姚磊

摘要 分析了東風(fēng)西沙水源地浮游植物種類(lèi)組成、優(yōu)勢(shì)種分布、群落結(jié)構(gòu)分布以及多樣性等特征。結(jié)果表明，東風(fēng)西沙水源地共監(jiān)測(cè)出藻類(lèi)6門(mén)共64種（屬），分別為藍(lán)藻、綠藻、硅藻、隱藻、裸藻、金藻，其中硅藻和綠藻共47種，為水源地的主要浮游植物種類(lèi)；浮游植物優(yōu)勢(shì)種單一，主要為硅藻門(mén)的短小舟形、克洛脆桿藻，隱藻門(mén)的尖尾藍(lán)隱藻，以及藍(lán)藻門(mén)的銅綠微囊藻，且優(yōu)勢(shì)度值較??；監(jiān)測(cè)期間浮游植物密度為8.20×105～8.40×106 cells/L，均值為3.71×106 cells/L；群落特征指數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明東風(fēng)西沙目前水質(zhì)較好，總體上處于輕或無(wú)污染狀態(tài)。

關(guān)鍵詞 飲用水源地；浮游植物；數(shù)量分布；種類(lèi)組成；長(zhǎng)江口

中圖分類(lèi)號(hào) S181.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）16-05186-03

崇明島是我國(guó)的第三大島，四面環(huán)水，其水資源來(lái)源主要靠降水補(bǔ)給以及已有涵閘引進(jìn)的長(zhǎng)江潮水。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，進(jìn)潮量約占崇明島地表水資源的90%，是崇明島水資源的最重要來(lái)源。崇明島目前依靠島內(nèi)水廠供水，島內(nèi)水廠約20個(gè)，均規(guī)模較小，且分散于內(nèi)河取水，無(wú)集中水源地。每年1～3月是長(zhǎng)江枯水期，長(zhǎng)江口咸潮入侵嚴(yán)重。島內(nèi)水廠受此影響，供水質(zhì)量嚴(yán)重下降。東風(fēng)西沙水庫(kù)是繼青草沙水庫(kù)之后長(zhǎng)江口第二座江心蓄淡避咸型水庫(kù)，該工程是上海市“十二五”規(guī)劃水務(wù)重點(diǎn)工程，是解決崇明縣集約化供水的關(guān)鍵工程，將滿足島內(nèi)居民長(zhǎng)期以來(lái)喝上優(yōu)質(zhì)飲用水的基本需求，也有助于完善上海市郊區(qū)集約化供水系統(tǒng)工程。

飲用水源地水質(zhì)安全是關(guān)系民生健康的關(guān)鍵問(wèn)題[1-3]。然而，隨著全球和區(qū)域性環(huán)境變化，浮游植物水華給生態(tài)環(huán)境與人類(lèi)健康帶來(lái)巨大危害[4-7]。因此，對(duì)環(huán)境敏感的浮游植物的變化近年來(lái)越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者重視[8-10]。東風(fēng)西沙水源地處于長(zhǎng)江下游入?？?，上游來(lái)水和長(zhǎng)江航道的各種突發(fā)污染對(duì)水源地水質(zhì)產(chǎn)生重大影響；同時(shí)長(zhǎng)江口咸潮入侵和因水體富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致的藻類(lèi)問(wèn)題[11-14]、水源地保護(hù)區(qū)內(nèi)的面源污染等因素均會(huì)給水源地水質(zhì)帶來(lái)突發(fā)性風(fēng)險(xiǎn)[15-16]。因此，科學(xué)開(kāi)展東風(fēng)西沙水源地浮游植物種類(lèi)組成與水量分布特征監(jiān)測(cè)，以及生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的分布情況和結(jié)構(gòu)特征研究具有重要意義，既為水源地水質(zhì)安全評(píng)價(jià)與進(jìn)一步開(kāi)展水質(zhì)監(jiān)測(cè)預(yù)警工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，又對(duì)水源地保護(hù)、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展均起到重要的作用。筆者在此分析了東風(fēng)西沙水源地浮游植物種類(lèi)組成、優(yōu)勢(shì)種分布、群落結(jié)構(gòu)分布以及多樣性等特征。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域及采樣點(diǎn)設(shè)置 根據(jù)東風(fēng)西沙水源地水力流態(tài)、潮汛特點(diǎn)等特征，設(shè)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，并分漲、落潮進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便進(jìn)行相關(guān)性和對(duì)比分析。共設(shè)置2個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位（圖1 ），分別位于東風(fēng)西沙水庫(kù)取水頭處以及距離取水頭部800 m。2個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)水深均在5.0 m以下，采樣層次的確定遵循水深5.0 m以下僅采表層水樣（水面以下0.5 m處）。初步擬定監(jiān)測(cè)點(diǎn)位具體位置如表1所示。

1.2 采樣時(shí)間與頻率 為研究咸潮入侵及周?chē)廴驹磳?duì)東風(fēng)西沙水庫(kù)的潛在影響，根據(jù)長(zhǎng)江口水文特征，以枯水期（11月～次年4月）、洪水期（5～10月）為時(shí)間劃分，進(jìn)行枯、洪季采樣，每季2次。對(duì)應(yīng)2013年長(zhǎng)江口潮汐預(yù)測(cè)表，初步擬定采樣監(jiān)測(cè)日期及時(shí)間如表2所示，具體采樣日期根據(jù)當(dāng)月天氣情況等進(jìn)行調(diào)整確定。

1.3 樣品采集與數(shù)據(jù)處理

1.3.1 樣品采集與鏡檢。定量采樣主要采取每個(gè)樣點(diǎn)采水樣1 L加10～15 ml魯格氏液（Lugols solution）固定并沉淀24 h后，虹吸法濃縮至30～50 ml。搖勻濃縮樣取0.1 ml樣品，在0.1 ml計(jì)數(shù)框內(nèi)，用10×40倍MoticBA410型顯微鏡進(jìn)行種類(lèi)鑒定和計(jì)數(shù)。取每瓶樣品2次計(jì)數(shù)均值，每次平均計(jì)數(shù)50～100個(gè)視野，視野數(shù)按藻細(xì)胞數(shù)多少可適當(dāng)增減，2次計(jì)算結(jié)果之差若小于其均數(shù)的±15%，視均數(shù)為有效結(jié)果，否則須測(cè)第3次，直到有2次結(jié)果達(dá)到以上要求，則可視該2次的平均數(shù)為計(jì)算結(jié)果[17]。計(jì)數(shù)中若有個(gè)體僅部分在視野內(nèi)時(shí)，可規(guī)定僅出現(xiàn)在視野上半圈的計(jì)數(shù)；用細(xì)胞表示數(shù)量，對(duì)于群體或絲狀體等不宜用細(xì)胞表示的，可求其細(xì)胞平均數(shù)。

1.3.2 數(shù)據(jù)處理。1 L水樣中的浮游植物的數(shù)量（N）可用公式N=CsFs·Fn×VU×Pn計(jì)算，式中， Cs為計(jì)數(shù)框面積（mm2），一般為400 mm2； Fs為每個(gè)視野的面積（mm2），F(xiàn)s=лR2，視野半徑R可用臺(tái)微尺測(cè)出（一定倍數(shù)下）；Fn為計(jì)數(shù)過(guò)的視野數(shù)；V為1 L水樣經(jīng)沉淀濃縮后的體積（ml）； U為計(jì)數(shù)框的體積（ml），為0.1 ml； Pn為計(jì)數(shù)出的浮游植物個(gè)數(shù)。

群落變化的特征值采用Shannon-Weaver指數(shù)H′、Pielou物種均勻度指數(shù)J、Margalef指數(shù)D，優(yōu)勢(shì)度計(jì)算采用Mcnaughton優(yōu)勢(shì)度指數(shù)Y，取優(yōu)勢(shì)度Y≥0. 02的種類(lèi)為優(yōu)勢(shì)種[18-19]。具體的計(jì)算公式分別為：Shannon-Wiener指數(shù)H′=-∑si=1Pilog2Pi、群落豐富度D=（S-1）/log2N、均勻度指數(shù)J=H′/log2S、優(yōu)勢(shì)度Y=fini/N，式中，N為所有種類(lèi)的總個(gè)體數(shù)；S為種類(lèi)的總數(shù)；Pi為第i種的個(gè)體數(shù)與樣品中的總個(gè)數(shù)的比值（ni/N）；fi為i種在各樣點(diǎn)中出現(xiàn)的頻率。各指數(shù)值表征水體水質(zhì)狀態(tài)不同（表3）[20-22]。

2 結(jié)果與分析

2.1 種類(lèi)組成 3月14日枯季東風(fēng)西沙監(jiān)測(cè)出藻類(lèi)6門(mén)共64種（屬），分別為藍(lán)藻、綠藻、硅藻、隱藻、裸藻、金藻，其中硅藻和綠藻占53種；6月26日洪季共監(jiān)測(cè)出藻類(lèi)5門(mén)（無(wú)裸藻）共54種（屬），硅藻和綠藻仍占主要種類(lèi)數(shù)，共47種。2次監(jiān)測(cè)藍(lán)藻的種類(lèi)數(shù)均占較小的種類(lèi)量，且均未監(jiān)測(cè)到黃藻和甲藻類(lèi)（圖2）。從各監(jiān)測(cè)點(diǎn)浮游植物種類(lèi)數(shù)的分布情況（圖3）可見(jiàn)，各點(diǎn)位浮游植物的種類(lèi)數(shù)均以綠藻和硅藻為主，隱藻和藍(lán)藻次之，1#點(diǎn)的浮游植物種類(lèi)普遍少于2#點(diǎn)，種類(lèi)數(shù)在各點(diǎn)漲落潮間的變化無(wú)相同規(guī)律。

2.2 優(yōu)勢(shì)種分布 東風(fēng)西沙藻類(lèi)的優(yōu)勢(shì)種單一，且優(yōu)勢(shì)度值較小。枯水期（3月14日），水源地溫度相對(duì)較低，優(yōu)勢(shì)種主要為硅藻門(mén)的短小舟形、克洛脆桿藻，隱藻門(mén)的尖尾藍(lán)隱藻以及藍(lán)藻門(mén)的銅綠微囊藻；其中硅藻門(mén)主要在落潮時(shí)檢測(cè)為優(yōu)勢(shì)種，短小舟形、克洛脆桿藻優(yōu)勢(shì)度分別為0.34和0.14，而藍(lán)隱藻和微囊藻則在漲潮時(shí)監(jiān)測(cè)為優(yōu)勢(shì)種，優(yōu)勢(shì)度分別為0.05和0.03。東風(fēng)西沙藻類(lèi)枯水期時(shí)優(yōu)勢(shì)度值大于洪水期。洪水期（6月26日），溫度升高有利于藻類(lèi)的增殖，硅藻的優(yōu)勢(shì)度逐漸下降退出優(yōu)勢(shì)種的行列，由綠藻替代了硅藻成為優(yōu)勢(shì)種，綠藻中的優(yōu)勢(shì)種有三角四角藻和微小四角藻，優(yōu)勢(shì)度均為0.04，其中三角四角藻在漲潮時(shí)為優(yōu)勢(shì)種，而微小四角藻在漲落潮中均有成為優(yōu)勢(shì)種；銅綠微囊藻仍為優(yōu)勢(shì)種，其優(yōu)勢(shì)度隨溫度的升高而增加，且從漲潮時(shí)為優(yōu)勢(shì)種變?yōu)闈q落潮中均為優(yōu)勢(shì)種，優(yōu)勢(shì)度為0.05；隱藻的優(yōu)勢(shì)度有所下降，優(yōu)勢(shì)種由原來(lái)的尖尾藍(lán)隱藻變成嚙蝕隱藻，且該優(yōu)勢(shì)種在漲落潮中均有分布。

綜合分析東風(fēng)西沙藻類(lèi)分布情況，藍(lán)藻以微囊藻屬為主，枯水期微囊藻僅2#漲潮時(shí)成為優(yōu)勢(shì)種，優(yōu)勢(shì)度不明顯；洪水期微囊藻成為單一物種各監(jiān)測(cè)點(diǎn)中的優(yōu)勢(shì)種，優(yōu)勢(shì)度為0.02～0.05，藍(lán)藻密度基本維持在較小的水平，點(diǎn)間藻類(lèi)密度值分布相對(duì)均勻。

2.3 群落結(jié)構(gòu)分布 由圖4可見(jiàn)，監(jiān)測(cè)期間東風(fēng)西沙浮游植物密度為8.20×105～8.40×106 cells/L，所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)期間的密度均值為3.71×106 cells/L，浮游植物主要以硅藻為主，藍(lán)藻和綠藻密度較小。洪水期的浮游植物量比枯水期小得多，可能與洪水期水流速度相對(duì)較大且洪水期采樣當(dāng)天為雨天有一定的關(guān)系。此外，無(wú)論是枯水期還是洪水期，浮游植物量落潮均大于漲潮。監(jiān)測(cè)期間藍(lán)藻密度為4.00×104～1.10×106 cells/L，綠藻密度為2.80×105～1.47×106 cells/L，而密度最大的硅藻為2.80×105～5.77×106 cells/L，藍(lán)藻密度相對(duì)較小，且隨洪水期到來(lái)，即使溫度有了很大的提高但藍(lán)藻的密度沒(méi)有升高的趨勢(shì)，反而減小了不少，硅藻和綠藻也有相同的變化趨勢(shì)，藻類(lèi)密度隨水溫變化現(xiàn)象不明顯。

2.4 浮游植物多樣性 東風(fēng)西沙浮游植物多樣性指數(shù)調(diào)查結(jié)果（圖5）表明，東風(fēng)西沙目前水質(zhì)較好，總體上處于輕或無(wú)污染狀態(tài)。其中Margalef多樣性指數(shù)D值為2.88～4.83，僅取水頭部落潮、取水頭部800 m漲潮時(shí)的D值略小于3，東風(fēng)西沙浮游植物Margelef指數(shù)D（a）、Shannon-Wiener指數(shù)H′（b）和Pielou均勻度J（c）征水體為中污染，其余為輕或無(wú)污染；Shannon-Wiener指數(shù)H′值均大于3，表征水體輕或無(wú)污染；均勻度指數(shù)J值均大于0.5，表征水體輕或無(wú)污染狀態(tài)。

3 結(jié)論

（1）東風(fēng)西沙浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征主要表現(xiàn)在密度隨水溫變化現(xiàn)象不明顯，洪水期（6月26日）相比枯水期（3月14日）溫度雖然大幅升高，但浮游植物量反而減?。槐O(jiān)測(cè)期間硅藻在種類(lèi)數(shù)和密度值上均占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；浮游植物密度的時(shí)空分布存在差異，但各點(diǎn)漲潮時(shí)密度值均小于落潮時(shí)，各門(mén)浮游植物密度分布趨勢(shì)相似，同門(mén)藻類(lèi)的空間分布基本穩(wěn)定；浮游植物優(yōu)勢(shì)種單一，單次監(jiān)測(cè)均檢出優(yōu)勢(shì)種4種，其中2次監(jiān)測(cè)均發(fā)現(xiàn)藍(lán)藻1種、隱藻1種，而其他2種優(yōu)勢(shì)種則由枯水期的硅藻2種變?yōu)楹樗诘木G藻2種，且枯水期時(shí)優(yōu)勢(shì)種的優(yōu)勢(shì)度值大于洪水期。

（2）監(jiān)測(cè)期間，藍(lán)藻平均密度為4.82×105 cells/L，最大密度僅為1.10×106 cells/L，未出現(xiàn)大量聚集現(xiàn)象，分析結(jié)果顯示藍(lán)藻以微囊藻屬為主，枯水期微囊藻僅2#漲潮時(shí)成為優(yōu)勢(shì)種，但優(yōu)勢(shì)度不明顯；洪水期溫度升高有利于浮游植物的增殖，微囊藻成為單一物種各監(jiān)測(cè)點(diǎn)中均成為優(yōu)勢(shì)種，優(yōu)勢(shì)度為0.02～0.05，藍(lán)藻在各監(jiān)測(cè)點(diǎn)中的密度基本維持在較小的水平，密度明顯低于硅藻，且點(diǎn)間密度值無(wú)明顯的變化規(guī)律，分布相對(duì)均勻。

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