中運河宿遷國電碼頭段夏季浮游植物群落結構特征指數分析

王信海等

摘要：2013年8月1—19日共7次對中運河宿遷過段碼頭段的5個斷面15個采樣點的浮游植物進行調查。結果表明：全段共發現浮游植物6門32種（屬），其中以綠藻門和硅藻門為主；浮游植物總密度為13.9萬～21.0萬個/L，平均密度為16.6萬個/L，總生物量為0.127 6～0.155 2 mg/L，平均生物量為0.126 8 mg/L，其中以硅藻門和綠藻門占絕對優勢，2個門占總密度的70.6%，占生物量的79.9%；各監測點之間的群落特征指數無明顯差異，多樣性指數均值為3.33，變動范圍為2.83～3.73；均勻度均值0.84，變動范圍為0.69～0.92；豐富度均值為0.87，變動范圍為059～1.18；單純度均值為0.14，變動范圍為0.10～0.23。浮游植物生物多樣性和均勻度很好，浮游植物群落結構處于非常完整和穩定的狀態，不易受外界環境干擾，水質處于優良清潔等級。

關鍵詞：中運河；夏季浮游植物；生物量；群落特征；指數分析；水質評價

中圖分類號：X172 文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）09-0403-04

通信作者：姜愛蘭。E-mail：jiangjing925@yahoo.com.cn。京杭大運河宿遷段屬于運河中段，稱為中運河，素有蘇北的“黃金水道”之稱。中運河宿遷段長112 km，流經宿遷市東部，連接老城區與宿豫區。兩岸文化底蘊深厚，有乾隆行宮、項王故居等遺跡。現今宿遷京杭運河仍肩負著來往通航、行洪的歷史使命，更應擔任體現宿遷濱水城市特色的新使命[1]。同時也是宿遷市重要的交通和生活飲用水命脈，宿遷市沿河生活飲用水的90%來自運河[2-3]。

宿遷國電碼頭位于宿遷市洋北鎮，主要承載電廠煤炭裝卸。宿遷市近年來大力發展運河文化，加強運河環境建設，在改善運河水質條件，禁止企業未經處理的污水直接排入運河，加強運河沿線碼頭粉塵、油污等泄露，減少城市生活用水和污水的排放方面做了大量的工作，運河水質得到了大大的改善，但其水質問題仍備受市民的關注。關于中運河段水生生物的調查較少，僅見潘立勇對徐州段報道[4]，而宿遷段尚未有系統的水生生物資源調查記錄。因此，結合江蘇省自主創新資金實施地（位于中運河宿遷國電下游2 km左右位置）的水質監測工作，于2013年8月首次開展了水生生物資源調查，旨在通過對大運河宿遷國電段浮游植物的種類組成、生物量及浮游植物的群落特征調查研究，結合污水生物系統指標判斷標準，對調查段的大運河水質作出評價，為保護和治理大運河提供參考依據，為生活生產用水提供安全保障。

1研究方法

1.1采樣點布設

根據文獻[5-6]，本調查在碼頭上游1 km、碼頭中心位置、碼頭下游界點、碼頭下游750、2 000 m共布置了5個斷面，每個斷面在河中心、河兩端距離岸邊10 m處布點，共計15個水生生物采樣點，具體見圖1和表1。

1.2水樣采集與處理

1.2.1水樣的采集本研究于2013年8月1—19日每隔 3 d 進行1次（共7次）浮游植物采樣。（1）定性水樣采集。按監測斷面的采樣點設置，在每個采樣點使用25號浮游植物網，在水面下0.5 m處作“∞”形回環運動，2 min左右過濾至30 mL，保存于廣口玻璃瓶中用于活體的觀察。（2）定量水樣采集。由于浮游植物多在水面下0.5 m，因此直接在每個采樣點水下0.5 m處采水，采水樣1 000 mL，加入10～15 mL魯哥氏液固定。

1.2.2水樣的處理將采回的水樣在實驗室靜置24 h以上，抽去上清液，將余下的沉淀（一般約20 mL）轉入30 mL定量瓶中，并用上清液少許沖洗沉淀器3次，沖洗液仍倒入定量瓶中，定容至30 mL后，貼上標簽保存、待檢。

1.3物種鑒定與計數

標本鑒定主要依據文獻[5，7-9]等資料。將濃縮定量后的水樣搖勻，吸出0.1 mL置于0.1 mL計數框內，在10×20倍顯微鏡下觀察并分種計數，采用目鏡視野法隨機選取20個視野計數，每個樣品重復2次（結果誤差在“±0.5”以內），取其平均值并計算出1 L水樣中浮游植物的數量。

1.4數據處理

1.4.1生物量的計算根據浮游植物的體形按最相似的幾何形狀測量計算。如球形種類，則是測量其半徑，2.3中運河宿遷國電段浮游植物的群落特征

從表4可見，各監測點之間的群落特征指數無明顯差異。根據各監測點數據統計分析可知，調查水域的多樣性指數均值為3.33，變動范圍為2.83～3.73；均勻度均值0.84，變動范圍為0.69～0.92；豐富度均值為0.87，變動范圍為0.59～118；單純度均值為0.14，變動范圍為0.10～0.23。

2.4多樣度與均勻度、豐富度和單純度之間的相關分析

對各采樣點浮游植物的多樣度與均勻度、豐富度和單純度通過SPSS[13]軟件參照文獻[14]進行Pearson相關系數分析，結果表明，中運河宿遷國電碼頭段浮游植物多樣度與均勻度和豐富度相關系數分別為r=0.623 和r=0.622，均有顯著意義，說明浮游植物多樣度與均勻度和豐富度變化趨勢均呈顯著正相關；多樣度與單純度相關系數r=-0.915，有極顯著意義，說明浮游植物多樣度與單純度變化趨勢呈極顯著負相關。

3結論與討論

3.1浮游植物的種類組成及密度和生物量

中運河宿遷國電碼頭段浮游植物，以硅藻門和綠藻門為主，硅藻門中的直鏈藻、雙菱藻和舟形藻為優勢種（優勢度≥0.02），綠藻門中的柵藻、新月藻、小球藻為優勢種（優勢度≥0.02）。其中，硅藻門的舟形藻、雙菱藻、小環藻和脆桿藻，綠藻門的小球藻和柵藻在各采樣點均有出現，出現率近100%。根據浮游植物的水體污染指示標準，說明此河段屬于寡污帶至β-中污帶種類[15]。硅藻門和綠藻門的數量占整個調查河段的70.6%，生物量占整個河段的79.9%，這一結果與國內許多河流的的浮游植物調查結果[16-17]相同。其中，硅藻門的生物量達51.6%，這與海河[18]、長江[19]的調查結果基本接近。浮游植物總數量為13.9萬～21.0萬個/L，平均密度為16.6萬個/L，根據賈曉平等提出的餌料生物（浮游植物）水平endprint

分級評價標準[20]可知，本調查河段浮游植物數量處于最豐富水平。浮游植物的總生物量在0.127 6～0.155 2 mg/L 之間，平均生物量為0.126 8 mg/L，根據何志輝的營養分類標準[21]可知，本調查河段屬于貧營養型水體。

3.2浮游植物群落特征及Pearson相關系數的評價

生物多樣性指數不僅可以反映生物多樣性豐富程度，還可以反映生物棲息環境的優劣和受污染程度。本研究物種多樣性采用Shannon-wiener指數表示，該指數通常多用于反映群落結構的復雜程度。越復雜的群落對環境的反饋功能越強，從而使群落結構得到較大的緩沖，趨于穩定[22]。均勻度則是實際多樣性指數與理論上最大多樣性指數的比值，是一個相對值，其數值范圍在0～1之間，用它來評價浮游植物的多樣性更直觀、清晰。在實踐應用中，當均勻度大于0.3時，浮游植物的多樣性較好，以此作為評價其多樣性優劣的標準符合客觀實際[23-24]。本調查結果顯示，水域的多樣性指數均值為3.33，變動范圍為2.83～3.73；均勻度均值為0.84，變動范圍為0.69～0.92，按照陳清潮等提出的生物多樣性閾值評價標準[25]可知，本調查河段的浮游植物多樣性處于豐富與非常豐富之間，說明本調查段浮游植物生物多樣性和均勻度很好，浮游植物群落結構處非常完整和穩定的狀態。

中運河宿遷國電碼頭段浮游植物多樣度與均勻度和豐富度變化趨勢均呈顯著正相關；多樣度與單純度變化趨勢呈極顯著負相關。說明本調查水域浮游植物多樣度、豐富度、均勻度和單純度4種指數均能較好地表達浮游植物多樣性。

綜上所述，根據浮游生物的種類組成、密度和生物量及浮游植物群落特征的綜合評定及相關性分析結果可知，中運河宿遷國電碼頭段浮游植物數量非常豐富，生物多樣性處于豐富與非常豐富之間，因此得出此段水體生境質量處于優良清潔的等級。這一結果也證明了近年來宿遷市對運河治理的效果非常明顯。

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