峽山水庫浮游植物群落結構變化及分布情況

田立平， 邢峰杰， 王恩霞， 王曉波， 鄭振魁

(濰坊市市政公用事業服務中心，山東 濰坊 261041)

峽山水庫是山東省最大的水庫，控制流域面積為4 210 km2，水庫增容后總庫容為14.54×108m3，興利庫容為6×108m3，是濰坊市主要水源地，水資源的四分之三由汛期降水形成，五分之四的徑流量來自于天然形成。但自2013年開始，濰坊市遭遇了建國以來最嚴重旱情，水源水量急劇下降，市委、市政府和市政、水利等部門采取了一系列重大措施，先后建成了引黃入峽、南水北調、四河串聯等大型原水調配工程，以解決水源不足問題。隨著本地湖庫水、長江水、黃河水等多水源共存，峽山水庫原水水質也呈現出復雜的局面，與此同時，水庫中藻類的種群和數量也發生了很大的變化，出現了很多新物種。

水庫水體環境直接影響藻類生長和群落結構，同時影響產嗅藻的產嗅功能。藻類大量繁殖易導致水體富營養化，其中一些藻類能夠散發出腥臭味[1]，引起水體異味；藻類死亡后釋放出次級代謝產物到水體中，會產生毒性。研究表明，2 000多種藍綠藻中有40余種可產生毒素[2],主要產毒藻有微囊藻、魚腥藻、顫藻以及束絲藻等，這些毒素可引起人類的消化道疾病，危害人類身體健康。夏季高溫藻類增值旺盛易造成水廠濾池的堵塞和過濾效率降低，常規凈水工藝很難去除[3]。硅藻過量會對水廠膜過濾生產工藝造成不可逆的影響。

筆者對2013—2020年峽山水庫藻類的種群變遷情況進行了研究，探索了藻類的變化規律，以期為水廠工藝調整提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

筒形分液漏斗、奧林巴斯BX51熒光顯微鏡、藻類計數框、藻類分類計數器、魯哥氏液。

1.2 采樣

研究中的樣品為2013—2020年間常規監測采集的水樣，分春、夏、秋、冬4個季節，于每年4月、7月、9月、12月采樣。2020年5月開始，每月采樣，采樣點主要位于峽山水庫棧橋附近，通常采集水庫表面以下0.5 m的上層水水樣。

1.3 檢測方法

依據《水和廢水監測分析方法》(第四版)中顯微鏡視野計數法、《水質 藻類計數 視野計數法》(DB37/T 4163—2020)進行檢測。

浮游藻類的監測分為定性監測和定量監測，定性監測通過顯微鏡進行藻類種屬鑒定。浮游藻類的種類鑒定主要參考《浙江省主要常見淡水藻類圖集》(飲用水水源)[4]和《中國常見淡水藻類圖譜》[5]。定量監測是用有機玻璃采樣器采集1.0 L水樣，加10 mL魯格氏液固定，帶回實驗室后轉移至筒形分液漏斗中沉降濃縮24～48 h，虹吸去掉上清液，最后濃縮成50 mL水樣；將濃縮后的水樣充分混勻后取0.1 mL至藻類計數框中，蓋上蓋玻片，濕室環境下壓片靜止15～30 min,然后進行鏡檢計數。

2 結果與分析

2.1 藻類密度總含量的變化

2013—2020年春、夏、秋、冬四季藻類密度總數的變化情況如圖1所示，從總體上看，季節變化顯著，藻種密度最高出現在夏季，其次為秋季，冬季相對最低。冬季藻含量均在2 000×104個/L以下，處于平穩趨勢；春季2013—2018年藻類密度呈上拋物線趨勢，2016年達到峰值，且僅2016年、2017年高于2 000×104個/L，2018—2020年呈平穩發展趨勢，均低于2 000×104個/L；夏季藻含量均大于2 000×104個/L，其中2016年出現峰值22 000×104個/L，2013年為12 000×104個/L，原因可能是2013年水庫嚴重缺水、2016年水源切換時引進新物種導致水庫生態系統不穩定，各物種之間呈競爭趨勢；秋季藻類密度呈波浪線趨勢，大部分年份藻類密度均高于2 000×104個/L。因此，在夏秋季節應重點關注水庫中藻類含量變化情況，為水廠及時調整生產工藝提供預警支持。

圖1 2013—2020年峽山水庫藻類密度的變化Fig.1 Change of algae density in Xiashan Reservoir from 2013 to 2020

2.2 夏秋季節藻類種群分布情況

從圖2、圖3可以看出，2013—2020年夏秋季節峽山水庫藻類種群主要是藍藻-硅藻-綠藻型，藍藻門占絕對優勢；夏季占比達76.7%～95.9%，秋季占比達62.1%～93.8%。優勢藻種常為微囊藻、魚腥藻、束絲藻；夏秋季節綠藻門和硅藻門在2014年、2016年、2017年、2019年、2020年數量稍多，夏季占比最高分別達13.2%和14.1%，秋季占比最高分別達22.9%和19.6%，其他時間與金藻門、隱藻門、甲藻門、裸藻門一樣占比極低。

藍藻門夏季藻密度含量在2016年水源更替后出現峰值，達到20 000×104個/L以上，其他年份也均在2 000×104個/L以上，2018年降到最低，之后2019年、2020年呈平穩趨勢；秋季藻密度含量在2017年以前變化不穩定，最高值出現在2015年水源切換時，達到近5 500×104個/L，2018年后呈平穩趨勢發展；這在一定程度上說明峽山水庫生態系統得以穩定，水體凈化能力有了一定程度的提高。

8年來峽山水庫夏季共檢出藻類7門57屬[4-5]，其中綠藻門種類最多，出現了23屬，柵藻、空星藻、微囊藻、十字藻、四角藻、盤星藻、卵囊藻、衣藻最為常見，2020年峽山水庫首次出現大型新月藻；硅藻門其次，有18屬，針桿藻、小環藻、舟形藻、直鏈藻等最為常見；藍藻門9屬，微囊藻、顫藻、束絲藻、魚腥藻最為常見；甲藻門2屬，多見角甲藻和多甲藻；隱藻門2屬，隱藻屬和藍隱藻屬最為常見；金藻門2屬，魚鱗藻和錐囊藻最為常見；裸藻門3屬，常見裸藻屬和囊裸藻屬，2020年首次出現陀螺藻屬。

圖2 2013—2020年夏季藻類種群變化Fig.2 Change of algae population in Xiashan Reservoirin summer from 2013 to 2020

圖3 2013—2020年秋季藻類種群變化Fig.3 Change of algae population in Xiashan Reservoirin autumn from 2013 to 2020

2.3 春冬季節種群分布情況

從圖4可以看出，2013—2020年春季峽山水庫藻類種群主要是藍藻-硅藻-綠藻-隱藻-金藻型，較多情況下藍藻門占優勢；藍藻門藻含量變化呈上拋物線趨勢，2016年、2017年達到峰值，達2 500×104個/L以上，且2015—2017年以及2019年藍藻門均占絕對優勢；綠藻門藻含量呈雙峰型變化，分別在2014年和2016年出現峰值；硅藻門藻含量在2016年數量較多，達1 500×104個/L，是第二優勢藻，其他年份數量較低，均在250×104個/L以下；金藻門在2014年是優勢藻，隱藻門在2020年占優勢，藻含量為250×104個/L，其他時間數量很低；甲藻門和裸藻門8年來數量均很低。2016年水源切換前后藍藻門、綠藻門和硅藻門所占比重較大，數量均達到1 250×104個/L以上，3個門競爭較激烈。

圖4 2013—2020年春季藻類種群變化Fig.4 Change of algae population in Xiashan Reservoir in spring from 2013 to 2020

從圖5可以看出，2013—2020年冬季峽山水庫藻類種群主要是藍藻-硅藻-綠藻-隱藻型，冬季藻密度含量較低，數量均在600×104個/L以下，藍藻、綠藻、硅藻占比重較大，也有少量的裸藻、金藻和甲藻。在2015—2017年水源切換前后，藍藻門占主要優勢，2018年、2019年硅藻門是優勢藻類，2020年藍藻門數量上升又成為優勢藻。

8年來峽山水庫春冬季節共檢出藻類7門53屬[4-5]，其中綠藻門17屬，小球藻、盤星藻、柵藻、卵囊藻、衣藻最為常見；硅藻門18屬，針桿藻、小環藻、舟形藻、直鏈藻最為常見；藍藻門9屬，束絲藻、顫藻、微囊藻最為常見；甲藻門2屬，多見裸甲藻和薄甲藻；隱藻門2屬，隱藻屬和藍隱藻屬最為常見；金藻門2屬，魚鱗藻和錐囊藻最為常見；裸藻門2屬，常見裸藻屬和囊裸藻屬。冬春季節優勢藻種為束絲藻和針桿藻。

圖5 2013—2020年冬季藻類種群變化Fig.5 Change of algae population in Xiashan Reservoir in winter from 2013 to 2020

2.4 2020年藻類密度含量變化情況

對峽山水庫2020年5—12月藻類密度含量進行監測，如圖6所示。2020年5月后峽山水庫中藻類密度呈現“雙峰型”變化規律，峰值分別出現在7月和9月，藻含量最高達8 000×104個/L；藍藻門占絕對優勢，占比達80.1%，優勢藻種為束絲藻、微囊藻、顫藻、魚腥藻等；除5月和12月，藻密度總含量及藍藻門均在2 000×104個/L以上；綠藻門、硅藻門、隱藻門等均在500×104個/L及以下。因此，應重點關注夏秋季節水庫藻類的情況，為水廠及時調整工藝提供預警。

從表1可以看出，2020年峽山水庫中藻類共出現7門66屬，較往年種類增多，其中綠藻門種類最多，29屬；硅藻門其次，有17屬；藍藻門8屬；甲藻門3屬；隱藻門2屬，金藻門2屬，裸藻門3屬。9月種類較齊全，共檢出7門48屬，占全年種類的73%。

圖6 2020年5—12月峽山水庫藻類密度的變化Fig.6 Change of algae density in Xiashan Reservoir from May to December, 2020

表1 2020年5—12月藻類種群分布變化[4-5]Tab.1 Change in the distribution of algae populations from May to December 2020

續表1 (Continue)

3 結論

① 2013—2020年期間，對春、夏、秋、冬四季原水的監測表明，2016年水源切換時藻類密度含量均出現峰值，2018年以后漸趨平穩。8年來，夏秋季節藻密度含量均大于2 000×104個/L，冬季均低于2 000×104個/L，春季僅在2016年、2017年水源切換后大于2 000×104個/L。在夏秋季節應重點關注水庫中藻類含量變化情況，為水廠及時調整生產工藝提供技術支持。

② 2013—2020年春季峽山水庫藻類種群主要是藍藻-硅藻-綠藻-隱藻-金藻型，較多情況下藍藻門占優勢；夏季和秋季主要是藍藻-硅藻-綠藻型，藍藻門占絕對優勢，優勢藻種常為微囊藻、魚腥藻、束絲藻；冬季主要是藍藻-硅藻-綠藻-金藻-隱藻-甲藻型，冬季藻密度含量較低，各門類之間競爭較激烈，8年來呈現不同的情況。

③ 2013—2020年，峽山水庫藻類種群分布均是藍藻、硅藻、綠藻、隱藻、金藻、甲藻、裸藻7個門類，四季種類分布略有不同。

④ 2020年峽山水庫藻類呈現“雙峰型”變化規律，峰值分別出現在7月和9月，除5月和12月，藻密度含量均在2 000×104個/L以上，屬于高藻水源。

⑤ 峽山水庫2020年藻類種群分布情況是7門66屬，較往年種類增多很多。其中綠藻門種類最多，29屬；硅藻門其次，有17屬；藍藻門8屬；甲藻門3屬；隱藻門2屬，金藻門2屬，裸藻門3屬。