淡水水質(zhì)的浮游生物評價研究進展

袁聿軍

(山東省淄博師范高等?？茖W校數(shù)理科學系 255100)

浮游生物是一類懸浮于水體中、只能隨波逐流生活的微型水生生物的統(tǒng)稱，包括浮游植物和浮游動物。浮游植物通常指浮游藻類，它們含有光合色素，能利用光能進行光合作用，是水體中的主要生產(chǎn)者；浮游動物是水體中極其重要的消費者，是許多經(jīng)濟魚類的優(yōu)質(zhì)食物，主要包括原生動物、輪蟲、枝角類和橈足類。浮游生物主動規(guī)避能力較弱，且對水域污染及水質(zhì)的變化反應敏感，其種類、數(shù)量、分布會隨著水質(zhì)變化而變化，可綜合反映水質(zhì)污染狀況。同時，浮游生物的數(shù)量變化反映了污染物對生命的直接危害，故可用來對水域水質(zhì)污染作出早期預警。浮游生物作為水質(zhì)生物監(jiān)測的重要指標，越來越多地受到世界各國的重視。

1 淡水水質(zhì)生物學評價的浮游植物指標研究

浮游植物廣泛分布在淡水水體中，但在不同水質(zhì)的水域(如水庫、湖泊、河流)中其種類往往存在差異。研究發(fā)現(xiàn)黃藻和金藻主要出現(xiàn)在污染較少的貧營養(yǎng)型的水域，在污染較重的中營養(yǎng)型水域中主要是硅藻、甲藻和隱藻，在污染嚴重的富營養(yǎng)型的水域中主要是藍藻和綠藻。

劉金殿等[1]對新昌長詔水庫浮游植物與水質(zhì)關系進行了調(diào)查，共采集浮游植物26種，分別隸屬于綠藻、硅藻、藍藻、隱藻、甲藻和黃藻，其中優(yōu)勢種為藍藻、硅藻和綠藻。利用上述結果計算了Shannon-Wiener和Simpson多樣性指數(shù)、Margalef 豐富度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)，結果顯示長詔水庫浮游植物的多樣性較低，水質(zhì)為中污-重污型，屬于中-富營養(yǎng)化水平，與水質(zhì)的理化監(jiān)測結果一致。閆華超等[2]對東昌湖浮游生物群落結構與水質(zhì)關系進行了調(diào)查，共采集浮游植物76種，分別隸屬于裸藻、金藻、黃藻、甲藻、硅藻、隱藻、藍藻和綠藻，優(yōu)勢種為藍藻、綠藻和硅藻。利用Margalef豐富度指數(shù)對水質(zhì)進行了生物學評價，結果顯示各樣點D值處于1.18～2.49間，表明水質(zhì)為輕污-中污型，與化學分析結果相同。高遠等[3]對沂河的4條支流(東汶河、蒙河、涑河和柳青河)的浮游植物群落結構與水質(zhì)情況進行了調(diào)查研究，共采集浮游植物292種，其中東汶河75種、蒙河67種、涑河70種、柳青河80種，優(yōu)勢種為硅藻和綠藻，從浮游植物種類組成上看，東汶河、蒙河和涑河屬硅藻-綠藻型，柳青河則為綠藻-硅藻型。利用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)和水體的理化監(jiān)測數(shù)據(jù)對水質(zhì)進行了評價，結果顯示東汶河和蒙河為中污型-寡污型,涑河為中污型-清潔型,柳青河為中污型。

水域在不同季節(jié)的水量存在很大差異，這會導致水體中有機物或污染物的濃度產(chǎn)生變化，從而引起水質(zhì)污染狀況的變化，這又會使生活于其中的浮游藻類的種類和數(shù)量隨之變化。蘇玉等[4]對太湖武進港區(qū)域浮游植物與水質(zhì)污染因子的關系進行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)太湖武進港區(qū)域浮游植物群落結構的季節(jié)差異大。豐水期和平水期共檢出浮游植物57屬，其中豐水期檢出46屬，綠藻和藍藻為優(yōu)勢種，平水期檢出29屬，硅藻為優(yōu)勢種，可見豐水期浮游植物類群明顯多于平水期。利用指標物種及Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Margalef 豐富度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)進行的分析表明，太湖武進港為中-富型水體。

2 淡水水質(zhì)生物學評價的浮游動物指標研究

通常清潔型水體中浮游動物種類較多，但各個種的種群數(shù)量則較少，而在污染較嚴重的中度富營養(yǎng)化水體中往往只有耐污種類生存，且形成優(yōu)勢種群。輪蟲、枝角類、橈足類分布廣泛，但它們更喜好生活在富營養(yǎng)型水體，在這種類型的水體中，輪蟲數(shù)量特別豐富，每升水中可高達幾萬個，因此可以用其作為水質(zhì)監(jiān)測的指示生物。王站付等[5]對西太湖流域浮游動物群落結構與水質(zhì)關系進行了調(diào)查，共采集浮游動物38種，其中輪蟲29種(占總數(shù)的76.3%)、橈足類4種(占10.5%)、枝角類5種(占13.2%)，優(yōu)勢種為輪蟲，主要為針簇多肢輪蟲(Polyarthratrigla)、角突臂尾輪蟲(Brachionusangularis)、長三肢輪蟲(Filinialongiseta)、熱帶龜甲輪蟲(Keratellatropica)和暗小異尾輪蟲(Trichocercapussilla)。利用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Margalef 豐富度指數(shù)對水質(zhì)進行了評價，結果發(fā)現(xiàn)遠離湖區(qū)的上游農(nóng)業(yè)區(qū)、中游城市區(qū)和下游濱湖區(qū)的水質(zhì)呈階梯狀分布，即三處的水質(zhì)依次處于重污染、中污染和輕污染狀態(tài)。陳亮等[6]對浙江分水江水庫浮游動物與水質(zhì)關系進行了調(diào)查研究，共發(fā)現(xiàn)浮游動物23種，其中輪蟲11種(占48%)、枝角類6種(占26%)、橈足類6種(占26%)，優(yōu)勢種同樣為輪蟲，主要為螺形龜甲輪蟲(Keratellacochlearis)、前節(jié)晶囊輪蟲(Asplanchnapriodonta)、長額象鼻溞(Bosminalongirostris)和特異中劍水蚤(Mesocyclopsdissimilis)。在此基礎上，依據(jù)Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)和Margalef豐富度指數(shù)，并結合同步測定的理化指標對水質(zhì)狀況進行了綜合評價，結果表明分水江水庫的水質(zhì)屬中污型。

河流等水域水流速度比較快，對于喜好浮游生活的浮游動物來說，種類和數(shù)量相對較少，若水域富營養(yǎng)化后，耐污性的種類豐度會增大。張潔等[7]對饒河干流水質(zhì)進行了理化指標監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)水質(zhì)總體處于中污-重污狀態(tài)。同時對浮游動物進行了調(diào)查，共發(fā)現(xiàn)浮游動物54種，其中輪蟲有31種(占62%)，枝角類7種(占14%)，橈足類7種(占14%)，原生動物5種(占10%)，輪蟲中的晶囊輪蟲(Asplanchnasp.)為該水域的優(yōu)勢種。Margalef 豐富度指數(shù)與 Shannon-Weaver 生物多樣性指數(shù)分析顯示水質(zhì)也為中污-重污狀態(tài)，與理化監(jiān)測數(shù)據(jù)的評價結果相同。宋菊梅等[8]對北洛河豐水期浮游動物群落結構及水質(zhì)的關系進行了研究，共發(fā)現(xiàn)浮游動物49種，其中輪蟲41種(占83.67%)，原生動物4種(占8.16%)，枝角類和橈足類各2種(各占4.08%)。利用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Margalef 豐富度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)對該流域水質(zhì)狀況進行的評價表明，北洛河流域浮游動物群落結構較簡單，水質(zhì)處于中度污染 。

3 前景與展望

隨著人們對于環(huán)境污染的重視，浮游生物監(jiān)測將成為水質(zhì)監(jiān)測的一種不可缺少的方法，不論在宏觀還是在微觀領域都可以為研究者和監(jiān)測單位提供連續(xù)的綜合環(huán)境信息。同時，隨著學科融合、監(jiān)測技術的整合，水質(zhì)監(jiān)測方法與技術將會取得長足的進步，將勢必產(chǎn)生更多的研究熱點。今后的發(fā)展方向主要集中在以下幾個方面：①近年來對于水域污染的生物監(jiān)測多單純采用浮游動物、浮游植物或底棲動物的方式進行，監(jiān)測結果不夠全面，因此綜合運用浮游動、植物和底棲動物對水質(zhì)進行監(jiān)測將是今后的研究趨勢；②近年來，浮游藻類監(jiān)測技術與固定化技術相結合而形成的藻類固定化技術廣泛用于水域毒性檢驗和生物檢測，這將是今后淡水水域水質(zhì)監(jiān)測的研究新方向，并將形成水域水質(zhì)監(jiān)測的新思路、新方法；③物理學、化學、計算機技術與生物學理論相結合產(chǎn)生的浮游生物傳感器技術在對水域中低濃度污染物的監(jiān)測方面將有廣闊的應用前景。