浮游植物群落結構評價水質的方法

劉天鳳 劉果 賀雪 張甜

摘要：浮游植物作為水生態系統的初級生產力，對水體污染物較為敏感，在一定程度上可反映水質優劣。大量研究表明：利用浮游植物評價水質具有可行性。因此，本文綜述了藻類指示種、密度與生物量以及藻類多樣性與水質的關系，為水質監測和治理提供理論依據。

關鍵詞：浮游植物；優勢種；密度；生物量；多樣性

1 前言

隨著社會經濟和城市工業化的發展，水生態系統逐漸遭到破壞，水污染問題日益嚴重。據調查，我國湖泊（水庫）富營養化呈發展趨勢[1-2]。浮游植物在水生態系統中的物質轉換、能量流動、信息傳遞等生態過程中扮演著重要角色[3]。由于浮游植物的生命周期短、易受環境影響，其群落種類組成與SD、pH、總氮等環境因子相關，且種類組成和數量最終都會影響湖泊（水庫）生態系統的結構與功能[4-5]，因此，不少種類可作為水環境污染和水體富營養化的指示生物[3]。

國內通過對浮游植物與水質進行調查來綜合評價水質情況的學者甚多。呂光俊等人對華東地區四座不同類型的水庫進行了浮游植物群落結構和多樣性的調查，王雨、林茂等人對海南西部近岸浮游植物進行了周年調查。他們認為：浮游植物的群落結構與水環境密切相關。藻類能響應各種環境變化，如溫度、營養鹽、氮磷比等，這些因素能改變藻類的群落結構。大量的氮、磷等營養物質會引起藻類或其他浮游生物迅速并大量繁殖，使得水體溶解氧下降。據調查，引起湖泊水體富營養化的優勢藻類大多為藍藻門，如顫藻屬、微囊藻屬等。這些藻類向水體釋放藻毒素，從而威脅其他生物生存并使藻類多樣性單一，最終導致水體惡化[6]。浮游植物作為水生態系統的生產者，其群落結構、現存量及多樣性能準確反映水體的污染程度[7]。因此，利用浮游植物監測水庫水體環境具極大的可行性。

2 評價水質的常用指標

2.1 指示種與水質

浮游植物作為水生態系統的初級生產者，在維持水生態系統的穩定中扮演重要角色。浮游植物對水環境變化較為敏感。當水體未受污染，浮游植物呈自然分布[8]；當水體受到污染，浮游植物中的清潔種類逐漸減少，甚至消退，而耐污種類成為優勢種。因此，調查某水體的優勢種類，在一定程度上可指示出水環境的改變及水體的營養狀況。

研究表明：不同營養狀態的水體中常見的優勢種類也不同。貧營養型湖泊的浮游植物以金藻為主，貧-中營養型以隱藻為主，中營養型以硅藻為主，富營養型湖泊以綠藻、藍藻為主[9]。劉偉[10]比較了富營養化水體與貧營養水體中的主要藻類，如魚腥藻屬、束絲藻屬等主要存在于富營養化的水體；而角星鼓藻屬、平板藻屬等則主要存在于貧營養的水體。

2.2 浮游植物現存量與水質

浮游植物現存量一般包括密度和生物量。通常，浮游植物密度與生物量呈一致性，但有時因為某些污染物較突出使得某種藻類體積較大，而使浮游植物生物量大于密度。浮游植物現存量是反映水體富營養化的重要指標之一[11]，它受營養鹽、光照、溫度等多種因素的影響。有研究指出[12]：藍藻作為耐污強的種類，其細胞密度越大，代表該水體富營養化越嚴重。

浮游植物現存量能反映該水體何種浮游植物占優勢，而不同門類優勢又代表不同的環境特征。對水體中藻類密度和生物量的測定能夠準確地掌握當前水質狀況以及水中污染物的濃度，其中氮、磷是水體藻類生長的主要限制因素。因此，在進行水質評價時，常把浮游植物現存量作為一項重要內容。

2.3 浮游植物多樣性與水質

浮游植物多樣性可反映水質優劣。浮游植物多樣性指數越高，表明群落結構越復雜，穩定性越高，抗干擾性越強。當水體受到污染時，清潔種類死亡或消退，使得水體中浮游植物多樣性降低，這會影響水生態系統的穩定性，甚至影響其功能。因此，研究浮游植物多樣性是水質評價的重要內容。在研究浮游植物多樣性時，大多研究者常將Shannon-Weaver指數與均勻度指數相結合來分析某水體水質情況。H（豐度）值越大，說明水質越清潔[13]；J（均勻度）值越小，說明水體受到的污染程度越嚴重。目前利用浮游植物多樣性來研究水質已較為普遍。朱文菊[13]利用Shannon-Weaver指數對滴水湖進行水質評價，得出滴水湖各季節H值均介于3.53與4.14之間，浮游植物多樣性較高，其水質無污染或輕度污染。陳美香[11]將Shannon-Weaver指數與均勻度指數相結合，綜合評價貴州省紅楓湖水庫的多樣性，研究發現各采樣點H值均小于1，e的平均值為0.058，因此，判斷其水質為富營養到重富營養的狀態。

3 展望

本文綜述了利用浮游植物群落結構評價水質的方法，指示種、密度與生物量、多樣性都可反映水體水質優劣。但在研究水質時，除了生物學評價法，還可利用非生物評價法，如單因子評價法和綜合營養狀態指數法。研究者常將生物學評價法與非生物評價法相結合，多角度地調查水體情況。因此，在調查某水體水質情況前，需綜合考慮，選擇合適方法來評價水質。

參考文獻：

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基金項目：

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