袁聿軍

(山東省淄博師范高等專科學(xué)校數(shù)理科學(xué)系 255100)

浮游生物是一類懸浮于水體中、只能隨波逐流生活的微型水生生物的統(tǒng)稱，包括浮游植物和浮游動(dòng)物。浮游植物通常指浮游藻類，它們含有光合色素，能利用光能進(jìn)行光合作用，是水體中的主要生產(chǎn)者；浮游動(dòng)物是水體中極其重要的消費(fèi)者，是許多經(jīng)濟(jì)魚類的優(yōu)質(zhì)食物，主要包括原生動(dòng)物、輪蟲、枝角類和橈足類。浮游生物主動(dòng)規(guī)避能力較弱，且對水域污染及水質(zhì)的變化反應(yīng)敏感，其種類、數(shù)量、分布會(huì)隨著水質(zhì)變化而變化，可綜合反映水質(zhì)污染狀況。同時(shí)，浮游生物的數(shù)量變化反映了污染物對生命的直接危害，故可用來對水域水質(zhì)污染作出早期預(yù)警。浮游生物作為水質(zhì)生物監(jiān)測的重要指標(biāo)，越來越多地受到世界各國的重視。

1 淡水水質(zhì)生物學(xué)評價(jià)的浮游植物指標(biāo)研究

浮游植物廣泛分布在淡水水體中，但在不同水質(zhì)的水域(如水庫、湖泊、河流)中其種類往往存在差異。研究發(fā)現(xiàn)黃藻和金藻主要出現(xiàn)在污染較少的貧營養(yǎng)型的水域，在污染較重的中營養(yǎng)型水域中主要是硅藻、甲藻和隱藻，在污染嚴(yán)重的富營養(yǎng)型的水域中主要是藍(lán)藻和綠藻。

劉金殿等[1]對新昌長詔水庫浮游植物與水質(zhì)關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查，共采集浮游植物26種，分別隸屬于綠藻、硅藻、藍(lán)藻、隱藻、甲藻和黃藻，其中優(yōu)勢種為藍(lán)藻、硅藻和綠藻。利用上述結(jié)果計(jì)算了Shannon-Wiener和Simpson多樣性指數(shù)、Margalef 豐富度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)，結(jié)果顯示長詔水庫浮游植物的多樣性較低，水質(zhì)為中污-重污型，屬于中-富營養(yǎng)化水平，與水質(zhì)的理化監(jiān)測結(jié)果一致。閆華超等[2]對東昌湖浮游生物群落結(jié)構(gòu)與水質(zhì)關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查，共采集浮游植物76種，分別隸屬于裸藻、金藻、黃藻、甲藻、硅藻、隱藻、藍(lán)藻和綠藻，優(yōu)勢種為藍(lán)藻、綠藻和硅藻。利用Margalef豐富度指數(shù)對水質(zhì)進(jìn)行了生物學(xué)評價(jià)，結(jié)果顯示各樣點(diǎn)D值處于1.18～2.49間，表明水質(zhì)為輕污-中污型，與化學(xué)分析結(jié)果相同。高遠(yuǎn)等[3]對沂河的4條支流(東汶河、蒙河、涑河和柳青河)的浮游植物群落結(jié)構(gòu)與水質(zhì)情況進(jìn)行了調(diào)查研究，共采集浮游植物292種，其中東汶河75種、蒙河67種、涑河70種、柳青河80種，優(yōu)勢種為硅藻和綠藻，從浮游植物種類組成上看，東汶河、蒙河和涑河屬硅藻-綠藻型，柳青河則為綠藻-硅藻型。利用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)和水體的理化監(jiān)測數(shù)據(jù)對水質(zhì)進(jìn)行了評價(jià)，結(jié)果顯示東汶河和蒙河為中污型-寡污型,涑河為中污型-清潔型,柳青河為中污型。

水域在不同季節(jié)的水量存在很大差異，這會(huì)導(dǎo)致水體中有機(jī)物或污染物的濃度產(chǎn)生變化，從而引起水質(zhì)污染狀況的變化，這又會(huì)使生活于其中的浮游藻類的種類和數(shù)量隨之變化。蘇玉等[4]對太湖武進(jìn)港區(qū)域浮游植物與水質(zhì)污染因子的關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)太湖武進(jìn)港區(qū)域浮游植物群落結(jié)構(gòu)的季節(jié)差異大。豐水期和平水期共檢出浮游植物57屬，其中豐水期檢出46屬，綠藻和藍(lán)藻為優(yōu)勢種，平水期檢出29屬，硅藻為優(yōu)勢種，可見豐水期浮游植物類群明顯多于平水期。利用指標(biāo)物種及Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Margalef 豐富度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)進(jìn)行的分析表明，太湖武進(jìn)港為中-富型水體。

2 淡水水質(zhì)生物學(xué)評價(jià)的浮游動(dòng)物指標(biāo)研究

通常清潔型水體中浮游動(dòng)物種類較多，但各個(gè)種的種群數(shù)量則較少，而在污染較嚴(yán)重的中度富營養(yǎng)化水體中往往只有耐污種類生存，且形成優(yōu)勢種群。輪蟲、枝角類、橈足類分布廣泛，但它們更喜好生活在富營養(yǎng)型水體，在這種類型的水體中，輪蟲數(shù)量特別豐富，每升水中可高達(dá)幾萬個(gè)，因此可以用其作為水質(zhì)監(jiān)測的指示生物。王站付等[5]對西太湖流域浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與水質(zhì)關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查，共采集浮游動(dòng)物38種，其中輪蟲29種(占總數(shù)的76.3%)、橈足類4種(占10.5%)、枝角類5種(占13.2%)，優(yōu)勢種為輪蟲，主要為針簇多肢輪蟲(Polyarthratrigla)、角突臂尾輪蟲(Brachionusangularis)、長三肢輪蟲(Filinialongiseta)、熱帶龜甲輪蟲(Keratellatropica)和暗小異尾輪蟲(Trichocercapussilla)。利用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Margalef 豐富度指數(shù)對水質(zhì)進(jìn)行了評價(jià)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)離湖區(qū)的上游農(nóng)業(yè)區(qū)、中游城市區(qū)和下游濱湖區(qū)的水質(zhì)呈階梯狀分布，即三處的水質(zhì)依次處于重污染、中污染和輕污染狀態(tài)。陳亮等[6]對浙江分水江水庫浮游動(dòng)物與水質(zhì)關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查研究，共發(fā)現(xiàn)浮游動(dòng)物23種，其中輪蟲11種(占48%)、枝角類6種(占26%)、橈足類6種(占26%)，優(yōu)勢種同樣為輪蟲，主要為螺形龜甲輪蟲(Keratellacochlearis)、前節(jié)晶囊輪蟲(Asplanchnapriodonta)、長額象鼻溞(Bosminalongirostris)和特異中劍水蚤(Mesocyclopsdissimilis)。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)和Margalef豐富度指數(shù)，并結(jié)合同步測定的理化指標(biāo)對水質(zhì)狀況進(jìn)行了綜合評價(jià)，結(jié)果表明分水江水庫的水質(zhì)屬中污型。

河流等水域水流速度比較快，對于喜好浮游生活的浮游動(dòng)物來說，種類和數(shù)量相對較少，若水域富營養(yǎng)化后，耐污性的種類豐度會(huì)增大。張潔等[7]對饒河干流水質(zhì)進(jìn)行了理化指標(biāo)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)水質(zhì)總體處于中污-重污狀態(tài)。同時(shí)對浮游動(dòng)物進(jìn)行了調(diào)查，共發(fā)現(xiàn)浮游動(dòng)物54種，其中輪蟲有31種(占62%)，枝角類7種(占14%)，橈足類7種(占14%)，原生動(dòng)物5種(占10%)，輪蟲中的晶囊輪蟲(Asplanchnasp.)為該水域的優(yōu)勢種。Margalef 豐富度指數(shù)與 Shannon-Weaver 生物多樣性指數(shù)分析顯示水質(zhì)也為中污-重污狀態(tài)，與理化監(jiān)測數(shù)據(jù)的評價(jià)結(jié)果相同。宋菊梅等[8]對北洛河豐水期浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及水質(zhì)的關(guān)系進(jìn)行了研究，共發(fā)現(xiàn)浮游動(dòng)物49種，其中輪蟲41種(占83.67%)，原生動(dòng)物4種(占8.16%)，枝角類和橈足類各2種(各占4.08%)。利用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Margalef 豐富度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)對該流域水質(zhì)狀況進(jìn)行的評價(jià)表明，北洛河流域浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)較簡單，水質(zhì)處于中度污染 。

3 前景與展望

隨著人們對于環(huán)境污染的重視，浮游生物監(jiān)測將成為水質(zhì)監(jiān)測的一種不可缺少的方法，不論在宏觀還是在微觀領(lǐng)域都可以為研究者和監(jiān)測單位提供連續(xù)的綜合環(huán)境信息。同時(shí)，隨著學(xué)科融合、監(jiān)測技術(shù)的整合，水質(zhì)監(jiān)測方法與技術(shù)將會(huì)取得長足的進(jìn)步，將勢必產(chǎn)生更多的研究熱點(diǎn)。今后的發(fā)展方向主要集中在以下幾個(gè)方面：①近年來對于水域污染的生物監(jiān)測多單純采用浮游動(dòng)物、浮游植物或底棲動(dòng)物的方式進(jìn)行，監(jiān)測結(jié)果不夠全面，因此綜合運(yùn)用浮游動(dòng)、植物和底棲動(dòng)物對水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測將是今后的研究趨勢；②近年來，浮游藻類監(jiān)測技術(shù)與固定化技術(shù)相結(jié)合而形成的藻類固定化技術(shù)廣泛用于水域毒性檢驗(yàn)和生物檢測，這將是今后淡水水域水質(zhì)監(jiān)測的研究新方向，并將形成水域水質(zhì)監(jiān)測的新思路、新方法；③物理學(xué)、化學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與生物學(xué)理論相結(jié)合產(chǎn)生的浮游生物傳感器技術(shù)在對水域中低濃度污染物的監(jiān)測方面將有廣闊的應(yīng)用前景。