王君，陳新，李末，張亞楠，蔣照宏

（滄州師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，河北 滄州 061001）

近年來，隨著我國社會的迅速發(fā)展，人類活動嚴(yán)重影響了河流生態(tài)系統(tǒng)，城市化、工業(yè)化、土地利用方式的轉(zhuǎn)變以及水利工程建設(shè)等諸多問題，改變了當(dāng)前我國大部分城市河道的水文狀況、徑流量，嚴(yán)重影響了河道形態(tài)、河流流態(tài)及水沙關(guān)系，導(dǎo)致我國生境上、下游間發(fā)生變化，城市固有的生態(tài)均衡體系也遭受破壞，河流生態(tài)系統(tǒng)退化，水體富營養(yǎng)化程度加劇，生物資源多樣性減少等，河流生境健康遭遇嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[1-3]。因此，河流生態(tài)問題成為當(dāng)前世界生態(tài)學(xué)研究的關(guān)鍵內(nèi)容。

滄州段大運河南起吳橋縣，北至青縣，河道全長215 km，是京杭大運河流經(jīng)最長的一個城市，市區(qū)內(nèi)河道蜿蜒曲折極具特色，呈現(xiàn)出“三彎抵一閘”的古老河道格局。運河有著悠久的文化底蘊，帶動了周邊城鎮(zhèn)工農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展，對城鎮(zhèn)建設(shè)也有著重要影響[4]。浮游植物作為我國水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分，是實現(xiàn)水體能源流動與物質(zhì)循環(huán)的重要一環(huán)，其中的生物資源多種多樣，分布寬泛，不僅直接影響水體中其他微生物的形態(tài)及其分布，對人類的生存與活動也具有重要意義。浮游植物對水環(huán)境變化反應(yīng)敏感，在不同水質(zhì)的各水體中，浮游植物的種類、數(shù)目及其群落的分布各具不同特征與規(guī)律。因此深入研究浮游植物群落結(jié)構(gòu)的變化特點，可綜合評價水體營養(yǎng)狀況，為其水體環(huán)境治理提供理論依據(jù)。

在人與自然和諧相處的現(xiàn)代生活中，關(guān)于河流生態(tài)系統(tǒng)的研究倍受社會的廣泛關(guān)注。近年來，大運河的水體污染狀況日益加劇，河流生態(tài)系統(tǒng)受到了嚴(yán)重的損害，承受的壓力逐漸增大，水資源流失、水體污染和水體的富營養(yǎng)化等問題時常出現(xiàn)[5-7]。而水資源和水環(huán)境的修復(fù)工作要從整個河流生態(tài)系統(tǒng)的角度入手，更要注重河流生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)存問題[8]。近年來，滄州工業(yè)化和城市化的迅速發(fā)展，工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)廢水和生活污水的不合理排放，使大運河滄州段水體污染加劇，水環(huán)境急劇惡化，影響了城鎮(zhèn)的發(fā)展。本研究對滄州段大運河自上游到下游按河流走向依次選取7 個具有代表性的監(jiān)測斷面，在不同時間段分析和監(jiān)測了水體浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征及其主要水環(huán)境因子，運用生物學(xué)指標(biāo)和水環(huán)境指標(biāo)綜合評估了水質(zhì)污染等級，最后通過Pearson相關(guān)性分析進一步探討浮游植物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子之間的關(guān)系，為大運河（滄州段）浮游植物群落分布特征的研究、評估大運河滄州段的水質(zhì)狀況及水體污染治理與大運河生態(tài)修復(fù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

根據(jù)大運河滄州段的實際環(huán)境情況與水文特征，選取7 個有代表性的采樣斷面：S1（桑園橋）、S2（連鎮(zhèn)橋）、S3（運河橋）、S4（代莊閘）、S5（三姓村橋）、S6（建設(shè)路）和S7（青縣橋）（圖1）。這7 個斷面都處于滄州段大運河的主流河道上。

圖1 采樣點分布Fig.1 The sampling site

1.2 樣品的采集

2020 年春季（4 月）、夏季（6 月）、秋季（9 月）在滄州段大運河各采樣點采集水樣。

1.2.1 浮游植物樣品的采集[9,10]

在不同時間段，用25#浮游生物網(wǎng)在各采樣點水面下0.5 m 左右呈“∞”狀勻速拖行數(shù)分鐘，定性采集浮游植物樣品，采集后立刻加入4%的甲醛溶液現(xiàn)場固定。定量樣品使用1 L 的有機玻璃采水器采集，采集后現(xiàn)場加入1.5%的魯哥試液進行固定。浮游植物樣品帶回實驗室靜置48 h，濃縮至30 mL，采用0.1 mL 的計數(shù)框，在400 倍顯微鏡（OLYMPUS）下鑒定浮游植物物種。每個樣品計數(shù)兩次。用于分析浮游植物群落結(jié)構(gòu)組成、密度、優(yōu)勢種及物種多樣性等。

1.2.2 大運河滄州段水樣的采集[11,12]

在春季，夏季，秋季分別對7 個采樣斷面用多參數(shù)水質(zhì)分析儀現(xiàn)場測定pH、水溫（T）、溶解氧（DO），用塞氏盤測定水體透明度。使用2 L 有機玻璃采水器分別采集上、中、下三層水樣混勻后取1 L水樣，加入2 mL 氯仿固定，用于測定總氮（TN）、總磷（TP）含量；取500 mL 水樣，加入1 mL 濃硫酸固定，用于測定高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）；取上層水樣500 mL，用濾膜（0.5 μg）抽濾，避光保存，用于測定葉綠素a（Chla）含量。剩余水樣低溫保存至水樣瓶中，48 h 內(nèi)送回實驗室。

1.3 大運河滄州段浮游植物調(diào)查分析

1.3.1 浮游植物優(yōu)勢度

運用Mc-Naughton 優(yōu)勢度指數(shù)（Y）計算出大運河滄州段浮游植物的優(yōu)勢度[13,14]。

優(yōu)勢度計算公式為：Y=（ni/N）×fi。公式中：ni，浮游植物第i 種類的個體數(shù)目；fi，浮游植物第i 種類在采樣點中出現(xiàn)的頻率；N，采樣點中浮游植物所有個體的總數(shù)；如果Y>0.02，則該種類為這個采樣點中的優(yōu)勢種。

1.3.2 浮游植物多樣性分析

運用Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)（H），Pielou均勻度指數(shù)（J）和Margalef 豐富度指數(shù)（d）分析滄州段大運河浮游植物群落的結(jié)構(gòu)特征，綜合評價水體的污染等級[15,16]，各多樣性指數(shù)的計算公式及評價標(biāo)準(zhǔn)[17]見表1。

表1 群落特征指數(shù)及評價標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Community characteristic index and evaluation criteria

1.3.2 大運河滄州段水體理化指標(biāo)的測定

美國科學(xué)家卡爾森于1997 年提出了卡爾森指數(shù)（Carlson Tropic State Index，TSI），但因其評判水體的富營養(yǎng)化只以DO 為基準(zhǔn)，存在片面性和單一性。日本科學(xué)家相崎守弘等提出了修正的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，即以Chla 濃度和其他水體理化指標(biāo)為基準(zhǔn)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TSIM[18,19]。評價指標(biāo)為：TSIM<37，為貧營養(yǎng)；TSIM 在38～53 之間為中營養(yǎng)；TSIM>53 為富營養(yǎng)。

修正的卡爾森營養(yǎng)狀況指數(shù)計算方法如下：

總氮（TN）的測定：TSIM（TN）=10×[2.46+（3.93+1.35×InTN）]/In2.5。

總磷（TP）的測定：TSIM（TP）=10×[2.46+（6.71+1.15×InTP）]/In2.5。

葉綠素a 含量的測定：TSIM（ChIa）=10×[2.46+InChIa]/In2.5。

懸浮物的測定：TSIM（SS）=10×[1.12+1.04×InSS]/In2.5。

高錳酸鉀指數(shù)的測定：TSIM（CODMn）=10×[0.11＋2.66×In CODcr）]/In2.5。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Origin 2021、Excel 2019 軟件繪圖及數(shù)據(jù)分析，并運用SPASS 25.0 統(tǒng)計分析軟件對浮游植物與環(huán)境因子進行Pearson 相關(guān)性分析，探討環(huán)境因子與浮游植物的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 大運河滄州段浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征

2.1.1 大運河滄州段浮游植物群落組成

2020 年春季、夏季與秋季在大運河（滄州段）共監(jiān)測出浮游植物8 門85 種，其中綠藻門（Chlorophyta）30 種、藍(lán)藻門（Cyanophyta）15 種、硅藻門（Bacillariophyta）12 種、裸藻門（Euglena）10 種、隱藻門（Pyrrophyta）7 種、甲藻門（Pyrrophyta）6 種、金藻門（Chrysophyta）4 種、黃藻門（Xanthophyta）1 種。綠藻門、藍(lán)藻門和硅藻門種類數(shù)最多，分別占總種數(shù)的35.3%、17.6%和14.1%（圖2、表2）。

圖2 大運河滄州段浮游植物種類組成Fig.2 Species composition of phytoplankton in Cangzhou section of Grand Canal

表2 大運河滄州段浮游植物Tab.2 Phytoplankton in Cangzhou section of Grand Canal

2020 年春季共監(jiān)測浮游植物7 門49 種。其中綠藻門最多，為16 種，占總種數(shù)的32.7%；硅藻門和藍(lán)藻門次之，分別為11 種和10 種，占總種數(shù)的22.4%和20.4%；裸藻門和甲藻門種類較少，為5 種和4 種，占總種數(shù)的10.2%和8.2%；隱藻門和金藻門最少，分別為2 種和1 種，僅占總種數(shù)的4.1%和2.0%（圖3）。

圖3 大運河滄州段春季浮游植物組成Fig.3 Composition of phytoplankton in Cangzhou section of Grand Canal in spring

續(xù)表1

2020 年夏季共監(jiān)測浮游植物7 門54 種。其中綠藻門較多，為18 種，占總種數(shù)的33.3%；其次是藍(lán)藻門和硅藻門，均為9 種，均占總數(shù)的16.7%；裸藻門與甲藻門種數(shù)較少，分別為7 種和5 種，占總數(shù)13%和9.2%；隱藻門與金藻門最少，分別為4 種和2 種，占總數(shù)的7.4%和3.7%（圖4）。

圖4 大運河滄州段夏季浮游植物組成Fig.4 Composition of phytoplankton in Cangzhou setion of Grand Canal in summer

2020 年秋季共監(jiān)測到浮游植物種類8 門76種。綠藻門的種數(shù)最多，為26 種，占總數(shù)的34.2%；藍(lán)藻門、硅藻門和裸藻門較多，分別為15 種、11 種和9 種，占總種數(shù)的19.7%、14.5 和11.8%；隱藻門和甲藻門種類較少，為7 種和5 種，僅占總數(shù)的9.2%和6.6%；金藻門和黃藻門最少，分別為2 種和1 種，占總種數(shù)的2.6%和1.3%（圖5）。

春季和夏季分別監(jiān)測出7 門浮游植物，秋季共監(jiān)測出8 門浮游植物，秋季多檢出黃藻門。秋季浮游植物種類明顯比春夏季更加豐富，三季中均為綠藻門的種數(shù)最多，綠藻門和藍(lán)藻門的種類在秋季明顯增多，其他門類的種數(shù)由春季到秋季都有所增長（圖3～圖5）。

圖5 大運河滄州段秋季浮游植物組成Fig.5 Composition of phytoplankton in Cangzhou setion of Grand Canal in autumn

2.1.2 大運河滄州段浮游植物密度

監(jiān)測期間大運河（滄州段）春夏秋三季的浮游植物平均密度為2.49×108cells/L，其中藍(lán)藻門、硅藻門、綠藻門、金藻門密度較大，藍(lán)藻門密度為9.74×107cells/L，占總密度的39.19%；硅藻門密度為6.05×107cells/L，占總密度的24.35%；綠藻門4.26×107cells/L，占總密度的17.12%；金藻門為3.51×107cells/L，占總密度的14.11%。甲藻門、隱藻門、裸藻門的浮游植物密度較小，其中甲藻門密度為2.65×106cells/L，占總密度的1.07%；隱藻門密度為8.10×106cells/L，占總密度的3.26%；裸藻門為2.24×106cells/L，占總密度的0.9%。黃藻門密度最小為1.01×104cells/L 占總密度的0.004%（表3）。

表3 大運河（滄州段）浮游植物群落密度組成Tab.3 Phytoplankton community density composition in Cangzhou section of Grand Canal

監(jiān)測期間不同季節(jié)浮游植物密度的組成如圖6所示。大運河（滄州段）春季的浮游植物總密度為1.70×108cells/L，其中藍(lán)藻門的浮游植物密度最大為6.10×107cells/L，占總密度的35.88%。其次是硅藻門和綠藻門，硅藻門為5.43×107cells/L，占總密度的31.99%；綠藻門為4.86×107cells/L，占總密度的28.58%。裸藻門、隱藻門、甲藻門密度較小，其中裸藻門為2.10×106cells/L，占總密度的1.24%；隱藻門為1.77×106cells/L，占總密度的1.04%；甲藻門密度為1.10×106cells/L，占總密度的0.65%；。金藻門密度最小為6.31×104cells/L，占總密度的0.04%。

圖6 大運河滄州段不同季節(jié)浮游植物密度變化Fig.6 Seasonal density changes of phytoplankton in Cangzhou section of Grand Canal in different seasons

大運河（滄州段）夏季的浮游植物總密度為4.93×108cells/L，其中藍(lán)藻門的密度最大為2.49×108cells/L，占總密度的50.5%。硅藻門、綠藻門密度較大，其中硅藻門密度為1.19×108cells/L，占總密度的24.17%；綠藻門密度為1.09×108cells/L，占總密度的22.03%。甲藻門、隱藻門、裸藻門的密度較小，其中甲藻門密度為6.64×106cells/L，占總密度的1.35%；隱藻門密度為7.95×106cells/L，占總密度的1.61%；裸藻門密度為1.60×106cells/L，占總密度的0.32%。金藻門密度最小為9.29×104cells/L，占總密度的0.019%。

秋季浮游植物總密度為2.53×108cells/L，金藻門密度最大，為1.05×108cells/L，占總密度的41.62%。硅藻門、藍(lán)藻門、綠藻門、隱藻門的密度較大，其中硅藻門密度為6.24×107cells/L，占總密度的24.70%；藍(lán)藻門密度為4.32×107cells/L，占總密度的17.11%；綠藻門密度為1.9×107cells/L，占總密度的7.53%；隱藻門密度為1.64×107cells/L，占總密度的6.48%。裸藻門與甲藻門的密度較小，其中裸藻門密度為5.13×106cells/L，占總密度的2.03%；甲藻門密度為1.31×106cells/L，占總密度的0.52%。黃藻門密度最小，為3.06×104cells/L，占總密度的0.01%。

總的來說，春夏秋三季的浮游植物密度有著明顯變化。夏季浮游植物密度比春、秋季大，其中春季和夏季浮游植物群落主要由藍(lán)藻、綠藻、硅藻組成，秋季浮游植物群落主要由金藻、硅藻、藍(lán)藻組成。分析發(fā)現(xiàn)，秋季硅藻和金藻明顯占比更大，說明這兩種藻類適宜在秋季生長，而綠藻和藍(lán)藻適宜在夏季天氣炎熱的條件下生長。

2.1.3 浮游植物的優(yōu)勢種分析

大運河（滄州段）浮游植物優(yōu)勢度>0.02 的優(yōu)勢種共有4 門6 種：硅藻門2 種、藍(lán)藻門2 種、綠藻門1 種、金藻門1 種。硅藻門中新月筒柱藻和小環(huán)藻的出現(xiàn)頻率最高，三個季節(jié)同時存在。浮游植物在不同季節(jié)的優(yōu)勢度存在明顯的區(qū)別。春季共監(jiān)測優(yōu)勢種3 門4 種，硅藻門的新月筒柱藻為主要優(yōu)勢種，優(yōu)勢度為0.239；夏季共監(jiān)測優(yōu)勢種3 門5 種，其中，藍(lán)藻門的顫藻為主要優(yōu)勢種，優(yōu)勢度為0.295；而秋季共監(jiān)測優(yōu)勢種2 門3 種，其中金藻門的棕囊藻為主要優(yōu)勢種，其優(yōu)勢度為0.416（表4）。

表4 大運河（滄州段）春夏秋三季浮游植物優(yōu)勢度Tab.4 Dominance of phytoplankton in Cangzhou section of Grand Canal in spring,summer and autumn

通過分析發(fā)現(xiàn)浮游植物優(yōu)勢種在春夏秋三季具有明顯的變化規(guī)律，藍(lán)藻門的顫藻和柵藻與綠藻門的小球藻為春夏兩季的優(yōu)勢種；硅藻門的新月筒柱藻在春夏秋三季均為優(yōu)勢種；秋季最主要優(yōu)勢種是金藻門的棕囊藻，其次是硅藻門的小環(huán)藻。顫藻、柵藻、小環(huán)藻都是富營養(yǎng)水體中常見的優(yōu)勢種[20,21]，小球藻為水體嚴(yán)重污染指示物[22]，棕囊藻為有毒藻類，新月筒柱藻為有害藻類。由優(yōu)勢種可知，大運河（滄州段）的大部分水體受到了一定程度的污染。

2.1.4 浮游植物的多樣性研究

2.1.4.1 浮游植物Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)

監(jiān)測期間內(nèi)大運河滄州段7 個監(jiān)測斷面的浮游植物群落Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)為0.29～2.93。秋季多樣性指數(shù)明顯高于春季，春季高于夏季；春季多樣性指數(shù)最高的采樣點是桑園橋1.78，最低的采樣點是建設(shè)路0.76；夏季多樣性指數(shù)最高的采樣點是青縣橋為1.65，最低的采樣點是建設(shè)路為0.59；秋季多樣性指數(shù)最高的采樣點是在青縣橋為2.93，最低的采樣點是連鎮(zhèn)橋1.56（圖7）。

圖7 浮游植物Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)Fig.7 Shannon-Wiener diversity index of phytoplankton

2.1.4.2 浮游植物Pielou 均勻度指數(shù)

在監(jiān)測期間內(nèi)大運河滄州段7 個監(jiān)測斷面的浮游植物群落Pielou 均勻度指數(shù)為0.23～0.80。秋季Pielou 均勻度指數(shù)明顯高于夏季，夏季高于春季；春季均勻度指數(shù)最高的采樣點是青縣橋0.76，最低的采樣點是建設(shè)路0.26；夏季均勻度指數(shù)最高的采樣地點是青縣橋為0.68，最低的采樣地點是建設(shè)路為0.23。秋季均勻度指數(shù)最高的采樣地點是青縣橋為0.80，最低的采樣地點是連鎮(zhèn)橋為0.44（圖8）。

圖8 浮游植物Pielou 均勻度指數(shù)Fig.8 Pielou evenness index of phytoplankton

2.1.4.3 浮游植物Margalef 物種豐富度指數(shù)

在監(jiān)測期間內(nèi)，大運河滄州段7 個監(jiān)測斷面的浮游植物群落Margalef 物種豐富度指數(shù)為0.53～2.30。秋季Margalef 物種豐富度指數(shù)明顯高于春夏季，春季均勻度指數(shù)最高的采樣地點是代莊閘為1.55，最低的采樣地點是建設(shè)路為0.53；夏季均勻度指數(shù)最高的采樣地點是三姓村橋為1.24，最低的采樣地點是建設(shè)路為0.68。秋季均勻度指數(shù)最高的采樣地點是青縣橋為2.30，最低的采樣地點是運河橋為1.14（圖9）。

圖9 浮游植物Margalef 物種豐富度指數(shù)Fig.9 Margalef species richness indes of phytoplankton

2.1.4.4 浮游植物多樣性指數(shù)分析

監(jiān)測期間Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)春季為1.84，夏季為1.77，污染等級均為α-中污染；秋季為2.36，污染等級為β-中污染。Pielou 均勻度指數(shù)春季為0.57，為輕污染，夏季為0.44，為中污染；秋季為0.54，為輕污染。Margalef 物種豐富度指數(shù)春季為2.86，夏季為2.64，污染等級均為β-中污染；秋季為3.87，為無污染。秋季各項多樣性指標(biāo)污染等級低于春夏，大運河滄州段的污染等級為中度污染（表5）。

表5 不同季節(jié)大運河（滄州段）浮游植物群落多樣性指數(shù)Tab.5 Diversity index of phytoplankton community in the Grand Canal（Cangzhou section）in different seasons

2.2 大運河滄州段水體營養(yǎng)狀況分析

2.2.1 大運河滄州段水體環(huán)境特征

監(jiān)測期間，滄州段大運河不同季節(jié)采樣點的水環(huán)境因子數(shù)值如表6 所示。由表7 可知，滄州段大運河夏季水溫平均值最高為26.52℃，春季水溫平均值最低為7.77℃；春、夏、秋三季的pH 平均值分別為7.82、8.43 和8.25，水體均呈現(xiàn)弱堿性；水體透明度夏季最高，為4.52，秋季最低，2.76。春季水體中總氮（2.34 mg/L）、總磷（0.22 mg/L）、葉綠素a（1.41 mg/L）平均值最高，氨氮（0.25 mg/L）平均值最低；夏季水體懸浮物（51.70g）、氨氮（0.93 mg/L）、硝態(tài)氮（1.61 mg/L）和高錳酸鉀（23.76 mg/L）平均值最高，溶解氧（4.62 mg/L）平均值最低；秋季溶解氧含量（7.89 mg/L）平均值最高，懸浮物（14.80 g）、硝態(tài)氮（0.88 mg/L）、總氮（1.41 mg/L）、總磷（0.04 mg/L）、葉綠素a（0.53 mg/L）和高錳酸鉀（7.30 mg/L）平均值最低。三個季節(jié)中各項水環(huán)境因子的數(shù)值差異明顯。

表6 大運河（滄州段）不同季節(jié)水環(huán)境因子的數(shù)值Tab.6 Values of water environmental factors in the Grand Canal（Cangzhou section）at different seasons

表7 大運河（滄州段）不同季節(jié)水環(huán)境因子平均值的比較Tab.7 Comparison of the average values of water environmental factors in the Grand Canal（Cangzhou section）at different seasons

2.2.2 大運河滄州段水體富營養(yǎng)化程度

春夏兩季的TSIM平均值分別為68.16 和64.85，均為富營養(yǎng)型水體。秋天的TSIM平均值為51.4，為中營養(yǎng)型水體。由于季節(jié)原因秋季水體為中營養(yǎng)型水體，但整體分析大運河（滄州段）的水體營養(yǎng)化程度污染較嚴(yán)重（表8）。

表8 不同季節(jié)各項指標(biāo)的修正的卡爾森營養(yǎng)狀況指數(shù)Tab.8 The revised Carlson nutritional status index of each index in different seasons

2.2.3 浮游植物群落多樣性與水環(huán)境因子的相關(guān)性分析

通過對滄州段大運河浮游植物群落多樣性指標(biāo)與水環(huán)境因子進行Pearson 相關(guān)性分析，如表9所示，浮游植物群落Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)在春季與總氮（TN）、葉綠素a（Chla）表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)（P<0.01），Pielou 均勻度指數(shù)與總氮（TN）、葉綠素a（Chla）表現(xiàn)為顯著正相關(guān)（P<0.05）；浮游植物群落Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)在夏季與硝態(tài)氮（NO3-N）濃度表現(xiàn)為顯著正相關(guān)（P<0.05）；Pielou 均勻度指數(shù)與溫度（T）表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），與硝態(tài)氮（NO3-N）濃度表現(xiàn)為顯著正相關(guān)（P<0.05）；Margalef 物種豐富度指數(shù)與溶解氧（DO）濃度表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）。浮游植物群落Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)在秋季與總磷（TP）濃度表現(xiàn)為極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01）；Pielou 均勻度指數(shù)與總磷（TP）濃度表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）；Margalef物種豐富度指數(shù)與溶解氧濃度（DO）、總氮（TN）表現(xiàn)為極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），與葉綠素a（Chla）濃度表現(xiàn)為顯著正相關(guān)（P<0.05）。結(jié)果表明，浮游植物群落多樣性指數(shù)與葉綠素a（Chla）、總氮（TN）的相關(guān)性最大，均為3 次顯著相關(guān)，與硝態(tài)氮、總磷、溶解氧濃度為2 次顯著相關(guān)，與溫度為1 次顯著相關(guān)。

表9 浮游植物群落多樣性指標(biāo)與水環(huán)境因子的相關(guān)性Tab.9 Correlation between phytoplankton community diversity indicators and water environmental factors

3 結(jié)論

大運河滄州段共監(jiān)測浮游植物8 門85 種。春夏季浮游植物種類明顯少于秋季，在三個季節(jié)中綠藻門的種數(shù)均為最多，秋季綠藻門、藍(lán)藻門的種類數(shù)增幅明顯。春季和夏季浮游植物群落主要以綠藻、硅藻和藍(lán)藻為主，秋季主要以金藻、硅藻、藍(lán)藻為主。新月筒柱藻、小球藻、顫藻和柵藻為春季優(yōu)勢種，小環(huán)藻、小球藻、顫藻、柵藻、新月筒柱藻為夏季優(yōu)勢種，小環(huán)藻、新月筒柱藻、棕囊藻為秋季優(yōu)勢種。小環(huán)藻、顫藻、柵藻是富營養(yǎng)水體種常見的優(yōu)勢種，小球藻為水體嚴(yán)重污染指示物，棕囊藻為有毒藻類，新月筒柱藻為有害藻類。監(jiān)測期間Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)、Pielou 均勻度指數(shù)和Margalef 豐富度指數(shù)對不同季節(jié)滄州段大運河浮游植物群落的結(jié)構(gòu)特征的分析和水體污染等級綜合評價結(jié)果表明，秋季污染等級低于夏季和春季，為中度污染，說明大運河（滄州段）水體呈現(xiàn)一定程度的污染，季節(jié)變化影響污染等級。

對大運河滄州段不同季節(jié)各項水環(huán)境因子指標(biāo)的監(jiān)測表明，三個季節(jié)中各項水環(huán)境因子的數(shù)值具有明顯差異。運用修正的卡爾森營養(yǎng)狀況指數(shù)TSIM分析表明，滄州段大運河水體富春季和夏季的TSIM平均值分別為68.16 和64.85，均為富營養(yǎng)型水體，秋季TSIM 平均值為51.4 為中營養(yǎng)型水體。秋季水體為中營養(yǎng)型，但整體上大運河（滄州段）的水體營養(yǎng)化程度較嚴(yán)重。

對浮游植物群落多樣性指標(biāo)與水環(huán)境因子的Pearson 相關(guān)性分析表明，大運河滄州段浮游植物多樣性指數(shù)與葉綠素a（Chla）、總氮（TN）、硝態(tài)氮（NO3-N）、總磷（TP）、溶解氧（DO）含量的相關(guān)性最為密切，與溫度（T）也具有一定的相關(guān)性。