浅谈王快水库浮游植物藻类群落物种多样性

摘要：通过对2010年8月和9月王快水库坝前浮游植物类群的结构组成、优势类群进行调查，结果表明，王快水库浮游植物有6门，25种，种类最多的为绿藻门和硅藻门，分别鉴定出9种和7种；9月的调查结果表明浮游植物细胞密度为299.57 万个/L，硅藻门和蓝藻门共占浮游植物总细胞密度的86.66%，优势种类为小环藻和粗壮细鞘丝藻，占浮游植物总细胞密度的61.69%；叶绿素a含量为3.88 μg/L，浓度较低，营养状态为贫-中营养，水质状况较好。
　　关键词：王快水库；浮游植物；藻类群落；物种多样性
　　 王快水库位于河北省保定市曲阳县郑家庄村西大清河南支沙河上，控制流域面积3 770 km2，是一座以防洪为主，兼灌溉、发电的大型枢纽工程，也是保定市的饮用水源地，水库总库容13.89 亿 m3，正常蓄水位200.4 m［1］。水库除维持本地的工农业用水外，同时通过南水北调中线京石段向北京输水［2］。
　　在2010年河北省三库承担向北京市实施调水的任务中，王快水库承担调水1.01 亿 m3，自8月份黄壁庄水库停止放水后，王快水库为主要承担调水任务的水库。截至10月9日已顺利完成了既定调水任务，鉴于目前北京市的供水形势依然严峻，将继续从河北省向北京市调水2 亿 m3，其中王快水库调水1.5 亿 m3［3］。
　　南水北调中线京石段的提前贯通并供水，缓解了北京水资源的紧缺现状，对南水北调中线全线贯通前保障北京地区人民的饮用水资源有重要的贡献，因此做好调水水源区的生态监测工作，为建立中线水源区生态环境保护和生态研究有着十分重要和深远的意义［4］。浮游植物的种类与细胞密度及其变化情况是水体水质的一个重要表征指标［5］，目前，关于王快水库浮游植物的研究尚未见报导，本研究首次开展王快水库浮游植物调查和评价，针对调水期间进行取样和鉴定，对保障供水水质安全及今后开展相关监测研究具有基础意义。
　　1 材料与方法
　　于2010年8月12日和9月16日对王快水库坝前浮游植物样品进行了采集，其中浮游植物种类鉴别的取样方法为：用25号浮游生物网（200目），在水下0.15 m处作“∞”字型拖曳3 min加福尔马林固定，保存于100 mL标本瓶中带回分析；浮游植物密度测定的取样方法为：取1 L水样于样品瓶中，加鲁哥氏液固定，带回实验室静置24 h，抽去上清液将样品浓缩至30 ml。
　　浮游植物在蔡司Scope A1显微镜下200～400倍光镜下进行镜检，以浮游生物计数框对其进行计数，根据浓缩倍数计算藻细胞密度；浮游植物种类鉴定参照《中国淡水藻类-系统、分类及生态》［6］和《水生生物监测手册》［7］分类系统，主要依据形态学分类方法进行浮游植物分类。
　　水温、pH值、溶解氧由YSI 6600型多参数水质监测仪现场测定，透明度采用萨氏盘法进行测定，总磷、总氮、高锰酸盐指数则参照《水和废水监测分析方法》［8］测定，叶绿素a采用bbe Fluoroprobe藻类析仪测定。
　　2 研究结果
　　2.1 浮游植物种类构成
　　通过2010年两次对王快水库进行的浮游植物监测，共鉴定出浮游植物6门，24属，25种（变种）；其中种类最多的为绿藻门，共鉴定出9种，占所鉴定总类的36%，其次为硅藻门，共鉴定出7种，占所鉴定总类的28%；蓝藻门共3种，金藻门、甲藻门和隐藻门分别具2种，见表1。
　　2.2 藻类密度及优势种类
　　 王快水库浮游植物的密度9月份为299.57 万个/L；其中密度最高的类群为硅藻门，为136.4万个/L，占总细胞密度的45.53%，其次为蓝藻门的类群，细胞密度为123.2万个/L，占总细胞密度的41.13%，其余门类均未超过30万个/L，见表2。硅藻门和蓝藻门的类群占浮游植物总细胞密度的86.66%，构成了王快水库浮游植物的主要类群，为本水库的优势门类。
　　Table 2 Cell density of phytoplankton of Wangkuai Reservoir
　　 在所鉴定种类中，数量最多的为硅藻门的小环藻，细胞密度为114.4万个/L，占总细胞密度的38.19%；其次为蓝藻门的粗壮细鞘丝藻，细胞密度为70.4万个/L，占总细胞密度的23.5%，如图1所示。小环藻和粗壮细鞘丝藻占浮游植物总细胞密度的61.69%，构成了王快水库浮游植物的主要类群，为本水库的优势种类。王快水库为山谷型水库，硅藻喜在低温较硬的水体中生存，王快水库的水体类型可能为硅藻成优势类群的原因。

2.3 基于水体理化参数和浮游植物的水质评价
　　王快水库的现场测定水质理化参数如表3所示，依据《地表水环境质量标准》［9］对现场水质参数进行评价，溶解氧＞7.5，符合Ⅰ类水标准，pH值6～9，符合地表水环境质量标准限值。叶绿素a浓度反映浮游植物的总体生长状况，王快水库2010年9月份的叶绿素a值为3.88 μg/L，根据《地表水资源质量评价技术规程》［10］评定，采用线性插值法转换赋值，绿素a值的营养状态指数（Ei）为31.2，而结合透明度、总磷、总氮、高锰酸盐指数，王快水库坝前的营养状态指数（EI）为37.44，王快水库的营养状态为中营养（20＜EI≤50）。
　　Table 3 Site monitoring parameters of water quality in Wangkuai Reservoir
　　 以况琪军等［11］藻类生物学指标进行湖泊营养类型评价，王快水库的藻细胞密度在100～900万个/L之间，属于贫中营养型；以种群结构评价，王快水库水色清澈，透明度见底，组成水体的主要类群为硅藻、金藻等，且含有指示藻类锥囊藻，则属于寡营养型（OS）；以叶绿素a评价，王快水库的叶绿素a小于5 μg/L，属于贫中营养型水库。根据詹玉涛等［12］利用指示性浮游植物群落划分的污染等级，王快水库硅藻门为优势种，占总细胞密度的45.53%，甲藻、金藻均出现，王快水库水质应介于β-中污带和寡污带之间。根据沈韫芬等［12］不同营养类型湖泊中常见主要浮游藻类群落特征判断，优势藻类为硅藻，特别是小环藻，其他常见种类有直链藻、锥囊藻，湖水特征为中性至微碱性（符合测定值），营养贫乏湖泊，营养类型为贫营养型。
　　从基于理化参数和浮游植物群落结构的评价结果来看，王快水库的水体尚处于贫中营养水平，富营养化程度较低，浮游植物群落结构的指示类群也表明王快水库为污染程度较小、营养贫乏的湖泊类型。
　　3 讨论
　　取王快水库2010年9月份的水质数据与海河流域的重要湖库（岳城水库坝前、潘家口水库坝前、大黑汀水库坝前和白洋淀圈头）的数据相比较，从图2中可知王快水库不仅叶绿素a值相对于其他湖库较低，而且富营养化指数也较其他湖库低，这主要是王快水库上游无大量工业和生活污染、水体富营养化程度较小的缘故。
　　虽然王快水库的水质状况优于流域内的其他湖库，并不表明王快水库不受人为活动的干扰，据赵健［2］在2007年的研究表明王快水库监测出多种多环芳烃，其总含量水平在王快水库表层沉积物处于中等污染程度，主要来源于化石燃料和生物质的燃烧，主要受库区捕鱼、捞沙的机动船的燃油排放以及周边农田作物焚烧、生活燃柴、煤等人类活动的影响。人类活动已对王快水库造成了一定的负面影响，值得我们提高警惕，并加强水库监管和库区及周边的水资源保护力度。
　　致谢：本文的部分内容得到了北京师范大学刘静玲教授的帮助，以及马牧源博士和王雪梅硕士在样品采集中给予的帮助，在此表示感谢。
　　参考文献:
　　［1］ 袁军鹏，袁吉栋，史长莹.王快-西大洋水库跨流域调水工程研究［J］.南水北调与水利科技，2007，5(5)：151-153.（YUAN Jun-peng,YUAN Ji-dong,SHI Chang-ying.Study on Wangkuai-Xidayang Reservoirs of Inter-basin Water Transfer［J］.South-to-North Water Transfers and Water Science & Technology,2007,5(5):151-153.(in Chinese)）
　　［2］ 赵健，周怀东，陆瑾，等.河北王快水库沉积物多环芳烃的分布、来源及生态风险评价［J］.湖泊科学，2009，21(5)：647-653.（ZHAO Jian,ZOU Huai-dong,LU Jin,et al.Distribution,Sources and Ecological Risk Assessment of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Sediments from Wangkuai Reservoir,HebeiProvince［J］.Journal of Lake Sciences,2009,21(5): 647-653.(in Chinese)）

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