潑河水庫浮游植物群落結構特征與水質評價

沈紹營

(潑河水庫管理局，河南 信陽 465426)

水庫是集防洪、灌溉、飲水、發(fā)電、養(yǎng)殖、旅游等功能為一體的大型水利工程。河南省的天然湖泊較少，水庫在解決農(nóng)田灌溉和居民飲水方面起到了重要作用。潑河水庫位于河南省信陽市光山縣，隸屬于淮河上游，從地理位置來看，潑河水庫為亞熱帶向暖溫帶的過渡氣候，四季分明，降水量豐沛。自建成以來潑河水庫為周邊13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)提供生活用水和農(nóng)業(yè)用水，兼具有漁業(yè)利用的功能。同時，為響應國家號召，信陽市圍繞潑河水庫建立了潑河水庫風景區(qū)，大大促進了當?shù)芈糜螛I(yè)的發(fā)展。但隨著人口增多、旅游業(yè)發(fā)展以及生活廢水、工業(yè)污水的排放，水庫生境遭受到不同程度的干擾和破壞，水質日趨惡化。為保證居民飲用水安全、水產(chǎn)品質量以及維持水庫多種生態(tài)經(jīng)濟功能，對水庫進行水質評價研究尤為重要。

本文通過調查2018年3月潑河水庫浮游植物種類組成和優(yōu)勢種類，利用浮游植物多樣性指數(shù)等參數(shù)并結合水質理化指標綜合分析潑河水庫的水質狀況，以便更加了解潑河水庫的生態(tài)現(xiàn)狀，從根源上尋求改善水庫水質行之有效的方法和措施，實現(xiàn)潑河水庫生態(tài)效益和經(jīng)濟效益的雙豐收。

一、材料與方法

1.采樣時間和采樣點設置 本研究于2018年3月對潑河水庫進行了浮游植物樣品采集，遵照《水庫漁業(yè)資源調查規(guī)范(SL 167－2014)》中的要求共設置3個采樣點，每個采樣點依照水體深度設置3～4個水層。采樣點分布如圖1 所示。采樣時，分別利用溶氧儀(Pro 20)、pH計(B-2)和測深儀現(xiàn)場測定水體溶氧、溫度、pH 及深度等參數(shù)。表層水樣直接用容器采水，不同水層樣品用采水器采水。各個采樣點和水層分別采集500毫升浮游植物樣品，迅速加入5毫升的魯哥試劑固定，同時采集1升水樣，用于水化數(shù)據(jù)的測定。

圖1 潑河水庫采樣點分布

2.浮游植物樣品處理及計數(shù) 浮游植物樣品帶回實驗室后，分別移入500 毫升量筒中，靜置24 小時，用虹吸管小心吸出上清液，使水樣濃縮至50 毫升。搖勻后用移液槍取0.1 毫升濃縮水樣于0.1 毫升的浮游植物計數(shù)框內(nèi)，在光學顯微鏡(40×10)下進行視野法計數(shù)，每片計數(shù)框需計數(shù)50～100個視野且計數(shù)藻類200個以上方為有效。每個樣品計數(shù)兩次，兩次藻類數(shù)量差距不可超過15%，否則需要計數(shù)第3 次。浮游植物種類的確定參照《中國淡水藻類》和《淡水微型生物圖譜》。

3.水質參數(shù)測定 主要測定水化數(shù)據(jù)包括總氮(TN)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)等，參照《漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》(SC/T 9102－2007)和《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第四版)的內(nèi)容進行測定。TN 使用堿性過硫酸鉀－紫外分光光度法測定，NH3-N 使用納氏試劑比色法測定，TP 使用鉬酸氨分光光度法測定，CODMn使用酸性法測定。

4.水庫水質評價方法 浮游植物生物多樣性指數(shù)越高，其群落結構越復雜，穩(wěn)定性越大，水質越好，故可根據(jù)浮游植物多樣性指數(shù)來評價水質。水化數(shù)據(jù)的水質評價標準參照《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838－2002)。

二、結果

1.浮游植物群落結構組成 本次調查共采集到浮游植物28屬，分屬8門，其中硅藻門5屬，占藻類總數(shù)的53.23%，是潑河水庫主要浮游植物種類；綠藻門10 屬，藍藻門6 屬，分別占藻類總數(shù)的29.78%和9.62%；隱藻門1 屬，占4.53%；黃藻門2 屬；金藻門2 屬；甲藻門和裸藻門各1 屬。此次水庫所調查的樣點和水層均以硅藻和綠藻為主，詳見圖2。

圖2 2018年3月浮游植物種類組成及各門藻類所占比例

2.浮游植物優(yōu)勢種 2018年3月潑河水庫優(yōu)勢藻類共有7屬，其中硅藻門3屬，即針桿藻、直鏈藻和菱形藻；綠藻門2 屬，即小球藻和弓形藻；藍藻門1屬，即鞘絲藻；隱藻門1屬，即隱藻。

3.浮游植物生物多樣性及水質評價 2018年3月潑河水庫浮游植物的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H＇)在1.85～2.22 波動，1#采樣點的多樣性最高，3#采樣點最低，平均值為2.06，根據(jù)H＇來評價水質，其為β-中污型；Margalef 豐富度指數(shù)(d)的變化區(qū)間是2.74～3.67，平均值為3.22，根據(jù)d來評價水質，其為寡污型；Pielou均勻度指數(shù)(J)的變化區(qū)間是0.64～0.74，平均值為0.70，根據(jù)J來評價水質，其為輕污染型，詳見表1。

表1 潑河水庫浮游植物多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和豐富度指數(shù)

4.水體理化特征及水質評價 潑河水庫各采樣點的總氮在0.263～0.700 毫克/升，以1#采樣點水深6 米時最高，3#采樣點表層水最低；總磷在0.020～0.034毫克/升，以3#采樣點水深10米時最高，2#采樣點水深10 米時最低；高錳酸鹽濃度在2.584～3.119 毫克/升，以1#采樣點水深6 米時最高，表層水最低；亞硝酸鹽的含量在0.005～0.011毫克/升，以1#采樣點表層水最高，3#采樣點水深10 米時最低；氨氮含量在0.110～0.131 毫克/升，以1#采樣點表層水及2#采樣點表層水和水深5米時最高，3#采樣點水深5米時最低。

根據(jù)《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838－2002)結合潑河水庫水質的調查，結果發(fā)現(xiàn)2018年3月潑河水庫水質總體為Ⅱ類水(Ⅱ類水主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護區(qū)、魚蝦類越冬場、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū))。

三、討論

1.潑河水庫浮游植物群落特征 2018年3月潑河水庫的浮游植物共有8 門28 屬，硅藻類浮游植物是潑河水庫春季(3月)的優(yōu)勢種，可能是春季水溫較低而適宜硅藻生長所致，這也表明潑河水庫春季暴發(fā)藍藻水華的可能性較低。潑河水庫1#采樣點的浮游植物群落多樣性最高，3#采樣點最低，這可能與周圍環(huán)境不同有關，受人為干擾小的水域多樣性較高，群落穩(wěn)定性也較高。

2.潑河水庫水質狀況 一般情況下，可采用兩種方法對水庫水質進行評價，即生物學方法(浮游植物群落內(nèi)的多樣性指數(shù))與非生物學方法(主要水質理化因子的實測數(shù)據(jù))。本文利用這兩種方法對潑河水庫的水質進行了評價，所得結果基本一致。首先，根據(jù)浮游植物α 多樣性指數(shù)來評價水質狀況，結果表明2018年3月潑河水庫的3個采樣點為輕污染或中污染；其次，根據(jù)水化因子來評價水質狀況，結果表明潑河水庫的水質總體為Ⅱ類水，水質較好，適用于居民生活用水和漁業(yè)發(fā)展。綜合分析結果表明，潑河水庫春季水質較好。

本研究僅就2018年3月潑河水庫的浮游植物群落結構、多樣性情況以及主要水質理化指標進行了調查和分析，要全面了解潑河水庫的浮游植物組成和群落結構以及水質狀況，還需要進行不同季節(jié)和年際間的調查。雖然從目前調查結果來看，潑河水庫的水質狀況較好，但不能忽視現(xiàn)已存在的輕度或中度污染狀況，應采取相應措施，加強處理農(nóng)田退水等面源污染，防止水質進一步惡化。