此里能布，毛建忠，趙華剛，田 偉

(1.云南省水文水資源局，云南昆明650106;2.青島本源水務技術(shù)發(fā)展有限公司，山東青島266555)

撫仙湖作為我國第二大深水湖泊，最大水深超過157m［1］，同時也是典型的深水湖泊［2］，其水質(zhì)一直處于I類水質(zhì)，營養(yǎng)狀況處于貧營養(yǎng)階段［3］。但是近年來，隨著入湖污染的加劇，撫仙湖的透明度呈現(xiàn)出下降的趨勢［4］。

浮游植物作為湖泊生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者，是食物鏈的重要組成部分，因其個體微小，對外界的反映靈敏，其群落組成和豐度變化也對湖水的水質(zhì)營養(yǎng)狀況和健康水平起到一定的指示作用［5］。從20世紀60年代就有學者對撫仙湖的浮游植物進行調(diào)查［6］，李蔭璽等［7］則通過對4個常規(guī)監(jiān)測點近20a的數(shù)據(jù)分析了撫仙湖浮游植物種類和數(shù)量發(fā)展趨勢。本研究依托云南省河湖健康評估試點項目，在湖中設置了7個采樣點，分析其群落結(jié)構(gòu)組成及分布情況，包括物種組成、細胞豐度、優(yōu)勢種組成與分布、多樣性指數(shù)的分布等，以期為撫仙湖水域的富營養(yǎng)化研究和生態(tài)系統(tǒng)的保護提供基礎資料，同時也為高原深水湖泊生態(tài)系統(tǒng)長期變化規(guī)律研究積累資料。

1 研究方法

1.1 樣品的采集和處理

撫仙湖共設立7個站點進行浮游植物取樣 (圖1)，5L有機采水器采集0～2 m混合樣1000 ml，15ml魯格氏液固定，實驗室靜置24h以上，虹吸管濃縮至30 ml，分析前充分搖勻，吸取0.1ml樣品于0.1ml計數(shù)框內(nèi)，在顯微鏡下進行物種鑒定和個體計數(shù)［8］。環(huán)境因子的采樣與浮游植物采樣同時進行，并帶回實驗室進行各指標的檢驗。

1.2 浮游植物指數(shù)計算

物種多樣性指數(shù)的計算采用香農(nóng)－威納指數(shù)(H'Shannon － Wiener index)［9］

物種均勻度采用Pielou指數(shù) (J)［10］，計算公式為:

式中:N為采集樣品中所有物種的總個體數(shù)，S為樣品中的物種總數(shù)，ni為第i種的總個體數(shù)，Pi=ni/N為第i種在樣品中的細胞豐度概率，fi為該種在各樣品中出現(xiàn)的頻率。

優(yōu)勢度指數(shù) (Y)［11］，其計算公式為:

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游植物群落組成

本次實驗發(fā)現(xiàn)浮游植物54種，隸屬于6門48屬。其中綠藻門種類最多，有26屬31種 (圖2)，占調(diào)查區(qū)總物種數(shù)的57.4%，硅藻門9屬11種，占20.4%，藍藻門7屬7種，占13.0%，前三個門類所占比例超過89%。綠藻在占細胞豐度的比例上也有絕對的優(yōu)勢，約占54.3%，其次是藍藻門，占細胞豐度的比例為38.7%。

2.2 優(yōu)勢種

浮游植物在調(diào)查區(qū)優(yōu)勢種有藍藻門的隱球藻(Aphanocapsa sp．)(表1)，裸藻門的分歧錐囊藻(Dinoryondivergens)，綠藻門的簡單衣藻(Chlamydononas simplex)，彎曲柵藻 (Scenedesmus arcuatus)，小球藻 (Chlorella sp．)，單生卵囊藻(Oocystis solitaria)等。隱球藻具有較高的出現(xiàn)頻率和優(yōu)勢度，細胞豐度介于13.30～25.02×104cells/L，平均為19.23×104cells/L。

表1 撫仙湖浮游植物優(yōu)勢種及細胞豐度 (104cells/L)

2.3 細胞豐度

植物細胞豐度介于5.069～9.275×105cells/L(表2)，6號站最大，2號站最小。在各門類所占細胞豐度的比例上，綠藻門北部湖區(qū)的比例較高，而在南部湖區(qū)，藍藻細胞所占有的比例有所升高。藍藻比例比較高的站位主要位于撫仙湖的?？诤透艉痈浇?/p>

表2 調(diào)查區(qū)浮游植物細胞豐度

2.4 與歷史資料的對比

撫仙湖近30a浮游植物的群落組成及細胞豐度的變化如圖3所示［7］。在撫仙湖浮游植物的群落組成上，以綠藻門和硅藻門為主，而隱藻門、裸藻門等所占份額及比例變化都不明顯。藍藻門呈現(xiàn)出一定的增長，尤其是2011年，藍藻門細胞豐度超過了硅藻門。從1980年到2004年，撫仙湖浮游植物的細胞豐度呈現(xiàn)上升的趨勢。

2.5 浮游植物的多樣性指數(shù)

撫仙湖香農(nóng)－威納多樣性指數(shù)介于3.181～3.717，Pielou均勻度指數(shù)介于0.628～0.750(圖4)，二者隨站位的變化趨勢相對一致，與浮游植物細胞豐度的變化趨勢相反，即細胞豐度高的站位，多樣性指數(shù)較低。兩者的低值出現(xiàn)在6號站，而在此站位同時存在細胞豐度的高值，可能是高細胞豐度的單一物種，使得群落結(jié)構(gòu)的多樣性較低。

2.6 調(diào)查區(qū)環(huán)境因子及與浮游植物指標的相關性分析

調(diào)查區(qū)總氮及總磷在各調(diào)查站位變化不大，而葉綠素和溶解氧含量在7號站存在最大值。浮游植物各指數(shù)與物化因子的關系如表3，其中藻類總數(shù)與總?cè)~綠素和溶解氧呈正相關，而與其它因子相關性不明顯，在浮游植物的組成的各門類中，裸藻與溶解氧存在正相關性，其他門類與物化因子相關性不強。

2.7 浮游植物與水質(zhì)評價

目前評價湖泊營養(yǎng)狀況的指標主要有細胞豐度、葉綠素的含量［12］、總氮、總磷、高錳酸鉀指數(shù)［13］、多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)［14］等 (表4)。從生物方面對水質(zhì)進行評價，細胞豐度和葉綠素處于中營養(yǎng)水平，多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)對應貧營養(yǎng)水平;從環(huán)境因子方面對水質(zhì)進行評價，總氮和總磷評價的水質(zhì)狀況為貧營養(yǎng)水平，高錳酸鉀指數(shù)則指示該水質(zhì)營養(yǎng)化程度較高?？傮w而言，撫仙湖水質(zhì)評價水平仍處于貧營養(yǎng)狀況。

3 討論

表3 調(diào)查區(qū)物化與浮游植物計算指標

表4 浮游植物細胞豐度與環(huán)境因子的相關因子

表5 評價湖泊營養(yǎng)狀況各指標

隨著撫仙湖的周邊旅游景點以及人類活動的增加，水質(zhì)也在不斷地受到影響，浮游植物細胞豐度也逐年增長。本次調(diào)查浮游植物細胞豐度的高值，與潘繼征等［15］的研究相似，在撫仙南部存在高值，隔河附近是與南部星云湖相通的要道，星云湖水可能通過擴散作用對撫仙湖有一定的影響。存在于撫仙湖北部的細胞豐度的另一個高值區(qū)位于?？诟浇?，周圍較多的旅游景點以及度假村等人類活動，對水質(zhì)情況有一定的影響。浮游植物的細胞豐度已達到貧營養(yǎng)界限 (30×104cells/L)的2倍，而群落結(jié)構(gòu)上則處于貧營養(yǎng)水平，說明群落結(jié)構(gòu)還較穩(wěn)定，生態(tài)水平比較健康。而從環(huán)境因子上來分析，撫仙湖的高錳酸鉀指數(shù)較高，已達到富營養(yǎng)水平。

氨氮是表征水體富營養(yǎng)化的主要指標，根據(jù)撫仙湖周邊的地理環(huán)境以及本次采樣的氨氮的平面分布，將撫仙湖水體分為三個區(qū) (圖5)。

A區(qū):位于撫仙湖的北部和東部，本區(qū)域旅游景點和度假村較多，同時在北部也有農(nóng)田等較多的人為活動。

B區(qū):位于撫仙湖的西南部和南部，包括孤山、隔河。星云湖的水體通過隔河與撫仙湖相通，而孤山則存在較多的景點和度假村，人為的污染較多。

C區(qū):位于撫仙湖的湖心區(qū)域，水質(zhì)情況相對穩(wěn)定，受外界影響較少。

除B區(qū)以外，其他各區(qū)水質(zhì)監(jiān)測調(diào)查布點上應該相對密集和頻繁，尤其是在旅游季節(jié)，更需要重視，應該在布點和采樣頻率上都進行加強。

此次調(diào)查撫仙湖僅設置了7個站位，獲得的數(shù)據(jù)量相對較少，雖能在一定程度上代表湖體的情況，但是為保證監(jiān)測的質(zhì)量，撫仙湖北部水域和南部隔河、孤島水域應適時增加采樣點和頻率。

4 結(jié)論

(1)本次調(diào)查采樣共發(fā)現(xiàn)浮游植物54種，隸屬于6門48屬。綠藻為最主要的組成部分。

(2)浮游植物細胞豐度介于5.069～9.275×105個/L，最高值出現(xiàn)在6號站，最低值出現(xiàn)在2號站。

(3)浮游植物的優(yōu)勢種以綠藻、藍藻、硅藻為主，為綠藻－藍藻型水體。

(4)浮游植物的香農(nóng)－威納多樣性指數(shù)與均勻度指數(shù)分布相吻合，在細胞豐度的高值區(qū)存在低值。

(5)通過浮游植物的相關指標以及環(huán)境因子的指標對撫仙湖進行評價，撫仙湖綜合水平為貧營養(yǎng)水體。

［1］王蘇民，竇鴻身．中國湖泊志 ［M］．北京:科學出版社，1998．

［2］中國科學院南京地理與湖泊研究所．撫仙湖 ［M］．北京:海洋出版社，1990．

［3］金相燦．中國湖泊富營養(yǎng)化［M］．北京:中國環(huán)境科學出版社，1990．

［4］潘繼征，熊飛，李文朝，等．云南撫仙湖透明度的時空變化及影響因子分析［J］．湖泊科學，2008，20(5):681－686．

［5］ Robert G Wetzel．Limnology，Lakes and River Ecosystems［M］．New York:Academic Press，2001．

［6］黎尚豪，俞敏娟，李光正，等．云南高原湖泊調(diào)查［J］．海洋與湖沼，1963，5(2):100－110．

［7］李萌璽，王林，祁云寬，等．撫仙湖浮游植物發(fā)展趨勢分析［J］．湖泊科學，2007，19(2):223－226．

［8］金相燦．湖泊富營養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范 ［M］．北京:中國環(huán)境科學出版社，1990．

［9］ Shannon，C．E．，and W．Weaver．The Mathematical Theory of Communication［D］．University of Illinois Press，1949:1－117．

［10］ Pielou，E．C．An Introduction to Mathematical Ecology［D］．New York:Wiley－Interscience，1969:1－286．

［11］孫軍，劉東艷，徐俊，等．1999年春季渤海中部及其鄰近海域的網(wǎng)采浮游植物群落 ［J］．生態(tài)學報，2004，24(9):2003－2016．

［12］鄧新晏，許繼宏．澄江撫仙湖藻類植物研究 ［J］．云南大學學報，1996，18(2):139－ 145．

［13］水利部水利水電規(guī)劃設計總院．全國水資源綜合規(guī)劃技術(shù)細則 ［EB/OL］．http:ghjh．mwr．gov．cn/upload．

［14］張婷，李德亮，許寶紅，等．西洞庭湖區(qū)養(yǎng)殖水體浮游植物調(diào)查與水質(zhì)評價 ［J］．水生態(tài)學雜志，2009，2(5):12－18．

［15］潘繼征，熊飛，李文朝，等．撫仙湖浮游植物群落結(jié)構(gòu)、分布及其影響因子 ［J］．生態(tài)學報，2009，29(10):5376－5385．