李嘉海,王紹祥,朱宜平,顧 靜
(上海城投原水有限公司青草沙水庫管理分公司,上海 201913)
青草沙水源地位于長江口南北港分流口下方,水庫總面積66.15 km2,相當于10個西湖的水域面積。青草沙水庫是我國最大的河口江心水庫,水量豐富、水質優(yōu)良,使其成為上海市難得的優(yōu)良水源地和城市供水的戰(zhàn)略儲備。浮游藻類是水生態(tài)系統(tǒng)的初級生產者,是整個水生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)和能量流動的基礎[1],對維持水生態(tài)系統(tǒng)的平衡起著十分重要的作用,其種類組成、數(shù)量變動及群落結構的變化是反映水環(huán)境質量狀況的重要指標,因此,浮游藻類被廣泛應用于水質的生物學評價[2-3]。夏秋季節(jié)是最適宜藻類生長的時間段,而水庫庫容較大,水體流速相對較緩慢,容易促使藻類的增殖。水庫有兩個閘口,分別為進水閘和排水閘,進水閘口主要作用是開閘取水和咸潮期間的搶水,由于一直受開關閘的影響,藻類密度相對較低,且變化無規(guī)律性,調查意義不大;排水閘口主要作用為開閘放水,但開閘頻率相對較低,且水體在該區(qū)域流動性比較差,水體交換緩慢,很容易產生藻類聚集的情況,所以本文通過對青草沙水庫排水閘口浮游藻類群落的調查研究,進一步積累藻類相關數(shù)據(jù)資料,為今后逐步掌握水庫內藻類群落結構變化提供依據(jù)。
自2012年2月開始,在青草沙水庫排水閘口對浮游藻類進行定性的采樣,采樣點如圖1所示,每周采樣一次,至2012年12月底結束。
浮游藻類鑒定:分析用1 L梨形分液漏斗收集水樣,加入10 mL甲醛,15 mL魯哥氏液固定,實驗室靜置一周后,用虹吸管小心抽掉上清液,再用上清液少許沖洗梨形分液漏斗幾次,轉入50 mL定量瓶中,將樣品震蕩混勻后,用0.1 mL浮游植物計數(shù)框在10×40倍光學顯微鏡下,并參考《中國淡水生物圖譜》[4]、《中國淡水藻類—系統(tǒng)、分類及生態(tài)》[5],對浮游植物(藻類)進行定性鑒定。
圖1 采樣點位置Fig.1 Sampling Points
優(yōu)勢種計算:采用種類優(yōu)勢度公式
式中,Ni為第i種的個體數(shù);N為每個種的總個體數(shù),fi為第i種在各站位中出現(xiàn)的頻率。Y>0.02為優(yōu)勢種。
2012年排水閘口共發(fā)現(xiàn)藻類202種,如圖2、表1所示,隸屬于7個門,其中綠藻門和硅藻門種類數(shù)最多,為94種和68種,占總數(shù)的47%和34%;藍藻門為26種,占13%;甲藻門5種,占2%;裸藻門5種,占2%;隱藻門3種,占1%;金藻門為最少,只有1種,占1%。
圖2 2012年下游排水閘口浮游藻類種類數(shù)比例Fig.2 Proportion of Phytoplankton Species inside the Downstream Gate in 2012
表1 浮游藻類名錄Tab.1 List of Phytoplankton
續(xù) 表
續(xù) 表
續(xù) 表
排水閘口浮游藻類種類數(shù)的季節(jié)變化較為明顯,如圖3所示,夏秋季節(jié)的種類數(shù)明顯多于冬季,而春季藻類略少于夏秋季。在同一季節(jié)里,綠藻門的種類數(shù)最多,其次是硅藻門、藍藻門。綠藻門和藍藻門,在夏秋季節(jié)種類數(shù)最多,而硅藻門除春季數(shù)量較多外,其他三個季節(jié)出現(xiàn)數(shù)量較均等。
圖3 2012年排水閘口浮游藻類種類數(shù)的季節(jié)和水溫變化Fig.3 Changes of Number of Phytoplankton Species and Water Temperature with the Seasons inside the Downstream Gate in 2012
排水閘口全年的優(yōu)勢種共有11種,其中藍藻門優(yōu)勢種種類數(shù)最多為7種,分別是色球藻屬,水華束絲藻,卷曲魚腥藻,銅綠微囊藻,小席藻屬,不定微囊藻,巨顫藻;隱藻門為2種:尖尾藍隱藻,卵形隱藻;硅藻門和綠藻門均為1種,分別是顆粒直鏈藻和相似絲藻,如表2所示。
表2 2012年排水閘口浮游藻類的優(yōu)勢種Tab.2 Dominant Species of Phytoplankton inside the Downstream Gate in 2012
全年優(yōu)勢種演替情況如下:春季主要以硅藻、綠藻為主。優(yōu)勢種屬從硅藻門的舟形藻屬、小環(huán)藻屬逐漸轉變?yōu)榫G藻門的新月藻屬和絲藻屬。
夏秋季主要以藍藻為主。由硅藻門的直鏈藻屬、小環(huán)藻屬逐步被藍藻門的微囊藻屬代替。
冬季主要以硅藻、隱藻為主。由于天氣逐漸變冷,硅藻重新成為優(yōu)勢藻門,直鏈藻屬為唯一優(yōu)勢種,至深冬,隱藻門的卵形隱藻成為主要優(yōu)勢種。
從優(yōu)勢種屬的變化情況來看,7~10月,是排水閘口較利于藍藻生長的時段。圖4為7~10月各藻種間的密度比,結合圖3和圖4,在7~10月,排水閘口水溫平均在20~30℃,溫度相對較高,藍藻占所有藻類數(shù)量的78%。研究表明,藍藻具有明顯的異于其他種類的生理特性,藍藻細胞內具有大量氣囊[6],可以降低其密度,有利于其保持在水體表面;同時,藍藻耐受高溫能力比其他藻類強,因此,藍藻一般能夠在高溫條件下獲得競爭優(yōu)勢,所以溫度是影響其生長的主要因素之一。而7~10月,由于溫度升高,且藍藻耐受高溫能力強,在與其他種類競爭過程中更易成為優(yōu)勢種。
圖4 2012年排水閘口7月~10月各藻種間的密度比Fig.4 Density Ratio among Phytoplankton Species inside the Downstream Gate from July to October in 2012
青草沙水庫排水閘口浮游藻類在調查期間特征表現(xiàn)為:種類數(shù)較多,種群與優(yōu)勢種季節(jié)變化明顯,春季主要以硅藻、綠藻為主,夏秋季主要以藍藻為主,而冬季則是以隱藻、硅藻為主。
由于青草沙水庫庫容非常大[7],新的生態(tài)環(huán)境正在逐漸形成與穩(wěn)定,加上庫內水體流速較緩慢等因素,有利于藻類繁殖,未來可能出現(xiàn)藻類大量生長情況,建議采取以下措施來控制藻類:
(1)可加大對水庫內不同時間、季節(jié)、光照強度、水層、區(qū)域的藻類調查,摸清藻類種類變化規(guī)律。
(2)可通過投放鰱鳙等濾食性魚類,利用非經典生物操縱方法進行生態(tài)控藻。
(3)夏秋季節(jié)是利于藻類生長的季節(jié),調節(jié)水庫開閘進水的頻率,加大庫內人工打撈和開閘排水的頻率,盡量減少庫內水體滯留的時間,并加快水體流速,可抑制藻類生長空間。
[1]韓博平,林旭鈿,李鐵.廣東省大中型水庫富營養(yǎng)化現(xiàn)狀與防治對策研究[M].北京:科學出版社,2003.
[2]李寶林,王玉亭,張路增.以浮游植物評價達賚湖水質污染及營養(yǎng)水平[J].水生生物學報,1993,17(1):27-34.
[3]謝欽銘,李長春,彭賜蓮.鄱陽湖浮游藻類群落生態(tài)的初步研究[J].江西科學,2000,18(3):162-166.
[4]韓茂森,束蘊芳.中國淡水生物圖譜[M].北京:海洋出版社,1995.
[5]胡鴻鉤,魏印心.中國淡水藻類—系統(tǒng)、分數(shù)及生態(tài)[M].北京:科學出版社,2006.
[6]王崢.水庫藻類監(jiān)測及水質富營養(yǎng)化的研究[J].中國新技術新產品,2012(24):216-217.
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