尼尔基水库浮游植物多样性初步研究

周绪申，潘曼曼，罗 阳，郑国臣

（1.水利部海河水利委员会，天津 300170；2.水利部水文局，北京 100053；3.水利部松辽水利委员会，吉林 长春 13002）

湖泊水体是人类重要的淡水资源，随着现代经济的高速发展和人口剧增，营养盐的注入及需水量的增加，使湖泊水体日益承受越来越重的环境压力[1]。浮游植物为水域生态系统的重要组成成分，是湖泊生态系统的主要初级生产者，对维持淡水生态系统平衡起重要作用，其种类组成、群落结构、数量分布和多样性的生态学特征是水生态系统的重要研究内容，也是水质状况和富营养化状况的重要反映[2]。湖泊过度的富营养化现象为浮游植物“疯长”和水华爆发，不仅影响湖库的外部景观，且浮游植物易释放毒素及异味物质，使湖库供水丧失供水功能，并毒害食物链中的其它水生生物，严重破坏生态环境。

1 研究区概况

尼尔基水利枢纽位于嫩江干流中游的内蒙古自治区莫力达瓦达斡尔族自治旗尼尔基镇与黑龙江省讷河市二克浅乡交界处，地理坐标为东经 124°24′08″～125°12′55″，北纬 48°27′54″～49°19′02″，左岸为黑龙江省讷河市二克浅镇，距离下游工业重镇齐齐哈尔市约189 km。枢纽于2001年6月开始施工，至2005年12月全部工程完工，水库总库容83.74亿m3，库区涵盖本旗额尔河乡、腾克镇、登特科镇、尼尔基镇。尼尔基水库是嫩江从大兴安岭山区流向松嫩平原的最后一道隘口，控制流域面积6.64万km2，占嫩江流域面积的22.4%，是嫩江流域水资源开发利用和防治水旱灾害的控制性工程，同时具工农业供水、发电、航运、调水、渔苇等综合利用效益，也是未来实现“北水南调”的重要水源工程[3—5]。

尼尔基水库面临着上游水土流失、采矿、城市工业及生活污水、农牧业发展的影响[3]，自尼尔基水库基建成后，据文献记载未进行过浮游植物的调查和研究，本文通过2011年9月浮游植物生长旺季对尼尔基水库浮游植物开展初步调查，分析尼尔基水库浮游植物多样性现状，并根据研究结果进行了分析和评价，同时本研究也为尼尔基水库将来开展相关研究及水环境状况演变做参照和铺垫。

2 研究方法

浮游植物定性样品用25号浮游生物网（200目）在水下0.15 m处作“∞”字型拖曳3 min，采集样品保存于100 ml标本瓶中，加3 ml福尔马林固定后带回分析；浮游植物定量样品则取1 L水样于样品瓶中，加15 ml鲁哥氏液固定，带回实验室静置后进行定量分析。

浮游植物用蔡司Scope A1显微镜在100～400倍镜下进行镜检，定性样品分类主要依据形态学分类方法，种类鉴定参照《Freshwater Algae of North America:Ecology and Classification》[6]和《中国淡水藻类—系统、分类及生态》[7]；定性样品带回实验室静置24 h，然后浓缩至30 ml，以浮游生物计数框对其进行计数，根据浓缩倍数计算藻细胞密度。

浮游植物多样性指数：Shannon-Wiener指数，计算公式：

式中：H′（S）为多样性指标；S为种类个数；N为同一样品中的个体总数；ni为第i种的个体数[8]。H′（S）值：0～1多污带，1～2为 α—中污带，2～3为 β—中污带，大于 3为寡污带[9]。Margalef指数，将R值划为4个等级：R＞5，水质清洁；R＞4，寡污型；R＞3，β—中污型；R＜3，α—中污－重污型[10]。

3 研究结果

3.1 种类组成

尼尔基水库水体浮游植物调查中，共发现浮游植物5门21种（变种），详细种类构成如表1所示，其中硅藻门17种，占调查种类的80.9%，为构成尼尔基水库浮游植物物种组成的优势类群；蓝藻门、绿藻门、金藻门、裸藻门各1种，分别占调查种类数的4.76%。

3.2 藻细胞密度

尼尔基水库浮游植物细胞密度为6.62×105个/L，其中硅藻门细胞密度为 4.31×105个/L，占总细胞密度的65.16%，占比例较大；其次为绿藻门，藻细胞密度为1.91×105个/L，占总细胞密度的28.84%再次为蓝藻门，藻细胞密度为3.41×104个/L，占总细胞密度的5.15%，金藻门和裸藻门密度较低，均未超过总藻细胞密度的1%，各门藻细胞密度如图1所示。

图1 尼尔基水库浮游植物藻细胞密度

3.3 优势种类

尼尔基水库水体浮游植物占优势的种类为绿藻门的圆柱形鼓藻，硅藻门的中型脆杆藻、尖针杆藻、两头舟形藻，以及蓝藻门的针状蓝纤维藻，此五种浮游植物共占尼尔基水库浮游植物细胞密度的63.61%。其中圆柱形鼓藻细胞密度最高，为1.91×105个/L，达总细胞密度28.84%，其次为中型脆杆藻，藻细胞密度为7.67×104个/L，占总细胞密度11.59%，再次为尖针杆藻和两头舟形藻，其余种类藻细胞密度均未超过6%。

3.4 多样性指数及评价

尼尔基水库水体浮游植物多样性指数如表2所示，Shannon-Wiener指数H′（S）值为3.58，依据H′（S）值评价，则尼尔基水库水体属于寡污带；Margalef指数R值分别为1.49，依据R值评价，则尼尔基水库水体属于α－中污－重污型。两种多样性指数评价结果有所差异，原因一方面可能为生物多样性指数法还不够完善，仅考虑物种数量与密度比值或生物群落数量值反映污染程度，另一方面此次调查的物种未涵盖不同季节群落结构的变换，而反映的物种数较少，导致Margalef指数值较小。以况琪军等[11]藻类生物学指标进行湖泊营养类型评价，尼尔基水库的藻细胞密度介于（0.5～1）×106个/L，属于贫营养型。以种群结构评价，尼尔基水库组成水体浮游植物主要类群为喜清水的硅藻、金藻等，且含有指示藻类锥囊藻、羽纹藻等，则属于寡营养型（OS）。从浮游植物细胞密度与种群结构评价结果来看，尼尔基水库营养类型为寡营养型水库。

表1 尼尔基水库水体浮游植物组成

表2 浮游植物多样性指数

4 结语

尼尔基水库的建设对区域经济发展具有积极作用,但也会给区域环境带来一系列的影响[12,13]，如河流阻断带来的生境改变，应及早对库区的生物多样性做相应的基础性调查和评价，并提供相应的应对措施，减弱生态环境改变带来的影响。尼尔基水库水体浮游植物物种组成以硅藻门种类最丰富，浮游植物总细胞密度值较低，优势种类为绿藻门、硅藻门等类群，从浮游植物群落结构组成、细胞密度及多样性指数等特征分析，尼尔基水库为水体污染较轻的湖库，水环境尚未处于较好状态。因尼尔基水库是松花江上游重要的水源地，应加强水资源保护，防止水环境遭受污染和破坏。

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［7］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.

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［13］许今玉，张琪，刘伟.尼尔基水库蓄水对下游环境及生态影响研究［J］.东北水利水电，2004，22（4）：45-46.