淮南花家湖浮游植物的群落結構特征及季節變化

鄧佩瑤

摘 要：在西淝河下游淮南花家湖設置3個采樣點，從2017年9月至2018年8月分4個季度進行水質調查，并采集浮游植物樣品進行鑒定和群落結構分析。結果表明，監測到的浮游植物共計8門61種，其中浮游植物的細胞密度夏季時最大，為5783.50×104?L-1，以藍藻門的小顫藻、細小平裂藻、偽魚腥藻屬為主要優勢種;冬季細胞密度最小，為7.38×104?L-1，以錐囊藻屬為第1優勢種。浮游植物種類夏季最多，為8門51種;冬季最少，為8門26種;4個季節均以綠藻門浮游植物種類最多。

關鍵詞：花家湖;浮游植物;季節演替;環境因子

中圖分類號 Q948.8? 文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2020）17-0149-04

Community Structure and Seasonal Variation of Phytoplankton in Huajiahu Lake， Huainan City

DENG Peiyao

（School of Earth and Environment， Anhui University of Science and Technology， Huainan 232001， China）

Abstract：In this research， we selected three sampling sites in Huajiahu Lake， investigating the seasonal water quality and phytoplankton community from September of 2017 to August of 2018.A total of 61 species in phylum had been identified， with highest cell density of 5783.50×104?L-1 in summer.The species of Oscillatoria tenuis、Merismopedia minima、Pseudoanabaena are the dominant during summer.The cell density of phytoplankton is the smalles ， with a value of 7.38×104?L-1.The species of Dinobryon is dominant during winter.There were 57 species in 8 phyla， and there 26 species in 8 phyla in winter.The green algae phytoplankton species is the most abundant across the four seasons.

Key words：Huajuahu Lake; Phytoplankton; Seasonal succession; Water quality

1 引言

浮游植物是水體生態系統的初級生產者，是食物鏈的起點，同時也承擔著能量與流動和物質循環的重要功能，因而在水生生態系統中占據基礎地位[1，2]。此外，浮游植物的群落結構對水體環境的變化有著重要的指示作用，湖泊水體中浮游植物的數量分布、優勢種及豐度等會隨季節而發生變化。因此，對浮游植物群落結構的研究具有十分重要的基礎意義。目前，我國湖泊水體富營養化現象十分嚴重，藍藻水華頻發，各類富營養化湖泊中浮游植物的群落結構特征及其與環境因子的關系得到了廣泛的研究。相關研究表明，我國長江中下游湖泊水文條件和閘壩阻隔是延長湖泊水力停留時間、加速水體富營養化的重要原因，其浮游植物群落的結構也發生著重要變化。

淮河作為我國7大河流之一，由于防洪和水資源利用的需要，干流及支流上建立了大量的閘壩，從而對流域水生態系統產生了潛在的影響，特別是淮河支流閘控型湖泊眾多，在防洪、水資源供給、漁業養殖等方面發揮著重要功能。但是，目前對這些河道型湖泊浮游植物群落結構的研究仍相對較少，其對水文環境條件的響應也知之甚少。為此，本研究以淮河支流上河道型湖泊花家湖為對象，對其浮游植物的群里結構特征及季節變化規律進行了分析和探究，以獲得此類湖泊生態系統的基礎信息，明確影響其群落結構的因素，為湖泊生態環境的保護提供科學依據。

2 材料與方法

2.1 研究區域概況 花家湖位于安徽省鳳臺縣城西北10km處，為西淝河下游的一個河灣帶。東西長7km，南北寬1.5～3km，水域面積1533.33hm2[3]。而西淝河是淮河北岸較大的支流之一，全長250km，流域面積4750km2。在西淝河出口通過西淝河閘調節其和淮河的水交換，當淮河水位高于閘上水位時，閘門關閉防止淮河水倒灌。因此，花家湖為典型的河道型湖泊。

2.2 樣品采集與分析 本研究在花家湖上游布設3個采樣點，從2017年10月至2018年8月分4個季節對花家湖的水質調查并采集浮游植物的樣品，現場測量水溫、pH、溶解氧（DO）數據，并用有機玻璃采水器采集表層水質樣品低溫保存后帶回實驗室。實驗室主要分析指標包括高錳酸鹽指數（CODMn）、總氮（TN）、總磷（TP）等，具體分析方法參見《地表水環境質量標準》（GB3838—2002）。

浮游植物樣品采集混合樣品，視水深情況將水柱分層進行混合，采集水樣1000mL后加入提前備好的魯哥試劑15mL進行固定，放入保溫箱內，帶回實驗室后，靜置沉淀1d之后將1000mL樣品濃縮，以供后續進行浮游植物的分析鑒定。計數時，將之前濃縮過的樣品充分搖勻，立即取0.1mL樣品于0.1mL（20mm×20mm）浮游植物計數框內，在10×40倍光學顯微鏡下進行鑒定，采用視野計數法計算各物種的密度。浮游植物的具體鑒定分析參照相關手冊和研究方法進行[4]。

2.3 數據處理 采用優勢度指標（Y）確定優勢物種，運用Shannon-Wiener多樣性指數（D）、Pielou均勻度指數（J）[5]對花家湖浮游植物群落結構進行分析評價。各項指數的計算公式如下：

[Y=niN×fi]

[D=-i=1SPilog2Pi]

[Pi=niN]

[J=Dlog2S]

式中，Y為優勢度，ni為樣品中i種浮游植物的個體數，N為樣品中浮游植物總個體數，fi為第i種浮游植物在各樣點出現的頻率，當Y≥0.02時的物種定義為優勢種;D為多樣性指數，J為均勻度指數，S為站位中浮游植物總種數。

3 結果與分析

3.1 花家湖水質特征 由表1可知，花家湖水溫在7.12～30.63℃，DO濃度在8.53～14.20mg/L，pH在7.88～8.47，總體呈弱堿性。CODMn濃度在7.40～8.46mg/L，TN濃度在1.35～2.8mg/L，除夏季為Ⅲ類水外，其余3個季節均為Ⅴ類水。TP濃度在0.06～0.17mg/L，除冬季為Ⅲ類水以外，3個季節均超過了Ⅳ類水質標準，其中TN濃度最高出現在3月份，為4.20mg/L。

3.2 浮游植物種類及豐度 4個季度調查期間，共監測到浮游植物8門64種。夏季浮游植物種類最多，為8門51種;其中，綠藻門26種，藍藻門12種，硅藻門3種，裸藻門1種，甲藻門1種，黃藻門1種。冬季最少，為8門26種;其中，綠藻門9種，硅藻門7種，隱藻門3種，裸藻門1種，甲藻門2種，金藻門1種，黃藻門1種。春季8門46種，其中藍藻門、綠藻門、硅藻門、隱藻門、裸藻門、金藻門、黃藻門分別為6種、26種、5種、3種、2種、2種、1種、1種，秋季8門35種，其中藍藻門、綠藻門、硅藻門、隱藻門、裸藻門、金藻門、黃藻門分別為2種、9種、7種、3種、1種、2種、1種、1種;4個季節中種類數最多的都為綠藻門;藍藻門種類冬季最少，夏季最多;硅藻門、隱藻門、裸藻門種類數4個季節變化不明顯。

4個季度調查期間，夏季花家湖浮游植物細胞豐度最大，總密度為5783.50×104?L-1，其中藍藻門密度最大，為5141.67×104?L-1，金藻門密度最小;冬季浮游植物細胞豐度最小，總密度為7.38×104?L-1，其中金藻門占主要地位，為3.32×104?L-1，裸藻門最小;春季浮游植物細胞密度為302.86×104?L-1，其中藍藻門占據主要地位，其浮游植物細胞密度為141.94×104?L-1，秋季浮游植物細胞密度為1051.83×104?L-1，其中隱藻門占據主要地位，其細胞密度為741.00×104?L-1。

3.3 浮游植物多樣性、均勻性及主要優勢種 在對花家湖4個季度調查中，春季浮游植物多樣性最大，為3.91，均勻度也最高，為0.71;秋季多樣性最低，為2.84，均勻度也最小，為0.55;夏季和冬季浮游植物多樣性分別為3.12、3.16，均勻度分別為0.55、0.67，根據Shannon-Wiener指數及Pielou指數的評價標準，花家湖水質屬于清潔型。

春季浮游植物優勢度最高的是藍藻門中偽魚腥藻（Pseudoanabaena），其優勢度為0.262;夏季優勢度最高的是藍藻門細小平裂藻（Merismopedia minima），其優勢度為0.281;秋季和冬季優勢度最高的物種分別為隱藻門嚙蝕隱藻（Cryptomonas erosa）和錐囊藻（Dinobryon），優勢度分別為0.537、0.450。

4 討論

4個季度調查期間，花家湖上游TN、TP濃度范圍分別為1.35～2.8mg/L和0.06～0.17mg/L，總體已經處于富營養化狀態。在營養鹽含量較高的富營養化湖泊中，浮游植物生物量通常會引起光因子的限制，通常耐受低光環境的浮游植物類群會占據優勢地位[6-8]，花家湖處于富營養化狀態，優勢種小顫藻（Oscillatoria tenuis）、偽魚腥藻（Pseudoanabaena）、細小平裂藻（Merismopedia minima）、嚙蝕隱藻（Cryptomonas erosa）等均對弱光環境有耐受特征，但綠藻門在浮游植物群落結構中占據較大的比率，其種類在所有物種中所占比率年均值為49.82%。

PEG（plankton ecology group）模式一般被用來描述富營養化湖泊中浮游植物的季節演替規律[4，9]，該模式大致過程為：浮游植物由冬春季的隱藻-硅藻轉變為夏季的綠藻，到夏末秋初則藍藻占優勢，而到了秋季硅藻的重要性再次上升。本文研究區域中，秋冬季隱藻門占據優勢，春季和夏季藍綠藻占據優勢，夏末時則藍藻占優勢，這與PEG模式較為一致[10-11]，但硅藻類群并未在花家湖上游研究區域內占據主要優勢。

另一方面，物種多樣性和均勻度通常可以體現生態系統物種的豐富程度與結構復雜程度。花家湖上游區域多樣性指數年均值為3.26，均勻度指數年均值為0.62，表明所研究區域的浮游植物多樣性比較豐富，且均勻度較好，群落結構復雜且較為穩定，而秋冬隱藻和春夏季藍藻占據了浮游植物群落結構中的主要地位，群落結構相對較為單一。

總體上看，花家湖所在流域屬于農業活動區域，農業徑流輸入為湖泊帶來了豐富的營養元素，支撐了浮游植物相當大的初級生產[12]，浮游植物的細胞密度在夏季達到最高，為5783.50×104?L-1。浮游植物是水生生態系統生物鏈的起點，是浮游動物和濾食性魚類良好的天然的餌料，湖泊漁業養殖也可能給浮游植物帶了相當的捕食壓力[12]，這有利于降低浮游植物細胞密度和多樣性，控制藻類水華的暴發。因此，后續加強此類河道型湖泊浮游植物群落結構在生態系統中的作用的研究將十分重要。

5 結論

本研究結果表明，花家湖監測到的浮游植物共計8門61種;根據Shannon-Wiener指數及Pielou指數的評價標準，花家湖屬于清潔型，但水質處于富營養化狀態。從浮游植物門類來看，4個季節綠藻門種類數最多;季節變上，秋冬季以隱藻門為主，夏秋季以藍藻門為主。花家湖上游區域浮游植物多樣性比較豐富，且均勻度較好，群落結構復雜且較為穩定。

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（責編：張宏民）