漳泽水库藻类Margalef氏多样性指数（D）趋势分析

史伟生

（山西省水文水资源勘测局 山西太原 030001）

1 生物监测及其生物多样性

1.1 生物监测

水质监测的方法主要有物理、化学和生物监测，生物监测具有敏感性、长期性、连续性、经济性、非破坏性和综合性等优势。从微观到宏观，水体的生物监测技术涉及到分子、种群、群落等不同生物学水平。藻类作为水体中的初级生产者，分布广泛，适应性强，藻类的群落结构特征一直是水环境监测、水生态修复和治理的重要组成部分。

1.2 生物多样性

生物多样性（biodiversity）是指在一定时间和一定地区所有生物（动物、植物、微生物）物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称。一般认为生物多样性包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性三个层次。物种多样性是是构成生态系统多样性的基本单位，是生物多样性的核心，也是本文研究的主要内容。

2 全国藻类试点监测工作

为适应水资源管理与水生态保护工作的需要，水利部水文局从2008年开始从全国选择重点水库开展藻类试点监测工作，由部水文局组织各试点单位参加，强调采用统一的技术标准和方法，加强各试点单位间的沟通，推进藻类试点监测工作更好地开展。

水利部水文局负责组织试点监测工作，组织相关的技术培训，协调各试点单位共同参加开展工作。长江流域水环境监测中心为试点工作的技术负责单位，负责组织起草统一的监测方案；承担试点过程中的技术指导及人员培训。

漳泽水库作为山西省唯一参与全国藻类试点监测的重点湖库，从2009年开始进行藻类监测。监测时间为每年的5月至11月，频次为每月1次，如果发生水华可视情况增加监测频次。

2009年由于是第一年开展此项工作，只在漳泽水库中选择常规水质采样点坝上1点进行藻类的采样监测，从2010年开始根据水库的特点选择库中心、网箱附近和坝上3点开展藻类监测。之后由于水库取消了网箱养鱼活动，于2013年9月取消了网箱附近这一点。

这是山西省历史上首次对大型水库进行藻类的连续监测，对摸清漳泽水库藻类分布状况，主要种类和群落结构的演替具有开创性意义，有助于更加直观准确地评估水库富营养化程度。本文选择漳泽水库2010-2013年的藻类监测资料进行生物多样性和污染程度分析，旨在为水库的水环境保护提供基础资料，以期为水生态健康指标以及水生态修复评价提供理论依据，也为水库的水资源保护提供理论指导。

3 分析方法

3.1 多样性指数

一般说来，多样性指数取决与三个因素，即种类多寡、个体丰度及均匀度。物种多样性受到生态环境的影响，特别与污染程度有关，所以可用多样性指数来反映污染的情况。对同一藻类监测数据用不同的多样性指数进行评价，其结论虽具有一定的相关性。但是由于计算方法和判断标准的不同，造成判断结论的差异，也属正常。本文使用Margalef氏物种丰富度指数（D）对漳泽水库2010到2013年藻类进行多样化分析。

3.2 Margalef氏物种丰富度指数（D）

式中:S——藻类属数；

N——藻类个体总数。

Margalef氏物种丰富度指数（D）主要是种类多少的一种反映。藻类种类愈多，个体数量分布愈均匀，所得的D值越大，指示水环境愈稳定，水质越好，水体污染程度越低，Margalef氏物种丰富度指数（D）代表水体污染程度详见表1。

表1 Margalef氏物种丰富度指数（D）代表水体污染程度标准

有人应用Margalef氏多样性指数（D）进行了鱼类种类多样性的比较，认为只有在两个区域的自然生态条件相当时，才有较好的可比性。此公式的优点是简单易于计算，但只考虑了属的数量与个体数之间的关系，没有考虑个体数在各种类间的分配情况，误差较大。

4 藻类生物多样性分析

Margalef氏多样性指数（D）越小表明水库中藻类的生物多样性越小，种类组成越单一，水体可能受到的污染越严重。当检测出的藻类属的数量较多，且其相对丰度分布较平均时，相应的指数（D）较高。而当此月检出的藻类属较少，优势种的总优势度较大或者优势种优势度的分布比较集中，甚至有绝对优势种出现时，往往指数（D）较低。

1）坝上

从2010至2013年在藻类监测期间，漳泽水库采样点坝上的Margalef氏多样性指数（D）指数大多数时候都在2以上。按照Margalef氏多样性指数（D）代表水体污染程度标准判断，坝上对照的污染程度大多数都处在中度污染水平，时常也会低于2，出现重度污染。从变化趋势分析，2010到2013年，坝上重度污染出现的频率越来越频繁。重度污染出现的月份对应的指数（D）越小，相应的生物多样性也越低。多样性指数（D）出现最低的月份为2013年5月，只有1.01。相应的这个月坝上只检出11个属的藻类，非常少，优势种的优势度也基本集中于绝对优势种隐藻。多样性指数（D）出现最高的月份为2010年10月，达到了3.00。当月坝上检出藻类属28个，较多。而且优势种的优势度分布也很平均，详见表2。

表2 漳泽水库坝上藻类Margalef氏多样性指数（D）统计表

2）网箱附近

从2010至2013年在藻类监测期间，漳泽水库采样点网箱附近的Margalef氏多样性指数指数（D）及其变化规律和坝上相似，大多数时候在2以上，对应的污染程度为中度污染水平，时常也会低于2，出现重度污染。从2010到2013年，水库网箱附近重度污染出现的频率越来越频繁。重度污染出现的月份对应的指数（D）很小，相应的生物多样性也很低。多样性指数指数（D）出现最低的月份是2011年8月，只有1.37，详见表3。

表3 漳泽水库网箱附近藻类Margalef氏多样性指数（D）统计表

3）库中心

从2010至2013年在藻类监测期间，漳泽水库采样点库中心的Margalef氏多样性指数（D）及其变化规律和另外两个采样点相似，大多数时候在2以上，对应的污染程度为中度污染水平，时常也会低于2，出现重度污染。从2010到2013年，重度污染出现的频率越来越频繁。指数（D）出现最低的月是2013年5月，只有1.39，本月只检出14个属的藻类，很少，优势种优势度基本集中于绝对优势种隐藻，详见表4。

表4 漳泽水库库中心藻类Margalef氏多样性指数（D）统计表

5 结论

从2010至2013年在藻类监测期间，漳泽水库三个采样点的Margalef氏多样性指数（D）及其变化规律基本相似，大多数时候都在2以上，按照Margalef氏多样性指数（D）代表水体污染程度标准判断，漳泽水库对照的污染程度大多数都处在中度污染水平，时常也会低于2，出现重度污染。从变化趋势分析，2010到2013年，漳泽水库重度污染出现的频率越来越频繁。

Margalef氏多样性指数（D）较高的月份，藻类的生物多样性较丰富，相应的漳泽水库中藻类属的数量较多，且其相对丰度的分布较平均。优势种的总优势度不大或者优势种优势度的分布较均匀，不会有绝对优势种的出现，对应其污染程度较低。而优势种的总优势度较大或者优势种优势度的分布比较集中，甚至有绝对优势种出现的月份，水库的Margalef氏多样性指数（D）较低，藻类的生物多样性较差，水库中藻类属的数量也较少，对应的污染程度较高。

总体上看漳泽水库三个采样点的藻类Margalef氏多样性指数（D）评价结果具有一定的相关性，差异不大。藻类的生物多样性处在中等水平，这与水库的营养物质较多，处于轻度富营养化的状况相对应。