戴國(guó)佳，徐祥榮，張 振，姚家驍

（1.江蘇省句容市水利局，江蘇 句容 212499；2.句容市赤山湖水利樞紐管理處，江蘇 句容 212434；3.江蘇省水文水資源勘測(cè)局鎮(zhèn)江分局，江蘇 鎮(zhèn)江 212001）

浮游生物是淡水生態(tài)系統(tǒng)中重要的生物體，對(duì)環(huán)境因子的變化有較高的響應(yīng)度，一般分為浮游植物和浮游動(dòng)物[1]。浮游植物是水生態(tài)系統(tǒng)中具有葉綠素、無(wú)根莖組織分化的可以進(jìn)行自營(yíng)養(yǎng)生活的一類(lèi)低等植物，是水生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)轉(zhuǎn)換、運(yùn)移的重要參與者和光合作用的主要進(jìn)行者[2-3]。水生態(tài)環(huán)境的變化對(duì)浮游植物群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能起到重要的調(diào)控作用，浮游植物群落結(jié)構(gòu)變化可以作為評(píng)價(jià)水生態(tài)環(huán)境、水體營(yíng)養(yǎng)化、養(yǎng)分含量變化等指標(biāo)變化的重要參考值[4-5]。因此，浮游植物被廣泛應(yīng)用于河流、湖泊、水庫(kù)環(huán)境變化的水質(zhì)指標(biāo)。浮游動(dòng)物是水生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)消費(fèi)者和食物鏈的關(guān)鍵參與者，對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)交換、能量轉(zhuǎn)換及信息傳遞等方面發(fā)揮著重要的作用。浮游動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)變化與環(huán)境因子的變化具有顯著的關(guān)聯(lián)性，因此，浮游動(dòng)物的群落組成常被用作水環(huán)境變化的直接體現(xiàn)[6]。

二圣水庫(kù)位于江蘇省句容市東南丘陵區(qū)，秦淮南源支流北高河上游，屬丘陵水庫(kù)，水庫(kù)集水面積103.5 km2，為中型水庫(kù)。二圣水庫(kù)承擔(dān)著句容市飲用水源、旅游休閑、生態(tài)改善和濕地保護(hù)等功能，對(duì)句容市有著非常重要的意義，因此應(yīng)全面做好二圣水庫(kù)水體健康狀況的監(jiān)測(cè)和分析。本文通過(guò)對(duì)2020年四個(gè)季度的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，評(píng)估二圣水庫(kù)的水質(zhì)健康狀況和富營(yíng)養(yǎng)化情況。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

二圣水庫(kù)位于江蘇省句容市東南丘陵區(qū)，秦淮河支流的北河上游，為當(dāng)?shù)刂闹行退畮?kù)之一，見(jiàn)圖1，分別于2020年2 月、6 月、9 月和11 月進(jìn)行取樣測(cè)定。按照《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》（SL 219-2018）要求，采集水面下0.5 m 處水樣，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定水樣的溫度、溶解氧含量和pH 值。采集的水樣，分為兩份，一份用1.5%的擼哥試劑進(jìn)行固定，另一份不添加擼哥試劑，兩份水樣均放置在4℃冰盒中保存，送至實(shí)驗(yàn)室后進(jìn)行分析測(cè)定。

圖1 二圣水庫(kù)采樣點(diǎn)位置

1.2 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.2.1 基本理化性狀

（1）葉綠素含量：參照《葉綠素的測(cè)定分光光度法》（SL88-2012）所述方法；

（2）總氮含量：參照ISO29441-2010 所述方法；

（3）總磷含量：參照ISO15681-2003 所述方法；

（4）透明度：參照《透明度的測(cè)定透明度計(jì)法、圓盤(pán)法》（SL 87-1994）所述方法；

（5）高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）：參照《水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定酸性高錳酸鉀法》（GB/T 11892-1989）所述方法。

1.2.2 浮游生物測(cè)定

將添加擼哥試劑的水樣標(biāo)記為N1，另一份水樣標(biāo)記為N2，用移液槍吸取0.1 mL 水樣放在計(jì)數(shù)框內(nèi)（20 mm×20 mm），蓋上蓋玻片，在顯微鏡下進(jìn)行浮游植物和浮游動(dòng)物種類(lèi)鑒定和數(shù)量測(cè)定。

1.3 水體營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)計(jì)算

依據(jù)《湖泊（水庫(kù)）富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)技術(shù)規(guī)定》，利用葉綠色a、總磷、總氮、透明度、高錳酸鹽指數(shù)計(jì)算得出[7]。

1.4 多樣性指數(shù)計(jì)算

Shannon-wiener 指數(shù)和均勻度指數(shù)均是表征生物多樣性的指數(shù)。

（1）Shannon-wiener 指數(shù)H′計(jì)算公式：

式中：S 為藻類(lèi)種類(lèi)；Pi 為第i 種藻類(lèi)占整個(gè)藻類(lèi)個(gè)體數(shù)的比例。

（2）均勻度指數(shù)J 計(jì)算公式：

式中：H′為Shannon-wiener 指數(shù)；S 為藻類(lèi)種類(lèi)。

1.5 數(shù)據(jù)分析與作圖

采用SPSS20.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用Excel2007 進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游植物群落組成

由表可知，二圣水庫(kù)全年浮游植物總數(shù)量為51.50×104～72.50×104個(gè)/L，在2 月份時(shí)，總密度最小，而9 月份時(shí)，其數(shù)量達(dá)到最大值。經(jīng)過(guò)3 次采樣測(cè)定，共鑒定出浮游植物6 門(mén)33 屬50 種，從優(yōu)勢(shì)度數(shù)據(jù)可以看出，二圣水庫(kù)浮游植物以綠藻門(mén)、硅藻門(mén)和隱藻門(mén)為主，綠藻門(mén)和硅藻門(mén)浮游植物隨著時(shí)間的推移，其優(yōu)勢(shì)度呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì)；而隱藻門(mén)浮游植物隨著時(shí)間的推移，其優(yōu)勢(shì)度呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，在2 月份時(shí)優(yōu)勢(shì)度最大。藍(lán)藻門(mén)、金藻門(mén)和甲藻門(mén)浮游植物群落優(yōu)勢(shì)度相對(duì)較低，占總浮游植物群落的12%左右。

2.2 浮游動(dòng)物群落組成

表2 所示為不同監(jiān)測(cè)時(shí)間水體浮游動(dòng)物群落變化情況。由表可知，二圣水庫(kù)浮游動(dòng)物以原生動(dòng)物為主，其數(shù)量達(dá)到11000ind/L～18000ind/L，其中6 月份時(shí)，原生動(dòng)物數(shù)量達(dá)到最大值，11 月份時(shí)數(shù)量最低；其次是輪蟲(chóng)數(shù)量，枝角類(lèi)、橈足類(lèi)和無(wú)節(jié)幼體數(shù)量相對(duì)較低。

表2 不同監(jiān)測(cè)時(shí)間水體浮游動(dòng)物群落變化情況

表1 所示為不同監(jiān)測(cè)時(shí)間水體浮游植物群落結(jié)構(gòu)變化情況。

表1 不同監(jiān)測(cè)時(shí)間水體浮游植物群落變化情況

2.3 浮游生物多樣性指數(shù)

圖2 所示為不同采樣時(shí)間浮游生物Shannon-wiener 指數(shù)和Pielou 指數(shù)變化情況。2020年2 月、6 月、9 月和11 月浮游生物的Shannon-wiener 指數(shù)分別為3.63、3.86、3.95 和3.9；而浮游生物的Pielou 均勻度指數(shù)分比為0.87、0.93、0.93 和0.9，以上數(shù)據(jù)表明，浮游生物在9 月份時(shí)群落結(jié)構(gòu)數(shù)量最為豐富。

圖2 不同采樣時(shí)間浮游生物多樣性指數(shù)

2.4 水體養(yǎng)分含量變化情況

表3 所示為不同監(jiān)測(cè)時(shí)間水體養(yǎng)分含量。由表可知，二圣水庫(kù)pH 介于8.10～8.50；溶解氧含量為7.10 mg/L～11.40 mg/L，且在2 月份時(shí)達(dá)到最大值；總氮含量為0.50 mg/L～0.63 mg/L，在6 月份時(shí)含量最低；水體透明度為0.58 m。

表3 不同監(jiān)測(cè)時(shí)間水體養(yǎng)分含量

2.5 水體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)

圖3 所示為不同監(jiān)測(cè)時(shí)間水體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)。由圖可知，2020年二圣水庫(kù)水體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)為50.4～51.0，其中，6月份數(shù)值最大。根據(jù)《湖泊（水庫(kù)）營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及分級(jí)方法》，可以得知，二圣水庫(kù)水體在2020年2 月～11 月期間，均屬于輕度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。

圖3 2020年二圣水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)

2.6 相關(guān)性分析

表4 所示為浮游生物與各環(huán)境因子之間的相關(guān)性分析。由表可知，綠藻門(mén)浮游植物數(shù)量與硅藻門(mén)數(shù)量呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系，與輪蟲(chóng)數(shù)量呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系；隱藻門(mén)浮游植物數(shù)量與水體pH 值呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系；甲藻門(mén)浮游植物數(shù)量與原生動(dòng)物數(shù)量呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系。

表4 相關(guān)性分析

3 討論

有研究表明，水體生態(tài)系統(tǒng)浮游生物數(shù)量與密度隨時(shí)空變化而呈現(xiàn)明顯的變化趨勢(shì)[8]。劉煒等人對(duì)低鹽潟湖浮游植物監(jiān)測(cè)分析得知，浮游植物在秋冬交替期群落結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)不同趨勢(shì)，且以硅藻門(mén)、綠藻門(mén)和藍(lán)藻門(mén)浮游植物為優(yōu)勢(shì)種群[9]。在本研究中，各浮游植物隨時(shí)間的推移呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性變化，其中，綠藻門(mén)呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，而隱藻門(mén)呈現(xiàn)不斷下降的趨勢(shì)，硅藻門(mén)呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。另外，本文中，二圣水庫(kù)浮游動(dòng)物以原生動(dòng)物占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其次是輪蟲(chóng)，而大型浮游動(dòng)物數(shù)量較少，李小艷等人對(duì)邛海浮游動(dòng)物群落組成調(diào)研中也發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的現(xiàn)象，表明二圣水庫(kù)中下級(jí)營(yíng)養(yǎng)級(jí)捕食壓力較大，而原生動(dòng)物和輪蟲(chóng)的被捕食壓力較小[10]。

根據(jù)計(jì)算得出的水體營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)可以得知，二圣水庫(kù)全年?duì)I養(yǎng)指數(shù)均超過(guò)50，表明該水體已經(jīng)呈現(xiàn)輕度的富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，且該水體總氮、高錳酸鹽指數(shù)等指標(biāo)含量相對(duì)較高，應(yīng)進(jìn)一步加大管控。

4 結(jié)論

二圣水庫(kù)浮游植物以綠藻門(mén)、硅藻門(mén)和隱藻門(mén)浮游植物為主，浮游動(dòng)物以原生動(dòng)物和輪蟲(chóng)為主；浮游生物Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)和Pielou 均勻度指數(shù)分別為3.63～3.95 和0.87～0.93；相關(guān)性分析表明，pH 值與浮游植物群落結(jié)構(gòu)相關(guān)性較大；營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)表明，該水庫(kù)已處于輕度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，應(yīng)早日采取相關(guān)措施，以防富營(yíng)養(yǎng)化狀況加重。