2011年撫仙湖浮游植物群落結構研究

此里能布，毛建忠，趙華剛，田 偉

(1.云南省水文水資源局，云南昆明650106;2.青島本源水務技術發展有限公司，山東青島266555)

撫仙湖作為我國第二大深水湖泊，最大水深超過157m［1］，同時也是典型的深水湖泊［2］，其水質一直處于I類水質，營養狀況處于貧營養階段［3］。但是近年來，隨著入湖污染的加劇，撫仙湖的透明度呈現出下降的趨勢［4］。

浮游植物作為湖泊生態系統的初級生產者，是食物鏈的重要組成部分，因其個體微小，對外界的反映靈敏，其群落組成和豐度變化也對湖水的水質營養狀況和健康水平起到一定的指示作用［5］。從20世紀60年代就有學者對撫仙湖的浮游植物進行調查［6］，李蔭璽等［7］則通過對4個常規監測點近20a的數據分析了撫仙湖浮游植物種類和數量發展趨勢。本研究依托云南省河湖健康評估試點項目，在湖中設置了7個采樣點，分析其群落結構組成及分布情況，包括物種組成、細胞豐度、優勢種組成與分布、多樣性指數的分布等，以期為撫仙湖水域的富營養化研究和生態系統的保護提供基礎資料，同時也為高原深水湖泊生態系統長期變化規律研究積累資料。

1 研究方法

1.1 樣品的采集和處理

撫仙湖共設立7個站點進行浮游植物取樣 (圖1)，5L有機采水器采集0～2 m混合樣1000 ml，15ml魯格氏液固定，實驗室靜置24h以上，虹吸管濃縮至30 ml，分析前充分搖勻，吸取0.1ml樣品于0.1ml計數框內，在顯微鏡下進行物種鑒定和個體計數［8］。環境因子的采樣與浮游植物采樣同時進行，并帶回實驗室進行各指標的檢驗。

1.2 浮游植物指數計算

物種多樣性指數的計算采用香農－威納指數(H'Shannon － Wiener index)［9］

物種均勻度采用Pielou指數 (J)［10］，計算公式為:

式中:N為采集樣品中所有物種的總個體數，S為樣品中的物種總數，ni為第i種的總個體數，Pi=ni/N為第i種在樣品中的細胞豐度概率，fi為該種在各樣品中出現的頻率。

優勢度指數 (Y)［11］，其計算公式為:

2 結果與分析

2.1 浮游植物群落組成

本次實驗發現浮游植物54種，隸屬于6門48屬。其中綠藻門種類最多，有26屬31種 (圖2)，占調查區總物種數的57.4%，硅藻門9屬11種，占20.4%，藍藻門7屬7種，占13.0%，前三個門類所占比例超過89%。綠藻在占細胞豐度的比例上也有絕對的優勢，約占54.3%，其次是藍藻門，占細胞豐度的比例為38.7%。

2.2 優勢種

浮游植物在調查區優勢種有藍藻門的隱球藻(Aphanocapsa sp．)(表1)，裸藻門的分歧錐囊藻(Dinoryondivergens)，綠藻門的簡單衣藻(Chlamydononas simplex)，彎曲柵藻 (Scenedesmus arcuatus)，小球藻 (Chlorella sp．)，單生卵囊藻(Oocystis solitaria)等。隱球藻具有較高的出現頻率和優勢度，細胞豐度介于13.30～25.02×104cells/L，平均為19.23×104cells/L。

表1 撫仙湖浮游植物優勢種及細胞豐度 (104cells/L)

2.3 細胞豐度

植物細胞豐度介于5.069～9.275×105cells/L(表2)，6號站最大，2號站最小。在各門類所占細胞豐度的比例上，綠藻門北部湖區的比例較高，而在南部湖區，藍藻細胞所占有的比例有所升高。藍藻比例比較高的站位主要位于撫仙湖的海口和隔河附近。

表2 調查區浮游植物細胞豐度

2.4 與歷史資料的對比

撫仙湖近30a浮游植物的群落組成及細胞豐度的變化如圖3所示［7］。在撫仙湖浮游植物的群落組成上，以綠藻門和硅藻門為主，而隱藻門、裸藻門等所占份額及比例變化都不明顯。藍藻門呈現出一定的增長，尤其是2011年，藍藻門細胞豐度超過了硅藻門。從1980年到2004年，撫仙湖浮游植物的細胞豐度呈現上升的趨勢。

2.5 浮游植物的多樣性指數

撫仙湖香農－威納多樣性指數介于3.181～3.717，Pielou均勻度指數介于0.628～0.750(圖4)，二者隨站位的變化趨勢相對一致，與浮游植物細胞豐度的變化趨勢相反，即細胞豐度高的站位，多樣性指數較低。兩者的低值出現在6號站，而在此站位同時存在細胞豐度的高值，可能是高細胞豐度的單一物種，使得群落結構的多樣性較低。

2.6 調查區環境因子及與浮游植物指標的相關性分析

調查區總氮及總磷在各調查站位變化不大，而葉綠素和溶解氧含量在7號站存在最大值。浮游植物各指數與物化因子的關系如表3，其中藻類總數與總葉綠素和溶解氧呈正相關，而與其它因子相關性不明顯，在浮游植物的組成的各門類中，裸藻與溶解氧存在正相關性，其他門類與物化因子相關性不強。

2.7 浮游植物與水質評價

目前評價湖泊營養狀況的指標主要有細胞豐度、葉綠素的含量［12］、總氮、總磷、高錳酸鉀指數［13］、多樣性指數、Pielou均勻度指數［14］等 (表4)。從生物方面對水質進行評價，細胞豐度和葉綠素處于中營養水平，多樣性指數和均勻度指數對應貧營養水平;從環境因子方面對水質進行評價，總氮和總磷評價的水質狀況為貧營養水平，高錳酸鉀指數則指示該水質營養化程度較高?？傮w而言，撫仙湖水質評價水平仍處于貧營養狀況。

3 討論

表3 調查區物化與浮游植物計算指標

表4 浮游植物細胞豐度與環境因子的相關因子

表5 評價湖泊營養狀況各指標

隨著撫仙湖的周邊旅游景點以及人類活動的增加，水質也在不斷地受到影響，浮游植物細胞豐度也逐年增長。本次調查浮游植物細胞豐度的高值，與潘繼征等［15］的研究相似，在撫仙南部存在高值，隔河附近是與南部星云湖相通的要道，星云湖水可能通過擴散作用對撫仙湖有一定的影響。存在于撫仙湖北部的細胞豐度的另一個高值區位于?？诟浇?，周圍較多的旅游景點以及度假村等人類活動，對水質情況有一定的影響。浮游植物的細胞豐度已達到貧營養界限 (30×104cells/L)的2倍，而群落結構上則處于貧營養水平，說明群落結構還較穩定，生態水平比較健康。而從環境因子上來分析，撫仙湖的高錳酸鉀指數較高，已達到富營養水平。

氨氮是表征水體富營養化的主要指標，根據撫仙湖周邊的地理環境以及本次采樣的氨氮的平面分布，將撫仙湖水體分為三個區 (圖5)。

A區:位于撫仙湖的北部和東部，本區域旅游景點和度假村較多，同時在北部也有農田等較多的人為活動。

B區:位于撫仙湖的西南部和南部，包括孤山、隔河。星云湖的水體通過隔河與撫仙湖相通，而孤山則存在較多的景點和度假村，人為的污染較多。

C區:位于撫仙湖的湖心區域，水質情況相對穩定，受外界影響較少。

除B區以外，其他各區水質監測調查布點上應該相對密集和頻繁，尤其是在旅游季節，更需要重視，應該在布點和采樣頻率上都進行加強。

此次調查撫仙湖僅設置了7個站位，獲得的數據量相對較少，雖能在一定程度上代表湖體的情況，但是為保證監測的質量，撫仙湖北部水域和南部隔河、孤島水域應適時增加采樣點和頻率。

4 結論

(1)本次調查采樣共發現浮游植物54種，隸屬于6門48屬。綠藻為最主要的組成部分。

(2)浮游植物細胞豐度介于5.069～9.275×105個/L，最高值出現在6號站，最低值出現在2號站。

(3)浮游植物的優勢種以綠藻、藍藻、硅藻為主，為綠藻－藍藻型水體。

(4)浮游植物的香農－威納多樣性指數與均勻度指數分布相吻合，在細胞豐度的高值區存在低值。

(5)通過浮游植物的相關指標以及環境因子的指標對撫仙湖進行評價，撫仙湖綜合水平為貧營養水體。

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