郭艷英，韓亞平

(昆明市滇池生態(tài)研究所，云南昆明650228)

水葫蘆大面積種植對滇池浮游植物的影響研究

郭艷英，韓亞平

(昆明市滇池生態(tài)研究所，云南昆明650228)

對滇池水葫蘆大面積種植區(qū)域開展了浮游植物群落結(jié)構(gòu)和細(xì)胞豐度變化的調(diào)查研究，經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)水葫蘆大面積種植對水體浮游植物種群種類組成影響不顯著，但對藍(lán)藻生長具一定的抑制作用，對綠藻和硅藻可能具一定促進作用。

水葫蘆;浮游植物;影響;滇池

水葫蘆又名鳳眼蓮(Eichhornia crassipes)，典型的浮水植物。由于繁殖速度快，去污能力強，被認(rèn)為是一種高效、廉價的污水凈化植物［1］。水葫蘆對氮、磷、鉀、鈣等多種無機元素有較強的富集作用，對部分有機污染物有很強的吸收和促進降解能力［2，3］，是治理水體污染較好的水生植物。鑒于水葫蘆對水體較強的凈化能力，2011年6月份，通過圍網(wǎng)控制性種養(yǎng)，分別在滇池草海、外海及老干魚塘種植水葫蘆，種植面積共2040hm2，其中草海約666.7 hm2，外海約1333.3hm2，老干魚塘約40 hm2，旨在通過大面積水葫蘆種植吸收水體中的營養(yǎng)物質(zhì)，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。

有研究發(fā)現(xiàn)［4，5］，水葫蘆在水面覆蓋度過大會造成水體溶解氧過低、水生生物死亡的負(fù)作用，然而至今水葫蘆不同覆蓋度放養(yǎng)環(huán)境效應(yīng)方面的報道甚少。浮游植物是水體中重要的初級生產(chǎn)者，在整個水生生態(tài)系統(tǒng)中有著獨特的作用，可以生存于不同類型的自然水體，浮游植物水污染有著密切的關(guān)系，可作為水質(zhì)生物監(jiān)測的重要指標(biāo)，對水體生態(tài)環(huán)境的變化具有重要的指示作用，是水體生態(tài)系統(tǒng)不可缺少的組成部分。鑒于此，在滇池水葫蘆大面積種植期間，開展了浮游植物群落監(jiān)測，研究水葫蘆大面積種植和水體浮游植物生長的響應(yīng)關(guān)系，在一定程度上可作為評價水葫蘆大面積種植對水生生態(tài)系統(tǒng)影響的一個重要評價指標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 采樣時間

2011年6 月至2012年1月，每月下旬在固定區(qū)域?qū)λJ種養(yǎng)區(qū)域和對照區(qū)域進行水樣采集。

1.2 采樣點位

設(shè)置6個采樣點，其中草海2個、老干魚塘2個、龍門村2個，分別分為種養(yǎng)區(qū)域和對照區(qū)域，見圖1。圖中黑色圈所示為水葫蘆種養(yǎng)區(qū)域，黑色實心點表示為樣點設(shè)置位置。

圖1 浮游植物調(diào)查樣點分布圖

1.3 樣品的采集、固定及處理與鑒定方法

浮游植物定性、定量標(biāo)本的采集和現(xiàn)存量計數(shù)參照中國環(huán)境科學(xué)出版社出版的《水和廢水測分析方法》(第四版)中“水生生物群落的測定”方法［6］。定性標(biāo)本用25#浮游生物網(wǎng)采集水表層，定量標(biāo)本用采水器分別采集水下0.5 m和1 m水樣按等積混合后計數(shù)，種類鑒定根據(jù)光學(xué)顯微鏡下形態(tài)特征進行鑒定。

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游植物種群結(jié)構(gòu)組成

草海水葫蘆種養(yǎng)區(qū)域浮游植物種群調(diào)查共發(fā)現(xiàn)5門27屬，老干魚塘種養(yǎng)區(qū)域浮游植物種群調(diào)查共發(fā)現(xiàn)5門30屬，龍門村種養(yǎng)區(qū)域共發(fā)現(xiàn)5門15屬;草海水葫蘆種養(yǎng)對照區(qū)域浮游植物種群調(diào)查共發(fā)現(xiàn)6門30屬，老干魚塘對照區(qū)域浮游植物種群調(diào)查共發(fā)現(xiàn)6門31屬，龍門村對照區(qū)域在監(jiān)測期間共發(fā)現(xiàn)5門23屬。浮游植物群落結(jié)構(gòu)詳見表1。

表1 水葫蘆種植區(qū)域和對照區(qū)域浮游植物群落結(jié)構(gòu)組成比較(屬)

2.2 浮游植物優(yōu)勢種群變化

草海水葫蘆種養(yǎng)區(qū)域和對照區(qū)域在優(yōu)勢種分布上出現(xiàn)相似規(guī)律，在水葫蘆種植初期，2011年6月和7月優(yōu)勢種為微囊藻屬，在水葫蘆生長后期優(yōu)勢種為直鏈硅藻屬、束絲藻屬優(yōu)勢種，其中直鏈硅藻屬為優(yōu)勢種時間較長。在對照區(qū)域中，優(yōu)勢種群還出現(xiàn)了星桿藻屬。次優(yōu)勢種以綠藻門的盤星藻屬、柵藻屬、綠絲藻屬，硅藻門的舟形藻屬、直鏈硅藻屬、針桿藻屬，甲藻門的飛燕角甲藻為主，且飛燕角甲藻在水葫蘆種植期間連續(xù)幾個月細(xì)胞豐度均較高，而草海水葫蘆種養(yǎng)區(qū)域則出現(xiàn)了滇池20世紀(jì)90年代中后期常見的轉(zhuǎn)板藻屬。

老干魚塘種養(yǎng)區(qū)域和對照區(qū)域優(yōu)勢種分布上基本相似，在水葫蘆種植初期，2011年6月和7月優(yōu)勢種為微囊藻屬，后期出現(xiàn)以顫藻屬、直鏈硅藻屬為優(yōu)勢種群，次優(yōu)勢種以藍(lán)藻門的微囊藻屬、鞘藻屬、席藻屬和硅藻門的舟形藻屬、針桿藻屬、脆桿藻屬為主。

龍門村種養(yǎng)區(qū)域和對照區(qū)域在監(jiān)測期間均以藍(lán)藻門微囊藻屬為優(yōu)勢種，次優(yōu)勢種為束絲藻屬和直鏈硅藻屬。

表2 浮游植物優(yōu)勢種群變化

表3 浮游植物次優(yōu)勢種群變化

2.3 浮游植物細(xì)胞豐度變化

2.3.1 浮游植物總細(xì)胞豐度變化

2011年6 月至2012年1月，水葫蘆種植期間，草海水葫蘆種植區(qū)域浮游植物細(xì)胞豐度總細(xì)胞豐度由最初的20000×105個/L減少至478×105個/L，草海水葫蘆對照區(qū)域區(qū)域浮游植物細(xì)胞豐度總細(xì)胞豐度由最初的5198×105個/L減少至372×105個/L，老干魚塘和龍門區(qū)域浮游植物總數(shù)量也大幅減少，詳見圖2。

圖3 浮游植物藍(lán)藻門數(shù)量變化

分析數(shù)據(jù)表明，在水葫蘆種植期間，三個水域的浮游植物細(xì)胞豐度均呈下降趨勢，且水葫蘆種植區(qū)域浮游植物初期細(xì)胞豐度遠(yuǎn)高于對照區(qū)域，伴隨水葫蘆的生長，種養(yǎng)區(qū)域浮游植物細(xì)胞豐度大幅度降低，到8月份左右，種養(yǎng)區(qū)域的浮游植物細(xì)胞豐度已低于或接近對照區(qū)域。

2.3.2 浮游植物藍(lán)藻門細(xì)胞豐度變化

浮游植物藍(lán)藻門細(xì)胞豐度變化見圖3。監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，水葫蘆種植區(qū)域的浮游植物中，藍(lán)藻細(xì)胞豐度變化呈現(xiàn)和浮游植物總細(xì)胞豐度變化同樣的規(guī)律，水葫蘆種植對浮游植物總細(xì)胞豐度及藍(lán)藻數(shù)量都有明顯的抑制作用。

2.3.3 浮游植物綠藻門細(xì)胞豐度變化

浮游植物綠藻門細(xì)胞豐度變化見圖4。

圖4 浮游植物綠藻門細(xì)胞豐度變化

分析數(shù)據(jù)表明，三個水葫蘆種植區(qū)域的浮游植物中，綠藻細(xì)胞豐度呈現(xiàn)不同的變化趨勢。在草海和老干魚塘水葫蘆種植區(qū)域，綠藻門藻類數(shù)量從最初低于對照區(qū)域伴隨水葫蘆的生長呈上升趨勢，到水葫蘆種植三個月后綠藻門藻類數(shù)量開始高于對照區(qū)域。在龍門種植區(qū)域，種養(yǎng)區(qū)域綠藻門豐度均低于對照區(qū)域。從綠藻門數(shù)據(jù)說明，在水域面積小，水體相對封閉和靜止的水體中，水葫蘆種植利于綠藻的生長。

2.3.4 浮游植物硅藻門細(xì)胞豐度變化

浮游植物硅藻門細(xì)胞豐度變化見圖5。

圖5 浮游植物硅藻門細(xì)胞豐度變化

分析數(shù)據(jù)表明，三個水葫蘆種植區(qū)域的浮游植物中，硅藻細(xì)胞豐度規(guī)律表現(xiàn)不同，草海水葫蘆種植區(qū)域，水葫蘆生長旺盛時期，硅藻門細(xì)胞豐度變化呈下降趨勢，至水葫蘆生長衰老期，硅藻門細(xì)胞豐度呈上升趨勢。在老干魚塘區(qū)域，硅藻門細(xì)胞豐度均下降，但種植區(qū)域均高于對照區(qū)域。龍門區(qū)域，水葫蘆生長旺盛時期，硅藻細(xì)胞豐度均降低，在水葫蘆生長衰老期，硅藻門細(xì)胞豐度上升，且水葫蘆種植區(qū)域硅藻門細(xì)胞豐度高于對照區(qū)域硅藻門細(xì)胞豐度。

圖6 浮游植物細(xì)胞豐度變化

2.3.5 浮游植物細(xì)胞豐度減少率分析

從實驗初期2011年6月到試驗結(jié)束2012年1月，對2011年6月和2012年1月同期浮游植物細(xì)胞豐度減少率進行對照分析。草海水葫蘆種植區(qū)域、草海對照區(qū)域、老干魚塘水葫蘆種植區(qū)域、老干魚塘對照區(qū)域、龍門水葫蘆種植區(qū)域、龍門對照區(qū)域浮游植物總細(xì)胞豐度明顯減少，藍(lán)藻門細(xì)胞豐度分別減少99.2%、98.3%、99.3%、98.5%、99.2%、98.9%，綠藻門細(xì)胞豐度分別增加21.6%、－37.6%、79.5%、－50.0%、344.4%、261.1%，硅藻門細(xì)胞豐度分別增加125.0%、46.1%、－93.3%、－86.0%、58.3%、10.0%。

同期浮游植物細(xì)胞豐度減少率分析，浮游植物總細(xì)胞豐度和藍(lán)藻細(xì)胞豐度在水葫蘆種養(yǎng)區(qū)域減少率高于對照區(qū)域;綠藻門細(xì)胞豐度，水葫蘆種植區(qū)域細(xì)胞豐度增加率高于對照區(qū)域;硅藻門細(xì)胞豐度增加率，草海和龍門區(qū)域種植區(qū)域均高于對照區(qū)域，而老干魚塘無論對照還是養(yǎng)殖區(qū)域均減少。

3 結(jié)論

(1)通過對水葫蘆種植區(qū)域和對照區(qū)域浮游植物種類組成調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，水葫蘆種植對浮游植物種類組成影響不顯著，對優(yōu)勢種影響亦不顯著，對次優(yōu)勢種影響稍有差異。

(2)水葫蘆種植對恢復(fù)滇池早期物種可能具較好推進作用。根據(jù)有關(guān)調(diào)查研究，1957年調(diào)查中，單角盤星藻為滇池優(yōu)勢種，其次鼓藻類植物數(shù)量位于滇池第二位，飛燕角甲藻、粗壯雙菱藻數(shù)量、點狀平裂藻也很多［7］。而后期伴隨滇池污染，滇池優(yōu)勢種轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒛以鍖伲?957年上述物種均已少見。本次在水葫蘆種植期間的8、9月份藍(lán)藻生長旺盛時期，草海區(qū)域飛燕角甲藻大量出現(xiàn)，且數(shù)量僅次于優(yōu)勢種，在10月份草海水葫蘆種植區(qū)域出現(xiàn)了較多數(shù)量的轉(zhuǎn)板藻，這在某種程度上說明水葫蘆的種植或許促進了滇池浮游植物原生物種的恢復(fù)。

(3)藍(lán)藻細(xì)胞豐度減少率分析表明水葫蘆大面積種植對藍(lán)藻生長具一定抑制作用。胡廷尖、王雨辰等也發(fā)現(xiàn)不同濃度的鳳眼蓮種植水抽濾液對銅綠微囊藻有一定的化感抑制作用，種植水抽濾液對銅綠微囊藻抑制作用隨著時間的推移效果越發(fā)明顯，在120 h以后抑制作用迅速增強［8］，可見水葫蘆大面積種植對抑制藍(lán)藻生長具較好作用。

(4)通過對綠藻門和硅藻門細(xì)胞豐度變化研究發(fā)現(xiàn)水葫蘆大面積種植對浮游植物中綠藻和硅藻細(xì)胞豐度增加可能具一定影響，在某種程度上可能促進兩者的生長，這對于恢復(fù)滇池原生物種改善滇池浮游植物群落結(jié)構(gòu)，提高漁業(yè)產(chǎn)業(yè)具有良好的促進作用。

(5)水葫蘆種植區(qū)域?qū)Ω∮沃参镉绊懺谙鄬Ψ忾]和靜止的水體中效果顯著。外海水體流動性強，且水域開闊，水葫蘆種植后水體浮游植物均以微囊藻屬為優(yōu)勢種，對浮游植物優(yōu)勢種和其它種類影響甚微。而在草海和老干魚塘區(qū)域，則改變了水體浮游植物優(yōu)勢種群構(gòu)成，且種類組成也更多。

致謝:在本研究過程中，滇池生態(tài)研究所潘珉工程師和云南大學(xué)侯春教授給予了大力的幫助，在此一并致謝!

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［2］袁蓉，劉建武，成旦紅，等.鳳眼蓮對多環(huán)芳烴(萘)有機廢水的凈化［J］.上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2004，10(3):272－276.

［3］夏會龍，吳良?xì)g，陶勤南.鳳眼蓮植物修復(fù)水溶液中甲基對硫磷的效果與機理研究［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2002，22(3):329－332.

［4］葉小梅，周立祥，嚴(yán)少華，等.水葫蘆厭氧發(fā)酵特性研究［J］.江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2009，25(4):787－790.

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［8］胡廷尖，王雨辰.鳳眼蓮對銅綠微囊藻的化感抑制作用研究［J］.水生態(tài)學(xué)雜志，2010，3(6):47－51.

A Study on the Influence of Large－Scale Water Hyacinth Planting on the Phytoplankton in Dianchi Lake

Guo Yan－ying，Han Ya－ping
(Kunming Institute of Ecology of Dianchi Lake，Kunming，650228)

An investigation has been carried out in a large planting area of water hyacinth(Eichhornia crassipes)in Dianchi Lake on the phytoplankton community structure and the cell abundancy.The following statistical analysis shows that the species composition of the phytoplankton is not significantly influenced by the large－scale planting of the water hyacinth.But it inhibits the growth of the blue algae to certain degree;on the opposite，it stimulates the growth of green algae and diatoms.

water hyacinth;phytoplankton;influence;Dianchi Lake

X52

A

1673－9655(2012)06－0047－05

2012－06－14