浑河浮游植物时空分布特征研究

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(辽宁省沈阳水文局，辽宁 沈阳 110003)

浑河古称沈水，又称小辽河。历史上曾经是辽河最大的支流，现为独立入海的河流、同时也是辽宁省水资源最丰富的内河。浮游植物是水环境中的初级生产者,是食物链的第一环节, 在能量流动和物质循环过程中具有十分重要的作用[1]。浮游植物能够通过光合作用制造有机物,其种类、组成和数量的变化不仅可以影响到其他水生生物的生存, 还会对整个水环境生态系统的平衡造成一定影响；同时，当环境发生变化时, 浮游植物的群落结构也会发生相应改变[2]。因此浮游植物的群落结构变化特征在某种程度上可以反映出该区域生态环境的基本情况[3]。

1 研究方法

1.1 采样点设置及采样时间

分别于2017年5～10月，在浑河上、中、下游，依次设置了七间房、浑河桥及谟家闸三个采样点(见图1)，每月上旬进行定期采样。下文分别用1号、2号、3号采样点对其进行标注。

图1 浑河浮游植物采样点分布

1.2 样品采集与处理

在采样现场，由采样人直接观察、记录水体状况，进行浮游植物的定性、定量采样并固定。浮游植物定性样品由25号浮游生物网采集，在水面下0～0.3 m处做“∞”形拖动并将网底浓缩样品放入标本瓶，取样体积约为30～50 ml，并加入1 ml鲁哥试剂进行固定。浮游植物定量样品由采水器在所测水层采水1 000 ml，并加入10 ml鲁哥试剂进行固定。带回实验室后，定性水样直接进行种类鉴定；定量水样在实验室沉淀48 h后浓缩，定容至一定体积，再用0.1 ml计数框进行计数，一个月内完成密度测定[4,5]。浮游植物的采样和测定都按规范方法进行[6]。

2 结果与讨论

2.1 浮游植物群落组成及优势种群

经分析鉴定可知，本次浑河上、中、下游三个采样点，5至10月共检出浮游植物8门50种(属)，其中，硅藻门16种(属)，绿藻门19种(属)，蓝藻门6种(属)，裸藻门3种(属)，甲藻门3种(属)，隐藻门、金藻门、黄藻门各1种(属)。各门浮游植物的物种数占浮游植物总物种数的比例分别为绿藻门38%、硅藻门32%、蓝藻门12%、裸藻门6%、甲藻门6%、黄藻门、隐藻门和金藻门均为2%。此外，6月至9月为汛期，在此期间，共观测到浮游植物7门46种(属)，而5月、10月为非汛期，其间观测到浮游植物7门37种(属)，远低于汛期水平。

由表1可知，2017年5至10月，浑河浮游植物种类在6月、8月、9月较多，分别为32种、33种、30种。绿藻种类在5至10月基本保持一致；硅藻种类则随着气温降低逐渐减少，并在10月时达到最少(6种)；蓝藻种类在8月时达到最多(5种)，6月则最少(1种)；甲藻种类在9月最多(3种)，其余月份基本一致。从门的组成分布上看, 绿藻门的种类数目占到了一半以上, 其次是硅藻门, 而金藻门和黄藻门种类仅在6、10 月份有少量出现。在水温较高的夏季(汛期)，浑河的浮游植物种类最丰富：其中，以绿藻门(36.06%)浮游植物最多，其次为硅藻门(30.33%)浮游植物。在春季和冬季温度较低时(非汛期)，浮游植物种类比较少，但绿藻门和硅藻门浮游植物仍然占主导地位。其中，7月水温较高，但浮游植物种类相比汛期的其他月份稍有减少，可能是因为该月三个采样点河水中总氮含量减少导致。在邓文丽等人对北京野鸭湖浮游植物群落结构与水质关系研究中，也提出过该观点[7]。

表1 5～10月浑河浮游植物种类数

在浑河浮游植物众多种类中，以硅藻门的小环藻，直链藻，绿藻门的衣藻以及隐藻门的隐藻为优势物种(见表2)。表2中给出了2017年5月至10月浑河上中下游三个采样点的优势物种分布情况，由表可知，浑河优势物种种数及其比例数从5月份开始逐渐增多，而在9月至10月逐渐减少，这主要是因为一般情况下，随着水温的增加，藻类繁殖也随着加快，种类数及其个数也会响应增加；其中，硅藻门的小环藻，绿藻门的衣藻以及隐藻门的隐藻几乎每个月都为优势物种，且其所占比例往往较大，而蓝藻门的平裂藻只有在9月为优势物种，造成这一现象的原因可能为环境气温的影响，蓝藻的生长受环境气温影响较大，而硅藻及绿藻在高温及低温环境中均能够获得迅速增长的机会，从而成为主要的优势种群，特别是硅藻门的小环藻，在多个月份中所占比重均为60%以上。

表2 浑河浮游植物优势物种

注：表中+++为优势物种所占比例为50%以上，++为优势物种所占比例为30%以上，+为优势物种所占比例为15%以上。

2.2 浑河浮游植物的时空分布

图2 可以看出，浑河上中下游三个采样点的浮游植物细胞密度之和在7月达到最大值，为4 981.7×104cells/L；在10月出现最低值，为2 229.5×104cells/L，说明浑河浮游植物数量随月份的变化而变化很大。

浑河上中下游三个采样点浮游植物细胞密度最大值出现的月份不完全相同。1号采样点7月浮游植物细胞密度最大，为990.9×104cells/L，该月份水温为29.1℃，总氮含量为2.97 mg/L，水体温度和可溶性盐类充足，有利于藻类的快速生长；2号采样点则在9月浮游植物细胞密度达到最大值，为1 682.0×104cells/L，TN 含量为2.34 mg/L，在一年中最高；3号采样点同样为7月浮游植物细胞密度最大，为2 738.3×104cells /L，其水温为30.5℃，总氮含量高达5.80 mg/L，与1号采样点类似，其水温及总氮含量都很高，适宜浮游植物生长繁殖。10月，各采样点浮游植物细胞密度均有所减小，与10月份水温降低，总氮含量减少密切相关。同时可以看出，浮游植物细胞密度在夏季达到最大值，而在秋季则逐渐减小，其趋势与浮游植物种类组成的季节变化一致，即浮游植物的种类和细胞密度会随水温的升高和水中可溶性盐类的增加而增加。此外，由图还可以看出，每个月浑河上中下游浮游植物细胞密度基本呈逐渐增加的趋势，这可能是因为浑河从上游至下游，不断有支流汇入，以及生活污水的排放，为藻类的生长提供了更多的营养物质和更好的环境。史玉强等也报道过辽宁大伙房水库由于氮磷输入造成浮游植物大量生长的例子[8]。

图2 2017年5～10月浑河各采样点的浮游植物细胞密度

图3 浑河浮游植物细胞密度的时间和空间分布

浑河浮游植物从细胞密度上看，汛期(6至9月)较非汛期(5、10月)普遍更大，且汛期以绿藻和隐藻为主，非汛期硅藻则被突显出来，这是河流的水动力学特征比较适合硅藻的生长，加上较低的气温抑制了其他藻类生长的缘故。在本次采样的三个采样点中， 1号、2号、3号采样点浮游植物细胞密度逐渐增加，特别是汛期呈现明显的增大趋势，这是因为越向下游，支流向主河道中汇入逐渐增加，河水中可溶性营养盐浓度增大，更适宜藻类的生长(见图3)。

3 结语

2017年5月至10月期间，浑河浮游植物以硅藻门的小环藻，直链藻，绿藻门的衣藻以及隐藻门的隐藻为优势物种，其群落组成及细胞密度受降雨，温度以及可溶性盐类等因素影响较大。在空间分布上，浮游植物的种类差异不大，但其细胞密度由上游至下游呈现明显的增加趋势，且汛期较非汛期有明显提高。

[1]Horne A J，Goldman CR. Limnology[M]. (2nd ed.) . New York: McGraw-Hill Companies,1994.226-264．

[2]Lepist L，Holopainen AL，Vuoristo H． Type-specific and indicator taxa of phytoplankton as a quality criterion for assessing the ecological status of Finnish boreal lakes[J]．Limnologica-Ecology and Management of Inland Waters，2004.34( 3) : 236-248．

[3]冯士筰, 李凤歧, 李少菁. 海洋科学导论[J]. 北京:高等教育出版社.1999: 272-349.

[4]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.

[5]胡鸿钧. 中国淡水藻类[M]. 上海: 上海科学技术出版社.1980.

[6]章宗涉,黄祥飞. 淡水浮游动物研究方法[M]. 北京: 科学出版社.1991: 1-414.

[7]邓文丽,刘均平,王晓星,等. 北京野鸭湖浮游植物群落结构与水质关系研究[J]. 湿地科学.2013.3(11):27-34.

[8]史玉强，李树莹，等. 辽宁大伙房水库水质及水生生物群落结构的研究[J]. 大连水产学院学报. 2003.18(1)：23-28.