摘" " 要:為探究巴河巴州區(qū)段春季浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及其與環(huán)境因子的關(guān)系,2020年3月在巴河巴州區(qū)段設(shè)置7個(gè)采樣點(diǎn),分別采集水質(zhì)和浮游動(dòng)物樣品。水質(zhì)分析結(jié)果表明:調(diào)查江段整體呈輕度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài);浮游動(dòng)物共采集到40種,橈足類(Copepoda)和輪蟲(Rotifera)為優(yōu)勢(shì)類群,浮游動(dòng)物平均密度為6 170.1 ind.·L-1,平均生物量為38.36 mg·L-1。聚類分析和NMDS表明,在40%的相似度上可將所有采樣點(diǎn)分為3組。相似性分析(ANOSIM)結(jié)果表明,浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)存在顯著的空間差異(R=0.593,P=0.029)。冗余分析(RDA)結(jié)果發(fā)現(xiàn),TN、NO3-N,TP,Chl-α、N∶P是影響巴河巴州區(qū)段春季浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的主要環(huán)境因子。各采樣點(diǎn)浮游動(dòng)物Shannon-Wiener(H′)多樣性指數(shù)范圍為0.82~2.29,Margalef豐富度指數(shù)(D)范圍為0.36~1.24,Pielou均勻度指數(shù)(J')范圍為0.32~0.96?;诙鄻有灾笖?shù)的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,巴河巴州區(qū)段水體整體呈中污染至重污染型。本研究結(jié)果揭示了巴河巴州區(qū)段浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與人為活動(dòng)強(qiáng)弱存在一定的關(guān)系,可為巴河巴州區(qū)段水生態(tài)系統(tǒng)管理提供基礎(chǔ)資料和科學(xué)依據(jù)。
關(guān)鍵詞:浮游動(dòng)物;多樣性指數(shù);水質(zhì)評(píng)價(jià);巴河;水利工程
中圖分類號(hào):S932.8" " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A" " " " " " DOI 編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2024.04.011
Preliminary Exploration of the Relationship between Plankton Community Structure and Environmental Factors during Spring in the Bahe River: A Case Study of the Bazhong Section
LIU Xin1, LIU Liang1, LIU Zhenhao1, QIN Qiang1, ZHANG Shaobin2, ZHANG Fubin1
(1.College of Environmental Science and Engineering, China West Normal University, Nanchong, Sichuan 637009, China; 2. Ecological Environment Monitoring Central Station of Bazhong in Sichuan Province, Bazhong, Sichuan 636000, China)
Abstract: This study established 7 sampling points in the Bazhou region in March 2020 to collect water quality and zooplankton samples, in order to investigate community structure of zooplankton and it’s relationship with environmental factors in the Bazhou section of the Bahe river. The water quality analysis results showed that the whole research section was slightly eutrophication. A total of 40 species of zooplankton were collected. Copepoda and Rotifera were found to be dominant groups. The average density of zooplankton was 6 170.1 ind.·L-1, and the average biomass was 38.36 mg·L-1. The results of cluster analysis and NMDS showed that all sites were divided into 3 groups at 40% similarity. Similarity analysis (ANOSIM) showed that there were significant spatial differences in zooplankton community structure (R=0.593, P=0.029). The results of redundancy analysis (RDA) showed that TN, NO3-N, TP, Chl-α, N:P were the main environmental factors affecting the community structure of spring zooplankton in Bahe Bazhou section. Shannon-Wiener(H') diversity index ranged from 0.82 to 2.29, Margalef richness index (D) ranged from 0.36 to 1.24, and Pielou evenness index (J') ranged from 0.32 to 0.96. The results of water quality evaluation based on diversity index showed that the water body in the Bazhou section of the Bahe river was medium to heavy pollution. The results showed that there was a certain relationship between the community structure of zooplankton and the strength of human activities in the Bazhou section of the Bahe river, and it could provide basic data and scientific basis for water ecosystem management in the Bazhou section of the Bahe river.
Key words: zooplankton; diversity index; water quality assessment; Bahe river; hydraulic engineering
浮游動(dòng)物(zooplankton)是水體中營(yíng)浮游性生活的動(dòng)物,主要包括原生動(dòng)物(Protozoa)、輪蟲(Rotifera)、枝角類(Cladocera)和橈足類(Copepoda)等類群。浮游動(dòng)物具有個(gè)體小、數(shù)量多、生長(zhǎng)周期短、代謝快的特點(diǎn)[1],是水生態(tài)系統(tǒng)的重要生物組成部分,其對(duì)水環(huán)境極為敏感,通過(guò)監(jiān)測(cè)浮游動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)變化可以間接反映水體營(yíng)養(yǎng)情況[2]。不同環(huán)境特征下浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)有較顯著的差異[3]。吳聰?shù)萚4]對(duì)雅魯藏布江流域的研究發(fā)現(xiàn),在污染較小、水質(zhì)較好、水生態(tài)系統(tǒng)健康的流域中,原生動(dòng)物中的砂殼蟲屬為主要優(yōu)勢(shì)物種。雷琦等[5]對(duì)瀾滄江的研究發(fā)現(xiàn),水體富營(yíng)養(yǎng)化較嚴(yán)重的景洪水庫(kù)壩前區(qū)域的浮游動(dòng)物生物量和豐度明顯高于上游區(qū)域和壩下區(qū)域,且輪蟲為主要優(yōu)勢(shì)類群。因此,浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)受環(huán)境因子影響較大,所以通常被用作為水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的指示生物[6]。
巴河是四川省巴中市和達(dá)州市境內(nèi)的主要河流之一,發(fā)源于川陜省界處米倉(cāng)山系鐵船山北段,全長(zhǎng)386.4 km,河道平均坡降0.74%,控制流域面積19 927 km2,多年平均流量380 m3·s-1,最大年流量32 300 m3·s-1[7-8]。巴河流經(jīng)南江縣、巴州區(qū)、平昌縣、達(dá)川區(qū)、渠縣,至渠縣三匯鎮(zhèn),與州河匯合,史稱渠江,隨后在重慶合川區(qū)注入嘉陵江[9]。
截至2020年,巴中市巴州區(qū)常住人口已達(dá)55萬(wàn)人,巴河承載了較大的環(huán)境負(fù)荷,污染物的長(zhǎng)期輸入和累積可能會(huì)加劇巴河水環(huán)境的惡化,而梯級(jí)電站與防洪蓄水堤壩等工程的建設(shè)又改變了巴河的水文情勢(shì),進(jìn)而可能影響浮游生物的群落結(jié)構(gòu)。然而,目前有關(guān)巴河巴州區(qū)段浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征及其與環(huán)境的關(guān)系尚未見報(bào)導(dǎo)。本研究通過(guò)2020年3月對(duì)巴河巴州區(qū)段浮游動(dòng)物及環(huán)境因子展開調(diào)查,旨在探明該河段浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及其與環(huán)境因子的關(guān)系,進(jìn)而為巴河巴州區(qū)段水生態(tài)環(huán)境保護(hù)與管理提供基礎(chǔ)資料和科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 研究區(qū)域概況與采樣點(diǎn)設(shè)置
調(diào)查河段位于巴中市巴州區(qū),全長(zhǎng)約32 km,建有大佛寺攔水壩、李家灣閘壩和三江電站。其中,大佛寺攔水壩以上為飲用水源保護(hù)區(qū),上游無(wú)人口較密集的城市,受人為干擾相對(duì)較?。淮蠓鹚聰r水壩至李家灣閘壩河段共約13 km,流經(jīng)巴州區(qū)主城區(qū),受人為活動(dòng)影響較大(截至2022年末,巴州區(qū)城鎮(zhèn)常住人口約42萬(wàn)人);李家灣閘壩至三江電站壩址為三江電站庫(kù)區(qū),三江電站壩高15.9 m,始建于1965年,1980年正式投產(chǎn)運(yùn)行,上游污染長(zhǎng)期蓄積于該庫(kù)區(qū)[10]。巴河最大的支流恩陽(yáng)河在三江電站庫(kù)首附近匯入。
根據(jù)人為活動(dòng)影響大小及當(dāng)?shù)睾拥郎硨?shí)際情況,于2020年3月設(shè)置7個(gè)采樣點(diǎn)。其中,在大佛寺攔水壩以上的飲用水源保護(hù)區(qū)(以下簡(jiǎn)稱:保護(hù)區(qū)段)設(shè)置2個(gè)采樣點(diǎn),分別為S1和S2;在大佛寺攔水壩至李家灣閘壩河段(以下簡(jiǎn)稱:城區(qū)段)設(shè)置2個(gè)采樣點(diǎn),分別為S3和S4;在三江電站庫(kù)區(qū)(以下簡(jiǎn)稱:電站庫(kù)區(qū)段)設(shè)置3個(gè)采樣點(diǎn),分別為S5、S6和S7,其中,S7位于恩陽(yáng)河河口處(圖1)。
1.2 樣品的采集與處理
1.2.1 水樣采集與處理 水質(zhì)樣品使用1 L有機(jī)玻璃采水器在水面以下0. 5 m處取500 mL水樣裝入樣品瓶中,記好標(biāo)簽,放入內(nèi)置冰袋的保溫箱內(nèi),于24 h內(nèi)送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)方法參照《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》(SL219—2013)[11]。
采用堿性過(guò)硫酸鉀紫外分光光度法測(cè)定總氮(TN)、溶解態(tài)總氮(RN)、顆粒態(tài)總氮(KN);采用納氏試劑比色法測(cè)定氨氮(NH3-N);采用紫外分光光度法測(cè)定硝酸鹽氮(NO3-N);采用鉬酸銨分光光度法測(cè)定總磷(TP)、溶解態(tài)總磷(RP)、顆粒態(tài)總磷(KP)、磷酸根(PO4 3 -);采用丙酮萃取分光光度法測(cè)定葉綠素a(Chl-α)。其他水質(zhì)參數(shù)來(lái)源于巴中市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站。
1.2.2 浮游動(dòng)物樣本采集與處理" "枝角類、橈足類定量樣品采用5 L采水器取水面0.5 m以下水樣共30 L,經(jīng)25#浮游生物網(wǎng)過(guò)濾濃縮至100 mL樣品瓶中;原生動(dòng)物、輪蟲和無(wú)節(jié)幼體定量樣品采用1 L有機(jī)玻璃采水器采集1 000 mL,立即加入15 mL魯哥試劑固定,靜置48 h后,棄上清液,濃縮至30 mL。枝角類、橈足類定性樣品用13#浮游生物網(wǎng),使網(wǎng)口在水下50 cm處作 “∞”字形緩慢拖拽采集3~5 min,收集至100 mL樣品瓶中,立即加入2 mL魯哥試劑固定;原生動(dòng)物、輪蟲和無(wú)節(jié)幼體定性樣品使用25#浮游生物網(wǎng),操作方法同上。各樣點(diǎn)均先采集定量樣品再采集定性樣品[12-15]。
根據(jù)《淡水浮游生物調(diào)查技術(shù)規(guī)范》(SC/T9402—2010)[15],通過(guò)顯微鏡對(duì)浮游動(dòng)物樣品進(jìn)行計(jì)數(shù)和鑒定。各類浮游動(dòng)物種類鑒定主要參考《中國(guó)淡水生物圖譜》[16]《中國(guó)淡水輪蟲志》[17]《中國(guó)動(dòng)物志·節(jié)肢動(dòng)物門·甲殼綱·淡水枝角類》[18]《中國(guó)動(dòng)物志·節(jié)肢動(dòng)物門·甲殼綱·淡水橈足類》[19]。
1.3 數(shù)據(jù)處理及分析方法
1.3.1 水體富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù) 對(duì)巴河巴州區(qū)段水體富營(yíng)養(yǎng)化狀況的評(píng)價(jià)采用綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TLI(∑)[20],其中水體透明度(SD)、化學(xué)耗氧量(CODMn)數(shù)據(jù)來(lái)自巴中市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站,評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。
1.3.2 浮游動(dòng)物密度與生物量 浮游動(dòng)物密度以每升水樣所含浮游動(dòng)物數(shù)量來(lái)計(jì),計(jì)算公式如下:
N=vn/VC (1)
式中,N表示1 L水樣中浮游動(dòng)物的數(shù)量(ind.·L-1);v表示樣品濃縮后的體積(mL);n表示兩片計(jì)數(shù)所獲得的平均個(gè)體數(shù)(ind.);V表示采樣體積(L);C表示計(jì)數(shù)框體積(mL)。
原生動(dòng)物和輪蟲的生物量用體積法求得生物體積,比重取1,再根據(jù)體積換算成生物量,計(jì)算公式如下:
W=qLb2 (2)
式中,W表示體質(zhì)量(ug);q表示系數(shù);L表示體長(zhǎng)(um);b表示體寬(um)枝角類和橈足類生物量按實(shí)際稱質(zhì)量或?qū)嶋H大小計(jì)算,計(jì)算公式如下:
W=qLb (3)
式中,W表示體質(zhì)量(ug);L表示體長(zhǎng)(um);b、q表示系數(shù)[16]。
1.3.3 優(yōu)勢(shì)度及生物多樣性指標(biāo) 浮游動(dòng)物物種優(yōu)勢(shì)度采用Mcnaughton優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(Y)來(lái)表示,計(jì)算公式如下:
Y=fi (4)
式中,Y為物種優(yōu)勢(shì)度;Ni為第i種的個(gè)體數(shù);N為同一樣品中的個(gè)體總數(shù);fi為第i種在各采樣點(diǎn)出現(xiàn)的頻率。Ygt;0.02的物種被確定為優(yōu)勢(shì)種[21]。
多樣性指數(shù)采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H')[22]、Margalef豐富度指數(shù)(D)[23]和Pielou均勻度指數(shù)(J')[24],各多樣性指數(shù)的計(jì)算公式如下:
H'=-(ni/N)log2(ni/N)(5)
D=(S-1)/lnN (6)
J'=H'/lnS(7)
式中,ni表示第i種物種的密度;N表示物種群落總密度;S表示物種數(shù)。
浮游動(dòng)物生物多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。
1.3.4 空間差異分析 以Bray-Curtis相似性系數(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建相似性矩陣,采用等級(jí)聚類分析和非度量多維標(biāo)度排序的方法(NMDS)分析浮游動(dòng)物空間結(jié)構(gòu)特征。采用相似性分析(ANOSIM)來(lái)檢驗(yàn)浮游動(dòng)物的空間差異的顯著性。R統(tǒng)計(jì)值越接近1,表示差異越大[25]。采用PRIMER6.0開展上述多元分析和相似性分析。
1.3.5 冗余分析 基于浮游動(dòng)物密度數(shù)據(jù)組成矩陣,進(jìn)行DCA分析,若第一軸梯度大于4.0,選擇CCA分析;若第一軸梯度范圍為3.0~4.0,選擇CCA分析或RDA分析均可;若第一軸梯度小于3.0,則選擇RDA分析[26]。為提高數(shù)據(jù)的正態(tài)性,所有參數(shù)在多元分析前均進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)并進(jìn)行l(wèi)og(x+1)轉(zhuǎn)化。上述分析使用Canoco5.0軟件完成。
2 結(jié)果與分析
2.1 水質(zhì)評(píng)價(jià)
根據(jù)巴中市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站數(shù)據(jù),調(diào)查河段在2020年3月水體呈弱堿性,pH值范圍為7.73~8.31;水溫(WT)范圍為13.4~14.4 ℃;SD范圍為0.70~0.80 m;溶氧(DO)范圍為8.0~9. 8 mg·L-1; CODMn范圍為3.8~3.9 mg·L-1。
水質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果表明,調(diào)查河段TN范圍為1.37~3.45 mg·L-1, NH3-N范圍為0.43~0.78 mg·L-1, NO3-N范圍為0.24~1.68 mg·L-1, PO4 3 -范圍為0.02~0.07 mg·L-1, TP范圍為0.07~0.20 mg·L-1,各樣點(diǎn)間KN均低于RN,KP范圍均低于RP,Chl-α范圍為3.49~29.94 mg·L-1(表3)。
綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果表明,除樣點(diǎn)S1為中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)外,其余樣點(diǎn)均處于輕度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)(表4)。
2.2 浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)
2.2.1 浮游動(dòng)物種類組成 在2020年春季采集的樣品中,共鑒定出浮游動(dòng)物40種,包括原生動(dòng)物、輪蟲、枝角類和橈足類。其中,原生動(dòng)物6種,占總種類數(shù)的15%;輪蟲18種,枝角類6種,橈足類10種,分別占總種類數(shù)的45%、15%、25%(圖2)。
調(diào)查河段不同采樣點(diǎn)采集到的浮游動(dòng)種類數(shù)介于3~15種,其中S1種類數(shù)最低,S6種類數(shù)最高。從物種組成的空間格局差異來(lái)看,城區(qū)段種類數(shù)最多,為24種;其次是電站庫(kù)區(qū)段,為22種;而保護(hù)區(qū)段浮游動(dòng)種類數(shù)最少,僅7種。保護(hù)區(qū)段以原生動(dòng)物為主要優(yōu)勢(shì)類群,城區(qū)段與電站庫(kù)區(qū)段以橈足類為主要優(yōu)勢(shì)類群。物種組成結(jié)果表明,不同河段間浮游動(dòng)物物種分布存在明顯差異,這與水質(zhì)理化參數(shù)差異存在一定聯(lián)系(圖3)。
2.2.2 密度、生物量與優(yōu)勢(shì)種 數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明,調(diào)查河段各樣點(diǎn)浮游動(dòng)物密度范圍為13.9~18 460.0 ind.·
L-1,平均值為6 170.1 ind.·L-1。其中,S1密度最低,S7度最高。浮游動(dòng)物平均密度最大的類群是橈足類,為4 447.9 ind.·L-1,占總平均密度的72.09%。而原生動(dòng)物的平均密度最低,僅為16.3 ind.·L-1,占總平均密度的0.26%。輪蟲和枝角類的平均密度依次為1 636.1、69.8 ind.·L-1,分別占總平均密度的26.52%、1.13%。
調(diào)查河段浮游動(dòng)物總平均生物量為38.363 9 mg·L-1。其中,橈足類的平均生物量為33.887 6 mg·L-1,占總平均生物量的88.33%。原生動(dòng)物的平均生物量最低,為0.000 5 mg·L-1,占總平均生物量的0.001 4%。輪蟲和枝角類的平均生物量分別占總平均生物量的1.74%、9.93%。各樣點(diǎn)間,S1樣點(diǎn)浮游動(dòng)物生物量最小,僅為0.001 0 mg·L-1,S7樣點(diǎn)生物量最大,為121.59 mg·L-1。
從河段上游至下游(S1~S7),浮游動(dòng)物密度與生物量整體均呈上升趨勢(shì)(圖4)。S1、S2浮游動(dòng)物的密度和生物量較為接近,S3、S4較為相近,S5、S6、S7較為相近。
調(diào)查江段浮游動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)種為方形臂尾輪蟲(Brachionus quadridentatus)、中華窄腹水蚤(Limnoithona sinensis)、橈足類無(wú)節(jié)幼體(Copepods nauplius),其優(yōu)勢(shì)度分別為0.08、0.03、0.35。
2.2.3浮游動(dòng)物的生物多樣性指標(biāo) 多樣性指數(shù)分析表明(表5),7個(gè)采樣點(diǎn)間Margalef豐富度指數(shù)范圍為0.36~1.34,均值為0.92,最大值出現(xiàn)在S4(1.34),最小值出現(xiàn)在S1(0.36)。Pielou均勻度指數(shù)范圍為0.32~0.96,均值為0.74,最大值出現(xiàn)在S4(0.96),最小值出現(xiàn)在S7(0.32)。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)范圍為0.82~2.29,均值為1.51,最大值出現(xiàn)在S4(2.29),最小值出現(xiàn)在S7(0.82)。根據(jù)生物指標(biāo)水質(zhì)評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表2)可知,巴河巴州區(qū)段水體污染類型整體處于α中度污染至重污染的水平。
2.3 浮游動(dòng)物的空間差異
聚類分析(Cluster)表明,浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)明顯的空間變化,在40%相似度下,可將7個(gè)采樣點(diǎn)分為3組,分別為保護(hù)區(qū)段(S1、S2)、城區(qū)段(S3、S4)、電站庫(kù)區(qū)段(S5、S6和S7)(圖5);NMDS分析結(jié)果表明(Stress=0.01),可將7個(gè)采樣點(diǎn)分為3組(圖6),進(jìn)一步驗(yàn)證了聚類分析的結(jié)果;ANOSIM分析的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量(R=0.593,P=0.029)表明,浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)在不同江段之間存在顯著差異。
2.4 浮游動(dòng)物類群與環(huán)境因子的關(guān)系
對(duì)浮游動(dòng)物群落密度組成的矩陣進(jìn)行DCA分析,結(jié)果表明,第一軸梯度為1.8,小于3。因此,本研究采用冗余分析(RDA)來(lái)解析浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的關(guān)系。環(huán)境因子包括TN、NH3-N、NO3-N、PO4 3 -、TP、RN、RP、KN、KP、Chl-α、富營(yíng)養(yǎng)指數(shù)(EI)、氮磷比(N∶P)。經(jīng)模型篩選出5個(gè)主要的環(huán)境因子,分別為TN、TP、Chl-α、NO3-N、N∶P。軸1和軸2分別解釋51.42% 與9.16%的物種-環(huán)境累積變異,前兩軸的物種-環(huán)境變異累計(jì)百分?jǐn)?shù)為60.58%。這表明排序能夠較好地反映浮游動(dòng)物與環(huán)境因子間的相互關(guān)系。
根據(jù)對(duì)浮游動(dòng)物與環(huán)境因子的RDA分析可知,影響原生動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的環(huán)境因子主要為N∶P、Chl-α。N∶P濃度越高,其密度越低;Chl-α值越高,其密度越高。影響輪蟲和橈足類群落結(jié)構(gòu)的主要環(huán)境因子包括TP、TN、NO3-N、N∶P,TP、TN。NO3-N含量越高,其密度越高;N∶P與其密度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。影響枝角類群落結(jié)構(gòu)的主要環(huán)境因子是Chl-α、N∶P。Chl-α值越高,其密度越高;N∶P濃度越高,其密度越低(圖7)。
3 討論與結(jié)論
3.1 討論
本研究對(duì)巴河巴州區(qū)段水質(zhì)和浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)開展了初步研究。相比于郭會(huì)等[8]2015年在下游渠縣段的研究結(jié)果,巴州區(qū)河段水質(zhì)整體更差,主要表現(xiàn)在總磷、總氮、氨氮等指數(shù)較渠縣段高。原因包括以下幾方面:一是調(diào)查的年份和季節(jié)不同;二是巴州區(qū)段至渠縣段河道距離約260 km,水體自凈能力對(duì)水質(zhì)具有一定的提升作用,使得下游渠縣段水質(zhì)較上游巴州區(qū)段好;三是渠縣段位于下游,在巴州區(qū)至渠縣河段有兩條較大的直流匯入,包括通江河和州河,水量增大,在一定程度上對(duì)水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽進(jìn)行了稀釋。本研究中,由于城區(qū)污染源向巴河長(zhǎng)期輸入,TN、TP、RN、KN 4項(xiàng)水質(zhì)理化參數(shù)沿采樣點(diǎn)呈現(xiàn)上升趨勢(shì),于S5、S6達(dá)到最高;由于恩陽(yáng)河的匯入,在S7處各項(xiàng)水體理化參數(shù)出現(xiàn)下降。整體而言,巴河巴州區(qū)水體營(yíng)養(yǎng)鹽含量較高,一方面可能是河流筑壩改變了河流自然水文情勢(shì),使原本的流動(dòng)水體變?yōu)榫徦蜢o水水體,營(yíng)養(yǎng)元素在河流中不斷累積;另一方面,河流筑壩影響了河流中營(yíng)養(yǎng)元素的生物地化循環(huán),河流水體自凈作用被削弱,難以恢復(fù)到受污染前的狀態(tài)[27]。
本研究中,3個(gè)不同區(qū)域(保護(hù)區(qū)段、城區(qū)段和電站庫(kù)區(qū)段)的水質(zhì)理化參數(shù)不同,導(dǎo)致浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)存在明顯差異(Plt;0.05),保護(hù)區(qū)段物種數(shù)明顯少于城區(qū)段和電站庫(kù)區(qū)段,從S1~S7,浮游動(dòng)物的密度與生物量整體均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)(S6除外)?;赑ielou均勻度指數(shù)和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果表明,保護(hù)區(qū)段為重污染型,城區(qū)段為α中污型~重污染型,電站庫(kù)區(qū)段主要為重污染型,這與潘少樸[28]的研究結(jié)果一致。本研究在保護(hù)區(qū)段采集到的浮游動(dòng)物以寡污型指示物種(砂殼蟲)[29]為優(yōu)勢(shì)物種,而在城區(qū)段和電站庫(kù)區(qū)段則主要以適宜富營(yíng)養(yǎng)水體生存的物種(橈足類和輪蟲)為優(yōu)勢(shì)種[30]。
浮游動(dòng)物運(yùn)動(dòng)能力弱,對(duì)環(huán)境變化敏感,在不同的水體環(huán)境下呈現(xiàn)不同的群落結(jié)構(gòu)[31]。本研究結(jié)果與潘少樸[28]的研究結(jié)果類似,水利工程建設(shè)將改變河流自然徑流,影響浮游動(dòng)物群落分布格局,對(duì)浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)影響顯著。筑壩后,河流水體流速變慢,營(yíng)養(yǎng)鹽不斷蓄積,為浮游動(dòng)物的生長(zhǎng)繁殖提供了有利條件[32]。本研究結(jié)果表明,影響巴河巴州區(qū)段春季浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的主要環(huán)境因子是TN、NO3-N、TP、Chl-α、N∶P,其中TP、TN、NO3-N與輪蟲和橈足類的豐富程度呈較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系;N∶P整體與浮游動(dòng)物豐度程度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。人為活動(dòng)頻繁的城區(qū)段,TN增長(zhǎng)明顯,間接影響了該區(qū)域及下游的浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)。
由于大佛寺攔水壩上游建立了飲用水源保護(hù)區(qū),該區(qū)域人口密度較小,且上游無(wú)人口密度較高的城區(qū),河段整體得到了保護(hù),該區(qū)段受污染程度相對(duì)較小,浮游動(dòng)物密度和生物量較低。城區(qū)段經(jīng)過(guò)巴州區(qū),城鎮(zhèn)人口超42萬(wàn)人,人口密度較大,人為活動(dòng)較為頻繁,導(dǎo)致該區(qū)域水體各類營(yíng)養(yǎng)元素含量有所上升,而李家灣攔河壩(低水頭壩)的阻隔使?fàn)I養(yǎng)元素部分聚集在城區(qū)段,顆粒態(tài)營(yíng)養(yǎng)鹽相較于保護(hù)區(qū)段有所上升,該區(qū)段受污染程度一般,浮游動(dòng)物密度和生物量相較于保護(hù)區(qū)段有所增加。而電站庫(kù)區(qū)段早期城區(qū)污水的排放及其他污染源的長(zhǎng)期輸入和累積作用,使得浮游動(dòng)物密度和生物量遠(yuǎn)高于保護(hù)區(qū)段和城區(qū)段。
基于本研究結(jié)果,為改善巴河巴州區(qū)水環(huán)境質(zhì)量,筆者建議嚴(yán)格控制城區(qū)河段外源污染物的輸入,可在電站庫(kù)區(qū)實(shí)施清淤工作試點(diǎn),進(jìn)一步加強(qiáng)水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè),進(jìn)而提升該河段的水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。本文為初步探究結(jié)果,在一定程度上可填補(bǔ)該區(qū)域相關(guān)研究的空白,也可為巴河巴州區(qū)段水生態(tài)環(huán)境管理與修復(fù)提供一定的科學(xué)依據(jù)。在今后的研究中,可進(jìn)一步增加對(duì)不同時(shí)間尺度和空間范圍下浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化研究,以便更加全面地了解巴河水環(huán)境及水生生物現(xiàn)狀,為該區(qū)域水環(huán)境修復(fù)提供更加科學(xué)的理論支撐。
3.2 結(jié)論
綜上所述,本研究所得結(jié)論如下:(1)調(diào)查河段水質(zhì)總體呈輕度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài);(2)在巴河巴州區(qū)段共鑒定出浮游動(dòng)物4類40種,保護(hù)區(qū)段以原生動(dòng)物居多,城區(qū)段與電站庫(kù)區(qū)段以輪蟲和橈足類居多;浮游動(dòng)物的密度和生物量按從上至下的三個(gè)區(qū)段呈現(xiàn)明顯的梯級(jí)增長(zhǎng)趨勢(shì);(3)TN、NO3-N、TP、Chl-α、N∶P是影響巴河巴州區(qū)春季浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的主要環(huán)境因子。
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