中运河宿迁国电码头段夏季浮游植物群落结构特征指数分析

王信海等

摘要：2013年8月1—19日共7次对中运河宿迁过段码头段的5个断面15个采样点的浮游植物进行调查。结果表明：全段共发现浮游植物6门32种（属），其中以绿藻门和硅藻门为主；浮游植物总密度为13.9万～21.0万个/L，平均密度为16.6万个/L，总生物量为0.127 6～0.155 2 mg/L，平均生物量为0.126 8 mg/L，其中以硅藻门和绿藻门占绝对优势，2个门占总密度的70.6%，占生物量的79.9%；各监测点之间的群落特征指数无明显差异，多样性指数均值为3.33，变动范围为2.83～3.73；均匀度均值0.84，变动范围为0.69～0.92；丰富度均值为0.87，变动范围为059～1.18；单纯度均值为0.14，变动范围为0.10～0.23。浮游植物生物多样性和均匀度很好，浮游植物群落结构处于非常完整和稳定的状态，不易受外界环境干扰，水质处于优良清洁等级。

关键词：中运河；夏季浮游植物；生物量；群落特征；指数分析；水质评价

中图分类号：X172 文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）09-0403-04

通信作者：姜爱兰。E-mail：jiangjing925@yahoo.com.cn。京杭大运河宿迁段属于运河中段，称为中运河，素有苏北的“黄金水道”之称。中运河宿迁段长112 km，流经宿迁市东部，连接老城区与宿豫区。两岸文化底蕴深厚，有乾隆行宫、项王故居等遗迹。现今宿迁京杭运河仍肩负着来往通航、行洪的历史使命，更应担任体现宿迁滨水城市特色的新使命[1]。同时也是宿迁市重要的交通和生活饮用水命脉，宿迁市沿河生活饮用水的90%来自运河[2-3]。

宿迁国电码头位于宿迁市洋北镇，主要承载电厂煤炭装卸。宿迁市近年来大力发展运河文化，加强运河环境建设，在改善运河水质条件，禁止企业未经处理的污水直接排入运河，加强运河沿线码头粉尘、油污等泄露，减少城市生活用水和污水的排放方面做了大量的工作，运河水质得到了大大的改善，但其水质问题仍备受市民的关注。关于中运河段水生生物的调查较少，仅见潘立勇对徐州段报道[4]，而宿迁段尚未有系统的水生生物资源调查记录。因此，结合江苏省自主创新资金实施地（位于中运河宿迁国电下游2 km左右位置）的水质监测工作，于2013年8月首次开展了水生生物资源调查，旨在通过对大运河宿迁国电段浮游植物的种类组成、生物量及浮游植物的群落特征调查研究，结合污水生物系统指标判断标准，对调查段的大运河水质作出评价，为保护和治理大运河提供参考依据，为生活生产用水提供安全保障。

1研究方法

1.1采样点布设

根据文献[5-6]，本调查在码头上游1 km、码头中心位置、码头下游界点、码头下游750、2 000 m共布置了5个断面，每个断面在河中心、河两端距离岸边10 m处布点，共计15个水生生物采样点，具体见图1和表1。

1.2水样采集与处理

1.2.1水样的采集本研究于2013年8月1—19日每隔 3 d 进行1次（共7次）浮游植物采样。（1）定性水样采集。按监测断面的采样点设置，在每个采样点使用25号浮游植物网，在水面下0.5 m处作“∞”形回环运动，2 min左右过滤至30 mL，保存于广口玻璃瓶中用于活体的观察。（2）定量水样采集。由于浮游植物多在水面下0.5 m，因此直接在每个采样点水下0.5 m处采水，采水样1 000 mL，加入10～15 mL鲁哥氏液固定。

1.2.2水样的处理将采回的水样在实验室静置24 h以上，抽去上清液，将余下的沉淀（一般约20 mL）转入30 mL定量瓶中，并用上清液少许冲洗沉淀器3次，冲洗液仍倒入定量瓶中，定容至30 mL后，贴上标签保存、待检。

1.3物种鉴定与计数

标本鉴定主要依据文献[5，7-9]等资料。将浓缩定量后的水样摇匀，吸出0.1 mL置于0.1 mL计数框内，在10×20倍显微镜下观察并分种计数，采用目镜视野法随机选取20个视野计数，每个样品重复2次（结果误差在“±0.5”以内），取其平均值并计算出1 L水样中浮游植物的数量。

1.4数据处理

1.4.1生物量的计算根据浮游植物的体形按最相似的几何形状测量计算。如球形种类，则是测量其半径，2.3中运河宿迁国电段浮游植物的群落特征

从表4可见，各监测点之间的群落特征指数无明显差异。根据各监测点数据统计分析可知，调查水域的多样性指数均值为3.33，变动范围为2.83～3.73；均匀度均值0.84，变动范围为0.69～0.92；丰富度均值为0.87，变动范围为0.59～118；单纯度均值为0.14，变动范围为0.10～0.23。

2.4多样度与均匀度、丰富度和单纯度之间的相关分析

对各采样点浮游植物的多样度与均匀度、丰富度和单纯度通过SPSS[13]软件参照文献[14]进行Pearson相关系数分析，结果表明，中运河宿迁国电码头段浮游植物多样度与均匀度和丰富度相关系数分别为r=0.623 和r=0.622，均有显著意义，说明浮游植物多样度与均匀度和丰富度变化趋势均呈显著正相关；多样度与单纯度相关系数r=-0.915，有极显著意义，说明浮游植物多样度与单纯度变化趋势呈极显著负相关。

3结论与讨论

3.1浮游植物的种类组成及密度和生物量

中运河宿迁国电码头段浮游植物，以硅藻门和绿藻门为主，硅藻门中的直链藻、双菱藻和舟形藻为优势种（优势度≥0.02），绿藻门中的栅藻、新月藻、小球藻为优势种（优势度≥0.02）。其中，硅藻门的舟形藻、双菱藻、小环藻和脆杆藻，绿藻门的小球藻和栅藻在各采样点均有出现，出现率近100%。根据浮游植物的水体污染指示标准，说明此河段属于寡污带至β-中污带种类[15]。硅藻门和绿藻门的数量占整个调查河段的70.6%，生物量占整个河段的79.9%，这一结果与国内许多河流的的浮游植物调查结果[16-17]相同。其中，硅藻门的生物量达51.6%，这与海河[18]、长江[19]的调查结果基本接近。浮游植物总数量为13.9万～21.0万个/L，平均密度为16.6万个/L，根据贾晓平等提出的饵料生物（浮游植物）水平endprint

分级评价标准[20]可知，本调查河段浮游植物数量处于最丰富水平。浮游植物的总生物量在0.127 6～0.155 2 mg/L 之间，平均生物量为0.126 8 mg/L，根据何志辉的营养分类标准[21]可知，本调查河段属于贫营养型水体。

3.2浮游植物群落特征及Pearson相关系数的评价

生物多样性指数不仅可以反映生物多样性丰富程度，还可以反映生物栖息环境的优劣和受污染程度。本研究物种多样性采用Shannon-wiener指数表示，该指数通常多用于反映群落结构的复杂程度。越复杂的群落对环境的反馈功能越强，从而使群落结构得到较大的缓冲，趋于稳定[22]。均匀度则是实际多样性指数与理论上最大多样性指数的比值，是一个相对值，其数值范围在0～1之间，用它来评价浮游植物的多样性更直观、清晰。在实践应用中，当均匀度大于0.3时，浮游植物的多样性较好，以此作为评价其多样性优劣的标准符合客观实际[23-24]。本调查结果显示，水域的多样性指数均值为3.33，变动范围为2.83～3.73；均匀度均值为0.84，变动范围为0.69～0.92，按照陈清潮等提出的生物多样性阈值评价标准[25]可知，本调查河段的浮游植物多样性处于丰富与非常丰富之间，说明本调查段浮游植物生物多样性和均匀度很好，浮游植物群落结构处非常完整和稳定的状态。

中运河宿迁国电码头段浮游植物多样度与均匀度和丰富度变化趋势均呈显著正相关；多样度与单纯度变化趋势呈极显著负相关。说明本调查水域浮游植物多样度、丰富度、均匀度和单纯度4种指数均能较好地表达浮游植物多样性。

综上所述，根据浮游生物的种类组成、密度和生物量及浮游植物群落特征的综合评定及相关性分析结果可知，中运河宿迁国电码头段浮游植物数量非常丰富，生物多样性处于丰富与非常丰富之间，因此得出此段水体生境质量处于优良清洁的等级。这一结果也证明了近年来宿迁市对运河治理的效果非常明显。

参考文献：

[1]沈惠新. 城市滨水区景观优化设计研究——以宿迁市京杭大运河为例[J]. 安徽农业科学，2012，40（14）：8199-8201.

[2]杨士建，嵇跃同，陆上岭，等. 中运河宿迁段水体氮污染特征分析[J]. 环境科学与技术，2005，28（4）：42-43.

[3]邰学东，陈勇，崔宝义，等. 城市滨水区开发与空间形态塑造的规划探讨——以宿迁市市区运河沿线空间形态设计为例[J]. 城市规划，2010（2）：93-96.

[4]潘立勇，粟多寿. 京杭运河徐州段底栖动物与水质的关系[J]. 环境科学技术，1992，4（1）：1-5.

[5]张觉民，何志辉. 内陆水域渔业自然资源调查手册[M]. 北京：农业出版社，1991：12-122.

[6]SL 219—1998水环境监测规范[S]. 北京：中国水利水电出版社，2013：4-10.

[7]周凤霞，陈剑虹. 淡水微型生物图谱[M]. 北京：化学工业出版社，2005.

[8]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.

[9]何志辉. 淡水生态学[M]. 北京：中国农业出版社，2000.

[10]Margale F R.Perspective in ecological theory[M]. Chicago：University of Chicago Press，1968.

[11]Shannon C E，Weaver W.The mathematical theory of communication[M]. Urbana：University of Illinois Press，1949.

[12]Pielou E C. Ecological diversity[M]. New York：Wiley Inters，1975.

[13]卢纹岱. SPSS for Windows统计分析[M]. 北京：电子工业出版社，2002.

[14]李文荣，田家怡，徐天和，等. 环境监测统计学[M]. 济南：山东大学出版社，1990：198-207.

[15]芦晏生. 松花江污染对浮游生物、着生藻类影响的初步研究[J]. 环境科学，1985（1）：33-39.

[16]洪松，陈静生. 中国河流水生生物群落结构特征探讨[J]. 水生生物学报，2002，26（3）：295-305.

[17]张军燕，张建军，杨兴中，等. 黄河上游玛曲段春季浮游生物群落结构特征[J]. 生态学杂志，2009，28（5）：983-987.

[18]商玉荣. 京津地区主要河流浮游植物群落结构特征与河流质量的研究[J]. 中国环境科学，1992（3）：208.

[19]曾祥琮. 长江水系渔业资源调查协作组全国渔业资源调查和区划专集——长江水系渔业资源[M]. 北京：海洋出版杜，1990.

[20]贾晓平，杜飞雁，林钦，等. 海洋渔场生态环境质量状况综合评价方法探讨[J]. 中国水产科学，2003，10（2）：160-164.

[21]何志辉.中国湖泊和水库的营养分类[J]. 大连水产学院学报，1987（1）：1-10.

[22]慕建东，董玮，陈碧鹃，等. 桑沟湾浮游植物生态特征[J]. 渔业科学进展，2009，30（3）：91-96.

[23]马建新，郑振虎，李云平，等. 莱州湾浮游植物分布特征[J]. 海洋湖沼通报，2002（4）：63-67.

[24]王志忠，巩俊霞，陈述江，等. 东平湖水域浮游植物群落组成与生物量研究[J]. 长江大学学报：自然科学版，2011，8（5）：235-240.

[25]陈清潮，黄良民，尹建强，等. 南沙群岛海区浮游动物多样性研究[M]. 北京：海洋出版社，1994：42-50.endprint