信江干流浮游藻類分布特征及水質評價

張潔　吳義泉　夏美龍　段茂慶　胡志堅　計勇

摘要：為了研究信江干流浮游植物的時空分布與水質的關系，對信江干流8個監測斷面的水質情況及浮游藻類群落結構特征進行調查分析。結果表明，信江流域共觀察到7門29科39屬85種，其中綠藻門、硅藻門、藍藻門為優勢種群，8個監測點的藻類細胞數量在312～996萬個/L之間變動，各監測點之間細胞數量無明顯差異。且通過對化學需氧量（COD）、總氮（TN）的測定顯示COD濃度在3.87～23.16mg/L之間，TN平均為4.13mg/L，總磷（TP）含量較低。Margalef多樣。性指數與Shannon-Weaver生物多樣。性指標計算結果與藻類種群數量關系對水質狀況感應性差異一致。

關鍵詞：信江：浮游藻類；生物多樣性；水質評價

中圖分類號：0948.8 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）09-2230-03

信江位于江西省的東北部。于東經1170～1190、北緯270～290，為江西省五大河流之一。其干流域自東向西流經8個縣市最終注入鄱陽湖。信江以上饒為界分兩大支，北支在玉山縣境內，稱玉山水：南支在廣豐縣境內，稱豐溪河。南北兩支于上饒市信州區匯合后稱信江全流域面積17438.3km²。信江流域涉及玉山縣、廣豐縣、上饒縣、鉛山縣、余干縣、信州區、月湖區等多個區縣，人口稠密，經濟發達。是該區域重要的生活、生產用水來源。近年來，由于工業的發展，信江的社會資源以及自然資源開發程度逐步加深，隨之而來的是水環境惡化、水系統及水生態遭到破壞污染，因此對信江的生態環境及水質狀況的調查顯得尤為重要。

浮游藻類是生態系統的基礎，是水生態系統的第一生產力，是初級消費者的重要食物來源，對水生態系統的生態平衡起著重要作用。因此其數量和種類的變動與水生態系統及水質評價有著密切聯系，是水質評價的重要對象。目前。對于信江流域水質方面的研究及浮游藻類分布特征的相關報道較少。本研究以信江干流為主要研究區域，分別自東向西采集樣點，以浮游藻類為研究對象，根據不同水環境下不同類群的浮游藻類數量差異性，系統分析信江上、中、下游浮游藻類的特征狀況，并結合它們與水質的關系對信江水質進行分析評價，旨在為信江流域水質保護及治理提供依據。

1 材料與方法

1.1 采樣時間與地點

于2010-2011年，分別沿信江干流自西向東共設置了8個監測斷面，從上游到下游依次為黃金埠鎮、鷹潭、貴溪、弋陽、獅江、上饒、廣豐、玉山，每個斷面取水流充分混合的地點為監測點，每個斷面取樣1次。監測斷面地理信息如表1所示。

1.2 樣品采集、處理與分析

1.2 1 定性采集 用25#浮游生物網于水面下“∞”狀拖動浮游網，速度為20-30cm/s，約2min。將采集的樣本收集于50mL標本瓶，用4%福爾馬林現場固定，貼好標簽，采用全水量觀察法，藻類鑒定到種。

1.2.2 定量采集 按布設斷面左右點進行采集，用1L采水器于水面下采樣，將水樣存放于1L采樣瓶中并加入魯哥氏液固定，待48h后取30mL上清液備用。在顯微鏡下計算1L水中浮游藻類的數量，將采樣瓶中水樣充分搖勻，吸取0.1mL滴入計數框內，并在顯微鏡下計數觀測。

1.3 水質理化指標分析

反映水體水質的常規理化指標中，DH、溶解氧（COD）由YS16600型多參數水質監測儀現場測定，總氮（TN）-半微量開氏法測定，總磷（TP）-鉬酸銨分光光度法測定，氨氮（NH3-N）-納氏試劑分光光度法測定，葉綠素a-丙酮法測定。

1.4 數據分析

圖形信息采用ArcMap10.0軟件繪制，水質理化性質及生物種群數量關系分析采用SPSS18.0及Excel2007（12.0.6557.5000）等軟件處理。

2 結果與分析

2.1 浮游藻類群落結構與組成

通過對8個采樣點樣品的檢測分析，信江干流浮游藻類結構分布見表2。從8個采樣點共觀察到7門29科39屬85種。其中，綠藻門有11科17屬56種，硅藻門有6科8屬12種，藍藻門有4科7屬8種。由表2可以看出，綠藻、硅藻、藍藻為信江干流的浮游藻類中優勢種群。且由觀測數據分析可知，綠藻門的團藻、四孢藻、普通水綿、四角藻，藍藻門的螺旋藻、顫藻，硅藻門的小環藻、舟形藻、平板藻等為優勢種（屬）。且樣點間藻類組成也存在差異，廣豐觀測到的浮游藻類種數最多，弋陽最少，其余監測點都在25-27屬之間。

2.2 浮游藻類分布特征及其生物多樣性

通過對8個樣點的浮游藻類細胞密度檢測分析，結果見圖2。藻類細胞密度夏季明顯高于冬季，這是由于春夏氣溫高，適宜藻類生長繁殖。8個監測點的藻類細胞數量在312萬-996萬個/L之間變動，且在夏季最適宜藻類生長環境下ST1、ST4、ST6、ST7監測點數量都高于950萬個/L，夏季最低值465萬個/L出現在貴溪，全年平均值為806萬個/L。

Shannon-Wiener生物多樣性指數是反映生物種群分布與水質狀況的重要指標，一般來說，水體所受污染越嚴重，生物種類相對就越少，物種多樣性指數下降。指數值越低。說明水質污染程度越高。信江生物多樣性指數見表3。根據有關文獻，Shannon-Wiener指數H越低，說明水質污染程度越高。Shannon-Wiener指數在0-1為重度污染，1-3為中污染，其中1-2為α-中污，2-3為β-中污，大于3為清潔水體。

Margalef物種豐富度指數是反映環境穩定性的指標。浮游藻種類愈多。個體數量分布愈均勻。相反，水體所受污染越嚴重，生物種類相對就越少。Margalef指數D越大，水質越清潔，D大于3為清潔水質，在2-3時為輕度污染水質，在1～2時為中度污染水質，0-1時為重度污染水質。

由表3可知，生物多樣性指數介于0.81-2.01之間，平均值為1.23，Margalef值介于0.85-2.01之間，平均為1.33，表明信江干流水質狀況基本處于中度及較重污染水平。從生物多樣性指數看，信江上游斷面玉山、下游斷面鷹潭生物多樣性指數較低，而中游的貴溪、弋陽生物多樣性指標值較大，從生物多樣性指標上顯示信江干流上、下游污染較重，中游相對污染較輕。

2.3 水環境因子分析

水質理化性質分析參照GB3838-2002《地表水環境質量標準》進行評價。各監測斷面的理化指標如表4所示，pH介于6.9-7.5之間，水質基本處于中性偏堿性。各斷面差異不明顯：化學需氧量（COD）在3.87-23.16mg/L之間，ST3-ST8均超過Ⅲ類水標準，監測點ST6COD值達到Ⅰ類水標準：總磷含量除鷹潭嚴重超標外其余平均濃度為0.074mg/L。低于水環境質量標準：而各斷面總氮量均超出水環境質量標準。另外，信江干流各監測段面總氮平均為4.13mg/L。從各采樣點來看，玉山總氮含最高，廣豐總氮含量最低，其余各點的總氮濃度差別不大。葉綠素是植物進行光合作用增加水體氧氣的最重要色素，可以直接反映出水體中藻類現存量。檢測結果顯示。鷹潭的葉綠素a濃度最高，為13.02mg/m³，其次為監測點上饒，濃度為8，48mg/m³，其他監測斷面濃度較小，相對均勻，而TP含量較低，因此藻類的數量可能受水體中磷含量多少的影響。

3 小結與討論

信江流域浮游植物以綠藻門、藍藻門為主。其檢測種類與數量均為最多：浮游植物時間分布上夏季明顯大于冬季，其細胞密度時空分布上區域無明顯差異：

Margalef指數與Shannon-Wiener指數計算結果表明，信江干流水質總體處于輕度至重度污染狀態，與藻類種群數量關系對水質狀況感應性差異一致，符合上述污染特征。這是由于上下游多有工廠及水利設施存在，加之人口分布稠密所致。