盘州市虎跳峡水质营养状态及浮游藻类调查

伍晓林 廖芬 王洁 黄志开

摘要：为了解虎跳峡水质现状，对虎跳峡开展了水质营养状态及浮游藻类调查。营养状态调查结果表明：虎跳峡湖心和2#码头均已富营养化，其中虎跳峡湖心营养状态分级为轻度富营养;2#码头为重度富营养。浮游藻类监测结果表明，虎跳峡湖心和2#码头藻密度分别为5.65×106个/L和2.31×107个/L，倪氏拟多甲藻占绝对优势，分别占总藻密度的98.8%和97.4%，Margalef指数评价水质均为重污染。

关键词：水质;营养状态;浮游藻类;虎跳峡

中图分类号：X824

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）10-0082-03

1引言

营养状态能反应水环境质量的好坏，且浮游藻类的数量及群落与营养状态密切相关。浮游藻类作为生态系统的初级生产者，是水生生物的重要组成部分，其群落组成和数量变化对水体的水质营养状况有指示作用。虎跳峡位于盘州市英武镇，近年来盘州市虎跳峡到春季部分水域成酱油色。为了解虎跳峡水环境质量状况，对盘州市虎跳峡进行了富营养化指标及浮游藻类调查，为水环境管理提供依据。

2材料与方法

2.1采样点设置

在虎跳峡湖心、虎跳峡2#码头各布设一个点位。

2.2样品的采集及分析

2018年3月采集樣品，按《地表水和污水监测技术规范》（HJ/T91-2002）进行理化指标水样的采集，现场测定水温和pH值。理化指标及分析方法见表1。浮游藻类样品的采集固定、浓缩、计数按《水和废水监测分析方法（第四版增补版）》执行。浮游藻类的鉴定参考文献。

2.3水质评价方法

2.3.1水质类别评价

按《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）进行水质类别评价。

2.3.2营养状态评价

根据《地表水环境质量评价办法》（试行）（环办[2011]22号），采用综合营养状态指数法（TLI（∑））进行营养状态评价。用0～100的一系列连续数字对湖泊（水库）营养状态进行分级：TLI（∑）<30为贫营养;30≤TLI（∑）≤50为中营养;TLI（∑》50为富营养;50

2.3.3浮游藻类评价方法

（1）水体中浮游植物数量的计算方法。水中浮游植物个数的计算公式：

式（1）中，N为每升水中浮游植物的数量（个/L）;Cs为计数框面积（mm2）;Fs为每个视野的面积（mm2）;Fn为计数过的视野数;V为1L水样经沉淀浓缩后的体积（mL）;U为计数框体积（mL）;Pn为计数出的浮游植物个数。

（2）优势种（Y）计算方法。优势度根据各优势种出现的频率及个体数量进行计算，计算公式为：

式（2）中，y为优势度;N：为样品中某种浮游植物藻或浮游动物数量;N为样品中总浮游植物数量;Fi为样品中某种浮游植物藻出现频率。当物种优势度Y>0.02时，该种即为优势种。

（3）丰富度指数Margalef（D）计算及评价方法。利用Margalef指数（D）描述群落中种类和个体的丰度程度。计算公式为：

式（3）中：S为藻类种类总数，N为藻类个体总数。水质评价标准见表2。

3监测结果及评价

3.1理化监测

虎跳峡湖心和2#码头水质主要受总氮和总磷的影响，总氮浓度均超过《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）V类标准（表3）。虎跳峡湖心综合营养指数为56.69，营养状态分级为轻度富营养;盘州市虎跳峡2#码头综合营养指数为75.10，营养状态分级为重度富营养。

3.2浮游藻类监测

虎跳峡湖心和2#码头均鉴定出浮游藻类3门4种，其中甲藻门2种（倪氏拟多甲藻和柏林式多甲藻），隐藻门1种（吻状隐藻），绿藻门1种（衣藻）（表4，表5）。虎跳峡湖心和2#码头均以甲藻门的倪氏拟多甲藻占绝对优势。虎跳峡湖心总藻密度为5.65×106个/L，倪氏拟多甲藻、柏林拟多甲藻、吻状隐藻、衣藻藻密度分别为5.58×106个/L、1.80×l04个/L、3.00×104个/L、2.00×104个/L;倪氏拟多甲藻的优势度大于0.02，为优势种。Margalef指数（D）为0.13，属于重污染。虎跳峡2#码头总藻密度为2.31×107个/L，倪氏拟多甲藻、柏林拟多甲藻、吻状隐藻、衣藻藻密度分别为2.25×107个/L、1.80×105个/L、3.00×105个/L、1.20×105个/L;倪氏拟多甲藻的优势度大于0.02，为优势种。Margalef指数（D）为0.12，属于重污染。

4讨论

通过现场踏勘，发现虎跳峡周边无工矿企业废水及生活污水直排现象，回水区靠近岸边有较多漂浮在水面的浮游藻类、植物残体，水面局部呈酱油色。因秋、冬季水位逐渐下降，岸边浅水区底栖动植物、浮游藻类及浮游动物（以下简称为动植物）直接暴露于岸边，再加上水温低，浮游藻类、浮游动物不适应低温而沉入水底越冬或者死亡沉入水底，残体失去水分变干铺于岸边土壤或岩石表面;待春季水位逐渐上升，铺于岸边土壤或岩石表面的动植残体受到水体浸泡，使其再次浮出水面，再加上水温的升高从而导致释放大量的氮和磷，最终导致富营养化和藻类爆发（水华）。所以春季水体氮和磷含量较高，且靠近岸边氮和磷含量高于湖中心含量，即虎跳峡湖心营养状态分级为轻度富营养，2#码头为重度富营养;藻密度虎跳峡湖心低于2#码头。虎跳峡湖心和2#码头均以倪氏拟多甲藻占绝对优势，分别占总藻类数的98.8%和97.4%。水面表观呈酱油色，可能与倪氏拟多甲藻叶绿体为棕黄色有关。

氮和磷含量、pH值、光照强度、水温、流速等与藻类生长、群落结构关系密切。分析倪氏拟多甲藻引起水华的原因可能有以下几点。

（1）营养盐。氮、磷的过量排放是造成水体富营养化的根本原因。氮是藻类自身的组成物质，磷直接参加藻类光合作用、能量转化。水华形成与氮磷含量有关。由表3可知，虎跳峡湖心和2#码头的氮和磷含量均超过国际公认的水华暴发营养条件理论阈值（氮为0.2mg/L，磷为0.02mg/L）。虎跳峡湖心和2#码头氮磷比分别为20：1和11：1，藻密度虎跳峡湖心低于2#码头，由此可知倪氏拟多甲藻适宜生长在低氮磷比的水体中。

（2）pH值、光照。水体pH值和光照与藻类生长、光合作用关系密切，不同藻类适应于不同的pH值范围和光照强度。虎跳峡湖心和2#码头pH值分别为7.94和7.98，均为弱碱性。有研究表明，弱碱性环境下倪氏拟多甲藻光合能力要强于中性环境与弱酸性环境，其可以更加充分利用水体中的无机碳源快速生长繁殖。倪氏拟多甲藻具有较高的光饱和点，其可以耐受更高光强，这一特性为其形成水华提供了有利条件。

（3）温度。蓝、绿藻的最适生长温度较高，要明显高于硅、隐藻，倪氏拟多甲藻不同于蓝、绿藻喜高温的特点，其对温度变化适应性广，在7.5～20.O℃均有高光合活性，尤其在低温水体中通过环式电子传递链保护光系统，保持高光合活性，使其在春季低温水体中依然能够有效同化CO。，将光能转换成化学能，大量积累生物量从而在竞争中占据优势地位。所以其能适应春季水体温度变化成为优势种群。

（4）垂直迁移性。拟多甲藻是具有明显垂直迁移特性的藻类，这种特性可促进藻细胞捕获光照和营养盐。有研究表明，拟多甲藻在12m水深以上水柱中存在明显的周期性昼夜垂直迁移特性，00：00～16：00拟多甲藻向表层水体迁移并聚集，最大上移速度约为2m/h;白天聚集于水面时，水面呈酱油色，随着时间的推移水面颜色逐渐加深，水体透明度逐渐降低。16：00～00：00拟多甲藻向下部水体迁移，最大下移速度约为4m/h，表观颜色逐渐降低，在17：00以后水面基本恢复到无水华状态，水体透明度增大。拟多甲藻日间迁移至表层获取光能和无机碳来源，夜间迁移至水下获取磷源，从而更好的生长，故垂直迁移性也是拟多甲藻水华的原因之一，同时拟多甲藻的昼夜垂直迁移是导致拟多甲藻水华表层水体表观颜色不断变化的主要原因。

5结论

（1）富营养化指标监测分析表明，虎跳峡湖心和2#码头均已富营养化。虎跳峡湖心营养状态分级為轻度富营养;2#码头为重度富营养。

（2）浮游藻类监测结果表明，虎跳峡湖心和2#码头总藻密度分别为5.65×106个/L和2.31×107个/L，倪氏拟多甲藻占绝对优势，分别占总藻密度的98.8%和97.4%，Margalef指数评价水质均为重污染。