徐哲軍,饒利華,孫堅,劉毛欣,潘啟明,谷雪維
(1 杭州市西湖水域管理處,浙江杭州 310002;2 合力科技股份有限公司,浙江杭州 310052)
湖泊水體是人類重要的淡水資源,隨著人口的劇增和現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,污染物逐漸增多,水體富營養(yǎng)化日益嚴(yán)重,從而引發(fā)水生植物物種減少、浮游植物大量繁殖、水質(zhì)惡化,難以維持水體功能需求。浮游植物作為水生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者,數(shù)量眾多,分布廣泛,是水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,同時也是浮游動物和部分魚類的食物來源,在淡水生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞中起著至關(guān)重要的作用[1-2],其種群分布、群落結(jié)構(gòu)、種類組成及季節(jié)變化與水質(zhì)有極為密切的關(guān)系,影響湖泊生態(tài)系統(tǒng)的健康與生態(tài)平衡的維系,因此浮游植物也常常作為生物指標(biāo)用來表征水體的環(huán)境質(zhì)量[3-6]。就目前而言,水質(zhì)評價系統(tǒng)中已經(jīng)將浮游植物的群落結(jié)構(gòu)、多樣性和種群優(yōu)勢度等納入了評價體系,在實際生產(chǎn)生活中應(yīng)用[7]。
西湖位于浙江省杭州市區(qū)西部,是觀光性的城市淺水湖泊[8],以山清水秀的自然風(fēng)光和發(fā)展悠久的歷史積淀而馳名中外。西湖荷花種植作為一種凈化水質(zhì)的手段,同時也對軟化駁岸線條等產(chǎn)生了一定景觀美學(xué)效果。目前西湖湖面荷花約有10hm2,共計24 塊,主要分布在向陽、相對避風(fēng)的西湖北側(cè)水域,岳湖、北里湖荷花種植的密度最高。但西湖荷花種植區(qū)域常常伴隨著部分荷區(qū)侵害性水生植物和藻類發(fā)生泛濫、景觀效果不佳、水生態(tài)多樣性降低的后果。通過調(diào)查統(tǒng)計西湖荷區(qū)浮游植物,為水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)工程的實施提供了完整的數(shù)據(jù)支持和參考。
根據(jù)荷區(qū)水體面積、形態(tài)、浮游植物的生態(tài)分布特點(diǎn)和調(diào)查的目的等因素,以及反映整個荷區(qū)水體浮游植物的基本情況為原則,本次調(diào)查在北山街、西泠橋、竹素園、福井園、青簾坊和湛碧樓荷區(qū)各設(shè)置1 個采樣點(diǎn),點(diǎn)位示意圖如圖1 所示。
圖1 采樣點(diǎn)分布
2019 年10 月-2020 年10 月,以季度為時間單位調(diào)研和監(jiān)測各位點(diǎn)進(jìn)行為期1 年的周期性浮游植物,采集浮游植物定性樣品,將25#浮游植物網(wǎng)置于水下?lián)u動搖桿,使浮游植物網(wǎng)呈“∞”字形在水中收集浮游植物,以20~30cm 的速度緩慢拖動,此過程持續(xù)15min,然后將每次所收集的水樣裝入標(biāo)本瓶,采集后現(xiàn)場加入10 mL 4%的甲醛固定,以待鏡檢。
鏡檢野外采樣獲得的定性樣品,在光學(xué)顯微鏡下采用浮游植物計數(shù)框進(jìn)行分類鑒定,定性樣品鑒定到屬或種,鑒定參照《中國淡水藻類:分類學(xué)、分類學(xué)和生態(tài)學(xué)》[9]。
本次調(diào)查從門類的層面來看,西湖水域常見的浮游植物門類為綠藻門、藍(lán)藻門和硅藻門,黃藻門也有少量發(fā)現(xiàn)。其中,綠藻門主要包括水綿(Spirogyra communis)、剛毛藻(Cladophora)、柵藻(Scenedesmus)、新月藻(Closterium)、盤星藻(Pediastrum)、和小球藻(Chlorella)等;藍(lán)藻門主要包括顫藻(Oscillatoria)、長孢藻(Dolichospermum)和集胞藻(Synechocystissp);硅藻門包括舟形藻(Navicula)、等片藻(Diatoma)、脆桿藻(Fragilaria)、橋彎藻(Cymbella)、楔形藻(Licmophora)、變異直鏈藻(Melosira varians)、異極藻(Gomphonema)和針桿藻(Synedra);黃藻門主要是黃絲藻(Tribonema)。
從1 年的調(diào)查情況來看,西湖在春季的物種豐富度最高,冬季物種豐富度最低,春季的優(yōu)勢物種為水綿、剛毛藻、舟形藻、脆桿藻和黃絲藻;夏季優(yōu)勢物種為水綿、剛毛藻和黃絲藻;秋季優(yōu)勢物種為水綿、黃絲藻和小球藻;冬季優(yōu)勢物種為水綿和黃絲藻。從采樣斷面上看,春季竹素園的浮游植物種類數(shù)最少,只觀察到了舟形藻和黃絲藻,湛碧樓的物種數(shù)較多;夏季北山街的浮游植物物種數(shù)最少,只有4 種,青簾坊的物種數(shù)最多,有8 種;秋季竹素園的物種數(shù)最少,北山街和福井園的物種數(shù)相對較多;冬季各位點(diǎn)浮游植物物種數(shù)都大幅下降,其中西泠橋、竹素園和福井園都只有單種藻類出現(xiàn)。
北山街荷區(qū)占地1.42hm2,水深25~30cm,水體透明度很高,清澈見底。該荷區(qū)是移動觀賞的最佳處,從北山街36 號省廬南面湖岸線開始,向西延綿600m,一直到新新飯店結(jié)束,此處屬于邊走邊賞荷的勝地。主要荷花品種為玄武湖紅蓮、建德紅蓮。該荷區(qū)水域內(nèi)水生植物豐富,從一年的調(diào)查情況來看,浮游植物種類較多。春季,該處觀察到綠藻門的水綿(Spirogyra communis)、剛毛藻及硅藻門的舟形藻、等片藻和脆桿藻;夏季發(fā)現(xiàn)除水綿之外,綠藻門的柵藻和盤星藻也有出現(xiàn)。另外,還有硅藻門的脆桿藻;秋季則觀察到水綿之外綠藻門的新月藻、小球藻和硅藻門的橋彎藻;冬季浮游植物種類數(shù)最少,只觀察到水綿和硅藻門的針桿藻。總體來看,綠藻門水綿屬于該位點(diǎn)的優(yōu)勢常見物種,硅藻門浮游植物種類出現(xiàn)頻率也較高。
西泠橋是一座古色古香的環(huán)洞石拱橋。西泠橋與長橋、斷橋并稱為西湖三大情人橋,位于西霞嶺麓到孤山之間,又名西林橋。西泠橋荷區(qū)位于西泠橋旁邊,占地0.5hm2,水深約50cm,水體透明度較低。荷區(qū)主要荷花品種為玄武湖紅蓮和建德紅蓮。此次浮游植物調(diào)查發(fā)現(xiàn),春季西泠橋浮游植物種類較少,有綠藻門、剛毛藻、硅藻門脆桿藻和橋彎藻;夏季,除綠藻門剛毛藻和硅藻門舟形藻和脆桿藻之外,還有黃藻門的黃絲藻;秋季,西泠橋出現(xiàn)了綠藻門盤星藻,硅藻門脆桿藻和黃藻門的黃絲藻;冬季則只有黃藻門黃絲藻出現(xiàn)。西泠橋的浮游植物整體來說種類數(shù)量偏少,以剛毛藻和脆桿藻為常見優(yōu)勢種類。
竹素園荷區(qū)占地0.093hm2,水深15~20cm,水體透明度較好,清澈見底。主要荷花品種為玄武湖紅蓮。在此次浮游植物調(diào)查中,一年四季竹素園的浮游植物種類始終偏少。春季,竹素園只有硅藻門的舟形藻和黃藻門的黃絲藻;夏季有剛毛藻,硅藻門除橋彎藻和舟形藻外還有異極藻。另外,也有黃藻門黃絲藻;秋季,竹素園只有水綿和黃絲藻;冬季則只有黃絲藻。整體來說,竹素園的浮游植物以黃絲藻為常見優(yōu)勢種,種類數(shù)量較少,物種豐富度較低,群落結(jié)構(gòu)簡單,浮游植物群落穩(wěn)定性較低。
福井園荷區(qū)占地0.08gm2,水深20~30cm,水體透明度較好,清澈見底。主要荷花品種為玄武湖紅蓮。此次調(diào)查發(fā)現(xiàn),春季有綠藻門剛毛藻,黃藻門黃絲藻之外,另有藍(lán)藻門顫藻及硅藻門的楔形藻、舟形藻、脆桿藻和變異直鏈藻;夏季與春季浮游植物種類大多相同,有剛毛藻、黃絲藻、舟形藻、脆桿藻、變異直鏈藻。此外,還有異極藻和橋彎藻;秋季發(fā)現(xiàn)綠藻門盤星藻和小球藻,黃藻門黃絲藻和藍(lán)藻門的長孢藻;冬季只有小球藻。在6 個位點(diǎn)中,福井園浮游植物物種數(shù)量相對較多,物種豐富性較高。
青簾坊是西湖區(qū)一處幽靜的賞荷佳處,位于曲院風(fēng)荷內(nèi),每年西湖大水域第一朵荷花都誕生于此。青簾坊水位比較淺,周邊沒遮沒檔,光照也更加充裕,所以每年最迫不及待跟大家見面的荷花,都在這里誕生,每逢盛夏,滿池荷花開放時,青簾坊風(fēng)景美不勝收,吸引大批游人前往青簾坊賞荷。青簾坊荷區(qū)面積大小居中,周遭甚是幽靜。青簾坊荷區(qū)占地約0.71hm2,水深20~30cm,水體透明度較好,清澈見底。種植的荷花以西湖紅蓮、玄武湖紅蓮為主。本次調(diào)查結(jié)果顯示,青簾坊在夏季浮游植物種類較豐富,物種組成與福井園相似,有綠藻門水綿、剛毛藻,硅藻門變異直鏈藻、脆桿藻、橋彎藻、異極藻和舟形藻,黃藻門黃絲藻;除夏季外,青簾坊浮游植物物種數(shù)都相對較少,春季有水綿、剛毛藻和脆桿藻出現(xiàn),秋季發(fā)現(xiàn)水綿和黃絲藻外,還有藍(lán)藻門的集胞藻,冬季有水綿、舟形藻和黃絲藻。青簾坊以水綿、剛毛藻為常見優(yōu)勢種,春、秋、冬3 個季節(jié)的浮游植物物種豐富度和生物多樣性較低。
湛碧樓是杭州西湖邊的一個建筑群,亭臺樓閣,水榭畫舫,也是曲院風(fēng)荷景區(qū)里最佳的賞荷點(diǎn)之一,其妙處是亭臺水榭之間遍植荷花,夏日登臨賞荷花是花紅葉翠風(fēng)搖動,荷香陣陣欲醉人。因此,也是游人駐足賞荷休憩的地方。湛碧樓荷區(qū)荷區(qū)占地0.44hm2,水深30~40cm,水體透明度較好,清澈見底。荷區(qū)主要荷花品種為建德紅蓮。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),春夏季湛碧樓浮游植物物種數(shù)量較多,春季有綠藻門剛毛藻、水綿,藍(lán)藻門顫藻,硅藻門橋彎藻、脆桿藻、等片藻、舟形藻、異極藻和變異直鏈藻;夏季綠藻門有水綿,硅藻門除橋彎藻、異極藻和變異直鏈藻外還有菱形藻出現(xiàn),黃藻門黃絲藻也有存在;秋季只有水綿、小球藻和黃絲藻,冬季有水綿、舟形藻和黃絲藻。整體來說,湛碧樓浮游植物的季節(jié)分布比較明顯,春夏物種較為豐富,秋冬則物種大量減少。
冬春季水綿等絲狀藻發(fā)生較多影響荷區(qū)景觀效果,對生態(tài)多樣性造成不利影響,管理人員會安排相關(guān)人員進(jìn)行藻類打撈工作。
經(jīng)過為期一年的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),西湖荷區(qū)整體浮游植物物種豐富度和生物多樣性均偏低,群落結(jié)構(gòu)簡單,季節(jié)性特征明顯。一般來講,物種數(shù)量越多,物種豐富度越高,群落結(jié)構(gòu)也越穩(wěn)定,越有助于構(gòu)建完整的水生態(tài)系統(tǒng),越有利于整體水質(zhì)的改善和水生態(tài)的恢復(fù)。就西湖荷區(qū)的浮游植物多樣性來看,顯然與此相去甚遠(yuǎn)。
經(jīng)此次調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),水綿和剛毛藻兩類絲狀藻類在西湖荷區(qū)中屬于常見優(yōu)勢種類,這與馬頃[10]的研究結(jié)果相似,該湖區(qū)極易滋生大量的絲狀藻,如水綿、水網(wǎng)藻、剛毛藻等,但絲狀藻的存在會嚴(yán)重影響高等水生植物的生長,尤其可通過營養(yǎng)競爭、遮光作用、化感作用等對沉水植物產(chǎn)生較大的干擾作用,不利于其生長;而且這些絲狀藻浮在水面影響荷區(qū)景觀效果。而沉水植物又對水體中氮磷營養(yǎng)鹽的吸收即水質(zhì)的改善具有至關(guān)重要的作用。因此,西湖藻類分布與水體中營養(yǎng)鹽的關(guān)系可作為后續(xù)相關(guān)研究的方向進(jìn)一步探究。