济南流域春季浮游植物多样性的研究

王帅帅　李文香　王博涵　曹龙智　谭璐　李萌　杨增丽　白海锋

摘要：于2014年春季，对山东省济南流域48个采样点位的浮游植物进行调查研究并利用浮游植物香农维纳指数，均匀度指数对济南水质进行评价。结果显示：济南流域共鉴定出浮游植物种类8门149种，以蓝藻门、硅藻门和绿藻门为主，浮游植物细胞平均密度531.97×104ind./L。浮游植物香农维纳指数范围为0.85～3.88，均匀度指数范围为0.30～0.99，济南流域浮游植物香农维纳指数和均匀度指数相对较高。通过综合评价认为济南流域水体污染较轻，为中度污染。

关键词：济南流域；浮游植物；群落结构；多样性指数

浮游植物作为生态系统中的初级生产者，在水域生态系统的物质循环、能量流动和信息传递中起着举足轻重的作用[1-3]。浮游植物个体较小，对环境变化的响应非常敏感，能更好解释自然水体中环境因子的改变对生物群落及多样性的影响，目前浮游植物己被广泛地应用于水域生态学研究和水质评价中[4]。

济南市又称泉城，是山东省省会，经济发达，人口密集，人类活动对市区周边流域的水资源干扰较为严重。为了对目前济南流域的水生态系统的健康状况有个全面了解，笔者于2014年春季对济南流域的浮游植物进行了野外采样调查，通过对浮游植物的种类、密度、多样性指数和均匀度指数的调查和分析以及对水质的简单评价，希望为济南市水生态保护提供数据支持。

1 材料和方法

1.1 研究区域及采样点设置

济南位于北纬（36°00′～37°40′），东经（116°20′～118°00′），总面积为8 227 km2，其南部地势高于北部。两大水系（黄河水系和小清河水系）贯穿其中。根据济南流域的地理特征，在济南各区县共设立48个采样点位（J1～J48）（见图1）。

1.2 样品采集、鉴定

在各采样点距水面1/3水深处取水样2 L，加10 mL鲁哥氏液固定，实验室静置24 h，浓缩至100 mL，取0.1 mL于浮游植物计数框内，在400倍OLYMPUS显微镜下进行物种鉴定和计数，物种鉴定参照相关文献[5-6]。

1.3 数据分析和处理

采用Biodiversity Profession 2.0计算Shannon-Weaner -多样性指数（H），Lloyd-Ghelardi均匀度指数（E），采样点的分布在ArcMap 9.3上实现。

2 结果

2.1 济南流域浮游植物种类组成

济南流域共鉴定出浮游植物8门149种。其中硅藻门65种，密度为6 586.712×104 ind/L；绿藻门51种，密度为4 908.548×104 ind./L；裸藻门10种，密度为415.198×104ind./L；隐藻门3种，密度为1 302.800×104 ind./L；蓝藻门14种，密度为11 976258×104ind./L；甲藻门3种，密度为147.392×104 ind./L；金藻门2种，密度为140.154×104 ind./L；黄藻门1种，密度为30.926 ×104ind./L。从浮游植物各个门的种数组成来看，硅藻门的种类最多（见图2）。从浮游植物各门鉴定到的密度来看，蓝藻门的密度为最高的（见图3）。

2.2 浮游植物各点位物种与密度

从济南流域浮游植物密度在各个采样点的分布情况来看（见图4），在济南流域48个采样点中，浮游植物物种数范围在1～35种，其中J41点位浮游植物物种数最多，J19点位浮游植物物种数最少。浮游植物密度范围在1.320 ～3 341460×104 ind./L，48个采样点位细胞密度平均值为531.970×104 ind./L。其中H41点位浮游植物密度最高，为3 341.460×104 ind./L，H19点位浮游植物密度最小，为1.320×104 ind./L。

2.3 浮游植物多样性指数

通过图5可以看出，济南流域48个采样点香农维纳多样性指数0.853，有25个采样点2≤H≤3，有7个采样点位1≤H≤2，有4个采样点位0≤H≤1；均匀度指数0.300.5的点位共有 41个点位，0.4≤E≤0.5的点位有3个采样点位，0.3≤E≤0.4的点位有3个采样点位，0≤E≤0.3有1个采样点位。综合各采样点位指数依据评价标准[7]进行评价，济南流域此时期水体处于中度污染。

3 讨论

通过本次调查，分析数据表明：济南流域共有浮游植物 8门149种。蓝藻门、硅藻门和绿藻门是济南流域浮游植物密度最多的三个门。浮游植物细胞密度平均值为531.970×104 ind./L ，这一结果与白海锋[8]等调查的黄河兰州市区段浮游植物的密度存在差异，这说明流域不同浮游植物往往存在地域差异。研究表明香农维纳指数和均匀度指数在一定程度上反映了水质好坏状况，数值越大，浮游植物群落结构越趋于稳定，水质相对较好，反之则相对较差[9]。济南流域香农维纳指数（H）和均匀度指数（E）相对较高，香农维纳指数最高为3.88，均匀度指数最高为0.99，并且有12个点位香农多样性指数大于3，41个点位均匀度指数大于0.5，这表明浮游植物群落结构相对稳定，水质较好，受到污染较轻。

济南作为“世界泉水之都”，矿产、旅游资源非常丰富，但近年来由于人工肆意开采、人类生活污水的排放使水体质量受到严重影响，因此对济南水域进行水生态调查及水环境保护具有重要意义。

参考文献：

[1]杨浩，曾波，孙晓燕，等.蓄水对三峡库区重庆段长江干流浮游植物落结构的影响[J].水生生物学报，2012，36（4）：715-723

[2] Lean D，Pick FR.Photosynthetic response of lake plankton to nutrient enrichment：a test for nutrient limitation[J].Limnology，1981，26（6）：1001-1019

[3] O'Farrell I，de Tezanos Pinto P，Izaguirre I. Phytoplankton morphological response to the underwater light conditions in a vegetated wetland[J].Hydrobiologia，2007，578（1）：65-77

[4] Reynolds C. Variability in the provision and function of mucilage in phytoplankton： facultative responses to the environment[J].Hydrobiologia，2007，578（1）：37-45

[5] 胡鸿均，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

[6] 毕列爵，胡征宇.中国淡水藻志[M].北京：科学出版社，2005

[7] 郑丙辉，田自强，张摇雷，等.太湖西岸湖滨带水生生物分布特征及水质营养状况[J].生态学报，2007，27（10）：4214-4223

[8] 白海锋，沈红保，问思恩，等.黄河兰州段浮游植物群落结构的研究[J].安徽农业科学，2015，43（16）：243-244

[9] 姜作发，唐富江，董崇智，等.黑龙江水系主要江河浮游植物种群结构特征[J]，吉林农业大学学报，2007，29（1）：53-57