盤州市虎跳峽水質營養狀態及浮游藻類調查

伍曉林 廖芬 王潔 黃志開

摘要：為了解虎跳峽水質現狀，對虎跳峽開展了水質營養狀態及浮游藻類調查。營養狀態調查結果表明：虎跳峽湖心和2#碼頭均已富營養化，其中虎跳峽湖心營養狀態分級為輕度富營養;2#碼頭為重度富營養。浮游藻類監測結果表明，虎跳峽湖心和2#碼頭藻密度分別為5.65×106個/L和2.31×107個/L，倪氏擬多甲藻占絕對優勢，分別占總藻密度的98.8%和97.4%，Margalef指數評價水質均為重污染。

關鍵詞：水質;營養狀態;浮游藻類;虎跳峽

中圖分類號：X824

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）10-0082-03

1引言

營養狀態能反應水環境質量的好壞，且浮游藻類的數量及群落與營養狀態密切相關。浮游藻類作為生態系統的初級生產者，是水生生物的重要組成部分，其群落組成和數量變化對水體的水質營養狀況有指示作用?；⑻鴯{位于盤州市英武鎮，近年來盤州市虎跳峽到春季部分水域成醬油色。為了解虎跳峽水環境質量狀況，對盤州市虎跳峽進行了富營養化指標及浮游藻類調查，為水環境管理提供依據。

2材料與方法

2.1采樣點設置

在虎跳峽湖心、虎跳峽2#碼頭各布設一個點位。

2.2樣品的采集及分析

2018年3月采集樣品，按《地表水和污水監測技術規范》（HJ/T91-2002）進行理化指標水樣的采集，現場測定水溫和pH值。理化指標及分析方法見表1。浮游藻類樣品的采集固定、濃縮、計數按《水和廢水監測分析方法（第四版增補版）》執行。浮游藻類的鑒定參考文獻。

2.3水質評價方法

2.3.1水質類別評價

按《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）進行水質類別評價。

2.3.2營養狀態評價

根據《地表水環境質量評價辦法》（試行）（環辦[2011]22號），采用綜合營養狀態指數法（TLI（∑））進行營養狀態評價。用0～100的一系列連續數字對湖泊（水庫）營養狀態進行分級：TLI（∑）<30為貧營養;30≤TLI（∑）≤50為中營養;TLI（∑》50為富營養;50

2.3.3浮游藻類評價方法

（1）水體中浮游植物數量的計算方法。水中浮游植物個數的計算公式：

式（1）中，N為每升水中浮游植物的數量（個/L）;Cs為計數框面積（mm2）;Fs為每個視野的面積（mm2）;Fn為計數過的視野數;V為1L水樣經沉淀濃縮后的體積（mL）;U為計數框體積（mL）;Pn為計數出的浮游植物個數。

（2）優勢種（Y）計算方法。優勢度根據各優勢種出現的頻率及個體數量進行計算，計算公式為：

式（2）中，y為優勢度;N：為樣品中某種浮游植物藻或浮游動物數量;N為樣品中總浮游植物數量;Fi為樣品中某種浮游植物藻出現頻率。當物種優勢度Y>0.02時，該種即為優勢種。

（3）豐富度指數Margalef（D）計算及評價方法。利用Margalef指數（D）描述群落中種類和個體的豐度程度。計算公式為：

式（3）中：S為藻類種類總數，N為藻類個體總數。水質評價標準見表2。

3監測結果及評價

3.1理化監測

虎跳峽湖心和2#碼頭水質主要受總氮和總磷的影響，總氮濃度均超過《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）V類標準（表3）?；⑻鴯{湖心綜合營養指數為56.69，營養狀態分級為輕度富營養;盤州市虎跳峽2#碼頭綜合營養指數為75.10，營養狀態分級為重度富營養。

3.2浮游藻類監測

虎跳峽湖心和2#碼頭均鑒定出浮游藻類3門4種，其中甲藻門2種（倪氏擬多甲藻和柏林式多甲藻），隱藻門1種（吻狀隱藻），綠藻門1種（衣藻）（表4，表5）?；⑻鴯{湖心和2#碼頭均以甲藻門的倪氏擬多甲藻占絕對優勢。虎跳峽湖心總藻密度為5.65×106個/L，倪氏擬多甲藻、柏林擬多甲藻、吻狀隱藻、衣藻藻密度分別為5.58×106個/L、1.80×l04個/L、3.00×104個/L、2.00×104個/L;倪氏擬多甲藻的優勢度大于0.02，為優勢種。Margalef指數（D）為0.13，屬于重污染?；⑻鴯{2#碼頭總藻密度為2.31×107個/L，倪氏擬多甲藻、柏林擬多甲藻、吻狀隱藻、衣藻藻密度分別為2.25×107個/L、1.80×105個/L、3.00×105個/L、1.20×105個/L;倪氏擬多甲藻的優勢度大于0.02，為優勢種。Margalef指數（D）為0.12，屬于重污染。

4討論

通過現場踏勘，發現虎跳峽周邊無工礦企業廢水及生活污水直排現象，回水區靠近岸邊有較多漂浮在水面的浮游藻類、植物殘體，水面局部呈醬油色。因秋、冬季水位逐漸下降，岸邊淺水區底棲動植物、浮游藻類及浮游動物（以下簡稱為動植物）直接暴露于岸邊，再加上水溫低，浮游藻類、浮游動物不適應低溫而沉入水底越冬或者死亡沉入水底，殘體失去水分變干鋪于岸邊土壤或巖石表面;待春季水位逐漸上升，鋪于岸邊土壤或巖石表面的動植殘體受到水體浸泡，使其再次浮出水面，再加上水溫的升高從而導致釋放大量的氮和磷，最終導致富營養化和藻類爆發（水華）。所以春季水體氮和磷含量較高，且靠近岸邊氮和磷含量高于湖中心含量，即虎跳峽湖心營養狀態分級為輕度富營養，2#碼頭為重度富營養;藻密度虎跳峽湖心低于2#碼頭?；⑻鴯{湖心和2#碼頭均以倪氏擬多甲藻占絕對優勢，分別占總藻類數的98.8%和97.4%。水面表觀呈醬油色，可能與倪氏擬多甲藻葉綠體為棕黃色有關。

氮和磷含量、pH值、光照強度、水溫、流速等與藻類生長、群落結構關系密切。分析倪氏擬多甲藻引起水華的原因可能有以下幾點。

（1）營養鹽。氮、磷的過量排放是造成水體富營養化的根本原因。氮是藻類自身的組成物質，磷直接參加藻類光合作用、能量轉化。水華形成與氮磷含量有關。由表3可知，虎跳峽湖心和2#碼頭的氮和磷含量均超過國際公認的水華暴發營養條件理論閾值（氮為0.2mg/L，磷為0.02mg/L）?；⑻鴯{湖心和2#碼頭氮磷比分別為20：1和11：1，藻密度虎跳峽湖心低于2#碼頭，由此可知倪氏擬多甲藻適宜生長在低氮磷比的水體中。

（2）pH值、光照。水體pH值和光照與藻類生長、光合作用關系密切，不同藻類適應于不同的pH值范圍和光照強度。虎跳峽湖心和2#碼頭pH值分別為7.94和7.98，均為弱堿性。有研究表明，弱堿性環境下倪氏擬多甲藻光合能力要強于中性環境與弱酸性環境，其可以更加充分利用水體中的無機碳源快速生長繁殖。倪氏擬多甲藻具有較高的光飽和點，其可以耐受更高光強，這一特性為其形成水華提供了有利條件。

（3）溫度。藍、綠藻的最適生長溫度較高，要明顯高于硅、隱藻，倪氏擬多甲藻不同于藍、綠藻喜高溫的特點，其對溫度變化適應性廣，在7.5～20.O℃均有高光合活性，尤其在低溫水體中通過環式電子傳遞鏈保護光系統，保持高光合活性，使其在春季低溫水體中依然能夠有效同化CO。，將光能轉換成化學能，大量積累生物量從而在競爭中占據優勢地位。所以其能適應春季水體溫度變化成為優勢種群。

（4）垂直遷移性。擬多甲藻是具有明顯垂直遷移特性的藻類，這種特性可促進藻細胞捕獲光照和營養鹽。有研究表明，擬多甲藻在12m水深以上水柱中存在明顯的周期性晝夜垂直遷移特性，00：00～16：00擬多甲藻向表層水體遷移并聚集，最大上移速度約為2m/h;白天聚集于水面時，水面呈醬油色，隨著時間的推移水面顏色逐漸加深，水體透明度逐漸降低。16：00～00：00擬多甲藻向下部水體遷移，最大下移速度約為4m/h，表觀顏色逐漸降低，在17：00以后水面基本恢復到無水華狀態，水體透明度增大。擬多甲藻日間遷移至表層獲取光能和無機碳來源，夜間遷移至水下獲取磷源，從而更好的生長，故垂直遷移性也是擬多甲藻水華的原因之一，同時擬多甲藻的晝夜垂直遷移是導致擬多甲藻水華表層水體表觀顏色不斷變化的主要原因。

5結論

（1）富營養化指標監測分析表明，虎跳峽湖心和2#碼頭均已富營養化。虎跳峽湖心營養狀態分級為輕度富營養;2#碼頭為重度富營養。

（2）浮游藻類監測結果表明，虎跳峽湖心和2#碼頭總藻密度分別為5.65×106個/L和2.31×107個/L，倪氏擬多甲藻占絕對優勢，分別占總藻密度的98.8%和97.4%，Margalef指數評價水質均為重污染。