季相星，葉敏強，姜毅，于愛琛

(江蘇省連云港環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇 連云港 222001)

著生藻類是水生態(tài)系統(tǒng)重要的生物組成部分和初級生產(chǎn)者之一，其營固著生活，擁有較大的生物膜面積，對水生態(tài)系統(tǒng)的變化和反應(yīng)十分敏感，是理想的水環(huán)境監(jiān)測生物指標(biāo)[1-2]。國內(nèi)外對著生藻類展開了廣泛的研究，Osorio[3]研究了生境復(fù)雜性對著生藻類群落結(jié)構(gòu)的影響，劉敏[4]對著生藻類及其生態(tài)種組對微時空變化的響應(yīng)進行了分析，陳澤愷[5]對鄱陽湖著生藻類分布格局及其與環(huán)境相關(guān)性進行了探討。

連云港市境內(nèi)河網(wǎng)發(fā)達，其中主要入海河流有16條，是著名的“洪水走廊”。國內(nèi)學(xué)者對其水質(zhì)、沉積物開展過相關(guān)研究[6-7]，但對其著生藻類的研究卻未見報道?，F(xiàn)于2019年3和7月對連云港主要入海河流著生藻類群落結(jié)構(gòu)進行了調(diào)查，并基于水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)(WQI)[8]對15條入海河流水質(zhì)進行評價。

1 研究方法

1.1 點位設(shè)置

在連云港境內(nèi)除灌河外的其余15條主要入海河流各設(shè)置1個斷面，共計15個斷面，分別為：臨洪閘、善后河閘、墩尚水漫橋、燒香北閘、大浦閘、大板跳閘、海頭大橋、204公路橋、壩頭橋、興莊橋、鄭園橋、范河橋、新沂河海口控制工程、四隊橋、燕尾閘。

1.2 采樣時間

2019年3月(春季)、7月(夏季)。

1.3 樣品采集與分析

按文獻[9]要求對水質(zhì)樣品采集、保存。樣品按文獻[10]要求分析除糞大腸菌群外的23項基本項目。

根據(jù)文獻[11]，使用木制硅藻計法進行著生藻類樣品的采集。每個硅藻計(10 cm×26 cm)固定5片光滑載玻片(25.4 mm×76.2 mm)；每個采樣點放置2個硅藻計，分別放置7和14 d后取回，用軟毛刷將基質(zhì)上的著生藻類刷至500 mL的敞口棕色玻璃容器中，并用適量蒸餾水將基質(zhì)和軟毛刷沖洗多次，后加入魯哥試劑保存并帶回實驗室待檢；實驗室靜置24 h后濃縮至30 mL，鏡檢、鑒定并計數(shù)。所有樣品的分析均由同一人員完成，同時抽取部分樣品進行比對。

1.4 評價方法

1.4.1 水質(zhì)指標(biāo)

按文獻[10]，參照各項目標(biāo)準(zhǔn)限值進行單因子評價(其中水溫和pH值不作為評價指標(biāo))。

1.4.2 棲息地生境質(zhì)量(H)

采用文獻[12]的方法，選取10個評價指標(biāo)(底質(zhì)、棲境復(fù)雜性、速度和深度結(jié)合特征、河岸穩(wěn)定性、河道變化、河水水量狀況、植被多樣性、水質(zhì)狀況、人類活動強度、河岸土地利用類型)，每個20分，總分200分。所有點位的分值由同一位調(diào)查者通過現(xiàn)場調(diào)查、目測評分的方法獲取，調(diào)查范圍為河段長100 m，岸帶寬50 m。

1.4.3 著生藻類

采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H’)[13]進行分析，依據(jù)文獻[8]對H’進行評價。

式中：Pi——第i種的個體數(shù)與總個體數(shù)的比值；

S——總種數(shù)。

1.4.4 水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價

利用WQI進行水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價。

式中：xi——評價指標(biāo)分值；

wi——評價指標(biāo)權(quán)重，其中水質(zhì)指標(biāo)和生物指標(biāo)(H’)建議權(quán)重均為0.4，生境指標(biāo)為0.2[8]。

評價指標(biāo)各等級賦分見表1， 水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況分級標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表1 評價指標(biāo)各等級賦分① [8]

表2 水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況分級標(biāo)準(zhǔn)[8]

2 結(jié)果分析

2.1 硅藻計回收

春和夏季野外放置7 d的硅藻計全部收回。春季放置14 d的硅藻計有2個斷面未收回，回收率為86.7%；夏季放置14 d的硅藻計僅收回8個，回收率為53.3%。

2.2 著生藻類種類組成

在連云港入海河流調(diào)查中共發(fā)現(xiàn)著生藻類106種，其中包括硅藻51種，綠藻28種，藍(lán)藻12種，裸藻9種，黃藻4種及金藻2種。連云港入海河流著生藻類種數(shù)及類群組成見圖1。由圖1可見，春季共發(fā)現(xiàn)著生藻類60種，其中7 d樣品發(fā)現(xiàn)45種，14 d樣品發(fā)現(xiàn)46種，2次調(diào)查發(fā)現(xiàn)物種數(shù)相近。夏季共發(fā)現(xiàn)著生藻類80種，其中7 d樣品發(fā)現(xiàn)65種，14 d樣品發(fā)現(xiàn)49種。

文獻[14]對淀山湖的研究認(rèn)為冬季著生藻類最多而夏季最少，而文獻[4]對太湖的研究則表明不同區(qū)域不同類型湖泊季節(jié)變化規(guī)律不同。本研究與文獻[15]研究結(jié)果一致，均認(rèn)為夏季種類數(shù)和密度均最大，主要受水溫的影響，著生藻類存在季節(jié)變化，但不同研究區(qū)域的變化規(guī)律不一致。

圖1 連云港入海河流著生藻類種類組成

2.3 著生藻類的豐度變化

連云港入海河流的著生藻類密度為255～360 000個/cm2，平均值為42 266.7 個/cm2，各斷面著生藻類密度見表3。

表3 各斷面著生藻類密度 個/cm2

由表3可見，春季14 d的平均密度遠(yuǎn)>7 d，除墩尚水漫橋、海頭大橋及204公路橋外，其他斷面均是14 d密度>7 d。夏季14 d的平均密度較7 d有所下降，除丟失的外，共有8組數(shù)據(jù)，經(jīng)對照僅有3個7 d密度較高的斷面發(fā)生下降，而平均密度下降主要是由于善后河閘密度的大幅下降造成的。

無論春季還是夏季，各斷面著生藻類密度存在較大的差異，這與薛浩等[16]對松花江流域著生藻類的研究結(jié)果一致。相同斷面每次調(diào)查的差異較大，季節(jié)變化明顯，這與著生藻類的生長周期短、繁殖能力強等有關(guān)。

2.4 著生藻類的多樣性

連云港入海河流著生藻類H’為1.46～3.92，平均值為2.93，總體呈豐富至較豐富的狀態(tài)，見表4。夏季H’平均高于春季，其中夏季7 d H’平均最高，而春季14 d H’平均最低。同一季節(jié)，放置7 d的H’平均要高于放置14 d的。從各斷面H’平均看，8個斷面的H’平均>3，7個斷面位于2～3，說明連云港入海河流著生藻類整體多樣性較高，群落較穩(wěn)定。

表4 著生藻類生物多樣性評價結(jié)果

2.5 水質(zhì)理化指標(biāo)

主要理化指標(biāo)監(jiān)測結(jié)果見表5。由表5可見，評價為Ⅲ類水質(zhì)的斷面4個，Ⅳ類5個，Ⅴ類3個，劣Ⅴ類3個?？偭?TP)、氨氮(NH3-N)、高錳酸鹽指數(shù)(IMn)、化學(xué)需氧量(COD)及生化需氧量(BOD5)是影響連云港入海河流水質(zhì)的主要污染物。

2.6 水環(huán)境質(zhì)量綜合評價

取3和7月各斷面水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果的平均值對其進行水質(zhì)評價，取各斷面4次H’平均值對其進行生物多樣性評價，取各斷面3和7月生境評分的平均值進行生境評價，計算水質(zhì)綜合評估指數(shù)，結(jié)果見表6。

由WQI可知，連云港主要入海河流斷面中評價為良好以上的共10個，占總數(shù)的66.7%，但善后河閘、大浦閘、海頭大橋、范河橋和四隊橋5個斷面評價為輕度污染。

表5 主要理化指標(biāo)監(jiān)測結(jié)果

表6 水環(huán)境質(zhì)量綜合評價結(jié)果

3 討論

表7為春、夏2季野外放置不同時間所獲得的結(jié)果。由表7可見，春、夏2季放置7 d的硅藻計全部回收，但放置14 d的硅藻計發(fā)生丟失，夏季14 d的回收率僅有53.3%。春季放置7 和14 d所獲得的物種數(shù)相近，但14 d樣品平均多樣性略低于7 d樣品。夏季放置7 d的著生藻類物種數(shù)、平均密度及平均多樣性均高于放置14 d的結(jié)果。因此，研究認(rèn)為連云港地區(qū)通過人工基質(zhì)(硅藻計)采集著生藻類在春季和夏季最佳的野外放置時間均是1周左右。

表7 春夏兩季野外放置不同時間所獲得的結(jié)果

4 結(jié)論

(1)對連云港主要入海河流的調(diào)查共發(fā)現(xiàn)著生藻類106種，其中春季發(fā)現(xiàn)60種，夏季80種。其全年平均密度為42 266.7 個/cm2，各斷面密度差異較大，且相同斷面不同調(diào)查時間密度差異也較大。

(2)著生藻類H’平均為2.93，整體多樣性較高，群落較穩(wěn)定。通過WQI對連云港主要入海河流做出評價，良好以上的斷面占總數(shù)的66.7%。

(3)通過對硅藻計回收率及著生藻類物種數(shù)、密度、多樣性的分析，春夏季連云港地區(qū)人工基質(zhì)野外放置最佳時間為一周左右。