引江濟(jì)太對(duì)太湖水源地藻類影響初探

姜 宇蔡曉鈺殷衛(wèi)國(guó)

（1.江蘇省水文資源勘測(cè)局蘇州分局 蘇州 215000 2.中水淮河規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司 蚌埠 233001）

引江濟(jì)太對(duì)太湖水源地藻類影響初探

姜 宇1蔡曉鈺1殷衛(wèi)國(guó)2

（1.江蘇省水文資源勘測(cè)局蘇州分局 蘇州 215000 2.中水淮河規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司 蚌埠 233001）

湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的根本原因是大量氮、磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸入到水體中，促進(jìn)藻類的異常增殖，藻類的大量存在又導(dǎo)致水質(zhì)惡化。本文通過(guò)對(duì)太湖貢湖水體調(diào)查和研究，以期引發(fā)引江濟(jì)太對(duì)太湖水源地藻類影響的探討。

引江濟(jì)太 貢湖 藻類 影響分析

水生生物調(diào)查是湖泊富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。浮游植物、浮游動(dòng)物、著生生物、底棲動(dòng)物、水生維管束植物、細(xì)菌及魚(yú)類是湖泊食物鏈及生物生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。水生生物的種群組成、種群數(shù)量變動(dòng)、生物量及群落結(jié)構(gòu)與功能的變化是反映湖泊富營(yíng)養(yǎng)化程度的重要指標(biāo)。

藻類含有葉綠素，能利用光能進(jìn)行光合作用，把無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物供其他消費(fèi)性生物利用，所以它們?cè)谒鷳B(tài)系統(tǒng)中具有重要地位。湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的根本原因是大量氮、磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸入到水體中，促進(jìn)藻類的異常增殖，藻類的大量存在又導(dǎo)致水質(zhì)惡化。因此，在水體富營(yíng)養(yǎng)化研究中，對(duì)藻類的調(diào)查一直占有相當(dāng)重要的地位。

由于貢湖是引江濟(jì)太的直接受水區(qū)域，本次調(diào)查選擇太湖貢湖白洋灣水廠取水口作為分析研究對(duì)象。

1 太湖貢湖水體藻類種群構(gòu)成

2007～2012年，太湖貢湖白洋灣水廠取水口共檢出藻類8門101屬196種（包括變種）。各門藻類種屬數(shù)依次為綠藻門45屬92種，硅藻門21屬42種，藍(lán)藻門16屬29種，裸藻門7屬19種，隱藻門2屬3種，黃藻門2屬2種，甲藻門2屬3種，金藻門6屬6種。綠藻（46.9%）是太湖貢湖水體藻類的優(yōu)勢(shì)種群，所占比例最高，其次為硅藻（21.4%）和藍(lán)藻（14.8%），三門藻類種數(shù)相加占藻類總種數(shù)的83.1%，可見(jiàn)三者的優(yōu)勢(shì)非常明顯，綠藻為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種。在所有水樣中出現(xiàn)頻率較高的有以下幾種：小球藻、集球藻、蛋白核小球藻、卷曲魚(yú)腥藻、銅綠微囊藻、尖尾藍(lán)隱藻等。

2 引江濟(jì)太調(diào)水對(duì)太湖藻類密度及優(yōu)勢(shì)度的影響分析

2.1 藻密度年際變化情況

根據(jù)監(jiān)測(cè)，2007～2012年太湖白洋灣水廠取水口總藻類密度分別為1050、988、996、745、766、718（萬(wàn)個(gè)Cell/L)，藻類密度呈小幅下降趨勢(shì)，雖然2009年較2008年和2011年較2010年有小幅抬升，但總體呈較明顯的下降趨勢(shì)，2012年藻類密度較2007年下降了31.6%。

2.2 藻類優(yōu)勢(shì)種群構(gòu)成及變化

太湖水體藻類種類豐富，2007～2012年，綠藻從種類上和密度上都占有優(yōu)勢(shì)。從細(xì)胞密度來(lái)看，優(yōu)勢(shì)相對(duì)明顯的種類主要有綠藻門的小球藻、集球藻、蛋白核小球藻、池生微孢藻，藍(lán)藻門的惠氏微囊藻、湖泊偽魚(yú)腥藻、點(diǎn)狀平裂藻、微小平裂藻，硅藻門扭曲小環(huán)藻、近緣針桿藻、尖針桿藻、具星小環(huán)藻，隱藻門的尖尾藍(lán)隱藻、嚙蝕隱藻。其中，有的種類較為常見(jiàn)，在多數(shù)月份均保持優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)為細(xì)胞密度相對(duì)較高；有的種類僅在個(gè)別時(shí)期保持優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)為該時(shí)期細(xì)胞密度相對(duì)較高。根據(jù)Berger-Parker優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（d）對(duì)太湖藻類的生態(tài)學(xué)特征進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，上述指數(shù)的計(jì)算公式如下：

式中：Ni為站位中第i種的細(xì)胞密度；N為站位中藻類總細(xì)胞密度。

太湖白洋灣水廠取水口優(yōu)勢(shì)藻種的密度的變化情況見(jiàn)圖1。

圖1 白洋灣水廠取水口藻類密度變化趨勢(shì)圖

從圖1中可以看出，2007～2012年，太湖貢湖水體中綠藻、硅藻、藍(lán)藻這3種藻類細(xì)胞密度呈較明顯的下降趨勢(shì)，裸藻、隱藻、黃藻、甲藻、金藻的細(xì)胞密度變化不大。

2.3 引江濟(jì)太調(diào)水對(duì)太湖貢湖水體藻類多樣性和均勻度的影響

多樣性指數(shù)是用簡(jiǎn)單的數(shù)值表示群落內(nèi)種類多樣性的程度，用來(lái)判斷群落或生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性指標(biāo)，也是衡量一定區(qū)域生物資源豐富程度的一個(gè)客觀指標(biāo)，用于評(píng)價(jià)群落中種類組成的穩(wěn)定程度及其數(shù)量分布均勻程度和群落組織結(jié)構(gòu)特征，并常作為描述群落演替方向、速度和穩(wěn)定程度的指標(biāo)。在清潔或良好環(huán)境中，生物種類多樣，數(shù)量較少；在環(huán)境惡化或污染條件下，敏感種類消失，耐污種類發(fā)展，種類單純，但數(shù)量可能很大。群落的均勻度也是反映群落結(jié)構(gòu)特征的一個(gè)重要指標(biāo)，均勻度是實(shí)際多樣性指數(shù)與理論上最大多樣性指數(shù)的比值，是一個(gè)相對(duì)值，其數(shù)值范圍在0～1，用它來(lái)評(píng)價(jià)藻類的多樣性更為直觀、清晰，能夠反映出各群落個(gè)體數(shù)目分配的均勻程度。一般而言，較為穩(wěn)定的群落具有較高的多樣性和均勻度。常見(jiàn)的多樣性指數(shù)有Hurlbert、Margalef、Shannon-Wiener、Simpson等指數(shù)，其中，應(yīng)用較普遍的有Shannon-Wiener和Margalef指數(shù)。

根據(jù)藻類的香農(nóng)-威納（H'，Shannon-Wiener index）多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)（J，Pielou）對(duì)太湖藻類的生態(tài)學(xué)特征進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，上述指數(shù)的計(jì)算公式如下：

式中：H'為多樣性指數(shù)；Ni為站位中第i種的個(gè)數(shù)；N為站位中藻類總個(gè)數(shù)；S為站位中藻類總種數(shù)。

藻類作為水環(huán)境中的初級(jí)生產(chǎn)者，其多樣性變化可以作為反映水環(huán)境狀況的重要指標(biāo)。種類越多或各種類的個(gè)體數(shù)量分布越均勻，多樣性指數(shù)越高，說(shuō)明其群落組成的重復(fù)性小，群落的穩(wěn)定性大，水環(huán)境狀況良好。根據(jù)藻類多樣性指數(shù)的大小將水環(huán)境狀況分為4級(jí)：0～1.0為重度污染，1.0～2.0為中度污染，2.0～3.0為輕度污染，3.0～4.5為微污染。群落均勻度也是反映群落結(jié)構(gòu)特征的一個(gè)重要指標(biāo)，指數(shù)值在0～0.3之間為重度污染，0.3～0.5之間為中度污染，0.5～0.8之間為輕度污染。從2007～2012年太湖貢湖藻類多樣性分析結(jié)果來(lái)看，太湖貢湖藻類多樣性指數(shù)變化范圍為2.30～2.50，平均值為2.37，水環(huán)境狀況為輕度污染。藻類均勻度指數(shù)在0.77～0.83之間，平均值為0.79，水體為輕度污染。太湖貢湖藻類多樣性和均勻度較好，表明群落種類組成的穩(wěn)定程度及其數(shù)量分布均勻程度較高。

2007～2012年太湖貢湖藻類香農(nóng)多樣性指數(shù)變化范圍為2.30～2.50，平均值為2.37，2007、2008、2009年最低，2012年最高。均勻度指數(shù)變化范圍為0.77～0.83，平均值為0.79，2007、2008、2009年最低，2012年最高；其變化趨勢(shì)與多樣性指數(shù)非常一致。太湖貢湖水體在引江濟(jì)太調(diào)水后，水體的藻類多樣性和均勻度指數(shù)均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。

圖2 白洋灣水廠取水口藻類多樣性及均勻度變化趨勢(shì)圖

3 小結(jié)

（1）綠藻、硅藻和藍(lán)藻是構(gòu)成太湖貢湖水體藻類的主要類群，三門藻類種數(shù)相加占藻類總種數(shù)的83.1%，綠藻為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種。在所有水樣中出現(xiàn)頻率較高的有以下幾種：小球藻、集球藻、蛋白核小球藻、卷曲魚(yú)腥藻、銅綠微囊藻、尖尾藍(lán)隱藻等。

（2）2007～2012年，太湖貢湖水體的藻類密度呈小幅下降趨勢(shì)，雖然2009年較2008年和2011年較2010年有小幅抬升，但總體呈較明顯的下降趨勢(shì)；優(yōu)勢(shì)藻種為藍(lán)藻、綠藻和硅藻，但這3個(gè)優(yōu)勢(shì)藻種的優(yōu)勢(shì)度呈現(xiàn)逐年下降的趨勢(shì)，裸藻、隱藻、黃藻、甲藻、金藻優(yōu)勢(shì)度逐年上升。

（3）太湖貢湖藻類多樣性和均勻度較好，表明群落種類組成的穩(wěn)定程度及其數(shù)量分布均勻程度較高。在引江濟(jì)太調(diào)水后，水體的藻類多樣性和均勻度指數(shù)均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)■