]。藻類用于水環境質量的監測始于1908年，Kolkwitz和Marrson[2]研究發現，藻類群落特征動態變化指標可以有效地用于監測、評價和預報水庫環境質量變化情況，這是目前國際上公認并直接有效的生物學方法。藻類的數量和種群直接或間接地隨水環境的變化而變化[3]，其生物量和種群動態變化還可以反映水的營養等級[4]。

藻類在水體生物鏈中扮演著極其重要的角色，是水體主要的生產者并維持著水體生物生態系統的能量流動和物質循環[5]。目前，國內外已有湖泊、河流和水庫等生境中藻類的研究報道[6-13]，也有一些西藏湖泊、河流和沼澤濕地的研究報道[14-20]，但是有關高原水庫藻類的研究尚未見報道。為了較全面地了解虎頭山庫春季藻類的群落結構特征及水庫的水環境現狀，評價水環境的變化趨勢，本文較系統地研究了該水庫春季藻類的物種多樣性，結合水體理化指標，初步評價該區域水環境質量。本研究不僅為西藏藻類的研究積累數據，更為相關管理部門保護和合理利用水庫資源提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 樣區概況

虎頭山水庫位于拉薩市林周縣春堆鄉田嗄村（29°54′32.09″N--29°55′35.84″N，91°04′55.55E-91°05′45.55″E），是拉薩河流域最大的人工水庫之一，離拉薩市城關區約65km。水庫呈南北方向分布，地勢由北向南，平均海拔3874.17m，屬典型的高原季風氣候；年均降水量為491ml，年均氣溫5℃，早晚溫差大，太陽輻射強。夏季雨水集中，年均日照時數3000h，無霜期120天。補給水源主要為地表泉水、降水和冰川融雪水。虎頭山水庫是西藏自治區重要的黑頸鶴棲息地之一，也是拉薩河谷水面積的重要組成部分和保存較好且利用率較高的高原人工水庫之一。該水庫區有豐富的動植物資源，生態類型多為草甸沼澤濕地、高山草甸、灌叢、荒漠和農田生態系統等，分布有斑頭雁(Anser indicus)、赤麻鴨(Tadorna ferruginea)、翹鼻麻鴨（Tadorna tadorna）、針尾鴨（Anasacuta）、綠翅鴨（Anas crecca）、綠頭鴨（Aansplatyrhnchos)、斑嘴鴨(Anas pecilorhyncha)、赤膀鴨(Anas strepera)、鳳頭潛鴨(Aythya fuligula)、普通秋沙鴨(Mergusmerganser)、黑頸鶴（Grus nigricillis）、蓑羽鶴（Anthropoides virgo）等鳥類及砂生槐（Sophoramoorcroftiana）、金露梅（Potentilla fruticosa）、西藏沙棘（Hippophae thibetana）、藏麻黃（Ephedraceae saxatilis）、苔草（Carex spp.）、嵩草（Kobresia spp.）、密花毛果草（Lasiocaryum densiflorum）、倒提壺（Cynoglossum amabile）、楊樹（Populus sp.）、柳樹（Salix sp.）等植被和小麥(Triticum aestivum)、青稞(Hordeum vulgare)、油菜（Brassica campestrisl)等農作物。虎頭山水庫的水資源是當地重要的農田灌溉水源和牲畜飲用水，水環境的質量直接影響當地農作物的產量和牲畜的健康，也會嚴重影響該地區社會、生態和環境的可持續發展，該水庫在維持林周縣及周邊村落的生態平衡、改善區域小氣候、保持生物多樣性等方面也起著至關重要的作用。

1.2 采樣點設置

根據林周縣虎頭山水庫的全貌及周邊環境因子，本研究組選取了6個具有代表性的地點作為采樣點（1號為入水口、2號臨近公路、3號臨近村莊、4號臨近農田、5號靠近山脈的無人區、6號為出水口）（見圖1）來研究該區域藻類群落結構與水環境的關系。

1.3 水樣的采集

在各采樣點0～1m的范圍內采集上、中、下三層水樣，混勻，刮去部分水草和底石上的附著物后裝入廣口瓶（500ml），帶回實驗室待用[21-22]。用GPS測定各采樣點的經緯度和海拔，用新加坡Multi-parameter型儀器測量水的pH值、水溫、電導率、總溶解鹽和鹽度[23]。

1.4 藻類活體計數

采回的樣品用直接計數法計數，計數時充分搖勻濃縮液，然后取1滴（0.11m l）樣品放入浮游植物計數框中，在10×40倍光學顯微鏡下全片計數。每1ml計數10滴，每個樣品計數2次，取其平均值，最終結果換

算成每毫升水樣中藻類的細胞數，即為豐度（ind/m l）。

圖1 虎頭山水庫采樣點分布圖

1.5 藻類的鑒定

用活體鏡檢法在Nikon和Olympus研究型顯微鏡下進行物種鑒定。除硅藻是在15×100倍油鏡下鑒定外，其他藻類在15×40倍下直接觀察。鑒定物種和分類主要依據文獻《中國淡水藻類》[24]、《淡水微型生物圖譜》[25]、《西藏藻類》[26]、《中國西藏硅藻》[27]、《西藏硅藻圖譜》[28]等。

1.6 數據分析

1.6.1 藻類優勢類群和偶見類群劃分

對已鑒定到的各級分類單元及物種進行統計，將種類最多的分類單元定義為優勢類群(占總種數27%以上)，將次多的分類單元定義為次優勢類群(占總數的18%～27%)，將最少的分類單元定義為罕見類群(占4%以下)，其余定義為常見類群。

1.6.2 指數選取

選取Margalef豐富度指數[29]、Shannon-Weaver多樣性指數[30]、Pielou均勻度指數[31]、Jaccard群落相似性系數[32]、Simpson優勢度指數[33]來分析藻類物種組成與分布特征。

1.6.3 數據處理：數據處理和分析采用Excel軟件和SPSS19.0統計學軟件。

2 結果及分析

2.1 虎頭山水庫水環境理化因子

從表1可以看出虎頭山水庫各樣點水環境pH值在8.73～8.91之間，水溫在13.8～19.7℃之間，電導率在

261～2924μS/㎝之間，總溶解鹽在191～211ppm之間，鹽度在128～142ppm之間。各采樣點水環境理化因子的變化幅度不大，但4#樣點水溫度偏高，5#和6#樣點水溫度偏低。

表1 虎頭山水庫各樣點水環境的理化因子

圖2 虎頭山水庫各樣點藻類物種數和豐度

2.2 虎頭山水庫各樣點春季藻類物種數和豐度比較

從圖2可以看出，水庫春季藻類物種在各采樣點分布和豐度存在明顯差異。各樣點藻類物種數：1#樣點最高（79），4#樣點最低（29），平均數值為53。各樣點藻類豐度：6#樣點最高（3806ind/ml），4#樣點最低（398ind/ml），平均值為1575。各樣點物種數和豐度值各不相同，總體呈現先降低后升高的趨勢。

2.3 虎頭山水庫春季藻類群落結構特征

表2 虎頭山水庫春季浮游藻類群落結構

虎頭山水庫6個采樣點共鑒定出183種藻類，隸屬于8門10綱22目30科51屬，其中羽紋綱93種，占50.82%，為優勢類群；綠藻綱26種，占14.21%，藍藻綱23種，占12.56%，這兩種為次優勢類群；裸藻綱和甲

藻綱各2種，占1.09%，為罕見類群；其余為常見類群。從目級水平上看，雙殼縫目49種，占26.78%，為優勢類群；無殼縫目25種，占13.66%，為次優勢類群；氣球藻目1種，占0.55%，為罕見類群，其余為常見類群（見表2）。

圖3 物種豐富度指數、多樣性指數及均勻度指數

圖4 Simpson優勢度指數

2.4 虎頭山水庫春季藻類物種多樣性指數分析

從圖3可以看出，1#樣點的Pielou均勻度指數最高（1.0），4#樣點最低（0.41），平均均勻度指數為0.69；1號樣點的Margalef豐富度指數最高（10.40），4#樣點最低（4.68），平均豐富度指數為7.21；5#樣點的Shan?non-Weaver多樣性指數最高（3.58），4#樣點最低（1.39），平均多樣性指數為2.70。從圖4可以看出，4#樣點的Simpson優勢度指數最高（0.54），5#樣點最低（0.03），平均優勢度指數為0.24。總體結果表明，除4#樣點外，其余各樣點的多樣性均表現較高的指數，說明生態環境較穩定。

2.5 虎頭山水庫各樣點藻類Jaccard相似性系數

水庫各樣點藻類Jaccard相似性系數可以看出（表3），1#與2#，1#與6#和5#與6#的相似性最高，4#與6#的相似性最低，總體相似性系數變化值在0.09～0.22之間，其群落相似性系數從極不相似到中等不相似，說明虎頭山水庫藻類群落具有明顯的區域差異性。

表3 虎頭山水庫各樣點間的藻類群落Jaccard相似性系數

2.6 環境因子、藻類群落特征指數間相關性

從表4可以看出，虎頭山水庫EC與TDS呈顯著正相關（p<0.05），Sal與TDS呈顯著正相關（p<0.05），EC與Sal呈極顯著性正相關（p<0.01）。分析虎頭山水庫藻類多樣性指數相關性可以看出，藻類物種數與豐富度呈極顯著正相關（p<0.01），均勻度與Shannon-Weaver多樣性呈極顯著正相關（p<0.01）。水體理化環因子與藻類群落特征無相關性（見表4）。

表4 虎頭山水庫藻類群落特征指標、水環境主要理化因子間的Person相關性系數

3 討論

3.1 物種數與豐度

虎頭山水庫春季藻類物種數與豐度結果顯示:各樣點物種數和豐度具有明顯差異，其中1#樣點的物種數和豐度最高，其主要原因可能是1#樣點為入水口，水源的進入攜帶了較多的外源營養鹽，為藻類的生長繁殖提供了優越的條件。而4#樣點的物種數和豐度值最低，其主要原因可能是此樣點接近農田，農業地表徑流進入4#樣點，從而影響了藻類的物種數和豐度的變化(見圖2)。

3.2 群落結構特征

本研究鑒定出的183種藻類，隸屬于8門10綱22目30科51屬，表明該水庫藻類物種組成豐富，群落結構復雜。另外，優勢門類構成依次為硅藻門、綠藻門、藍藻門、黃藻門、金藻門、甲藻門、裸藻門和隱藻門，其中類所占比例高達55%，說明該水庫水質還未受到污染，水環境保持良好[34]。

3.3 豐富度、多樣性、優勢度和均勻度指數

虎頭山水庫的藻類Margalef豐富度指數、Shannon-Weaver指數和Pielou均勻度指數在1#、2#、3#、5#和6#樣點都較高，而優勢度指數最低；同樣受到農業地表徑流的影響，4#樣點表現出較高的優勢度指數，而豐富度、多樣性和均勻度指數則最低。同時可以看出，6#樣點的各項指數逐步恢復到與1#樣點較相似的水平，反映出該水庫生態環境具有較好自凈能力。這種分布規律說明虎頭山水庫4#樣點在一定程度上受到了環境的脅迫影響。總體結果表明，虎頭山水庫春季藻類群落結構較為復雜，種類分布均勻且相對穩定，整體表現出較好的水質狀態。

3.4 相似性系數和相關性分析

各采樣點相似性系數結果顯示，5#樣點和4#樣點的相似性系數最低，這表明兩個樣點雖比較接近，但環境差異性較大，4#樣點鄰近農田，受人為干擾影響較大，5#樣點為靠近山脈的無人區，受人為干擾影響較小，所以表現出較大差異。這一結果表明，環境質量的空間變化可引起藻類群落特征的動態變化。水體理化因子與藻類群落結構的二元變量相關性表明，理化因子與藻類群落參數間無明顯相關性，其原因可能是春季外援補給較單一，水體理化因子相對穩定，所以對藻類的物種組成及分布影響不明顯，而更多地表現出空間的差異性。

4 結論

2015年5月對林周縣虎頭山水庫春季藻類的研究表明，水庫藻類物種組成豐富，群落結構復雜，優勢種類不明顯；Jaccard相似性系數從極不相似到中等不相似，表明虎頭山水庫藻類物種組成及分布具有明顯的空間異質性；各項群落參數與水體理化因子數值均表明，4#樣點受到輕度的環境脅迫影響，但總體水環境保持良好狀態；二元變量相關性表明，水庫群落多樣性特征與水體理化因子間無相關性，更多表現出小區域和空間差異性，說明藻類對小環境異質性和可變性靈敏。

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Analysison the Correlation between the Characteristicsof A lgalCommunity and W ater physicochem ical factors in Linzhou Hutoushan reservoir in spring,Lhasa Tibet

Ba-sang LiuWei-wei Zhao Pan-deng Ge Yan-fei Qiangba-Taqing
(SchoolofSciences,TibetUniversity,Lhasa 850000,China)

Thisstudywas carried out in order to examining characteristicsofalgae community structure and rela?tionship between thatand water physicochemical factors in Hutoushan reservoir.All together 6 sampleswere col?lected in the reservoir in May 2015.In vivomicroscopic observation was applied for algae species identification. The number of algae species was counted by direct countingmethod.A total of 183 species were indentified, which belonging to 51 genera,30 families,22 orders,10 classesand 8 phyla.Therewere 49 speciesof Biraphidi?nales,accounting for 26.78%of the total,as the dominantgroupsand,25 speciesof Araphidiales,accounting for 13.66%of the total,as the secondary dominantgroups.Therewere 1 species of Botrydiales Ettle,accounting on?ly for0.55%of the total,itwas the rare group.The restspecieswere common groups.The results showed that the algae species in the reservoir was highly rich and the community structure was complex,however,with signifi?cant differences between individual sampling sites.Correlation analysis between the community parameters and waterphysicochemical factors indicated that therewasno correlation between these factors.

Alga;Hutoushan reservoir;Species diversity;Environmental factors

10.16249/j.cnki.54-1034/c.2015.02.001

X824

A

1005-5738(2015)02-001-08

[責任編輯：索郎桑姆]

2015-09-15

2014年度西藏自治區大學生創新實驗訓練計劃項目“林周縣虎頭山水庫浮游生物群落集群動態對時空變化的響應”（項目號：2014QCX029）；2014年度國家自然科學基金地區基金項目“拉薩河流域原生動物物種多樣性與區系研究”（項目號：31360509）階段性成果。

巴桑，男，藏族，西藏日喀則人，西藏大學理學院副教授，主要研究方向為濕地環境生態學。