水葫芦大面积种植对滇池浮游植物的影响研究

郭艳英，韩亚平

(昆明市滇池生态研究所，云南昆明650228)

水葫芦大面积种植对滇池浮游植物的影响研究

郭艳英，韩亚平

(昆明市滇池生态研究所，云南昆明650228)

对滇池水葫芦大面积种植区域开展了浮游植物群落结构和细胞丰度变化的调查研究，经过数据统计分析发现水葫芦大面积种植对水体浮游植物种群种类组成影响不显著，但对蓝藻生长具一定的抑制作用，对绿藻和硅藻可能具一定促进作用。

水葫芦;浮游植物;影响;滇池

水葫芦又名凤眼莲(Eichhornia crassipes)，典型的浮水植物。由于繁殖速度快，去污能力强，被认为是一种高效、廉价的污水净化植物［1］。水葫芦对氮、磷、钾、钙等多种无机元素有较强的富集作用，对部分有机污染物有很强的吸收和促进降解能力［2，3］，是治理水体污染较好的水生植物。鉴于水葫芦对水体较强的净化能力，2011年6月份，通过围网控制性种养，分别在滇池草海、外海及老干鱼塘种植水葫芦，种植面积共2040hm2，其中草海约666.7 hm2，外海约1333.3hm2，老干鱼塘约40 hm2，旨在通过大面积水葫芦种植吸收水体中的营养物质，达到净化水质的目的。

有研究发现［4，5］，水葫芦在水面覆盖度过大会造成水体溶解氧过低、水生生物死亡的负作用，然而至今水葫芦不同覆盖度放养环境效应方面的报道甚少。浮游植物是水体中重要的初级生产者，在整个水生生态系统中有着独特的作用，可以生存于不同类型的自然水体，浮游植物水污染有着密切的关系，可作为水质生物监测的重要指标，对水体生态环境的变化具有重要的指示作用，是水体生态系统不可缺少的组成部分。鉴于此，在滇池水葫芦大面积种植期间，开展了浮游植物群落监测，研究水葫芦大面积种植和水体浮游植物生长的响应关系，在一定程度上可作为评价水葫芦大面积种植对水生生态系统影响的一个重要评价指标。

1 材料与方法

1.1 采样时间

2011年6 月至2012年1月，每月下旬在固定区域对水葫芦种养区域和对照区域进行水样采集。

1.2 采样点位

设置6个采样点，其中草海2个、老干鱼塘2个、龙门村2个，分别分为种养区域和对照区域，见图1。图中黑色圈所示为水葫芦种养区域，黑色实心点表示为样点设置位置。

图1 浮游植物调查样点分布图

1.3 样品的采集、固定及处理与鉴定方法

浮游植物定性、定量标本的采集和现存量计数参照中国环境科学出版社出版的《水和废水测分析方法》(第四版)中“水生生物群落的测定”方法［6］。定性标本用25#浮游生物网采集水表层，定量标本用采水器分别采集水下0.5 m和1 m水样按等积混合后计数，种类鉴定根据光学显微镜下形态特征进行鉴定。

2 结果与分析

2.1 浮游植物种群结构组成

草海水葫芦种养区域浮游植物种群调查共发现5门27属，老干鱼塘种养区域浮游植物种群调查共发现5门30属，龙门村种养区域共发现5门15属;草海水葫芦种养对照区域浮游植物种群调查共发现6门30属，老干鱼塘对照区域浮游植物种群调查共发现6门31属，龙门村对照区域在监测期间共发现5门23属。浮游植物群落结构详见表1。

表1 水葫芦种植区域和对照区域浮游植物群落结构组成比较(属)

2.2 浮游植物优势种群变化

草海水葫芦种养区域和对照区域在优势种分布上出现相似规律，在水葫芦种植初期，2011年6月和7月优势种为微囊藻属，在水葫芦生长后期优势种为直链硅藻属、束丝藻属优势种，其中直链硅藻属为优势种时间较长。在对照区域中，优势种群还出现了星杆藻属。次优势种以绿藻门的盘星藻属、栅藻属、绿丝藻属，硅藻门的舟形藻属、直链硅藻属、针杆藻属，甲藻门的飞燕角甲藻为主，且飞燕角甲藻在水葫芦种植期间连续几个月细胞丰度均较高，而草海水葫芦种养区域则出现了滇池20世纪90年代中后期常见的转板藻属。

老干鱼塘种养区域和对照区域优势种分布上基本相似，在水葫芦种植初期，2011年6月和7月优势种为微囊藻属，后期出现以颤藻属、直链硅藻属为优势种群，次优势种以蓝藻门的微囊藻属、鞘藻属、席藻属和硅藻门的舟形藻属、针杆藻属、脆杆藻属为主。

龙门村种养区域和对照区域在监测期间均以蓝藻门微囊藻属为优势种，次优势种为束丝藻属和直链硅藻属。

表2 浮游植物优势种群变化

表3 浮游植物次优势种群变化

2.3 浮游植物细胞丰度变化

2.3.1 浮游植物总细胞丰度变化

2011年6 月至2012年1月，水葫芦种植期间，草海水葫芦种植区域浮游植物细胞丰度总细胞丰度由最初的20000×105个/L减少至478×105个/L，草海水葫芦对照区域区域浮游植物细胞丰度总细胞丰度由最初的5198×105个/L减少至372×105个/L，老干鱼塘和龙门区域浮游植物总数量也大幅减少，详见图2。

图3 浮游植物蓝藻门数量变化

分析数据表明，在水葫芦种植期间，三个水域的浮游植物细胞丰度均呈下降趋势，且水葫芦种植区域浮游植物初期细胞丰度远高于对照区域，伴随水葫芦的生长，种养区域浮游植物细胞丰度大幅度降低，到8月份左右，种养区域的浮游植物细胞丰度已低于或接近对照区域。

2.3.2 浮游植物蓝藻门细胞丰度变化

浮游植物蓝藻门细胞丰度变化见图3。监测数据表明，水葫芦种植区域的浮游植物中，蓝藻细胞丰度变化呈现和浮游植物总细胞丰度变化同样的规律，水葫芦种植对浮游植物总细胞丰度及蓝藻数量都有明显的抑制作用。

2.3.3 浮游植物绿藻门细胞丰度变化

浮游植物绿藻门细胞丰度变化见图4。

图4 浮游植物绿藻门细胞丰度变化

分析数据表明，三个水葫芦种植区域的浮游植物中，绿藻细胞丰度呈现不同的变化趋势。在草海和老干鱼塘水葫芦种植区域，绿藻门藻类数量从最初低于对照区域伴随水葫芦的生长呈上升趋势，到水葫芦种植三个月后绿藻门藻类数量开始高于对照区域。在龙门种植区域，种养区域绿藻门丰度均低于对照区域。从绿藻门数据说明，在水域面积小，水体相对封闭和静止的水体中，水葫芦种植利于绿藻的生长。

2.3.4 浮游植物硅藻门细胞丰度变化

浮游植物硅藻门细胞丰度变化见图5。

图5 浮游植物硅藻门细胞丰度变化

分析数据表明，三个水葫芦种植区域的浮游植物中，硅藻细胞丰度规律表现不同，草海水葫芦种植区域，水葫芦生长旺盛时期，硅藻门细胞丰度变化呈下降趋势，至水葫芦生长衰老期，硅藻门细胞丰度呈上升趋势。在老干鱼塘区域，硅藻门细胞丰度均下降，但种植区域均高于对照区域。龙门区域，水葫芦生长旺盛时期，硅藻细胞丰度均降低，在水葫芦生长衰老期，硅藻门细胞丰度上升，且水葫芦种植区域硅藻门细胞丰度高于对照区域硅藻门细胞丰度。

图6 浮游植物细胞丰度变化

2.3.5 浮游植物细胞丰度减少率分析

从实验初期2011年6月到试验结束2012年1月，对2011年6月和2012年1月同期浮游植物细胞丰度减少率进行对照分析。草海水葫芦种植区域、草海对照区域、老干鱼塘水葫芦种植区域、老干鱼塘对照区域、龙门水葫芦种植区域、龙门对照区域浮游植物总细胞丰度明显减少，蓝藻门细胞丰度分别减少99.2%、98.3%、99.3%、98.5%、99.2%、98.9%，绿藻门细胞丰度分别增加21.6%、－37.6%、79.5%、－50.0%、344.4%、261.1%，硅藻门细胞丰度分别增加125.0%、46.1%、－93.3%、－86.0%、58.3%、10.0%。

同期浮游植物细胞丰度减少率分析，浮游植物总细胞丰度和蓝藻细胞丰度在水葫芦种养区域减少率高于对照区域;绿藻门细胞丰度，水葫芦种植区域细胞丰度增加率高于对照区域;硅藻门细胞丰度增加率，草海和龙门区域种植区域均高于对照区域，而老干鱼塘无论对照还是养殖区域均减少。

3 结论

(1)通过对水葫芦种植区域和对照区域浮游植物种类组成调查研究发现，水葫芦种植对浮游植物种类组成影响不显著，对优势种影响亦不显著，对次优势种影响稍有差异。

(2)水葫芦种植对恢复滇池早期物种可能具较好推进作用。根据有关调查研究，1957年调查中，单角盘星藻为滇池优势种，其次鼓藻类植物数量位于滇池第二位，飞燕角甲藻、粗壮双菱藻数量、点状平裂藻也很多［7］。而后期伴随滇池污染，滇池优势种转变为微囊藻属，1957年上述物种均已少见。本次在水葫芦种植期间的8、9月份蓝藻生长旺盛时期，草海区域飞燕角甲藻大量出现，且数量仅次于优势种，在10月份草海水葫芦种植区域出现了较多数量的转板藻，这在某种程度上说明水葫芦的种植或许促进了滇池浮游植物原生物种的恢复。

(3)蓝藻细胞丰度减少率分析表明水葫芦大面积种植对蓝藻生长具一定抑制作用。胡廷尖、王雨辰等也发现不同浓度的凤眼莲种植水抽滤液对铜绿微囊藻有一定的化感抑制作用，种植水抽滤液对铜绿微囊藻抑制作用随着时间的推移效果越发明显，在120 h以后抑制作用迅速增强［8］，可见水葫芦大面积种植对抑制蓝藻生长具较好作用。

(4)通过对绿藻门和硅藻门细胞丰度变化研究发现水葫芦大面积种植对浮游植物中绿藻和硅藻细胞丰度增加可能具一定影响，在某种程度上可能促进两者的生长，这对于恢复滇池原生物种改善滇池浮游植物群落结构，提高渔业产业具有良好的促进作用。

(5)水葫芦种植区域对浮游植物影响在相对封闭和静止的水体中效果显著。外海水体流动性强，且水域开阔，水葫芦种植后水体浮游植物均以微囊藻属为优势种，对浮游植物优势种和其它种类影响甚微。而在草海和老干鱼塘区域，则改变了水体浮游植物优势种群构成，且种类组成也更多。

致谢:在本研究过程中，滇池生态研究所潘珉工程师和云南大学侯春教授给予了大力的帮助，在此一并致谢!

［1］Reed S C，Middlebrook E J，Crites R W.Natural Systems for Waste Management and Treatment［M］.New York:McGraw Hill，1998.

［2］袁蓉，刘建武，成旦红，等.凤眼莲对多环芳烃(萘)有机废水的净化［J］.上海大学学报(自然科学版)，2004，10(3):272－276.

［3］夏会龙，吴良欢，陶勤南.凤眼莲植物修复水溶液中甲基对硫磷的效果与机理研究［J］.环境科学学报，2002，22(3):329－332.

［4］叶小梅，周立祥，严少华，等.水葫芦厌氧发酵特性研究［J］.江苏农业学报，2009，25(4):787－790.

［5］周阳，陈有光，段登选，等.凤眼莲漂浮密度与净化能力的研究［J］.渔业现代化，2008，35(4):32－35.

［6］本书编委会.水和废监测分析方法(第4版)［M］.北京:中国环境科学版社，2002.

［7］钱澄宇，邓新宴.滇池藻类植物调查研究［J］.云南大学学报，1985，7(增刊):9－28.

［8］胡廷尖，王雨辰.凤眼莲对铜绿微囊藻的化感抑制作用研究［J］.水生态学杂志，2010，3(6):47－51.

A Study on the Influence of Large－Scale Water Hyacinth Planting on the Phytoplankton in Dianchi Lake

Guo Yan－ying，Han Ya－ping
(Kunming Institute of Ecology of Dianchi Lake，Kunming，650228)

An investigation has been carried out in a large planting area of water hyacinth(Eichhornia crassipes)in Dianchi Lake on the phytoplankton community structure and the cell abundancy.The following statistical analysis shows that the species composition of the phytoplankton is not significantly influenced by the large－scale planting of the water hyacinth.But it inhibits the growth of the blue algae to certain degree;on the opposite，it stimulates the growth of green algae and diatoms.

water hyacinth;phytoplankton;influence;Dianchi Lake

X52

A

1673－9655(2012)06－0047－05

2012－06－14