濟南市不同水體浮游植物群落結構對比分析

朱中竹 相 華 商書芹 梁晶晶 崇祥玉 李慶南 殷旭旺

浮游植物是水生態系統中重要的水生生物類群，常年分布于不同的水體類型當中，不同水體類型浮游植物群落結構會有差異。河流型通過大部分支流回水區構建成水庫型，水庫形成緩水區。經過長期演化，河流、水庫形成不同的浮游植物群落體系，通常情況，水庫型水體浮游植物以綠藻為主，河流型水體以硅藻為主，但在不同區域又略有差異，這兩種浮游植物體系彼此相互貫通，浮游植物在群落結構上又存在著部分相同的特性。濟南市位于山東省中西部，水網分布密集，兩種水體類型浮游植物物種結構與其他區域不同，通過對這兩種水型下的浮游植物物種群落結構對比分析，可以深入了解不同水型下浮游植物之間的關系，對水體水生生物治理修復提出針對性意見。

一、材料和方法

1.浮游植物采集樣點布局

首先通過查閱資料，確定水庫型采樣點位12個，河流型采樣點位34個（見表1）。采用MAGELLAN全球定位系統（eXplorist-200）現場測定各采樣點經緯度（見圖1）。

2.浮游植物樣品采集

在采樣點周圍100m河段內，選擇具有代表性的區域，用采水器收集混合水樣2L，加入魯哥固定液15mL，水樣經過48小時沉淀濃縮、用虹吸管定容到50mL，加入2mL甲醛轉入樣品瓶，取0.1mL分樣在10×20或10×40倍顯微鏡下進行浮游植物鑒定與計數。

3.數據整理、分析和處理

浮游植物數據整理分析主要包括浮游植物物種、密度、多樣性，其中多樣性采用香濃—維納多樣性指數，香濃—維納多樣性指數H'的計算參考：

H'=-ΣPi×log2Pi

其中Pi表示在每個樣品中此物種的個體數占總個體數的比。

浮游植物物種、密度數據分析和處理在EXCEL上完成；采集點位圖在ArcMap 9.3上完成。

二、分析結果

1.浮游植物物種分布

濟南水庫型水體共采集到浮游植物130種。其中硅藻門60種，占全部種類數的46%；綠藻門39種，占全部種類數的30%；藍藻門19種，占全部種類數的15%；裸藻門3種，占全部種類數的2%；隱藻門3種，占全部種類數的2%；甲藻門3種，占全部種類數的2%；金藻門2種，占全部種類數的2%；黃藻門1種，占全部種類數的1%。濟南河流型水體共采集到浮游植物161種。其中硅藻門76種，占全部種類數的47%；綠藻門47種，占全部種類數的29%；藍藻門21種，占全部種類數的13%；裸藻門11種，占全部種類數的7%；隱藻門3種，占全部種類數的2%；甲藻門2種，占全部種類數的1%；金藻門1種，占全部種類數的1%（見圖2）。

圖1 濟南流域不同水體類型浮游植物布設站位圖

表1 濟南流域布設站位對應水體表

濟南浮游植物水庫型和河流型物種分析結果顯示，水庫型河流浮游植物物種數在2014年呈現增高趨勢，到2015年5月采集到的浮游植物物種數達到最大，代表物種有肘狀針桿藻、尖針桿藻等，各個水庫站點平均值為21種，隨后浮游植物物種數有所下降。河流型水體浮游植物物種數呈現明顯的季節變化，在2014年和2015年都隨著季節變化呈現遞減的趨勢。其中，2014年5月采集到的浮游植物物種數最多，代表物種有舟型藻、谷皮菱形藻、四尾柵藻等，各個河流監測平均值為16種，2014年10月采集到的浮游植物物種數最少，平均值為6種（見圖3）。

圖2 濟南水庫型、河流型水體浮游植物物種組成圖

圖3 濟南水庫型、河流型水體浮游植物物種數變化規律圖

圖4 濟南水庫型、河流型水體浮游植物密度變化規律圖

圖5 濟南水庫型、河流型水體浮游植物多樣性指數變化規律圖

2.浮游植物密度分布

濟南水庫型浮游植物密度在2014年呈現明顯上升趨勢。2015年5月達到密度最大值，為8751.33萬個/L，浮游植物優勢種為小席藻。2015年8月和10月，浮游植物密度有所下降。變化趨勢與物種數變化趨勢相近。濟南河流型水體2014年浮游植物密度均值較低，2014年10月，浮游植物密度最小，為291.76萬個/L，2015年浮游植物密度均值大幅增加，2015年10月浮游植物密度值最大，為2328.71萬個/L，優勢種為小席藻（見圖4）。

3.浮游植物多樣性變化

2014年水庫浮游植物多樣性指數均較高，在2.00以上。2015年浮游植物多樣性指數有所下降，平均值為1.72。水庫浮游植物多樣性指數最高值出現在2014年5月，多樣性值為2.46。水庫浮游植物多樣性指數最低值出現在2015年5月，多樣性值為1.50。濟南河流型水體各采樣點浮游植物平均多樣性指數為1.78。6次采樣數據結果顯示，河流型浮游植物多樣性指數均呈現春季最高，秋季最低的遞減趨勢，與河流浮游植物物種數變化趨勢相同。河流浮游植物多樣性指數最高值出現在2014年5月，多樣性值為2.49。水庫浮游植物多樣性指數最低值出現在2014年10月，多樣性值為1.13（見圖5）。

三、討論

通過濟南浮游植物鑒定出的物種數可以看出，濟南河流型浮游植物物種數明顯多于水庫型。從季節變化來看，水庫型浮游植物物種數隨季節變化不明顯，河流型浮游植物物種數隨季節變化呈現規律性降低。從濟南水庫型浮游植物物種組成來看，濟南市水庫型浮游植物物種組成與其他地區不同，其他地區水庫型水體浮游植物物種組成大多以綠藻門為主。濟南流域浮游植物無論河流型還是水庫型都是以硅藻門物種為主，硅藻多喜歡流動性水體，濟南水庫型水體以硅藻為主，從側面反應濟南區域的水庫型水體相對流動性較好。從浮游植物物種年變化規律來看，水庫型水體浮游植物物種比河流型浮游植物物種年變化相對較小，每個采樣點平均物種數為16種，各個季節浮游植物物種數更加穩定。濟南水庫型水體每個采樣點浮游植物平均密度為4229.02萬個/L，濟南河流型水體每個采樣點浮游植物平均密度為1274.23萬個/L，可以看出濟南水庫型浮游植物平均密度明顯高于濟南河流型浮游植物密度。從浮游植物多樣性來看，濟南水庫型浮游植物整體多樣性水平高于河流型。2014年和2015年河流型浮游植物物種和多樣性呈現相同的季節變化規律。

基于濟南浮游植物河流型和水庫型兩種水體結構特征相似，縱向連通性強，在對該區域水環境管理中，要注重對河流型水體的保護，應從河流上游建立保護區，減少污染物聚集進入水庫。從浮游植物物種來看，無論是水庫型還是河流型，藍藻門物種數都列在了第三位，應該嚴格控制有機污染物進入水體，杜絕含磷生活污水的排入，合理施肥。加強水域區域化環境管理和水體環境的研究。加強對水環境的研究，可對浮游藻類的種類、生物量及總氮、總磷等指標進行監測，及時掌握水體中氮磷等有機污染的程度及變化趨勢，利用生物監測與理化監測相結合的手段進行長期監控