崔利峰

(福建省淡水水產(chǎn)研究所，福建 福州 350002)

水口水庫(kù)位于閩江干流，總庫(kù)容26億m3，以發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)、防洪等綜合效益。自2004年以來(lái)，水口水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)殖魚類屢次發(fā)生大面積缺氧死亡事件，尤其是在2011年8月下旬至9月上旬期間[1]。雄江離水庫(kù)大壩約8 km，是水口水庫(kù)主要網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)，也是水體低溶氧頻發(fā)區(qū)域。2010年高山等[2]從水體是否分層、水溫及水體還原性物質(zhì)的角度分析了水口水庫(kù)水體低溶解氧的成因。浮游植物是水域生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者，也是水中溶解氧的主要來(lái)源。在物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中起著重要作用，其群落結(jié)構(gòu)的變化往往是反映水環(huán)境狀況的重要指標(biāo)[3]。有關(guān)水口水庫(kù)浮游植物群落結(jié)構(gòu)的季節(jié)變化的研究卻未見報(bào)道。本研究在2016年8月至2017年7月對(duì)水口水庫(kù)雄江段采集水樣，進(jìn)行浮游植物種類組成、季節(jié)變化等研究，目的在于補(bǔ)充水口水庫(kù)雄江段浮游生物基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以期為該水域漁業(yè)資源合理利用提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)通過(guò)運(yùn)用生物多樣性指數(shù)對(duì)當(dāng)前網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)的水質(zhì)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 材料與方法

1.1 采樣時(shí)間、站位布設(shè)

采樣時(shí)間：2016年8月—2017年7月，每月采集樣品一次，共計(jì)采集12次。在水口水庫(kù)雄江段選取一個(gè)斷面設(shè)置3個(gè)站位，其中XJ1位于主河道，XJ2位于庫(kù)灣口，XJ3位于庫(kù)灣內(nèi)(圖1)。

1.2 采樣與分析方法

定性水樣用25#篩絹浮游生物網(wǎng)采集表層水樣，定量水樣用采水器分別采集表層、5 m、10 m等3個(gè)水層的水樣，然后等比例混合，用1.5%魯格氏液固定，靜置沉淀48 h后，去除上清液后濃縮至30 mL左右，充分搖勻后取出0.1 mL于計(jì)數(shù)框內(nèi)，按種類在10×40 倍顯微鏡下統(tǒng)計(jì)細(xì)胞數(shù)。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)用SMARTROLL便攜式水質(zhì)多參數(shù)測(cè)定儀記錄溶解氧、水溫。

浮游植物的鑒定參考《淡水微型生物圖譜》[4]、《中國(guó)內(nèi)陸水域常見藻類圖譜》[5]、《福建省大中型水庫(kù)常見淡水藻類圖集》[6]等資料中的方法。

浮游植物的多樣性指數(shù)采用以下計(jì)算公式：

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)H′：

H′=-∑PilnPi

式中：Pi為群落中第i種個(gè)體數(shù)占物種總個(gè)體數(shù)的比例。

浮游植物指示法評(píng)價(jià)水體營(yíng)養(yǎng)狀況，貧營(yíng)養(yǎng)、中營(yíng)養(yǎng)、富營(yíng)養(yǎng)3個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)別的浮游植物數(shù)量評(píng)價(jià)指標(biāo)分別為<30×104個(gè)/L、30×104～100×104個(gè)/L和>100×104個(gè)/L[7]。

2 結(jié)果與討論

2.1 浮游植物的種類組成及季節(jié)性變化

調(diào)查期間共鑒定出浮游植物7門90種(表1)，其中藍(lán)藻門5屬6種，占總種數(shù)的6.67%；硅藻門20屬41種，占總種數(shù)的45.60%；綠藻門20屬36種，占總種數(shù)的40.00%；甲藻門2屬2種，占總種數(shù)的2.22%；金藻門1屬1種，占總種數(shù)的1.11%；裸藻門2屬3種，占總種數(shù)的3.33%；隱藻門1屬1種，占總種數(shù)的1.11%。

從浮游植物種類數(shù)變化(圖2)中可以看出，調(diào)查水域浮游植物全年以硅藻、綠藻種類較多。其中硅藻種類全年基本維持在10種以上，冬、春季節(jié)(12—4月)達(dá)到15種以上；綠藻在夏季(5—8月)為主要種類，達(dá)到15種以上，冬季種類最少，低于10種。

表1 調(diào)查水域浮游植物種類名錄

續(xù)表1

2.2 浮游植物密度及季節(jié)變化

年度調(diào)查中浮游植物密度變化范圍為1.77×104～5.66×105cells/L(圖3)，均值為1.81×105cells/L。9—10月以隱藻為主，11—3月以綠藻為主，4—6月以硅藻為主。藻類密度全年出現(xiàn)兩個(gè)峰值，分別在3、8月。結(jié)合圖4可以看出，在兩個(gè)高峰時(shí)出現(xiàn)的藻相有所不同，其中3月藻類高密度主要是綠藻、硅藻大量繁殖，優(yōu)勢(shì)種為綠藻中的環(huán)絲藻(Ulothrixzonata)和鏈絲藻(Ulothrixflaccidum)；8—9 月藻類高密度主要為綠藻、藍(lán)藻、隱藻共同作用，優(yōu)勢(shì)種為隱藻中嚙蝕隱藻(Cryptomonaserosa)；優(yōu)勢(shì)種變化方面，8—10 月以嚙蝕隱藻為主，11 月至次年3 月以環(huán)絲藻、鏈絲藻為主，4—7月以顆粒直鏈藻最窄變種(Melosiragranulatavar.angustissima)、環(huán)絲藻、嚙蝕隱藻為主。

2.3 水溫、溶解氧與藻相的關(guān)系

綜合圖3、圖4和圖5分析，浮游植物密度變化趨勢(shì)和水溫變化趨勢(shì)基本一致，說(shuō)明水溫是影響藻類生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素。當(dāng)水溫高于30℃時(shí)，藍(lán)藻中的微小平裂藻(Oscillatoriatenuissima)、隱藻中的嚙蝕隱藻大量繁殖；水溫低于20℃，綠藻中的絲藻屬、硅藻中顆粒直鏈藻(Melosiragranulata)大量繁殖。

溶解氧變化趨勢(shì)(圖5)中，雄江水域低溶氧暴發(fā)時(shí)間在8月、9月，與高山等[2]于2008—2009年對(duì)雄江庫(kù)灣低溶氧的分析(認(rèn)為出現(xiàn)時(shí)間多為6—10月)以及崔利峰[8]對(duì)水口水庫(kù)主要庫(kù)灣2012年2月—2014年12月水體溶解氧時(shí)空分布規(guī)律的研究結(jié)果(溶解氧最低值出現(xiàn)在9—11月)基本一致。從圖3中可以看到，在9—10月和3—4月浮游植物密度各有一個(gè)急劇下降階段，但是從圖5中，只能看到一個(gè)低溶氧階段(9月)，3—4月的藻類大量死亡并沒(méi)有引起水域的低溶氧。原因是在高溫背景下，藻類在短時(shí)間內(nèi)大量死亡的耗氧速率大，而在低溫情況下，大量死亡的藻類耗氧速率慢，從而減弱了低溶氧表現(xiàn)程度。

2.4 浮游植物多樣性季節(jié)變化

調(diào)查水域的浮游植物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)范圍在2.24～3.86，年平均值為3.07，其中9、12和3月數(shù)值較低，分別為2.46、2.57和2.24，變化趨勢(shì)見圖6。

2.5 水質(zhì)評(píng)價(jià)

2.5.1 浮游植物指示法

調(diào)查期間雄江段水域浮游植物密度均值為1.81×105cells/L，全年中只有8、9和3月密度較高，分別為5.66×105、4.52×105和3.59×105cells/L，根據(jù)貧營(yíng)養(yǎng)、中營(yíng)養(yǎng)、富營(yíng)養(yǎng)3個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)別的浮游植物數(shù)量評(píng)價(jià)指標(biāo)分別為<30×104、30×104～100×104和>100×104個(gè)/L[7]，該段水域基本屬于貧-中營(yíng)養(yǎng)程度，與倪新[9]于2002年研究的水口水庫(kù)雄江斷面為富營(yíng)養(yǎng)狀況相比較，雄江水域水質(zhì)得到一定程度的改善。

2.5.2 多樣性指數(shù)法

多樣性指數(shù)是根據(jù)生物結(jié)構(gòu)中種的數(shù)目，以及各個(gè)種的個(gè)體數(shù)目的分配情況，而設(shè)計(jì)出的一種數(shù)值指標(biāo)。從理論上說(shuō)，當(dāng)浮游植物所處的生態(tài)系統(tǒng)受到環(huán)境脅迫時(shí)，其種類數(shù)和個(gè)體數(shù)都會(huì)減少，導(dǎo)致多樣性指數(shù)會(huì)降低[10]。一般來(lái)說(shuō)，多樣性指數(shù)越大，水質(zhì)越好，對(duì)于Shannon-Weaver指數(shù)，0～1為重污染，1～3為中污染，大于3為輕污染或無(wú)污染[11]。本次調(diào)查期間，雄江段水域Shannon-Weaver多樣性指數(shù)有7個(gè)月時(shí)間大于3，只有5個(gè)月時(shí)間介于2～3之間。綜合來(lái)看，該段水域目前基本處于中-輕度污染。

3 小結(jié)

通過(guò)對(duì)2016年8月至2017年7月水口水庫(kù)雄江斷面浮游植物調(diào)查、分析發(fā)現(xiàn)：

1)該水域共調(diào)查出浮游植物7門90種，全年以硅藻、綠藻種類較多，冬季種類多于其它季節(jié)。

2)浮游植物密度平均值為1.81×105cells/L。9—10月以隱藻為主，11—3月以綠藻為主，4—6月以硅藻為主。藻類密度全年出現(xiàn)兩個(gè)峰值，分別在3、8月。

3)雄江水域低溶氧的一個(gè)原因是浮游植物大量死亡消耗氧氣。在9—10月和3—4月浮游植物密度有兩個(gè)急劇下降階段，但只有高溫季節(jié)的9—10月浮游植物大量死亡會(huì)造成低溶氧，而3—4月卻不會(huì)。

4)目前水口水庫(kù)雄江段水質(zhì)狀況屬于貧-中營(yíng)養(yǎng)程度，屬于中-輕度污染，與2002年水質(zhì)狀況相比，具有一定程度的改善。