渭河陜西段浮游植物群落結構及水質評價

高宏偉++李曉春++陳曉霞++侯淑敏++王博涵++白海鋒++袁永鋒++賈秋紅

摘 要： 為全面了解渭河陜西段枯水期水質狀況，于2014年4月對渭河陜西段7個采樣斷面的浮游植物進行調查研究，并利用多樣性指數對該區段水質進行初步評價。調查表明：調查期間共檢出浮游植物5個門類35種屬，其中硅藻和綠藻在種類組成中占主導地位。浮游植物密度為2.00×106～60.88×106 ind./L，平均密度為23.57×106 ind./L，生物量變化范圍為2.84～123.78 mg/L，平均生物量為48.60 mg/L。Shannon-Wiener多樣性指數的變化范圍為0.75～3.14，平均值為1.69，通過綜合分析認為渭河陜西段水質整體受到中度污染，流域生態保護形勢嚴峻。

關鍵詞： 渭河陜西段；浮游植物；群落結構；水質評價

渭河是黃河第一大支流，發源于甘肅省渭源縣，流經陜甘兩省，在陜西省港口鎮注入黃河。渭河陜西段地處渭河中下游，流經寶雞、咸陽、西安和渭南四個大中型城市，沿途接納眾多支流[1]。作為陜西省關中地區的主要河流，渭河承擔著該地區沿河城市的生產生活用水及排水的水域功能。

近年來，隨著區域經濟的快速發展和人類的頻繁活動，對該河段水質造成了嚴重影響，而且目前針對該河段水質健康評價的浮游植物相關報道較少。浮游植物具有種類多、世代時間短、對環境敏感和方便采集等特點，是指示河流水環境質量特征的極佳類群[2]。為此，筆者通過對渭河陜西段浮游植物群落結構進行調查來初步評價目前的水污染狀況，希望為渭河水生態環境保護提供理論參考。

1 研究方法

1.1 采樣點位

根據渭河在陜西段的走向、地勢地貌特征以及人類活動的影響范圍，于2014年4月，在調查區段共設置7個采樣斷面（W1～W7），斷面具體地理位置見圖1。

圖1 采樣斷面示意圖

1.2 樣本采集與觀察

根據渭河陜西段水質特點，浮游植物樣品用有機玻璃采水器在水面下30 cm處取水樣1 000 mL，加入1.5%體積分數的魯哥試液固定，固定樣本在室內靜置24 h，用細小虹吸管濃縮定容至30～50 mL。混勻濃縮樣品，依據相關文獻[3-4]，在生物顯微鏡下鑒定種類并計數。

1.3 數據處理

密度計算公式：N=（Vs × n ）/（V×Va）

式中：N 為1L水中浮游植物個體數（ind·L-1），V 為采樣體積（L），Vs為沉淀體積（ mL），Va 為計數體積（mL），n為計數所得的個體數。

生物量依據文獻[3]中各種類個體濕重換算。

Shannon-Weaner多樣性指數（H）、Pielou均勻度指數（J）、Margalef 豐富度指數（D）采用Biodiversity Profession 2.0計算。

2 結果與分析

2.1 物種類組成

在調查區域共檢出浮游植物35種，隸屬5個門。其中硅藻門17種屬，占總種屬48.57%，綠藻門10種屬，占總種屬28.57%，藍藻門5種屬，占總種屬14.29%，隱藻門2種屬，占總種屬的571%，裸藻門1種屬，占總種屬的2.86%（如圖2），種類組成中，硅藻和綠藻占優勢。浮游植物種類在W5采樣斷面出現最多，為22種，在W2和W3采樣斷面出現最少，均為13種，其余四個采樣斷面浮游植物種類數較一致（如圖3）。

圖2 浮游植物種類組成

圖3 浮游植物種類在采樣斷面上的分布

2.2 密度與生物量

調查區域浮游植物數量變幅在2.00×106～60.88×106 ind./L，平均密度為23.57×106 ind./L。其中，硅藻門占總數量的76.16%，綠藻門占8.18%，藍藻門占8.24%，隱藻門占705%，裸藻門占0.37%（如圖4）。生物量變化范圍為2.84～123.78 mg/L，平均生物量為4860 mg/L。其中，硅藻門占總生物量的7605%，綠藻門占8.35%，藍藻門占0.76%，隱藻門占13.80%，裸藻門占1.04%（如圖4）。從浮游植物密度的空間分布來看，采樣斷面W6采集的浮游植物密度最大，為60.88×106ind./L，W2采樣斷面密度最小，為2.00×106ind./L。生物量空間分布與密度相一致，最大值出現在W6采樣斷面，為123.78 mg/L，W2采樣斷面生物量最小，為2.84 mg/L。

圖4 浮游植物各門類密度與生物量百分比

2.3 物種多樣性

經數據處理后顯示，調查區域浮游植物Shannon-Wiener多樣性指數的變化范圍為075～3.14，均值為1.69；Margalef豐富度指數變化范圍為0.23～0.40，均值為0.28；Pielou均勻度指數變化范圍為0.18～0.78，均值為0.42。其中，Pielou均勻度指數和Margalef豐富度指數變化較小，空間分布趨勢較一致，Shannon-Wiener多樣性指數空間則變化較大（如圖5）。一般來說，多樣性指數越高，水質越好。調查發現，渭河陜西段W6和W7采樣斷面的多樣性指數呈現最低值，表明此處水質受污染相對較嚴重。根據浮游生物多樣性指數水質評價標準[5]，綜合多樣性指數結果可初步評價出渭河陜西段水質受到中-重度污染，需要加大污染治理強度。

圖5 浮游植物物種多樣想指數

注：圖中D代表Margalef豐富度指數，J代表Pielou均勻度指數，H代表Shannon-Wiener多樣性指數

3 討論

此次調查發現，渭河陜西段共采集到35種浮游植物，硅藻門種類出現的最多，占總種類數的48.57%，綠藻次之，占28.57%，這種以硅藻和綠藻為主的種類組成與同一流域的浮游植物調查結果相一致[6-7]。從現存量來看，渭河陜西段的浮游植物生物量大于袁永鋒等[6]調查的黃河干流中上游浮游植物生物量以及賈秋紅[8]等調查的黃河蘭州市區段浮游植物生物量。也大于張軍燕等[9]調查的同流域涇河寧夏段的浮游植物的生物量。這說明渭河陜西段浮游植物群落結構不但具有典型河流的群落特征，而且在空間分布上存在很大差異。

陜西是渭河流經最長的省份，是渭河流域重要的工農業生產基地，大量的生產廢棄物、生活污水及農業無機物未經嚴格處理直接排入渭河，同時河道頻繁的采砂作業，給水生生物的棲息、繁殖和生長造成影響。因此，對渭河陜西段進行生態調查及水質健康評價迫在眉睫。根據浮游生物多樣性指數水質評價標準對渭河陜西段水質評價發現，Shannon-Weiner多樣性指數顯示水環境質量為中-重污染。這與同流域的眾多水系水質評價結果較相似[10-12]。因此，渭河陜西段水質同樣受人為活動影響嚴重，需加大力度保護和恢復生態平衡。

參考文獻：

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[2] 劉建康.高級水生生物學[M].北京：科學出版社，1999

[3] 趙文.水生生物學[M].北京：中國農業出版社， 2005

[4] 韓茂森，束藴芳.中國淡水生物圖譜[M].北京：海洋出版社，1995

[5] 鄭丙輝，田自強，張搖雷，等.太湖西岸湖濱帶水生生物分布特征及水質營養狀況[J].生態學報， 2007，27 （10）：4214-4223

[6] 袁永鋒，李引娣，張林林，等.黃河干流中上游水生生物資源調查研究[J].水生態學雜志，2009， 2（6）：15-19

[7] 張軍燕，張建軍，楊興中，等.黃河上游瑪曲段春季浮游生物群落結構特征[J].生態學雜志， 2009，28（5）：983-987

[8] 白海鋒，沈紅保，問思恩，等.黃河蘭州段浮游植物群落結構的研究[J].安徽農業科學， 2015（16）：243-244

[9] 張軍燕，張建軍，沈紅保，等.涇河寧夏段夏季浮游生物群落結構特征[J].水生態學雜志，2011，32（6）：72-77

[10] 宋菊梅，白海鋒，魯媛媛，等.北洛河豐水期浮游動物群落結構調查及水質初步評價[J].河北漁業，2014（7）：29-31

[11] 賈秋紅，李曉春，白海鋒，等.黃河蘭州市區段浮游動物群落結構調查及水質初步評價[J].河北漁業，2015（6）：18-20

[12] 白海鋒，李麗娟，項珍龍，等.涇河流域浮游動物的群落結構及其與環境因子的關系[J].大連海洋大學學報，2015，30（3）：291-297

（收稿日期：2015-07-08）