余杭塘河浮游植物群落結(jié)構(gòu)及季節(jié)變化特征

龍倫明 顧雪鋒 吳 鵬 汪玉平

(北控(杭州)生態(tài)環(huán)境投資有限公司，浙江 杭州 311121)

1 調(diào)查和分析方法

1.1 采樣點(diǎn)設(shè)置

于2019年每個(gè)季度(2月、5月、8月、11月)在余杭塘河獅山路-繞城高速段進(jìn)行一次采樣，共設(shè)置1#、2#和3#共3個(gè)采樣點(diǎn)，它們的經(jīng)緯度依次分別為：北緯30°16′33.11″、東經(jīng)119°56′57.83″，北緯30°17′25.40″、東經(jīng)120°0′15.62″和北緯30°18′8.28″、東經(jīng)120°2′13.17″。

1.2 浮游植物采集與處理

浮游植物定性[1]樣品：以25#篩絹制成的浮游生物網(wǎng)(孔徑64μm)在表層水面以下0.5m左右呈“∞”字形撈取3～5min，并將濾取的樣本放入標(biāo)本瓶中，加4%的福爾馬林溶液固定。

浮游植物定量樣品：用1L的有機(jī)玻璃采水器，取表層和底層的水樣混合，再?gòu)幕旌蠘又腥?L用于浮游植物的定量。1L樣加魯哥試液固定后帶回實(shí)驗(yàn)室沉降，自然沉降48h后，用虹吸管除去上清液收集沉積物再濃縮成30ml并保存。

參照《淡水微型生物圖譜》[2]，在OLYMPUS BX53顯微鏡和解剖鏡下進(jìn)行浮游植物鑒定和計(jì)數(shù)。

1.3 參數(shù)計(jì)算和數(shù)據(jù)分析

浮游植物密度ρ=Cs·(FsFn)-1·(V·v-1)·Pn，式中：Cs計(jì)數(shù)框面積，F(xiàn)s一個(gè)視野的面積，F(xiàn)n為計(jì)數(shù)過(guò)的視野數(shù)，V為1L水樣經(jīng)沉淀濃縮后的體積，v為計(jì)數(shù)框容積，Pn為在Fn個(gè)視野中所計(jì)數(shù)的個(gè)體數(shù)。浮游植物生物量M=m·ρ，式中，m為細(xì)胞平均濕重[3]。

優(yōu)勢(shì)度[4]Y=(ni·N-1)·fi，式中ni為第i種浮游植物的數(shù)量，fi為第i種在各樣點(diǎn)出現(xiàn)的頻率，N為所有種類總數(shù)量，以Y≥0.02作為優(yōu)勢(shì)種。

Jaccard相似系數(shù)P=c·(a+b-c)-1·100%。式中：a和b為兩個(gè)不同季節(jié)浮游植物種類數(shù)，c為2個(gè)不同季節(jié)的共有種類數(shù)。

2 結(jié)果分析

2.1 種類組成及季節(jié)變化

2019年春季至冬季調(diào)查期間，共檢出浮游植物78種，隸屬7門61屬，主要由藍(lán)藻(14屬15種，占19.2%)、綠藻(30屬44種，占56.4%)、硅藻(12屬14種，占17.9%)組成，其它門類僅在個(gè)別季節(jié)和少數(shù)采樣點(diǎn)出現(xiàn)，其中隱藻2種，其它種類各鑒定出1種。浮游植物種類分布表現(xiàn)出較明顯的季節(jié)差異：秋季最多，為56種，春季最少，為39種，夏季和冬季分別為44種和43種。除秋季種類較豐富之外，其它季節(jié)種類差異性較小。

余杭塘河浮游植物種類在相鄰季節(jié)之間的Jaccard相似系數(shù)冬春、春夏、夏秋分別為51.8%、56.6%、51.5%，這表明余杭塘河浮游植物種類不同季節(jié)的種類組成不同，種類更替速度基本相近，一半以上的種類被更替。根據(jù)優(yōu)勢(shì)度計(jì)算結(jié)果，余杭塘河浮游植物優(yōu)勢(shì)種共有12種，主要為藍(lán)藻門和綠藻門的種類，不同季節(jié)有一定差異性：春季只有1種綠藻，為網(wǎng)狀空星藻，優(yōu)勢(shì)度達(dá)到0.6447，其它藻類的優(yōu)勢(shì)度完全無(wú)法體現(xiàn)；夏季，浮游植物的優(yōu)勢(shì)種為藍(lán)藻門和綠藻門種類，其中微囊藻和卵囊藻的優(yōu)勢(shì)度均為0.4061，占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；秋季，藍(lán)藻門的微囊藻、色球藻和硅藻門的小環(huán)藻為優(yōu)勢(shì)種，其中，常見的水華品種微囊藻的優(yōu)勢(shì)度為0.6660，占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；冬季有6種，各優(yōu)勢(shì)種優(yōu)勢(shì)度相近，在0.0282～0.0930之間，除藍(lán)藻門的魚腥藻之外，其余全為綠藻門種類，包括小球藻、卵囊藻、新月藻等。

2.2 細(xì)胞密度及季節(jié)變化

余杭塘河浮游植物細(xì)胞密度在不同季節(jié)的分布差異性較大，春季為126.71×104cell/L，夏季密度最小，僅為68.71×104cell/L，與春季相差約2倍，秋季密度顯著增加，為157.45×104cell/L，冬季平均密度最高，為169.24×104cell/L，接近秋季的平均密度，年際變化呈現(xiàn)雙峰型。細(xì)胞個(gè)體小的藍(lán)藻細(xì)胞密度占總細(xì)胞密度的比例明顯增加，從12.88%增加到84.41%，綠藻細(xì)胞密度占總細(xì)胞密度的比例明顯下降，從83.21%下降至10.26%，硅藻細(xì)胞密度占有比例略有上升，從1.61%增加至4.48%，其它各門藻類細(xì)胞密度所占比例極小。由此可知，浮游植物更替明顯，群落結(jié)構(gòu)中藍(lán)藻和綠藻競(jìng)爭(zhēng)激烈。

2.3 生物量及季節(jié)變化

2019年春季至冬季，余杭塘河浮游植物群落結(jié)構(gòu)生物量的季節(jié)變化趨勢(shì)為先降后升，年均生物量為0.946mg/L，各季節(jié)生物量在0.056～2.955mg/L之間。綠藻生物量在各季節(jié)總生物量中均較大，且其生物量從0.072mg/L升高至2.826mg/L，綠藻生物量的猛增導(dǎo)致總生物量的急劇升高；藍(lán)藻在夏、秋季生物量占有量較大，分別為0.028 mg/L和0.060 mg/L，其它藻類對(duì)總生物量的貢獻(xiàn)四季均較微小。從每個(gè)門類占各季節(jié)總生物量的比例來(lái)看：春季仍然以綠藻占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，為77.57%；夏季以藍(lán)藻占優(yōu)勢(shì)，約占總生物量的50.00%，且綠藻仍占有一定的優(yōu)勢(shì)，約占總生物量的26.78%；秋季藍(lán)藻和綠藻優(yōu)勢(shì)地位相當(dāng)，分別占總生物量的31.91%和38.30%；冬季生物量綠藻占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，達(dá)總生物量的95.63%。

3 討論

3.1 群落結(jié)構(gòu)的時(shí)空分布特點(diǎn)

隨著溫度的升高，余杭塘河浮游植物種類組成中藍(lán)藻、綠藻的種數(shù)逐漸增加，在種間競(jìng)爭(zhēng)種逐漸凸顯其優(yōu)勢(shì)，其它種類，如硅藻在種間競(jìng)爭(zhēng)中優(yōu)勢(shì)逐漸被削弱。優(yōu)勢(shì)種變化頻繁，冬季以新月藻、卵囊藻、月牙藻等綠藻類為優(yōu)勢(shì)種，隨著季節(jié)的改變，其優(yōu)勢(shì)地位被微囊藻、色球藻、平裂藻等藍(lán)藻類替代。

3.2 影響因素

余杭塘河處于溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，夏季降水量大，水體循環(huán)頻繁，浮游動(dòng)物和底棲動(dòng)物豐富，浮游植物被大量捕食。

2018年9月初，余杭塘河實(shí)施水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建工程，種植水生植物，投放濾食性魚類和底棲動(dòng)物，人為構(gòu)建生物鏈。冬春季浮游植物總生物量明顯高于夏秋季，且夏秋季保持在較低水平，這說(shuō)明夏秋季水生植物的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)及水生動(dòng)物的捕食成為影響余杭塘河浮游植物群落結(jié)構(gòu)季節(jié)變化的重要因素之一。

4 結(jié)語(yǔ)

余杭塘河浮游植物共7門61屬78種，其中藍(lán)藻14屬15種，占19.2%；綠藻30屬44種，占56.4%；硅藻12屬14種，占17.9%；其它種類較少，所占比例較小。浮游植物種類數(shù)以秋季最多，達(dá)56種。浮游植物種類組成主要是藍(lán)藻和綠藻，冬、春季幾乎全為綠藻，秋季大多為藍(lán)藻。浮游植物密度在冬季最高，秋季次之，夏季最低，屬雙峰型變化。各季節(jié)均出現(xiàn)的種類有12種，主要為藍(lán)藻、綠藻和硅藻。Jaccard 種類相似性指數(shù)范圍在0.515～0.566，季節(jié)間種類差異較大，浮游植物更替明顯。優(yōu)勢(shì)種共有12種，無(wú)全年廣布優(yōu)勢(shì)種，優(yōu)勢(shì)度最高是秋季的微囊藻，達(dá)0.666。浮游植物總生物量冬季最高，綠藻生物量所占比例在各季節(jié)均較大，冬、春季分別達(dá)95.6%和77.6%，藍(lán)藻在夏秋季所占比例大，分別為50.0%和31.9%。

水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建對(duì)塘河的浮游植物群落結(jié)構(gòu)有重要影響，水生動(dòng)植物、水體營(yíng)養(yǎng)鹽、溫度等是影響藻類群落結(jié)構(gòu)季節(jié)變化的主要因素。