秦淮河江宁段浮游植物群落结构调查

李云，金伟，鲍婷，王文秀，黄鸿兵，代培*

（1.江宁区农业农村局，江苏 南京 211100；2.江苏省淡水水产研究所，江苏 南京 210017）

秦淮河为长江的一条支流，是南京的第一大河，有南北两源，北源句容河，南源溧水河，两河在南京市江宁区西北村汇合后，自西向东，流经南京城区后汇入长江。秦淮河全长约110 km，干流长约34 km。秦淮河流域属亚热带、半湿润季风气候，多年平均气温为15.4 ℃，最高气温为43.0 ℃，最低气温为-14.0 ℃，降水较为丰沛，多年平均降水量为1 031 mm，汛期为5—9 月份[1]。

浮游植物是水生态系统的重要初级生产者，为水体中溶解氧的主要供应者，在水体生态平衡中发挥着重要作用[2]。浮游植物对水环境的变化较其他水生生物敏感，其群落结构特征常用来指示水环境的质量状态[3]。目前，关于秦淮河浮游植物方面的研究报道较少，最新的研究为文献[4]关于2012 和2013 年秦淮河浮游植物现状调查。为了解长江禁捕后，秦淮河江宁段浮游植物群落结构现状，开展了浮游植物群落结构调查，以期为长江禁捕后秦淮河水生态保护提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 时间与地点

2023 年5、10 和12 月。秦淮河江宁段。

1.2 点位设置

共设置2 个调查断面，并在每个断面的南岸、中线和北岸各设置1 个采样点，见图1。

图1 采样断面

1.3 样品采集与处理

参照《水生生物学》[5]中浮游植物采集方法采集样品。用有机玻璃采水器在水下0.5 m 处采集表层水2 L，现场加入15 mL 鲁哥试剂固定。带回实验室后，将样品静置48 h，利用虹吸法将样品浓缩至30 mL 后镜检。镜检前充分摇匀样品，并快速吸取0.1 mL 样液，加入0.1 mL 的浮游植物计数框中，每片观察100 个视野。每个样品计数2 片，取均值作为最终结果。2 片计数结果相差15%以上，进行第3 片计数，取3 者中个数相近的2 片均值为结果。浮游植物分类鉴定参照文献[6-7]，采用体积法，计算浮游植物的生物量，单位为mg/L。

1.4 数据处理

采样断面示意图由ArcGIS10.7 软件绘制。数据处理与统计分析采用Excel 2013 软件完成。采用Mcnaughton 优势度指数（Y），确定浮游植物优势种。

式中：ni——样品中第i种个体数与总个体数的比值；

N——样品中所有物种的总体个数；

fi——该种的站位出现频率。

采用Shannon-Weiner 多样性指数（H'）、Margalef 丰富度指数（D）、Pielou 均匀度指数（J），评价浮游植物生物多样性[8]。

式中：Pi——样品中第i种个体数与总个体数的比值；

ni——第i种的个体数；

N——样品中所有物种的总体个数；

S——样品中的藻类物种总数。

2 结果与分析

2.1 群落组成

2.1.1 物种组成

2023 年秦淮河江宁段共鉴定到浮游植物7门61 属105 种，其中绿藻门物种数最多，为48 种，占浮游植物物种总数的45.71%；其次为硅藻门，物种数为32 种，占比为30.48%。5 月份浮游植物物种数最多，为64 种，12 月份其次，物种数为63种，10 月份物种数最少，为47 种。各月份均以绿藻门和硅藻门物种数占优，其中12 月份以硅藻门物种数最多，占比为44.44%；5 和10 月份均为绿藻门物种数占优，占比分别为50.00%和38.30%见图2。

图2 秦淮河江宁段浮游植物物种组成时间特征

2.1.2 优势种

2023 年秦淮河江宁段3 个月共有优势种12 种，包括硅藻门5 种，绿藻门1 种，蓝藻门3 种，隐藻门3 种。5 月份浮游植物优势种最少，为3 种。10 和12 月份优势种组成较为相似，分别为8 种和7 种，共有优势种有5 种。秦淮河江宁段浮游植物Y见表1。

表1 秦淮河江宁段浮游植物Y①

2.2 群落多样性

秦淮河江宁段浮游植物H' 平均值为2.85，其中5 月份最高，为2.16，12 月份最低，为1.94；J平均值为0.61。3 个月份的J相差较小，其中5 和10 月份相对较高，均为0.65，12 月份相对较低，为0.57；D平均值为5.77，其中12 月份最高，为2.03，10 月份最低，为1.62，见图3。

2.3 密度与生物量

2.3.1 密度

秦淮河江宁段浮游植物平均密度为3.79×106ind./L，其中隐藻门平均密度最高，为1.23×106ind./L；硅藻门其次，为1.16×106ind./L。不同采样时间，浮游植物平均密度及密度主体门类有所差异，其中5 月份平均密度最高，为4.70×106ind./L，10 月份其次，为4.48×106ind./L，12 月份密度最低为2.19×106ind./L。5 月份硅藻门和绿藻门浮游植物贡献率均较高，10 月份以隐藻门为主，12 月份以硅藻门为主。浮游植物各门类密度的时间变化见表2。

2.3.2 生物量

秦淮河浮游植物平均生物量为3.78 mg/L，生物量主体为硅藻门，其平均生物量为1.78 mg/L，其次为隐藻门，为0.83 mg/L。5 月份浮游植物生物量最高，为6.73 mg/L，10 月份其次，为3.58 mg/L，12 月份最低，为1.04 mg/L。5 和12月份浮游植物生物量主体为硅藻门，10 月份则为甲藻门。浮游植物各门类生物量的时间变化见表3。

表3 秦淮河江宁段浮游植物生物量的时间特征mg/L

3 讨论

3.1 群落结构

本调查中，共鉴定出浮游植物7 门61 属105 种，浮游植物群落结构以绿藻门和硅藻门为主体，且蓝藻门占一定比例，鉴定的浮游植物物种数，远高于石晓丹等[9]（5 门37 属43 种）和严莹[4]（4 门30 属37 种）调查结果。这可能与调查频次有关，在浮游植物物种组成上，本调查3 次，均以绿藻门和硅藻门物种为主。

秦淮河江宁段浮游植物平均密度为3.79×106ind./L，平均生物量为3.78 mg/L，两者均低于秦淮河2008 年7 月份的调查结果（密度为33.67×106ind./L，生物量为17.91 mg/L）[9]。这主要与调查季节有关，7 月为夏季，浮游植物进入快速繁殖期，特别是蓝藻门物种，因此浮游植物密度和生物量相对较高，但也可能与水体富营养化程度相关。近几年，特别是开展长江禁捕后，水生生物资源得到有效保护，水环境质量不断提高，水体富营养化程度得到改善。

本调查中，浮游植物密度和生物量主体均为隐藻门和硅藻门，蓝藻门现存量占比相对较低。秦淮河为通江河流，水体有一定的流速，水体交换较快，加上水域生态环境的不断改善，水体富营养化程度相对较低，不适宜喜静水高温的蓝藻门生存[10]。秦淮河江宁段多为自然岸线，沿岸的水生植物覆盖度较高，这些都十分有利于隐藻门的生长与繁殖，此外，本调查时间主要为春季、秋季和冬季，其间水温相对较低，更适宜硅藻门生长。因此，浮游植物现存量表现为以硅藻门、隐藻门和绿藻门为主，蓝藻门占比相对较低的特征。

3.2 时间特征

浮游植物为水生态系统初级生产者，对水环境的变化较其他水生动物敏感。本调查时间分别为2023 年5、10 和12 月，不同调查时间浮游植物群落结构存在一定差异。5 和10 月份物种组成较为相似，均以绿藻门为主体，12 月份则以硅藻门为主体；5 月份绿藻门和硅藻门密度贡献率相对较高，10月份隐藻门最高，12 月份硅藻门最高；5 和12 月份，生物量贡献率均以硅藻门最高，10 月份则以甲藻门最高。文献[11]研究结果显示，浮游植物群落结构的时间特征主要影响因子为水温。水温是决定浮游植物的生长和群落演替的主要环境因子，不同种类的浮游植物，适宜生长的温度也存在一定差异。一般而言，硅藻门和甲藻门物种喜好低温，当水温超过30 ℃后，较多物种无法生存；绿藻门和蓝藻门物种适宜温度一般＞25 ℃，蓝藻门物种更耐高温。本试验结果，也符合浮游植物群落不同季节的演替规律，但对于相对封闭的湖泊[12-14]，秦淮河水流量较大，水体交换速度快，浮游植物的群落结构演替同湖泊中有所差异。一般湖泊水体稳定，蓝藻门和绿藻门在高温期会快速生长，显著高于其他门类。

3.3 生物多样性对水质的指示作用

浮游植物群落结构，可对水体理化状态变化做出响应，有研究[15]利用浮游植物来评价水质。生物多样性指数，是基于物种数和个体数反映浮游生物群落的多样性和稳定性，物种越丰富，群落复杂丰度越高，抗干扰能力越强。利用浮游植物生物多样性评价水质状况，当H'＞3 时，水质为清洁水平，2≤H'≤3 时为β-中污染；1≤H'＜2 时，为α-中污染，0≤H'＜1 为重污染；当J＞0.8 时，水质为清洁水平；0.5≤J≤0.8 时，为轻污染型；0.3≤J≤0.5 时，为β-中污染；0.0≤J≤0.3 时为重污染型；当D≥4 是，水质为清洁水平，3≤D＜4 时，为轻度污染型，1≤D＜3时，为中度污染型；0≤D＜1 时，为重度污染型[16]。本试验中，秦淮河浮游植物H' 为2.85，各月份H' 变幅为1.94～2.16，评价结果为中污染；浮游植物J为0.61，各月份变幅为0.57～0.65，评价结果为轻污染型；浮游植物D为5.77，评价结果为清洁水平。