松花湖水质及浮游动物群落结构的研究

邹继颖，刘 辉

(吉林化工学院 资源与环境工程学院， 吉林 132022)

松花湖水质及浮游动物群落结构的研究

邹继颖，刘 辉*

(吉林化工学院 资源与环境工程学院， 吉林 132022)

2012年春，在松花湖设6个采样点，进行了浮游动物群落特征的生态调查和水化学分析,共发现浮游动物23种。分析了松花湖浮游动物的种类组成、优势种、密度、生物量和多样性。水质生态学综合评价结果表明松花湖处于中等营养状态。

松花湖;水质;浮游动物;群落结构

0 引 言

松花湖坐落于吉林市辖区内，跨桦甸、蛟河、丰满3个县(市、区)，是1942年修建丰满电厂大坝后形成的山谷型人工湖泊，位于吉林市松花江上游25 km[1]。松花湖具有发电功能，还具有防洪、农田灌溉、城市与工业用水、航运、旅游等多种功能，是生产与生活用水的水源地。由于水土流失和耕种湖、河滩湿地导致水体中营养物质(氮、磷等)过多，松花湖水生生物(主要是藻类)大量繁殖[2]，为松花湖的富营养化埋下了隐患。松花湖区森林植被的破坏、入湖河流沿岸植被的消失、湖滩湿地的耕种、人们经营活动的频繁增加、畜牧业的迅速发展等，严重地破坏了该区域的自然生态系统，加剧了水土流失[3]。旅游业的迅猛发展给湖区的生态环境带来了一定的破坏和污染。笔者于2012年春季对松花湖浮游动物和水化学进行了调查研究和监测。

1 调查方法

1.1 样品采集与处理

2012年枯水期采样，依据地形设了6个采样点。浮游动物定量采样，用有机玻璃采水器在湖泊表层(60 cm)、中层和底层取水样各1 000 mL，将各层水样均匀混合后，再从混合样中取1 000 mL为定量样品，加入福尔马林溶液固定24 h，经沉淀浓缩至30 mL。定性样品分别取各层水样镜检[4]，依据浮游生物图谱[5]对浮游动物进行鉴定。同时对叶绿素a、总氮、总磷、高锰酸盐指数、透明度、pH、溶解氧按规范进行测定[6-7]。

1.2 评价方法及评价标准

所得浮游动物数据用Margalef指数[8]计算。

式中d为多样性指数；S为样品第种类数；N为样品中个体总数。

选择湖泊富营养化最主要的5项指标即叶绿素a(Chl-a)、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)、高锰酸盐指数(CODMn)做为评价因子。运用综合营养状态指数计算[9-10]：

式中TLI(∑)为综合营养状态指数；Wj为第j种参数的营养状态指数的相关权重；TLI(j)为第j种参数的营养状态指数；以Chl-a作为基准参数,则第j种参数的归一化的相关权重计算公式为:

表1 湖泊(水库)营养状态分级

2 结果与讨论

2.1 水质状况

2.1.1 水质主要指标状况分析

透明度(SD)均值为215 cm，超过国家Ⅱ类水体标准；高锰酸盐指数(CODMn)均值为3.15 mg/L，达到国家Ⅱ类标准；总磷(TP)均值为0.03 mg/L，超过国家Ⅱ类水体标准；总氮(TN)均值为1.6 mg/L，超过了国家Ⅲ类水体标准；溶解氧(DO)均值为10.1 mg/L，达到国家Ⅰ类水体标准；叶绿素a(Chl-a)全湖均值为3.31 μg/L，达到国家Ⅱ类水体标准。

2.1.2 水体综合营养状态指数(TLI)评价

分营养状态指数(TLI)计算结果见表2

表2 分营养状态指数(TLI)计算结果

由表2可见，采样点均值以总氮(TN)的分营养度最高,其均值水平已处于中度富营养化状态；其次为叶绿素a(Chl-a)的分营养状态整体上处于中营养水平;高锰酸盐指数(CODMn)的分营养状态指数的均值已进入了中营养化的下限水平,呈现出由上游至下游水体中CODMn的营养度逐渐增高的趋势；透明度(SD)分营养状态整体上处于中营养水平；总磷(TP)分营养度也已进入中营养化水平。

水体综合营养状态指数(TLI)计算结果见表3。

表3 松花湖水体综合营养状态指数TLI(∑)计算结果

调查结果显示总磷含量与叶绿素a含量没有达到王霞[14]等研究的松花湖富营养化发生的阈值，而总氮达到标准。其它指标都在控制范围之内。

2.2 浮游动物群落特征

2.2.1 浮游动物种类组成

镜检共鉴定出浮游动物有23种(见表4)，其中轮虫最多为10种，原生动物5种，桡足类3种，枝角类5种。

表4 松花湖浮游动物种类

2.2.2 浮游动物优势种

调查中各采样点浮游动物的优势种为原生动物的普通表壳虫(Arcellavulgaris)。在松花湖枯水期浮游动物的种类组成中轮虫种类比较多，而原生动物、桡足类、枝角类的种类比较少，原生动物中的普通表壳虫(Arcellavulgaris)数量较多，轮虫虽然种类多但数量相对少。轮虫、原生动物和桡足类的种数受温度的影响比较敏感[15]，而该时期温度在5 ℃左右，这3类生物的最适温度要高于这个温度，所以数量较少。枝角类的影响因素主要是受到水体流动的冲荡，致使产生大量的无机悬浮物，引起滤食条件恶化，从而导致湖中枝角类的种类和数量相当贫乏，在物种组成中，轮虫占有40%～50%的比例。

2.2.3 浮游动物密度与生物量

浮游动物密度与生物量见表5。

表5 松花湖浮游动物密度、生物量

注：密度单位为个/L；生物量单位为mg/L。

由表5可见，吉林市松花湖枯水期各采样点浮游动物密度最大的是6号站点，最小的是1号站点；生物量的平均值最大的是6号站点，最小的是1号站点。其中原生动物的密度和生物量远大于其他各类，轮虫次之，桡足类、枝角类最少。

原生动物密度和生物量最大，主要是该时期水体的pH值在7.0左右，湖水中氮和磷比较丰富，为原生动物的存活提供了良好的环境。按照浮游动物划分湖水营养水平的标准[16],浮游动物生物量小于1 mg/L为贫营养型、1～3 mg/L 为中营养型、大于3 mg/L 为富营养型。实验得出该时期的浮游动物生物量均在1 mg/L以上，但没有到达3 mg/L，所以松花湖在该时期是中营养状态。

2.2.4 浮游动物多样性

浮游动物多样性指数见表6。

表6 松花湖浮游动物Margalef多样性指数

由表6可见，松花湖在枯水期的浮游动物Margalef多样性指数并不高，只有轮虫的值超过了1。此环境中轮虫数量相对较多，轮虫作为指示性生物在酸性水体中表现为种类多、数量少，碱性条件下则是数量多、种类少，随着水体富营养化程度的增加，水体的pH值上升会导致轮虫种类减少而数量增加[17]。枝角类和桡足类的物种多样性在有的站点为0(只有一个种类)，分析原因：①水体温度较低，不适合大多数种类的生长和存活，只有少数耐寒种类可以生存；②水体可能存在一定的污染，使得大多数种类不适合在此环境下生存。此次调查水体温度都在5℃左右，不会导致这两类生物死亡，所以是温度和污染的综合作用。

3 结 论

经过调查可见，松花湖5个富营养化分因子中，TN的分营养度最高,其均值水平已处于中度富营养化状态。其次是Chla 、TP和SD的分营养状态，处于中营养水平，最轻的是CODMn，松花湖水体整体上处在中营养状态。

松花湖在枯水期浮游动物以轮虫为主，但是原生动物数量最多。空间分布特征不显著；Margalef多样性指数计算结果表明松花湖水质总体处于轻度污染至中度污染，且不同采样点之间污染程度差异不大。

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Water quality and community structure of zooplankton in Songhua lake

ZOU Ji-Ying，LIU Hui*

(College of Resource and Environmental Engineering,Jilin Institute of Chemical Technology,Jilin 132022,China)

In the spring of 2012, from middle and lower reaches of the Songhua lake which located in Jilin, six representative sampling points were selected.The samples were characterized by zooplankton communities ecological surveys and water chemistry analysis, 23 kinds of zooplankton were found. This paper analyzes composition, dominant species, density, biomass and diversity of the Songhua lake zooplankton species. Finally, the results of water ecology evaluation show that Songhua lake is in the middle of nutritional state.

Songhua lake;water quality;zooplankton;community structure

10.13524/j.2095-008x.2014.01.011

2013-11-12；

2013-12-08

吉林化工学院科学技术研究项目(2013023)

邹继颖(1978-)，女，黑龙江庆安人，讲师，硕士，研究方向：环境科学,E-mail:zoujiying2013@126.com；*通讯作者:刘 辉(1978-)，男，黑龙江庆安人，讲师，研究方向：环境安全与化工安全，E-mail:123070558@qq.com。

S932

A

2095-008X(2014)01-0051-04