潭江浮游植物調查及水質監測

蔡端波，楊麗坤，張偉，賴照，安山

（1．河北大學 質量技術監督學院，河北 保定 071000；2．河北大學 生命科學學院，河北 保定 071002）

潭江浮游植物調查及水質監測

蔡端波1，楊麗坤2，張偉2，賴照2，安山2

（1．河北大學 質量技術監督學院，河北 保定 071000；2．河北大學 生命科學學院，河北 保定 071002）

2011年3月和7月對潭江浮游植物樣品進行了采集，共鑒定出202種浮游植物，隸屬于7門86個屬，其中以綠藻門和硅藻門種數最多，各占據了種類總數的36．14%和43．56%，說明了綠藻和硅藻為優勢類群（優勢類群是按照生物密度確定的）．依據Shannon－Wiener多樣性指數、Margalef種類豐富度指數和Pielou均勻度指數判斷潭江春季水體總體為輕度污染水體．

潭江；浮游植物；水質評價；多樣性指數

潭江是廣東省江門五邑主干河流，流經恩平、開平、臺山、新會4個市區，注入黃茅海．從污染源調查來看，流域產業中以造紙、紡織、印染、食品、化工等污染物排放量最大．采用生物監測對河流健康狀況進行評價已經成為一種趨勢［1］．本次實驗目的是調查廣東省水環境，研究流域水污染控制與治理，從而保護水環境，實現可持續發展．

1 材料與方法

1．1 采樣點的設置

調查共布設了8個采樣斷面，從上游到下游各采樣斷面的分布情況見圖1．

圖1 潭江流域地形Fig．1 Topographic map of Tanjiang river

1．2 樣品的采集

浮游植物定性樣品用25號浮游生物網在水下50 cm表層緩慢“∞”拖曳采集，并用采水器采集定量樣品1 000 m L，立即用魯哥氏液固定，濃縮到50 m L，帶回實驗室鑒定 ．

1．3 生物多樣性指數

依據文獻［1］選取以下指數作為評價指標：

1）Shannon－Wiener物種多樣性指數

式中，H′為多樣性指數，s為樣品中的生物種類總數，Pi為第i種的個體數目與樣品總個體數目的比值．

2）Margalef種類豐富度指數式中，MI表示Margalef種類豐富度指數，S表示樣品中生物種類總數，N表示樣品中個體總數．

3）Pielou均勻度指數

計算公式［4］J＝H′／ln S，式中，J為均勻度指數，H′為多樣性指數，S為樣品中的生物種類總數．

2 結果

2．1 潭江浮游植物群落構成

在潭江布設的8個采樣斷面中共鑒定出了202種浮游植物，隸屬于7門86個屬，其中硅藻門最多，占34屬88種，占藻類總數的43．56%；綠藻門占32屬73種，占藻類總種數的36．14%；藍藻門占10屬23種，占藻類總種數的11．39%；裸藻門占5屬12種，占藻類總數的5．94%；金藻門占3屬3種，占藻類總種數的1．49%；黃藻門占1屬2種，占藻類總種數的0．99%；甲藻門最少，占1屬1種，占藻類總種數的0．50%．潭江的各個采樣斷面的浮游植物群落構成如表1所示．

表1 潭江各采樣斷面浮游植物種類組成Tab．1 Phytoplankton composition of different sampling sites in Tanjiang river

優勢種主要有綠藻門的集星藻（Actinastrumhantzschii）、四尾柵藻（Scenedesmusquadricauda）、四足十字藻（Crucigeniatetrapedia）、四角十字藻（Crucigeniaquadrata）、狹形纖維藻（Ankistrodesmusangustus）、空球藻（Eudorinaelegans）、實球藻（Pandorinamorum）、韋氏藻（Westellabotryoides）；硅藻門的尖針桿藻（Synedraacus）、小環藻（Cyclotellasp．）、細弱明盤藻（Hyalodiscussubtilis）、虹彩圓篩藻（Coscindiscusoculus－iridisEhrenberg）、輻射列圓 篩藻 （CoscindiscusradiatusEhrenberg）、顆粒直鏈藻 （Melosira granulate）、扁圓卵形藻（CocconeisplacentulaEhrenberg）、橢圓雙壁藻（Diploneiselliptica）；裸藻門的扁裸藻（Phacussp．）．各個采樣斷面的優勢種除了新會三和鎮以外，其他7個采樣斷面的優勢種組成很相似，以綠藻中的集星藻屬、柵藻屬、十字藻屬和裸藻為主；而新會三和鎮主要以硅藻為主，其中虹彩圓篩藻在各個采樣點的平均值達到35．50%，柵藻和裸藻可以用來反映水質情況．不同采樣斷面的柵藻和裸藻百分比見圖2．

圖2 不同采樣斷面的柵藻和裸藻百分比Fig．2 Percentage ofScenedesmusandEuglenain different sampling sites

2．2 浮游植物多樣性指數

浮游植物多樣性指數是描述生物結構的重要參數，反映了組成生物群落的種類與其個體數的函數關系，它是水體的理化性質及生物等多種生態因子綜合反映的結果［5］．物種多樣性能表征生物群落和生態系統的結構的復雜程度，其能夠在結構類型、組織水平、發展階段和生境差異方面表現群落的特征［6］．表2為潭江浮游植物群落密度．林碧琴等［7］在研究水生藻類與水體的污染監測時指出，在大部分的多樣性指數中，組成群落的生物種數越多，其多樣性指數越大，多樣性指數大的群落穩定性也高．

表2 潭江浮游植物群落密度Tab．2 Phytoplankton community densities of Tanjiang river

Shannon－Wiener多樣性指數（H′）可反映浮游植物的群落結構，其群落結構越復雜，結構就越趨于穩定．即H′＜1時表示水體為重污染；H′＝1～3時表示水體中度污染，其中當H′＝1～2時表示α－中度污染（重中污染），H′＝2～3時表示β－中度污染（輕中污染）；當H′＞3時表示水體輕度污染至無污染［8］．潭江浮游植物多樣性指數見表3，從表3可以看出，恩平、圣堂、獨醒中學、赤坎鎮、半島酒店、水口鎮、牛灣7個采樣斷面的H′均大于3，表明這幾個斷面的水質都比較好，處于輕度污染或無污染；新會三和鎮的H′＝2．796，處于β－中度污染狀態．

Margalef種類豐富度指數（MI）能夠表示群落種類的豐富程度，一般來說健康環境中，種類豐富程度高；污染環境中，種類豐富度低．MI數值高，表示污染程度輕；MI數值低，表示污染程度嚴重．評價標準分為5個等級：0～1為嚴重污染，1～2為重污染，2～3為中污染，3～4為輕污染，＞4為清潔［9］．從表3可以看出，除了新會三和鎮的MI＝3．345，水質為輕污染外，其他7個斷面的MI均大于4，水質為清潔．

Pielou均勻度指數（J）反映了浮游植物物種個體數分配的均勻程度．J值的范圍為0～1，J值大時體現種間個體數分布較均勻；J值小反映種間個體數分布欠均勻［10］．從表3可以看出，恩平、圣堂、獨醒中學、赤坎鎮4個斷面的均勻度基本一致，為最高；半島酒店、水口鎮、牛灣3個斷面的均勻度次之；新會三和鎮的均勻度相比之下最低．

表3 潭江浮游植物多樣性指數值Tab．3 Diversity indices of the phytoplankton in Tanjiang River

3 討論及結論

從浮游植物的群落組成來看，潭江浮游植物以硅藻和綠藻為主，各占藻類總數的43．56%和36．14%，浮游植物的群落結構屬于硅藻型和綠藻型同時存在．唐匯娟［11］曾于2003年調查潭江下游及黃茅海入海口浮游植物現狀，16個采樣點共觀察到浮游植物58屬71種，其中綠藻門27種，硅藻門19種，藍藻門12種，其余為隱藻、裸藻和甲藻類．本次調查的種類數相比2003年的有所下降，這與當地居民反映水質受到污染，河中魚類種類減少是一致的．根據李雪松［12］等利用指示性浮游植物群落劃分的污染等級：藍藻門占70%以上，耐污種大量出現為多污染帶；藍藻門占60%左右，藻類較多為α－中度污染，硅藻門及綠藻門為優勢類群，各占30%左右，為β－中度污染；硅藻門為優勢類群，占60%以上，為寡污染．因此，從總體上看潭江水質處于β－中度污染．從潭江各個采樣斷面的浮游植物群落構成來看，其結果與總體來看基本保持一致，即8個采樣斷面的水質除新會三和鎮外均處于β－中度污染，而新會三和鎮的硅藻占到了68．18%，即處于寡污染狀態．

從優勢種的組成來看，已知柵藻極喜歡在營養豐富的靜水中繁殖，許多種類對有機污染具有較強的耐性，在水質評價中常用來作為指示生物；裸藻喜歡生長在有機質豐富、營養鹽質量濃度高的水體中，數量高時可以反映水體有富營養化趨勢，并在營養充足時大量繁殖形成水華．從圖2中可以看出柵藻在除新會三和鎮外的各個采樣斷面中所占的百分比均很高，平均達到15%，半島酒店更是高于20%，可能與采樣點距離排污口較近，水體有機質含量高有關，因此從柵藻水平來看潭江已受到一定程度的有機污染；裸藻在除半島酒店外的各個斷面所占比例雖然并不是很高，但已經具有一定的優勢，反映潭江水質有富營養化趨勢出現．新會三和鎮的柵藻和裸藻含量明顯低于其他采樣斷面，僅為1．68%和1．71%，由于定性和定量采樣分開進行，所以定量觀察時，看到的大多為硅藻，尤以圓篩藻為主，其他藻類出現得很少，并且水很渾濁，而定性觀察時卻看到了一些種類的綠藻和其他藻類，2次觀察存在一些誤差．

浮游植物多樣性指數也常用來作為水質評價指標，當水體受到污染后，浮游植物群落會出現種類數目減少的情況，而一些耐污種的個體會大量增加成為優勢種，導致多樣性指數下降．因此可以用多樣性指數來反映水質的污染狀況，多樣性指數越高水質的污染程度越輕；反之，則受污染程度較重．本文采用Shannon－Wiener多樣性指數、Margalef種類豐富度指數和Pielou均勻度指數對潭江的各個采樣斷面的水質進行了評價．從各個采樣斷面的3個指數值來看，除新會三和鎮外其余7個采樣斷面的Shannon－Wiener多樣性指數均大于3，Margalef種類豐富度指數均大于4，Pielou均勻度指數均比較接近1，說明了這7個采樣斷面水質均較好，處于輕度污染至無污染狀態，而由新會三和鎮的3個指數可以看出其水質處于β－中度污染狀態或輕度污染狀態；從上游的恩平到下游的新會三和鎮各個采樣斷面的對比來看，各個指數從上游到下游均有減少趨勢，說明了潭江的水質從上游到下游的污染程度逐漸加深．

建議：定期進行水體污染源調查和水質監測；依法治理污染源；將生活污水完全截留，實施污／雨分流，雨水則可直接排入自然水體中，降低污水處理廠處理負荷；加強城鎮的綜合衛生管理，健全垃圾處理站點網絡，在沿河設置一些公共廁所，對大眾加強保護水質的教育，對水環境實行有效的監督和保護．

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（責任編輯：趙藏賞）

A phytoplanktonic investigation and water quality assessment about Tanjiang river

CAI Duan－bo1，YANG Li－kun2，ZHANG Wei2，LAI Zhao2，AN Shan2
（1．College of Quality and Technical Supervision，Hebei University，Baoding 071000，China；
2．College of Life Sciences，Hebei University，Baoding 071002，China）

A phytoplanktonic investigation of Tanjiang river was conducted in March and July 2011．There were 202 species of phytoplankton belonging to 86 genera and 7 phyla identified altogether．Chlorphyta and Bacillariophyta which occupied 36．14%and 43．56%of the total species number were the most，indicating that the green algae and diatom were the dominant groups．According to the dominant species of phytoplankton，Tanjiang river had been contaminated and a eutrophication had emerged；Tanjiang river wasβ－meso－polluted to oligo－polluted judging from phytoplankton community while it was clean or lightpolluted judging from Shannon－Wiener diversity index，Margalef species diversity index and Pielou evenness index．Tanjiang river was light－polluted or oligo－polluted judging from the above indicators in spring．

Tanjiang river；phytoplankton；water quality assessment；diversity index

Q89

A

1000－1565（2012）04－0410－06

2011－07－16

國家重大科技專項課題（2009ZX07528－001）；河北省科技支撐計劃項目（07276723）；河北省水產局資助項目（冀漁科20110403）；河北大學博士基金資助項目（2011－229）

蔡端波 （1977－），男，湖南益陽人，河北大學工程師，主要從事水域環境質量監測研究．

E－mail：906472733＠qq．com