白家河浮游藻類群落結構特征及水質評價

摘要：白家河是嘉陵江的支流，也是天水市水量較大且有代表性的河流。本研究采集水樣，測定其水質理化指標，調查白家河水中浮游藻類豐度和群落結構特征，并開展水質評價。結果表明，白家河水質偏堿性，水質處于Ⅱ類至Ⅲ類的水平。經分類鑒定，白家河浮游藻類為5門、27屬、57種。浮游生物多樣性評價顯示，白家河水質為中度污染。本研究可以明確浮游藻類群落結構特征和水質狀況，為水生態保護及長江禁捕效果評估提供基礎數據支持。

關鍵詞：浮游藻類；群落結構特征；水質評價

中圖分類號：Q948.8 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）04-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.04.041

community structure Characteristics of planktonic algae and water quality evaluation in the Baijia River

LUO Lintong1， WANG Jianzhou2， LI Xiaozhen3， HE Ming1

（1. School of Bioengineering and Biotechnology， Tianshui normal University， Tianshui 741001， China;

2. Tianshui fishery work station， Tianshui 741000， China;

3. Qinzhou District Animal Disease Prevention and Control Center of Tianshui City， Tianshui 741001， China）

Abstract： The Baijia River is a tributary of the Jialing River and a representative river with a large water volume in Tianshui city. This study collects water samples， measures their water quality physicochemical indicators， investigates the abundance and community structure characteristics of planktonic algae in the Baijia River water， and conducts water quality evaluation. The results indicate that the water quality of Baijia River is slightly alkaline， and the water quality is at the level of Class Ⅱ to Class Ⅲ. After classification and identification， the planktonic algae in Baijia River are classified into 5 phyla，

27 genera， and 57 species. The evaluation of plankton diversity shows that the water quality of Baijia River is moderately polluted. This study can clarify the community structural characteristics of planktonic algae and water quality status， thus providing basic data support for water ecological protection and effectiveness evaluation of the Yangtze River fishing ban.

Keywords： planktonic algae; community structure characteristics; water quality evaluation

浮游藻類作為水生態系統的初級生產者，在物質循環和能量流動的過程中起到基礎性作用。白家河是嘉陵江的支流，發源于甘肅省天水市秦州區娘娘壩鎮大梁山，全長約為26 km，年平均流量為5.7 m3/s，年平均徑流總量為1.8億m3。本研究以浮游藻類為指示生物，對白家河水生態環境及浮游藻類進行研究，揭示藻類群落結構特征，為長江禁捕效果評估提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

根據天水市生態和氣候特點，參照《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）[1]及《水生生物學實驗指導》[2]中的采樣方法，于2022年1月（冬季）、2023年3月（春季）、2023年7月（夏季）和2023年

10月（秋季）在白家河設置8個采樣點，依次為白家河樊家窯（B1）、大草壩（B2）、榮光村（B3）、柳林村（B4）、杜家村（B5）、長河村（B6）、曲溪水庫（B7）和尤家坪（B8）。定性樣品采集用25號浮游生物網（網孔0.064 mm），參考《中國淡水藻類系統、分類及生態》[3]進行優勢種鑒定，定量樣品采用魯哥氏液固定保存。每個采樣點在不同區域采集3個定性樣品和定量樣品。

1.2 評價方法

水體理化因子中，水溫、pH、溶解氧和透明度進行現場測定，電導率、總氮、總磷和硫酸鹽等指標在實驗室測定，每個采樣點使用采水器平行取3組水樣（每組250 mL），低溫避光保存。采用綜合水質標識指數法對水質進行綜合評價。浮游生物多樣性采用Margalef豐富度指數、Shannon-Wiener多樣性指數和Pielou均勻度指數進行評價，3個指標分別采用式（1）、式（2）和式（3）進行計算，采用式（4）計算浮游生物的優勢度。優勢度大于0.02的物種被認定為優勢種，依據生物多樣性，評價水體污染程度，具體標準如表1所示。

式中：D為Margalef豐富度指數；H為Shannon-Wiener多樣性指數；J為Pielou均勻度指數；Y為浮游生物的優勢度；S為樣品的種類總數；N為樣品的總個體數；ni為第i個物種的個體總數；fi為樣本個體的出現率。

2 結果與分析

2.1 白家河水體理化因子

白家河各采樣點水溫保持在-6～23 ℃，pH保持在7.55～8.80，整體偏酸性；溶解氧含量保持在6.97～10.64 mg/L；電導率保持在130.2～389.9 μS/cm；透明度保持在1.4～2.2 m，冬春季明顯高于秋季。磷和氮是生物生長過程的必需元素，從各采樣點來看，白家河曲溪水庫（B7）河段的總氮、總磷、硫酸鹽含量明顯高于其他采樣點，最高值分別達2.24 mg/L、2.87 mg/L和100.78 mg/L，原因是該采樣點位于下游，周圍農田化肥的流滲和居民生活污水排放較集中，污染物匯入較多。

2.2 白家河浮游藻類群落組成

2.2.1 群落結構

白家河共發現57個浮游藻類分類單位，隸屬于5門6綱13目17科27屬。其中：硅藻門植物為2綱6目9科14屬43種，占總種類數的75%；藍藻門植物為1綱3目4科7屬8種，占總種類數的14%；裸藻門植物為1綱1目1科3屬3種，占總種類數的5%；金藻門植物為1綱2目2科2屬2種，占總種類數的4%；綠藻門植物為1綱1目1科1屬1種，占總種類數的2%。

2.2.2 浮游藻類豐度和優勢種

浮游藻類豐度是群落結構的重要特征，白家河的浮游藻類豐度（細胞個數）為每升75 410～1 831 400個細胞，浮游藻類豐度占比大于2%的為優勢種[4]。對白家河各采樣點的優勢種進行分析，結果表明，藍藻門的楔形藻，硅藻門的鏟狀菱形藻、簡單舟形藻、肘狀針桿藻、細長舟形藻，裸藻門的圓柱扁裸藻、顆粒囊裸藻，金藻門的卵形單鞭金藻、尾魚鱗藻，綠藻門的微芒藻為優勢種。在同一樣點，不同季節的優勢種有一定差異，硅藻門的鏟狀菱形藻、簡單舟形藻、肘狀針桿藻分布最多，各個季節均為優勢種。

2.3 白家河浮游藻類物種多樣性評價及指示水質

2.3.1 Margalef豐富度指數

白家河各采樣點浮游藻類的Margalef豐富度指數如表2所示，其平均值介于2.976～5.065。其中，B1（上游）水質為清潔，B2（上游）和B3、B4、B5（中游）為輕污染，B6、B8（下游）為β-中污染，B6（下游）為α-中污染。

2.3.2 Shannon-Wiener多樣性指數

白家河各采樣點浮游藻類的Shannon-Wiener多樣性指數如表3所示，其平均值介于1.930～3.168。其中，B1、B2（上游）為輕污染，B3（上游）、B4（中游）和B6（下游）為β-中污染，B5（中游）和B7、B8（下游）為α-中污染。

2.3.3 Pielou均勻度指數

白家河各采樣點浮游藻類的Pielou均勻度指數如表4所示，平均值介于0.295～0.604。其中，B1、B2（上游）為輕污染，B3、B4、B5（中游）和B6（下游）為β-中污染，B7、B8（下游）為α-中污染。

3 結論

白家河水質整體偏堿性，依據《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002），結合Margalef豐富度指數、Shannon-Wiener多樣性指數和Pielou均勻度指數來評價，獲得的結果基本一致，即白家河水質為中度污染。在同一樣點，不同季節的優勢種有一定差異。在不同采樣點，由于環境因素的差異，優勢種組成也不同。調查發現，鏟狀菱形藻、簡單舟形藻、肘狀針桿藻分布最多，在各個季節均為優勢種。

參考文獻

1 國家環境保護總局，國家質量監督檢驗檢疫總局.地表水環境質量標準：GB 3838—2002[S].北京：中國標準出版社，2002.

2 王麗卿.水生生物學實驗指導[M].北京：科學出版社，2014：31-32.

3 胡鴻鈞，魏印心.中國淡水藻類系統、分類及生態[M].北京：科學出版社，2006：47-48.

4 巴秋爽.鏡泊湖浮游藻類多樣性及環境相關性研究[D].哈爾濱：哈爾濱師范大學，2017：1-59.