黔南州芒勇水库与绿茵湖水库的水质评价

杨婷寒，胡晓红，陈 椽＊

（1．贵州师范大学 生命科学学院，贵州 贵阳550001；2．贵州师范大学，地理与环境科学学院，贵州 贵阳550001）

芒勇水库位于三都水族自治县境内，属珠江水系樟江上游流域，蓄水量达0．205亿m3，其以灌溉为主，兼具乡镇供水、防洪、养殖及旅游等功能，是三都水族自治县周覃镇的主要供水水源。绿茵湖水库位于贵州省都匀市甘塘镇，属清水江上游马尾河一级支流，总库容0．188亿m3，其以城市防洪为主，兼具城市发展重要的备用水源。随着2个水库流域内社会经济的发展和自然资源的不断开发，其水质已受到一定程度的影响，水环境问题日益突出。浮游植物是水生生态系统的重要组成部分，也是水生物食物链最基础的一环，其与无机环境直接相连，对外界环境变化敏感［1－2］。浮游植物群落的种类组成、数量分布和物种多样性等群落结构特征是评价水环境质量的重要指标［3－4］。目前，利用浮游植物评价和水质监测等相关方面的研究国内外已有许多报道［5－10］，未见有关芒勇水库和绿茵湖水库水体生物学、生态学的调查及水质分析的研究报道。为此，笔者利用夏季浮游植物的种类组成、现存量、生物多样性指数等藻类生物学指标对水库的水质现状进行评价，以期从生物学角度更客观地反映两水库的水环境状况，为两水库的生态保护和可持续发展提供科学依据。

1 材料与方法

1．1 材料

1．1．1 水样 共6份，采集于芒勇水库和绿茵湖水库坝前坝后。

1．1．2 仪器 YSI－6600型水质分析仪，美国。

1．2 样品采集

根据芒勇水库和绿茵湖水库的环境状况，参照《全国湖泊富营养化调查规范（第二版）》［11］及《淡水浮游生物研究方法》［12］的要求，2013年夏季分别采集贵州省黔南州芒勇水库和绿茵湖水库坝前坝后水样。浮游植物定性样品使用25号浮游生物网按规定方法捞取带回实验室镜检。浮游植物定量样品使用改良式北原采水器在水体表面约0．5 m 处采集带回实验室，采用沉淀倾泻法去上层澄清液，留取30mL浓缩液，依目镜视野法计数细胞密度。生物量按体积换算。

1．3 理化指标测定

水温（WT）和pH 采用YSI－6600型水质分析仪现场测定，叶绿素a（Chl．a）、总磷（TP）、总氮（TN）及氨氮（NH＋3－N）参照《水和废水监测分析方法（第四版）》［13］测定，根据水体的各项理化指标经GB3838－2002地表水环境质量标准［21］确定水质标准。

1．4 各项指数计算

Pantle－Buck污染指数（S）［15］：

式中，S 为污染指数，s为污染阶段指数〔寡污水性（os）指示种，s＝1；β中污水性（βm）指示种，s＝2；α中污水性（αm）指示种，s＝3；多污水性（ps）指示种，s＝4〕，h为该种的估算数量分级（分值为1～3）。

Margalef多样性指数（d）：

d＝（S－1）／1nN

Shannon－Weaver多样性指数（H）：

H＝－∑ni／lnN（ni／N）

Evennes Index均匀度指数（e）：

e＝H／lnS

式中，S 为种类数，N 为个体数。

1．5 水体营养状况评价

1．5．1 优势种评价法 参照文献［16－17］的方法进行，一般贫营养型湖泊中的浮游植物以金藻、黄藻为主，中营养型湖泊中以甲藻、隐藻、硅藻占优势，富营养型湖泊以绿藻、蓝藻占优势。

1．5．2 细胞密度或生物量评价法 依据国内湖泊富营养化评价标准［18］，浮游植物细胞密度小于0．3×106cell／L 或生物量为1．0～1．5 mg／L 为贫营养型，细胞密度为0．3×106～1．0×106cell／L 或生物量1．5～5．0mg／L为中营养型，细胞密度大于1．0×106cell／L或生物量大于5．0mg／L 为富营养型。

1．6水体污染程度评价

1．6．1 指数指标评价法 参照文献［15］和［19］的方法进行。污染阶段指数1．0～1．5为寡污性水体，1．5～2．5为β中污性水体，2．5～3．5为α中污性水体，3．5～4．0为多污性水体。

1．6．2 采用《微生物检测新技术》评价标准［20］即多样性指数d 值0～1为重度污染，1～2为严重污染，2～4为中度污染，4～6为轻度污染，大于6为清洁水；多样性指数H 值0～1 为重污染，1～3 为中污染，大于3 为轻污染或无污染；均匀度指数e 值0～0．3为重污染，0．3～0．5为中污染，0．5～0．8为轻污染或无污染。

2 结果与分析

2．1 两水库浮游植物的种类

从图示看出，芒勇水库共检出浮游植物33种，隶 属 于5 门8 纲10 目18 科23 属，其 中 蓝 藻 门6种，占总数的18．18%；硅藻门6 种，占总数的18．18%；绿藻门18种，占总数的54．55%；隐藻门2种，占总数6．06%；裸藻门1种，占总数3．03%。绿茵湖水库共检出浮游植物25 种，隶属于5 门5 纲10 目16 科19 属，其 中 蓝 藻 门7 种，占 总 数 的28．00%；硅藻门11种，占总数的44．00%；绿藻门5种，占总数的20．00%；裸藻门1种，占总数4．00%；金藻门1种，占总数4．00%。可见，芒勇水库和绿茵湖水库浮游植物物种组成主要以蓝藻、硅藻、绿藻居多。

图示 芒勇水库和绿茵湖水库浮游植物的种类组成Fig． Composition of phytoplankton species in Mangyong Reservoir and Luyin Reservoir

表1 芒勇水库和绿茵湖水库浮游植物的污染指示种［17，20］Table 1 Pollution indicator species of phytoplankton of Mangyong and Luyin reservoirs

2．2 两水库浮游植物的优势种与指示种

从表1看出，芒勇水库和绿茵湖水库浮游植物优势种和指示种的结构状况。优势种群：芒勇水库以绿藻门的四尾栅藻（Scenedesmus quadricauda）、微芒藻长刺变种（Micractinium pusillum var．Longisetum Tiffany）、空球藻（Eudorina elegans）为主要优势种；绿茵湖水库以蓝藻门的绿色颤藻（Oscillatoria chlorina）为主要优势种。根据优势种评价法，两水库营养状态均为富营养型。污染指示种：两水库浮游植物出现了大量污染指示种，芒勇水库出现污染指示种11种，其中10种为β中污水性指示种；绿茵胡水库出现污染指示种14 种，其中9种为β中污水性指示种，两水库污染指示种均以β中污水性指示种为主。

2．3 两水库浮游植物细胞密度与生物量

从表2 可知，芒勇水库浮游植物细胞密度为1．249×106cell／L，生物量为2．992cell／L，各门浮游植物细胞密度表现为绿藻门＞蓝藻门＞硅藻门＞隐藻门＞甲藻门，生物量表现为绿藻门＞硅藻门＞甲藻门＞隐藻门＞蓝藻门。绿茵水库浮游植物细胞密度为1．164×106cell／L，生物量为1．516mg／L，各门浮游植物丰度表现为蓝藻门＞硅藻门＞金藻门＞绿藻门＞裸藻门，生物量表现为硅藻门＞裸藻门＞蓝藻门＞金藻门＞绿藻门。从细胞密度判断，两水库水体均属富营养型，从生物量判断，两水库水体均属中营养型。

表2 芒勇水库和绿茵湖水库浮游植物细胞细胞密度与生物量Table 2 Cell density and biomass of phytoplankton of Mangyong and Luyin reservoirs

2．4 两水库浮游植物的污染指数和多样性指数

根据Pantle－Buck污染指数公式计算，芒勇水库和绿茵湖水库的污染指数分别为1．76和1．97，两水库均为β 中污性水体，水质污染属性为中等。从表3可知，芒勇水库多样性指数d 值为0．65，属重度污染；H 值为1．91，属严重污染；均匀度指数为0．83，属重度污染。绿茵湖水库多样性指数d 值为0．81，属重度污染；H 值为1．87，属严重污染；均匀度指数为0．75，属重度污染。综合评价两水库为重度－严重污染水体。

2．5 芒勇水库和绿茵湖水库水体理化指标

从表4可知，芒勇水库TP含量为0．16mg／L，TN 含量为0．68～0．77 mg／L，均达到Ⅲ类水质标准，NH＋3－N 含量为0．19～0．13mg／L，达到Ⅱ类水质标准；绿茵湖水库TP 含量范围为0．10～0．13mg／L，TN 含量为0．78～0．84mg／L，均达到Ⅲ类水质标准，NH＋3－N 含量为0．12～0．10mg／L，达Ⅱ类水质标准。

表3 芒勇水库和绿茵湖水库的多样性指数值及评价结果Table 3 Diversity indexes and integrated evaluation of Mangyong and Luyin reservoirs

表4 芒勇水库和绿茵湖水库水质的理化指标Table 4 Physical and chemical indexes of water quality of Mangyong and Luyin reservoirs

3 结论与讨论

1）绿茵湖水库浮游植物种数所占比例和生物量以硅藻门最高，细胞密度以蓝藻门最高；芒勇水库浮游植物种数、细胞密度及生物量以绿藻门最高，可见，芒勇水库浮游植物群落结构中绿藻处于较高的优势地位，同时，芒勇水库浮游植物种数、细胞密度和生物量都高于绿茵湖水库。

2）两水库水体均呈弱碱性，理化指标达到国家Ⅱ～Ⅲ类水质标准，且芒勇水库的理化指标除TN外，Chl．a、TP和NH＋3－N 含量高于绿茵湖水库。可见，芒勇水库水体营养物质含量高于绿茵湖水库。

3）芒勇水库浮游植物群落结构复杂程度、水体营养物质含量高于绿茵湖水库，原因可能是芒勇水库库区的水产养殖业与旅游业增加了库区周边污染源所致。

4）芒勇水库的浮游植物优势种为绿藻门的四尾栅藻、微芒藻长刺变种和空球藻，绿茵湖水库的浮游植物优势种为蓝藻门的绿色颤藻。优势种评价其营养状况，两水库均为富营养型，污染指示种均以β中污水性指示种为主；从细胞密度和生物量判断，两水库分别为富营养型和中营养型；从污染指数（S）看，则均为β中污性水体，从d 值、H 值和e 值综合评价，两水库均为重度－严重污染水体；从总磷和总氮含量看，两水库均达国家Ⅲ类水质标准，且已超出一般水体富营养化发生的质量浓度（TN 的质量浓度为0．2mg／L，TP为0．02mg／L）。从各项生物理化指标综合评价，两水库水体营养水平则为中－富营养化。

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