北運河水系夏季浮游植物群落多樣性研究

王汨+楊柏賀+孟云飛+殷旭旺+徐宗學+郝長琦

摘 要：為了了解北京北運河水系夏季浮游植物群落結構特征，于2015年8月對北運河水系的20個采樣點進行野外調查，運用浮游植物群落結構特征進行評價。共鑒定出浮游植物7門80種，各采樣點位平均密度為1 060.14萬個/L，香農-威納指數平均值為2.83，均勻度平均值為0.67。通過分析，得出結論，北運河水系水體為中度污染。

關鍵詞：北運河；浮游植物群落；多樣性

野外采樣調查水體中浮游植物群落是了解河流生態系統的基本[1]。浮游植物是河流生態系統中的主要初級生產者之一，也是河流生態系統中物質循環和信息傳遞的主要因素[2]。浮游植物群落的種類組成、生物量和各種指數等群落特征近些年來一直被用作評價河流生態系統的指標[3]。

本次野外調查研究以北京的北運河水系浮游植物群落為研究對象，研究了2015年夏季北運河水系浮游植物的物種數、密度、香農-威納指數等群落特征[4]，并從浮游植物群落特征角度評價了北京北運河水系水質情況，望能為北運河水系保護提供有效數據支持。

1 材料與方法

1.1 北運河采樣點設置

北運河發源于北京市的昌平區和海淀區附近，向南流經通州區、天津市，最后匯入海河，承擔著防洪的重要任務。根據北運河水系流經的地區，共設置20個采樣點位（圖1）。

1.2 浮游植物樣品的采集與處理

每個采樣點分層采取混合2 L水樣后加入10 mL的魯哥氏液，固定水樣，并送回室內，靜置48 h，將采取的水樣濃縮至100 mL，吸取其中0.1 mL于浮游植物計數器中，根據有關文獻進行鑒定[5-6]。

1.3 數據的分析和處理

計算北運河水系浮游植物群落的香農-威納指數和均勻度指數以及優勢種[2]，并進行分析。

用Excel 2012制作浮游植物柱狀圖并進行均勻度指數計算[7]，運用Biodiversity Profession 2.0計算浮游植物群落香農-威納指數。

2 結果及分析

2.1 浮游植物群落結構特征

北京夏季北運河水系鑒定出浮游植物共7門80種（見表1），其中綠藻門物種數最高，為33種，占浮游植物物種總數的41.25%；其次為硅藻門，為28種，占浮游植物物種總數的35.00%，藍藻門、裸藻門、甲藻門、黃藻門和隱藻門物種數相對較少，分別為9種、5種、3種、1種和1種，分別占浮游植物物種總數的11.25%、6.25%、3.75%和1.25%和1.25%；就密度而言，藍藻門密度最高，總密度數值為12 930.00萬個/L，占總密度的61.03%；其次為綠藻門，總密度數值為4 295.00萬個/L，占總密度的20.27%，硅藻門、裸藻門、甲藻門、黃藻門和隱藻門密度較低，總密度數值分別為3 040.00萬個/L、870.00萬個/L、37.00萬個/L、12.50萬個/L和0.20萬個/L，分別占總密度的14.35%、4.11%、0.17%、0.06%和0.01%（見圖2）。夏季共有5種，其中硅藻門和藍藻門各2種，裸藻門1種，分別為梅尼小環藻（Y=005）、雙頭菱形藻（Y=0.02）、尾裸藻（Y=002）、微小色球藻（Y=0.03）和小席藻（Y=003）（見表2）。

北運河水系夏季各采樣點物種平均值為1800種，物種數最高點位于B19，物種數為32種，最低點位于B8和B4；各采樣點密度平均值為1 060.14萬個/L，密度最高點位于B8，密度為4 500.50萬個/L，最低點位于B4；各采樣點香農-威納指數平均值為2.83，各采樣點香農-威納指數最高點位于B19，香農-威納指數為3.73，最低點位于B8，均勻度指數平均值為0.67，均勻度指數最高點位于B16，均勻度指數為0.96，最低點位于B8（見圖3）。

3 討論

此次野外調查，北運河水系共鑒定出浮游植物6門78種，綠藻門物種數最高，其次為硅藻門。黃藻門密度最高，其次為藍藻門。綠藻門種類適應環境能力較強，且北運河水系水體適合綠藻門多個種類的生長與繁殖，小型黃絲藻在某些點位密度較高，導致黃藻門密度較高，由于絲狀藻類的存在，使得藍藻門的密度較高。此次調查出現了很多種喜歡生活在富營養化水體的藻類，如硅藻門的梅尼小環藻（Cyclotella meneghiniana）和綠藻門四尾柵藻（Scenedesmus quadricauda）等，這說明北運河水系部分水體已經呈現富營養化。夏季北運河水系有5種優勢種，梅尼小環藻和微小色球藻喜歡生活在富營養化的水體中，尾裸藻喜歡生活在有機質含量較高的水體中，雙頭菱形藻類喜歡生活在渾濁的水體中，小席藻喜歡生活在不穩定的水體中， 單從優勢種來分析，北運河水系部分地區水體渾濁，且污染較為嚴重。

很多國內外研究表明，浮游植物香農-威納指數在某種程度上可以鑒定水質情況[8-9]。B1～B7點位和B15～B20采樣點位相對偏僻，人類活動干擾相對較少，較其他采樣點位香農-威納指數相對較高 ，其他點位香農-威納指數相對較低，北運河水系浮游植物群落的香農-威納指數平均值2.83。根據香農-威納指數評價水質標準[8-9]，香農-威納指數數值2～3之間，為中度污染，綜合分析，得出結論：北京北運河水系受到了中度污染。

參考文獻：

[1] 易少奎，黎潔，曾聰，等. 海河流域浮游植物物種組成與豐富度水平分布格局[J]. 環境科學學報，2013，33（5）：1467-1474.

[2] 李慶南， 趙文， 殷旭旺， 等. 遼河太子河水系的浮游植物種類多樣性研究[J]. 大連海洋大學學報， 2011， 26（4）：322-327.

[3] Padisak J， O Crossetti L，Naselli-Flores L. Use and misuse in the application of the phytoplankton functional classification： a critical review with updates [J]. Hydrobiologia， 2009， 621：1–19.

[4] 劉足根， 張柱， 張萌， 等. 贛江流域浮游植物群落結構與功能類群劃分[J]. 長江流域資源與環境， 2012， 21（3）：375-384.

[5] 韓茂森， 束蘊芳.中國淡水生物圖譜[M].北京： 海洋出版社，1995.

[6] 胡鴻鈞， 李堯英， 魏印心，等. 中國淡水藻類[M]. 上海：上?？茖W技術出版社， 1979.

[7] 王博涵，李文香，項珍龍，等，濟南地區河流浮游植物功能群與環境因子的關系[J].大連海洋大學學報，2015，30（5）：524-530.

[8] Brendonck L， Maes J， Rommens W， et al. The impact of water hyacinth （Eichhornia crassipes） in a eutrophic Subtropoical impoundment （Lake Chivero， Ximbabwe）.II. Species diversity [J].Arch. Hydrobiol.， 2003，158：389 -405.

[9] 況琪軍，馬沛明，胡征宇，等.湖泊富營養化的藻類生物學評價與治理研究進展[J].安全與環境學報，2005，5（2）： 87-91.endprint