汾河二库浮游植物群落特征及变化研究

胡长静

（山西省鱼病防治中心山西太原030002）

浮游植物因其多样性的时间和空间分布特征而被视为水环境的重要指示生物之一[1]，同时环境条件也能直接影响浮游植物的群落结构。浮游植物群落动态的重要特征是浮游植物种类组成与数量的季节变化。因此，调查分析各种水域浮游植物生态学特征和利用其监测水质研究正逐步展开[2]。本文调查研究了春、夏季汾河二库浮游植物群落特征，并结合汾河二库浮游植物数量生物量，Shannon-Weaver 多样性指数H′及均匀性指数J 等对汾河二库浮游植物群落特征及水质进行了分析研究，旨在为汾河二库水环境评价与保护、渔业资源合理利用和可持续发展提供理论依据。

1 材料及方法

1.1 采样时间

如图1 所示，本调查设置3 个站点在汾河二库。并于2016-2018年春（5月）、夏季（8月）共6 次进行标本采集。

1.2 浮游植物样品采集及分析

浮游植物定性及定量样品的采集以及数量，生物量的计算均参照淡水浮游生物研究方法及中国淡水藻类中的规定方法进行[3,4]。

图 1 汾河二库浮游植物采样点

1.3 Shannon-wiener 多样性指数H' 及Pielou均匀度指数J 计算

采用Shannon-wiener 多样性指数H’，对浮游生物的丰富度进行评价。

式中：H’——Shannon-wiener 多样性指数；

s——样品中浮游植物的种类数；

ni——样品中i 种浮游植物个体数；

N——样品中浮游植物总个体数[5]。

Pielou 均匀度计算公式为：J=H’/log2S

式中：J 为均匀度；H’为Shannon-Wiener 指数；S为浮游植物种类总数[6]。

2 结果与分析

2.1 群落组成

在2016-2018年的5月及8月份调查中，汾河二库共发现浮游植物8 门42 属50 种，见表1。其中绿藻门最多，共15 属21 种，占库区总种数的42%，其次是硅藻门，共14 属种，占库区总种数的28%。

2.2 优势种组成

汾河二库优势种种类组成如表2 所示，汾河二库优势种主要是硅-绿藻门，优势种优势度不明显，水库中小环藻、衣藻、卵形隐藻，针杆藻优势种持续时间最长，肘状针杆藻优势种持续时间最短，在2016年8月份出现，其他时间都未出现，伪鱼腥藻优势种在三年的8月份都出现，说明持续时间最长也具有时间稳定性，锥囊藻优势种在2017年8月及2018年5月和8月份都出现，优势种随季节也有轻微变化，5月份均未出现蓝藻门的伪鱼腥藻，伪鱼腥藻是一种丝状蓝藻，属有毒水华藻种，三年调查都出现在8月份，原因可能是5月份水温较低加之冬春雨水等带来的外来营养盐较少不利于其生长，8月份水温和营养盐累积更有利于蓝藻的生长从而导致蓝藻大量爆发。锥囊藻在2017年8月后出现较多，锥囊藻属于贫营养型水体的指示物种。

表1 汾河二库浮游植物种类名录

表2 汾河二库优势种种类组成

表3 汾河二库各月份浮游植物密度和生物量

2.3 浮游植物丰度生物量及季节变化

汾河二库各月份浮游植物密度和生物量见表3及图2，汾河二库2018年8月份浮游植物平均密度和生物量大于其他月份。且三年中8月份的浮游植物平均密度及生物量都大于5月份。按浮游植物生物量分级来看[5]，2016年及2017年5月份都是贫-中营养型，2016年及2017年8月份为中-富营养型。2018年为富营养型。

图2 汾河二库浮游植物平均密度生物量月份变化图

2.4 浮游植物各门密度百分比季节变化

浮游植物各门密度百分比季节变化见表4。

从图3 中可以看出，2016年—2018年5月汾河二库的浮游植物以绿-硅-隐藻门为主，2016年5月份绿藻门占的比例最大，其次为硅藻门，再次为隐藻门，2017年5月份绿藻门占比例最大，其次为硅藻门，再次为隐藻门，2018年5月份硅藻门占比例最大，其次为绿藻门，再次为隐藻门，2016年8月及2017年8月份都以硅-绿-蓝藻门为主，只是占的比例有所不同，2016年8月份蓝藻门占的比例最大，其次为绿藻门，再次为硅藻门，2017年8月份硅藻门占的比例最大，其次为蓝藻门，再次为绿藻门，2018年的8月份硅藻门最多，硅藻门比例达到87.1%，其次为绿藻门，再次为蓝藻门和隐藻门。2017年8月份硅藻门占比例最大，2016年5月及8月，2017年5月份绿藻门比硅藻门占的比例大，2016年8月份蓝藻门比例比硅藻门还大，从2017年8月开始，硅藻门比绿藻门占比例大，不同的季节浮游植物密度存在很大差异，是因为不同季节浮游植物种类存在差异。

表4 汾河二库浮游植物各门密度百分比

2.5 浮游植物多样性指数H′及均匀性指数J 分析

在众多的多样性指数中，本次研究选取了Shannon-Wiener 多样性指数H′和Pielou 均匀度指数J 来反映汾河二库浮游植物多样性。通常认为生物种类越多或分布越均匀，多样性就越大，因此就认为水质更好；反之多样性越低，就认为水质污染程度越高。

多样性指数及均匀度指数评价标准见表5。

汾河二库浮游植物Shannon-Weave 多样性指数（H′）平均值以2017年5月份最高，为4.25，2018年的8月份平均值最低，为1.91，浮游植物均匀性指数（J）平均值同样以2017年5月份最高，为0.8，以2018年的8月份平均值最低，为0.47，见表6。

Shannon-Wiener 生物多样性指数（H′）评价水质2016年5月为轻污染，2016年8月为β-中污染，2017年5月为轻污染，2017年8月为β-中污染，2018年5月为轻污染，2018年8月为α-中污染，综合评价为轻污染～β-中污染。

表5 多样性指数及均匀度指数评价标准

表6 汾河二库浮游植物多样性指数（H′）及均匀性指数（J）

Pielou 均匀度生物多样性指（J）评价水质2016年5月及8月为轻污染，2017年5月及2018年5月为轻污染，2017年8月及2018年8月为β-中污染，综合评价为轻污染～β-中污染。

3 结论

通过2016-2018年春（5月）、夏（8月）季对汾河二库浮游植物进行的6 次调查，汾河二库共发现浮游植物8 门42 属50 种。其中绿藻门最多，共15 属21种，占库区总种数的42%，其次是硅藻门，共14 属种，占库区总种数的28%，汾河二库优势种主要是硅-绿藻门，优势种优势度不明显，水库中小环藻，衣藻，卵形隐藻，针杆藻优势种持续时间最长，肘状针杆藻优势种持续时间最短，汾河二库2018年8月份浮游植物平均密度和生物量大于其他月份。且三年中8月份的浮游植物平均密度及生物量都大于5月份。同时用游植物数量及生物量，Shannon-Weaver 多样性指数H′及均匀性指数J 等方法评价其水质。汾河二库浮游植物密度及生物量分别293.2～4337.1 万个/L 和2.71～17.69mg/L，Shannon-Weaver 多样性指数H′及均匀性指数J 变化范围为1.91～4.25 和0.47～0.8，评价汾河二库水质为轻污染至中污染。汾河二库为贫-中营养到富营养型过渡。