三峽庫區漢豐湖浮游植物現狀調查分析

曹光秀，潘 珉，張志中，黃立成，肖 燁，趙 耀，盧柳池

（昆明市滇池高原湖泊研究院，云南 昆明 650228）

0 引言

浮游植物是水體中的初級生產者之一，是浮游動物和魚類的食物，在水體生態系統中起著重要作用[1]。浮游植物群落對環境變化的響應十分迅速，其種類組成和分布受水體環境影響較大，被用來作為評估水體生態系統狀況的指示性生物類群[2]。因此，可以從浮游植物群落結構及分布特征入手，研究水域生態環境狀況，對水體的保護和治理具有指導意義。

漢豐湖地處重慶市開州區位于三峽庫區腹心地帶一級支流—澎溪河上游，是為減小三峽水庫蓄水倒灌形成的消落區，是三峽庫區最大的庫中人工湖[3]。與庫區其他水體相比，其水文條件及生態環境特征十分獨特，其水位在三峽水庫“蓄清排渾”運行方式的影響下，庫區內每年都會形成30 m消落區，湖內生態環境波動較大[4]。對漢豐湖水環境狀況及浮游植物群落進行研究，可以豐富三峽庫區水環境方面的資料，有助于全面了解三峽工程對庫區水環境的影響。

1 調查區基本情況

漢豐湖位于小江中上游的開州城區，范圍東起烏楊橋水位調節壩，西至南河大邱壩，南以新城防護堤高程180 m為界，北到老縣城所在的漢豐壩—烏楊壩一線。漢豐湖的庫周長為36.4 km，湖泊東西跨度12.51 km，南北跨度5.86 km，西段狹窄，東段開闊，呈“Y”字形沿縣城東西延展。其中最窄處為92 m，最寬處為1589 m，蓄水量8000萬m3，常年水面14.8 km2，是我國西部內陸最大的城市人工湖，其面積為杭州西湖水面的兩倍。

2 調查及數據分析方法

2.1 調查方法

2.1.1 調查點位設置

根據漢豐湖水質模擬來看，漢豐湖水體流速總體相對較緩，尤其是離岸較近的湖灣區域，在枯水期水體流速非常小，在營養鹽和水溫日照充足的條件下，極容易發生藍藻暴發[5]。選取漢豐湖主要入湖河道及湖內為采樣點位，具體采樣點位分布見圖1。共設置5個采樣點，包括主要入湖河道1#點南河及2#點東河、湖內3#點和5#點舉子園、出湖河道4#點小江。

圖1 浮游植物采樣點位示意圖

2.1.2 采樣方法

于2022年10月24日—28日，對每個采樣點分定性和定量采樣。定性標本用25號浮游植物網在表層水中撈取；定量標本每個水樣采1000 mL，水樣立即加入魯哥氏液，用量為水樣量的1.5%，即1000 mL水加15 mL。水樣帶回實驗室后，搖勻倒入1000 mL筒形分液漏斗，固定在架子上，放在穩定的試驗臺上，靜置沉淀48 h，用細小虹吸管小心吸去上層清液，直至浮游植物沉淀物體積約30 mL，旋開瓶活塞放入標本瓶中，再用少許上層清液沖洗沉淀分液漏斗l～3次一并放入瓶中，定容到30 mL。如定量樣品水量超過30 mL，可靜置到次日，再小心吸去多余水。如無分液漏斗，可在試劑瓶中，以同樣方法逐次沉淀濃縮至30 mL。如標本要長期保存，可加福爾馬林，用量為水樣量的4%，并用石蠟封口。

2.1.3 樣品鑒定及計數方法

浮游植物的種類鑒定需要較專門的知識和訓練，根據水生態研究需要，主要種類最好能鑒定到種，特別是那些對營養類型劃分有指示意義的種類，或至少能鑒定到屬，而對優勢種類和形成“水華”的種類則必須鑒定到種，計數與鑒定參照文獻[6]。

2.2 數據分析方法

2.2.1 多樣性指數計算

選擇Shannon-Wiener多樣性指數（H）、Pielou均勻度指數（J）、Margalef豐富度指數（D）來衡量調查區浮游植物多樣性指數的變化情況[7]，計算公式分別為:

①Shannon-Winner多樣性指數：

②Pielou均勻度指數：

③Margalef豐富度指數：

式中：N—所有物種的總個體數，S—總物種數，P i—第i種的個體比例。

各指數數值大小所表征的水質狀況詳見表1[8]。

表1 浮游植物多樣性指數所表征水質狀況

2.2.2 其他指標分析

浮游植物種群結構及各調查點位生物量特征采用Excel 2010進行計算及畫圖，各調查點位物種相關性熱圖采用浮游植物細胞密度在R 4.0.5中利用“pheatmap”包[9]完成分析。

3 結果與分析

3.1 浮游植物種群結構

此次共調查到6門26科43屬61種浮游植物，其中硅藻門13種屬，藍藻門8種屬，綠藻門32種屬，隱藻門4種屬，裸藻門2種屬，甲藻門2種屬。種類數上，綠藻門占優。浮游植物名錄見表2。

表2 浮游植物名錄

表3 各調查點位浮游植物多樣性指數（以細胞密度計）

此次調查浮游植物種類組成中，綠藻門占52.46%，硅藻門占21.31%，藍藻門占13.11%，其他藻類占13.14%（圖2），表明漢豐湖浮游植物種類組成以綠藻、藍藻和硅藻為主。以浮游植物細胞密度計，浮游植物種群結構中藍藻門占了較大比例為39.06%，其次為綠藻門25.6%和硅藻門18.9%，隱藻門15.77%，裸藻門和甲藻門占比較低（圖3），各調查點的種群結構各不相同。

圖2 浮游植物種類組成結構

圖3 浮游植物種群組成（以細胞密度計）

3.2 浮游植物生物量特征

調查區浮游植物生物量5個采樣點的波動范圍為2.09～8.2 mg/L，平均值為5.33 mg/L。如圖4所示，入湖口的南河（1#）和東河（2#）浮游植物生物量最高為8.2 mg/L、7.17 mg/L，湖內3#和5#的值居中，出湖口的4#點生物量最低。

圖4 各采樣點浮游植物生物量

3.3 浮游植物多樣性特征

各調查點Shannon-Winner多樣性指數在2.23～2.97波動，平均值為2.55。其中，湖內3#點位指數最高且物種數最為豐富，表明其生物多樣性最高，各門類浮游植物均有明顯增長；出湖口4#點位指數為2.23且物種數在5個調查點位中數量最低，表明其生物多樣性較低，水體中藍藻門迅速增殖并形成絕對優勢。

參照浮游植物多樣性指數所表征水質狀況表（表1），Shannon-Winner多樣性指數顯示調查區水質屬于β-中污型；Pielou均勻度指數結果顯示入湖口1#和2#及出湖口4#水質屬于清潔-寡污型，湖內3#和5#屬于清潔型；Margalef豐富度指數結果顯示入湖口2#和出湖口4#水質屬于清潔-寡污型，其余區域屬于清潔型；總體看來漢豐湖整體水質在調查期間水質狀況良好。

3.4 浮游植物種間相關性

從相關性熱圖（圖5）看出浮游植物種類采樣點入湖口1#和2#可以分為一組，湖內3#、5#和出湖口4#分為一組，可能與采樣點的地理空間位置相近相連有關系。并且從圖中可明顯看出入湖口的浮游植物細胞密度遠高于湖內和出湖口的值，可能由于補水的浮游植物細胞密度較高，經過湖泊的分解及湖內人為打撈等原因，細胞密度得到一定下降。

圖5 各采樣點浮游植物相關性熱圖（以細胞量計）

4 結論

（1）此次共調查到6門26科43屬61種浮游植物，其中硅藻門13種屬，藍藻門8種屬，綠藻門32種屬，隱藻門4種屬，裸藻門2種屬，甲藻門2種屬。種類數上，綠藻門占優。以浮游植物細胞密度計，浮游植物種群結構中藍藻門占了較大比例為39.06%，其次為綠藻門25.6%和硅藻門18.9%，隱藻門15.77%，裸藻門和甲藻門占比較低，各調查點的種群結構各不相同。

（2）入湖口的南河（1#）和東河（2#）浮游植物生物量最高為8.2 mg/L、7.17 mg/L，湖內3#和5#的值居中，出湖口的4#點生物量最低。

（3）湖內3#點位指數最高且物種數最為豐富，表明其生物多樣性最高，各門類浮游植物均有明顯增長；出湖口4#點位指數為2.23且物種數在5個調查點位中數量最低，表明其生物多樣性較低，水體中藍藻門迅速增殖并形成絕對優勢。參照浮游植物多樣性指數所表征水質狀況表，總體看來漢豐湖整體水質在調查期間水質狀況良好。