西泉眼水库夏季浮游植物群落结构及水质评价
Phytoplankton Community Structure and Water Quality Evaluation in Xiquanyan Reservoir in Summer
DOI: 10.12677/IJE.2021.104066, PDF, HTML, XML, 下载: 328  浏览: 872  科研立项经费支持
作者: 董文涛*, 柴一涵*, 于洪贤#, 王云瑞, 徐甜甜, 柴青宇:东北林业大学,黑龙江 哈尔滨;柴方营#, 王洪成, 王 彤:黑龙江科技大学,黑龙江 哈尔滨;宋帅达:北京体育大学,北京;鞠永富:哈尔滨学院,黑龙江 哈尔滨
关键词: 西泉眼水库浮游植物群落结构多样性水质评价Xiquanyan Reservoir Phytoplankton Community Structure Diversity Water Quality Evaluation
摘要: 2021年夏季(7月份),对西泉眼水库浮游植物进行调查研究,共鉴定出浮游植物7门112种,种类由多到少前三位分别为绿藻(51.46%)、硅藻(21.26%)、蓝藻(10.9%),优势种10种。浮游植物丰度为63.3~289.6 × 104 ind./L;生物量为1.2~4.14 mg/L;Shannon-Wiener指数为2.452~3.585;Pielou均匀度指数为0.317~0.867;水质评价的污染情况为轻–中度污染。
Abstract: In the summer of 2021 (July), the phytoplankton in Xiquanyan Reservoir was investigated and studied. A total of 112 species of phytoplankton belonging to 7 phyla were identified. The top three species were green algae (51.46%), diatom (21.26%), cyanobacteria (10.9%) and 10 dominant species. The abundance of phytoplankton is 63.3~289.6 × 104 ind./L; the biomass was 1.2~4.14 mg/L; Shannon-Wiener index is 2.452~3.585; Pielou evenness index is 0.317~0.867; the pollution of water quality assessment is light to medium pollution.
文章引用:董文涛, 柴一涵, 柴方营, 于洪贤, 王云瑞, 徐甜甜, 柴青宇, 宋帅达, 鞠永富, 王洪成, 王彤. 西泉眼水库夏季浮游植物群落结构及水质评价[J]. 世界生态学, 2021, 10(4): 581-586. https://doi.org/10.12677/IJE.2021.104066

1. 研究地概况

西泉眼水库位处黑龙江省哈尔滨市阿城区平山镇内(45˚12'~45˚20'N,127˚17'~127˚25'E),距市区100多公里。水库是由松花江一级干流的阿什河拦截河道所形成,距建成至今已有25年时间,有防洪治涝的定位,还兼顾发电、渔业、灌溉、旅游、城市供水等多种功能。

水库年平均气温3.4℃,年平均降雨量565 mm。夏季降雨量较丰富,6~9月份降水占全年降水量的70%,水库水位主要受该区域及上游区域降雨量的影响;冬季水位低,11月初水面开始结冰,厚度0.7~1 m,4月上旬解冻 [1]。

2. 材料及方法

2.1. 采样时间及采样点

本次调查时间为2021年夏季(7月),依据《内陆水域渔业自然资源调查手册》 [2] 的要求,并根据水库地理形态特征及浮游植物分布特点共设置18个采样点(1#~18#) (图1)。其中有入水口附近(1#~4#),大坝下出水口(18#),剩下的5#~17#均匀分布在库区所在范围。

Figure 1. Distribution of sample points in Xiquanyan Reservoir

图1. 西泉眼水库样点分布

2.2. 浮游植物采集与鉴定

浮游植物的采集依据《淡水浮游生物研究方法》 [3] 的要求进行,物种鉴定根据《中国淡水藻类系统、分类及生态》 [4] 和《淡水微型生物图谱》 [5] 要求进行。

2.3. 数据处理

选择Shannon-Wiener多样性指数(H’) [6]、Pielou 均匀度指数(J’) [7] 和物种优势度指数(y) [8],分析浮游植物群落结构多样性,并进行水质评价,评价标准为Shannon-Wiener多样性指数在0 ≤ H’ < 1为重污、1 ≤ H’ < 3为中污、H’ ≥ 3为轻污;Pielou均匀度指数在0 ≤ J’ < 0.3为重污、0.3 ≤ J’ < 0.5为中污、J’ ≥ 0.5为轻污;当优势度指数y > 0.02时,即为优势种 [9]。

3. 结果与分析

3.1. 水环境理化指标

采样点总平均深度为14.256 m,其中深度最小处出现在入水口(1#)处,为4.2 m,其次是出水口(18#)的5.4 m,其余点位分布在主要库区,它们的平均深度为15.4 m;采样当时水温在18.71℃~26.93℃之间,温度最低处为18#样点,因其为水库下层水,温度明显低于其它样点;PH区间为8.04~9.8,呈弱碱性;数据平均值及标准偏差详见表1表2为所有水质数据,根据皮尔逊相关性分析得出水深与水温和PH呈显著正相关,相关性分别为0.722及0.617,含氧量(DO)与水温呈显著正相关,相关性为0.649。

Table 1. Mean value and standard deviation of water quality physical and chemical data

表1. 水质理化数据均值及标准偏差

Table 2. Water quality data of Xiquanyan Reservoir

表2. 西泉眼水库水质数据

3.2. 浮游植物种类组成

西泉眼水库夏季共鉴定出浮游植物7门112种。绿藻门最多,有51种,占总数的51.46%;其次为硅藻门29种,占29.26%;蓝藻门10种,占10.9%;裸藻门8种(8.7%);金藻门6种(6.5%);甲藻门6种(6.5%);隐藻门最少2种,只占2.2% (图2)。绿藻和硅藻为西泉眼水库的主要的藻类类型。

Figure 2. The proportion of phytoplankton in Xiquanyan Reservoir

图2. 西泉眼水库浮游植物占比

3.3. 浮游植物丰度及生物量

西泉眼水库夏季各采样点(图3),浮游植物丰度在63.3 × 104 ind./L~289.6 × 104 ind./L之间,平均为204.4 × 104 ind./L。最高值出现在6#采样点,次高值出现在10#采样点,为288.2 × 104 ind./L;最低值出现在18#采样点。生物量在1.2~4.14 mg/L之间,平均为2.89 mg/L。最高值出现在14#采样点,次高值出现在6#采样点,为4.04 mg/L;最低值出现在18#采样点。

Figure 3. Phytoplankton abundance in Xiquanyan Reservoir in summer

图3. 西泉眼水库夏季浮游植物丰度

3.4. 浮游植物优势种

主要优势种见表3,计算各种藻类优势度得出优势种共5门10种,以硅藻、蓝藻、隐藻为主。

Table 3. The dominant species of phytoplankton in Xiquanyan Reservoir in summer

表3. 西泉眼水库夏季浮游植物优势种

3.5. 多样性与水质评价

西泉眼水库夏季浮游植物多样性调查结果见图4。所有采样点Shannon-Wiener指数在2.452~3.585之间,平均值为3.162,根据评价标准 [10],Shannon-Wiener指数在大于1小于3为中污染水体,3以上为轻污染水体,西泉眼水库夏季水体属于轻–中污染水体。Pielou均匀度指数在0.317~0.867之间,平均为0.708,最低和最高值分别出现在18#和15#样点。

Figure 4. Results of summer phytoplankton diversity survey in Xiquanyan Reservoir

图4. 西泉眼水库夏季浮游植物多样性调查结果

4. 结果与讨论

本次调查西泉眼水库夏季共鉴定出浮游植物7门112种,主要种类为绿藻、硅藻、蓝藻,这与王建国等 [11] 的调查结果基本相同。浮游植物在空间上的水平分布呈现出一定的特点,即1#采样点靠近阿什河入口附近,受入库河流影响,浮游植物丰度及生物量明显少于主要库区所在的样点;2#~17#采样点的浮游植物丰度及生物量较高,硅藻、蓝藻、绿藻分布均较多;18#采样点为由大坝流出的水库下层水,水温较低,受光照较少,浮游植物丰度及生物量较少,主要分布藻类为硅藻。经分析西泉眼夏季水质为低–中度污染,库区污染相较入库河流与出库河流来说更重一些。

基金项目

中央支持地方高校发展高水平人才项目《冷水鱼资源产业化可持续利用集成技术创新》,项目编号2020GSP14;黑龙江省经济社会发展重点研究课题《实施农业强省战略中黑龙江冷水鱼产业发展对策研究》,课题编号20309。

参考文献

NOTES

*共一作者。

#通讯作者。

参考文献

[1] 孙辉, 夏玉国, 李勇, 镡龙, 李玉平, 孙兵, 郭子强. 西泉眼水库渔业调查报告[J]. 黑龙江水产, 2019(4): 26-30+33.
[2] 张觉民, 何志辉. 内陆水域渔业自然资源调查手册[M]. 北京: 中国农业出版社, 1991.
[3] 章宗涉, 黄祥飞. 淡水浮游生物研究方法[M]. 北京: 科学出版社, 1991.
[4] 胡鸿钧, 魏印心. 中国淡水藻类: 系统、分类及生态[M]. 北京: 科学出版社, 2006.
[5] 周凤霞, 陈剑虹. 淡水微型生物图谱[M]. 北京: 化学工业出版社, 2005.
[6] Shannon, E. and Wiener, W. (1949) The Mathematical Theory of Commu-Nication. University Illinois Press, London.
[7] Pielou, C. (1969) An Introduction to Mathernatical Ecology. Wiley Interscience, New York.
[8] Lampitt, R.S., Wishner, K.F., Turley, C.M., et al. (1993) Marine Snow Studies in the Northeast Atlantic Ocean: Distribution, Composition and Role as a Food Source for Migrating Plankton. Marine Biology, 116, 689-702.
https://doi.org/10.1007/BF00355486
[9] 柴方营, 赵予熙. 西泉眼水库渔业修复水生态系统研究[J]. 黑龙江水产, 2019(5): 24-30.
[10] 沈韫芬, 章宗涉, 龚循矩, 等. 微型生物监测新技术[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 1990.
[11] 王建国, 于洪贤, 马成学, 姚允龙, 汪义杰, 马金龙, 唐红亮, 刘壮添, 李丽. 哈尔滨西泉眼水库夏季浮游植物群落结构动态特征[J]. 湖泊科学, 2015, 27(4): 667-678.