常孟陽(yáng)

（安陽(yáng)師范學(xué)院，河南 安陽(yáng) 455000）

浮游藻類作為水生生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者，自身對(duì)水質(zhì)調(diào)控發(fā)揮著重要的作用，許多藻類還是浮游動(dòng)物和魚類等的開口餌料，其種類、數(shù)量和生物多樣性常用來作為評(píng)價(jià)水體富營(yíng)養(yǎng)化程度和水質(zhì)狀況的重要指標(biāo)，是水生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分[1-2]。浮游藻類生長(zhǎng)對(duì)水環(huán)境變化敏感，營(yíng)養(yǎng)鹽、溫度、光照、水動(dòng)力條件、浮游動(dòng)物捕捉等因素變化都可能影響到浮游藻類群落的改變[3-4]。因此，浮游藻類群落結(jié)構(gòu)調(diào)查成為了評(píng)價(jià)河流生態(tài)環(huán)境情況的重要指標(biāo)之一[5]。

安陽(yáng)市居于河南省最北面，地處三省交界處——即河南省與山西省、河北省。地理坐標(biāo)介于東經(jīng)113°37′至114°58′、北緯 35°12′至 36°22′之間。氣候類型為典型的溫帶季風(fēng)氣候，氣候溫和，四季分明，降雨量適中，日照充足。全年降雨量為606.1 mm[6]。安陽(yáng)市河流屬于雨水補(bǔ)給類型，水位的變化容易受到降水的季節(jié)變化和年際變化的影響，一般在夏季和秋季降水量充足，水位較高，冬季和春季則相對(duì)為枯水期。安陽(yáng)河（洹河）發(fā)源于林濾山東麓，自西向東流經(jīng)安陽(yáng)市區(qū)，于內(nèi)黃縣李大晁入衛(wèi)河，全長(zhǎng)為164 km，流域面積為1 920 km2。安陽(yáng)市區(qū)段河長(zhǎng)26.8 km，多年平均流量10.73 m3/s[7]。

目前，對(duì)河流水體浮游藻類調(diào)查的研究雖有報(bào)道，但大多集中在污染水體[8]、水庫(kù)[9]、景觀水體[10]、富營(yíng)養(yǎng)化水體[11]等，對(duì)于城市區(qū)內(nèi)河流水體浮游藻類調(diào)查研究報(bào)道較少。本次調(diào)查主要對(duì)安陽(yáng)市區(qū)內(nèi)安陽(yáng)河進(jìn)行浮游藻類調(diào)查，便于了解安陽(yáng)河富營(yíng)養(yǎng)化程度和水質(zhì)狀況，從而為城市河流生態(tài)環(huán)境保護(hù)與景觀生態(tài)廊道建設(shè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查樣點(diǎn)概況

本次調(diào)查為2021年7月中旬，根據(jù)安陽(yáng)河的區(qū)域特征，共設(shè)置3個(gè)采樣點(diǎn)，便于全面反映安陽(yáng)河市區(qū)段的水體概況。分別是：殷都橋北緯 36°7'18″、東經(jīng) 114°21'5″；安陽(yáng)橋北緯36°6'58″、東經(jīng) 114°19'22″；中華路安陽(yáng)河橋北緯 36°7'32″、東經(jīng) 114°22'59″。

1.2 藻類樣品采集與處理

對(duì)調(diào)查河流樣點(diǎn)浮游藻類水樣進(jìn)行采集并計(jì)數(shù)分析，采樣水深為0.5 m，采樣1 L，立即加入15 mL魯哥氏液固定，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)沉淀48 h，濃縮至50 mL。計(jì)數(shù)使用光學(xué)顯微鏡，取0.1 mL樣品于藻類計(jì)數(shù)框內(nèi)觀察計(jì)數(shù)，每份樣品重復(fù)3次，每次計(jì)數(shù)50個(gè)視野。浮游藻類鑒定及計(jì)數(shù)參考《中國(guó)淡水藻類》[12]、《中國(guó)淡水生物圖譜》[13]、《湖泊富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范》[14]等。以藻類密度高于5%藻類總密度的定義為優(yōu)勢(shì)藻類。

1.3 計(jì)算方法

本次調(diào)查研究相關(guān)參數(shù)及計(jì)算方法如下，

浮游藻類密度計(jì)算公式[15]：

N' =（Cs / Fs × Fn）×（V1 / U）× Pn

式中，N' 為浮游藻類密度，Cs為計(jì)數(shù)框面積（mm2），F(xiàn)n為視野數(shù)，F(xiàn)s為視野面積（mm2），U為計(jì)數(shù)框體積（mL），V1為濃縮體積（mL），Pn為計(jì)數(shù)出的藻類個(gè)數(shù)。

生物量：用細(xì)胞體積法推算生物量[15]。

浮游藻類生物多樣性：浮游藻類生物多樣性采用Shannon-Wiener 香農(nóng)-維納多樣性指數(shù)（H'）[16]、Margalef 物種豐富度指數(shù)（dMa）[17]、Pielou 均勻度指數(shù)表示（J）[18]，其計(jì)算公式如下：

H' = - ∑ Pi × log2Pi

d Ma =（S-1）/ log2N

J = H' / log2S

式中，N為樣品中所有物種的總個(gè)體數(shù)，S為物種數(shù)目，Pi為第i種的個(gè)體數(shù)與樣品中總個(gè)體數(shù)的比值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)整理和作圖采用Excel 2010軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游藻類種類組成

調(diào)查結(jié)果為，安陽(yáng)河共鑒定浮游藻類31屬（種），隸屬于藍(lán)藻門（Cyanophyta）、裸藻門（Euglenophyta）、硅藻門（Bacillariophyta）、綠藻門（Chlorophyta）、甲藻門（Pyrrophyta）等5門。其中，綠藻門有14屬（種）占45%，硅藻門有12屬（種）占39%，這兩門藻類在種類組成上占優(yōu)勢(shì)；其次是藍(lán)藻門藻類有2屬（種），占6%；甲藻門藻類有2屬（種），占6%；裸藻門藻類有1屬（種），占3%（表1）。3個(gè)樣點(diǎn)所調(diào)查藻類種數(shù)通過對(duì)比差別不明顯，殷都橋河段有25種藻類，安陽(yáng)橋河段有28種藻類，中華路安陽(yáng)河橋河段有25種藻類，3個(gè)調(diào)查樣點(diǎn)都以硅藻門和綠藻門為主體（表2）。

表1 安陽(yáng)河浮游藻類種類組成

表2 安陽(yáng)河不同河段浮游藻類對(duì)比情況

表2（續(xù)）

2.2 浮游藻類密度和生物量

由表3和表4可知，安陽(yáng)河調(diào)查期間，殷都橋河段浮游藻類密度為0.831×107cells/L，生物量為16.650 mg/L；安陽(yáng)橋河段浮游藻類豐度為3.715×107cells/L，生物量為65.175 mg/L；中華路橋浮游藻類豐度為4.554×107cells/L，生物量達(dá)84.017 mg/L。與另外兩個(gè)樣點(diǎn)相比殷都橋安陽(yáng)河段在藻類密度和生物量上相對(duì)較低，中華路橋安陽(yáng)河段在3個(gè)樣點(diǎn)中藻類密度和生物量最高。表3中顯示，3個(gè)調(diào)查樣點(diǎn)浮游藻類密度均為藍(lán)藻門和硅藻門占優(yōu)勢(shì)，其次為綠藻門、甲藻門。表4中各門藻類生物量，藍(lán)藻門和硅藻門在3個(gè)樣點(diǎn)中占優(yōu)勢(shì)，其次為甲藻門、綠藻門。裸藻門只在中華路橋河段顯示，殷都橋和安陽(yáng)橋兩個(gè)采樣點(diǎn)均為無。

表3 不同河段各門藻類密度

表4 不同河段各門藻類生物量

2.3 優(yōu)勢(shì)種分析

以藻類密度高于5%浮游藻類總密度的定義為優(yōu)勢(shì)藻類。在圖1、2和3中可得，殷都橋河段優(yōu)勢(shì)種藻類為小環(huán)藻、束絲藻、顆粒直鏈藻；安陽(yáng)橋河段優(yōu)勢(shì)種藻類為小環(huán)藻、微囊藻、束絲藻、顆粒直鏈藻；中華路橋河段優(yōu)勢(shì)種藻類為小環(huán)藻、束絲藻、顆粒直鏈藻、四尾柵藻。其中小環(huán)藻、束絲藻、顆粒直鏈藻在3個(gè)采樣點(diǎn)均為優(yōu)勢(shì)種藻類。

圖1 殷都橋河段優(yōu)勢(shì)藻類種類組成

圖2 安陽(yáng)橋河段優(yōu)勢(shì)藻類種類組成

圖3 中華路橋河段優(yōu)勢(shì)藻類種類組成

2.4 生物多樣性分析

在安陽(yáng)河調(diào)查的3個(gè)樣點(diǎn)中，分別對(duì)香農(nóng)-維納（Shannon-Wiener）多樣性指數(shù)、Margalef物種豐富度指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，3個(gè)指數(shù)在3個(gè)樣點(diǎn)的整體波動(dòng)范圍分別為2.319-2.553、1.142-1.317、0.549-0.618。中華路橋河段在3個(gè)樣點(diǎn)中生物多樣性最低，殷都橋河段最高（圖4）。對(duì)樣點(diǎn)中各門藻類的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)進(jìn)行分析，3個(gè)樣點(diǎn)各門藻類生物多樣性排序?yàn)椋阂蠖紭驗(yàn)楣柙彘T＞綠藻門＞藍(lán)藻門＞甲藻門＞裸藻門，安陽(yáng)橋?yàn)楣柙彘T＞藍(lán)藻門＞綠藻門＞甲藻門＞裸藻門，中華路橋?yàn)楣柙彘T＞藍(lán)藻門＞綠藻門＞甲藻門＞裸藻門，硅藻門在3個(gè)樣點(diǎn)中生物多樣性均為最高（圖5）。

圖4 不同河段浮游藻類生物多樣性指數(shù)

圖5 不同河段各門藻類生物多樣性指數(shù)

3 結(jié)論與討論

①本研究中種類組成上共鑒定浮游藻類31屬（種），隸屬于藍(lán)藻門、裸藻門、硅藻門、綠藻門、甲藻門5門；綠藻門在種類組成上占優(yōu)勢(shì)，共14種，占45%，其次為硅藻門；在每門藻類密度和生物量上3個(gè)樣點(diǎn)均為藍(lán)藻門和硅藻門占優(yōu)勢(shì)，綠藻門種類數(shù)多但每種的個(gè)體數(shù)則較少。與其他河流浮游藻類鑒定相比，屬（種）數(shù)相對(duì)較低，本次調(diào)查在7月上旬，安陽(yáng)河整體水流較快，水位較低。研究表明，浮游藻類生長(zhǎng)與水動(dòng)力條件有很大的關(guān)系，一般低流速、擾動(dòng)小有利于浮游藻類的生長(zhǎng)，但當(dāng)水流速增大時(shí)、紊動(dòng)加劇，藻類的生長(zhǎng)就會(huì)受到限制。每個(gè)藻種都有適宜生長(zhǎng)的水流速度范圍，當(dāng)水流速度不同時(shí)，適宜生長(zhǎng)的藻類也會(huì)有所不同[3-4]。另外，我國(guó)多數(shù)河流的浮游藻類主要以綠藻、藍(lán)藻和硅藻占優(yōu)勢(shì)。本次調(diào)查與其結(jié)論相似[19]。

②整體藻類密度和生物量3個(gè)樣點(diǎn)表現(xiàn)不同，殷都橋河段最低，中華路橋河段最高，安陽(yáng)河自西向東流動(dòng)呈上升趨勢(shì)；在優(yōu)勢(shì)種藻類組成上，3個(gè)樣點(diǎn)均有硅藻門的顆粒直鏈藻、小環(huán)藻和藍(lán)藻門的束絲藻，安陽(yáng)橋河段再加藍(lán)藻門的微囊藻，中華路橋河段再加綠藻門的四尾柵藻。相關(guān)研究顯示，一般河流上游水通常較為清潔，其藻類的個(gè)體數(shù)量會(huì)相對(duì)較少，隨著河水流動(dòng)，特別是流經(jīng)市區(qū)的河段，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)隨之增加，浮游藻類密度和生物量也會(huì)增加[20]。這也與殷都橋河段地域開闊，水位相對(duì)較低有關(guān)。吳明作等[1]在研究鄭州市區(qū)河流浮游藻類動(dòng)態(tài)中，指出城市河流因治理與景觀利用等方式的不同，不同區(qū)段即使是同一河流也可能出現(xiàn)不同的種類組成，優(yōu)勢(shì)種藻類組成也會(huì)不同。這說明城市河流管理需要針對(duì)不同河段情況采取不同管理策略。

③在生物多樣性上3個(gè)樣點(diǎn)表現(xiàn)出差別不明顯，各門藻類生物多樣性中硅藻門占優(yōu)勢(shì)，其次為藍(lán)藻門、綠藻門，殷都橋河段不同其次為綠藻門、藍(lán)藻門。對(duì)多樣性指數(shù)進(jìn)行分析，根據(jù)輕污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是：H'介于2-3、dMa介于3-4、J介于0.5-0.8[10]。安陽(yáng)河市區(qū)河段水質(zhì)為輕污染，基本上為中營(yíng)養(yǎng)化水平。dMa略低可能與水動(dòng)力有一定影響。

④調(diào)查中，河流水體PH為8-9，屬于正常酸堿度范圍。殷都橋河段河道地域開闊，水流快，水位低，有河床裸露，水生植物生長(zhǎng)旺盛；安陽(yáng)橋河段河道兩邊硬化，水生植物較少，水流快，水位低；中華路橋河段水生植物豐富，水位低。河流浮游藻類生長(zhǎng)與營(yíng)養(yǎng)鹽、溫度、光照、水動(dòng)力條件、浮游動(dòng)物捕捉等因素有關(guān)，浮游藻類作為水體的初級(jí)生產(chǎn)者對(duì)水的生態(tài)環(huán)境非常敏感[21-22]，特別是城市河流，在河流流經(jīng)過程中還會(huì)受到人口密度和人類活動(dòng)的影響[19]。想要更準(zhǔn)確評(píng)價(jià)安陽(yáng)河市區(qū)段水質(zhì)情況，還需對(duì)其他理化指標(biāo)和漁業(yè)資源指標(biāo)進(jìn)一步研究。