湯溪水庫藻類監測與富營養狀態分析

朱 婷

（廣東省水文局汕頭水文分局，廣東 汕頭 515041）

湯溪水庫位于廣東省饒平縣黃岡河中游，集雨面積667km2，集水區內大部分屬高山丘陵與低山之間，植被良好，水庫總庫容3.81億m3、興利庫容2.747億m3，是粵東庫容最大的水利工程，是饒平縣黃岡河中下游地區的主要飲用及農業灌溉水源，在《廣東省水功能區劃》中，該水庫的水質管理目標為Ⅱ類水質。然而由于集雨面積內人為因素的影響，如大量使用化肥飼料、山上大量種植桉樹、村民生活污水隨意排放等，大量氮、磷等營養元素流入水庫，導致水質惡化和水體富營養化，水庫浮游植物群落結構也會相應發生變化。因此，分析水庫中藻類（浮游植物）的組成變化，對于全面評價水庫營養化程度，預防水華的發生，保護珍貴的水庫水資源，保障人民群眾飲水安全具有十分重要的意義。

1.工作概述

1.1 采樣時間及分析項目

2013年度每個季度采樣一次，全年共4次。每次采樣均現場測定水溫、透明度；按照規范采集《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）規定的基本項目（另加葉綠素a）的水樣，并加入保存試劑，運回實驗室盡快分析，分析方法均為國標或部標方法。

浮游植物的采樣，取表層以下0.5m處水樣1000mL，加入15 mL魯哥試劑固定；實驗室中把該樣品搖勻并靜置48h，用虹吸法取出30 mL沉淀濃縮液，使用0.1mL計數框作定量計數[2]，對照《中國淡水藻類》[2]進行鑒定并計數。

1.2 營養狀態指數評價法

根據《地表水資源質量評價技術規程》（SL395-2007）[3]的規定，通過高錳酸鹽指數、總磷、總氮、葉綠素a和透明度的檢測值，計算水庫營養狀態指數（EI）。EI值越高，其營養程度越重，具體為：EI≤20 為貧營養，20＜EI≤50 為中營養，EI＞50為富營養。

13 Shannon-Wiener多樣性指數評價法

據每種浮游植物的豐度占所有浮游植物總豐度的比例，式中，H表示Shannon-Wiener多樣性指數，S表示樣品中生物的種類數，ni表示樣品中第i種生物個體數，N表示樣品中生物總個體數。H值越大，表明水質越好，其中：H=0表示全部個體均屬于一種生物；H≤1 為重度污染（ps）；1＜H≤2為中度污染（αm）；2＜H≤3為輕度污染（βm）；H＞3為水體清潔（os）[5]。

2 分析評價結果

2.1 水質類別及營養狀態分析評價

根據所有檢測項目，采取單因子評價法，評價水庫的水質類別，根據是否達標水功能區水質管理目標，判斷是否超標；通過高錳酸鹽指數、總磷、總氮、葉綠素a、透明度的檢測值計算EI，湯溪水庫各季度的EI值變化趨勢見圖1所示。

由圖1可看出，湯溪水庫各季度的EI值始終都在50左右，各季度均處于或十分接近富營養狀態；其中第二季度的營養化程度最高，說明初汛期的雨水將大量氮、磷等生活及農業產生的廢污水沖入水庫中，加之氣溫升高，更適合浮游植物的大量繁殖，導致營養化程度升到較高水平。

2.2 浮游植物的群落構成

通過顯微鏡觀察鑒定水庫中的浮游植物，經統計發現，湯溪水庫全年共檢出6門47種浮游植物。各季度檢出的種類數目及浮游植物總豐度，詳見表1及表2所示。

圖1 營養狀態指數趨勢圖

圖2 Shannon-Wiener多樣性指數趨勢圖

表1 浮游植物檢測種類數統計表

由表1可看出，在各季度中，第二季度所檢出的浮游植物種類數最多，達到36種，占全年檢出種類數的76.6%；第四季度僅檢出17種浮游植物，僅占全年的36.2%。

表2 浮游植物總豐度及優勢門所占比例統計表

由表1及表2可以看出，湯溪水庫浮游植物的種類數和總豐度隨季節而變化，呈現出汛期（二、三季度）較高、非汛期（一、四季度）較低的特點，這反映出綠藻、藍藻、硅藻對溫度、氮磷等營養物質敏感性較強，這些藻類就得到優先大量繁殖。

通過計算各種浮游植物的豐度可知，前3季度，藍藻門占據了絕對優勢，而從第3季度開始，就出現藍藻門所占比例下降，硅藻門和綠藻門開始增加的現象，由于水體較清潔時，甲藻和硅藻占優勢[2]，而藍藻為富營養化水體的優勢種[5]，綠藻為中營養型水體的優勢種[6]，因此可發映出，第4季度湯溪水庫的水質有所好轉。

有研究表明，梅尼小環藻屬于硅藻，一般生活在較清潔的水體中[2]；魚腥藻、微囊藻的大量出現，容易發生水華[6]。湯溪水庫前3個季度的藍藻占據絕對優勢，優勢種是偽魚腥藻，說明發生水華的可能性較大，第四季度浮游植物的豐度大幅減少，并且綠

前3個季度的的多樣性指數均小于1.5，第二季度甚至只有0.2，屬于重度-中度污染，反映出湯溪水庫的浮游植物組成比較單一，表明其水質比其他水庫差，產生藍藻水華的危險性較高。到第4季度，多樣性指數達到3.3，表明水質處于較清潔的狀態，這與第4季度EI值的變化、及浮游植物優勢種的變化，具有較好的一致性。

總結

（1）浮游植物的群落結構、種類和數量的變化能反應水體的污染狀況。使用營養狀態指數（EI）、計數優勢藻類、Shannon-Wiener多樣性指數這3種方法綜合判斷水體污染及富營養狀態，具有較強的關聯性，能綜合直觀評價水質和營養化狀態的變化趨勢。

（2）湯溪水庫的營養化程度較高，接近富營養，綜合全年監測統計數據，藍藻占絕對優勢，藻類生物多樣性指數較低。特別是初汛期時，陽光充足、水溫升高，大量氮、磷等營養鹽隨雨水流入水庫中，水庫受到外界污染物質影響，極易發生藍藻水華。

（3）為從根本抑制水庫富營養化加劇，防止藻類水華發生，要強化水庫水資源的保護措施，制定水庫水資源保護規劃，推進庫區村落的生態濕地處理工程，對水庫周邊山林加大植樹力度（不能大量種植桉樹），嚴格控制庫區化肥施用量，禁止在庫中養殖水產，從源頭嚴控氮、磷等營養鹽入庫，削減入庫負荷。

[1]GB3838-2002,地表水環境質量標準[S].

[2]胡鴻鈞,魏印心.中國淡水藻類[M].北京:科學出版社,2006:310,941-946

[3]SL395-2007,地表水資源質量評價技術規程[S].

[4]喻林.水質監測分析方法標準務實手冊[M].北京:中國環境科學出版社,2002:495-503

[5]徐寧,段瞬山,林秋奇等.廣東大中型供水水庫的氮污染與富營養化分析[J].生態學雜志, 2004,23(3):63-67.

[6]胡韌,林秋奇,王朝暉等.廣東省典型水庫浮游植物組成與分布特征[J].生態學報,2002,22(11):1939-1943