环境监控与预警   2020, Vol. 12 Issue (6): 47-51.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-6732.2020.06.010.
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季相星, 叶敏强, 姜毅, 于爱琛, 连云港入海河流着生藻类群落特征及其水质评价. 环境监控与预警, 2020, 12(6): 47-51. DOI: 10.3969/j.issn.1674-6732.2020.06.010.
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JI Xiang-xing, YE Min-qiang, JIANG Yi, YU Ai-chen. The Community Characteristics and Water Quality Evaluation of Periphytic Algae in Seagoing Rivers of Lianyungang. Environmental Monitoring and Forewarning, 2020, 12(6): 47-51. DOI: 10.3969/j.issn.1674-6732.2020.06.010.
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基金项目

江苏省环境监测科研基金资助项目(1715)

作者简介

季相星(1987—),男,硕士,工程师,从事生物生态监测工作.

文章历史

收稿日期:2019-12-18
修订日期:2020-08-21

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连云港入海河流着生藻类群落特征及其水质评价
季相星, 叶敏强, 姜毅, 于爱琛    
江苏省连云港环境监测中心,江苏 连云港 222001
摘要:于2019年3月和7月对连云港主要入海河流着生藻类群落结构进行了调查,并基于水生态环境质量综合指数对15条入海河流水质进行评价。结果表明,良好以上的断面占总数的66.7%,调查共发现硅藻、绿藻、蓝藻、裸藻、黄藻及金藻共计106种着生藻类,其中春季60种,夏季80种; 硅藻为全年优势种。着生藻类全年平均密度为42 266.7个/cm2,各断面密度差异较大。Shannon-Wiener多样性指数(H’)为1.46~3.92,平均值为2.93,其中夏季H’平均为3.07,高于春季的2.80,总体呈放置7 d样品多样性高于14 d样品的趋势。
关键词连云港    入海河流    着生藻类    群落结构    水质评价    
The Community Characteristics and Water Quality Evaluation of Periphytic Algae in Seagoing Rivers of Lianyungang
JI Xiang-xing, YE Min-qiang, JIANG Yi, YU Ai-chen    
Jiangsu Lianyungang Environmental Monitoring Center, Lianyungang, Jiangsu 222001, China
Abstract: A survey on periphytic algae community structure in main seagoing rivers of Lianyungang was conducted in March and July 2019. The water quality of 15 seagoing rivers were evaluated based on comprehensive evaluation index of water quality. The results of our survey showed that 66.7% of the total sections were good or above.106 species of periphytic algae, including diatom, green algae, blue algae, euglena and yellow-green algae were found in Lianyungang seagoing rivers. 60 species were found in spring and 80 were found in summer. Diatom dominated the community all over the year. The annual mean abundance of periphytic algae was 42 266.7 cell/cm2. Big difference existed among sections. Shannon-Wiener index (H') was between 1.46~3.92, with a mean value at 2.93. The mean summer H' was 3.07, which was higher than spring value of 2.80. Diversities of samples placed for 7 days were higher than those of 14 days. Based on the comprehensive evaluation index of water quality, 66.7% of sections were evaluated as good and above.
Key words: Lianyungang    Seagoing rivers    Periphytic algae    Community structure    Water quality evaluation    

着生藻类是水生态系统重要的生物组成部分和初级生产者之一,其营固着生活,拥有较大的生物膜面积,对水生态系统的变化和反应十分敏感,是理想的水环境监测生物指标[1-2]。国内外对着生藻类展开了广泛的研究,Osorio[3]研究了生境复杂性对着生藻类群落结构的影响,刘敏[4]对着生藻类及其生态种组对微时空变化的响应进行了分析,陈泽恺[5]对鄱阳湖着生藻类分布格局及其与环境相关性进行了探讨。

连云港市境内河网发达,其中主要入海河流有16条,是著名的“洪水走廊”。国内学者对其水质、沉积物开展过相关研究[6-7],但对其着生藻类的研究却未见报道。现于2019年3和7月对连云港主要入海河流着生藻类群落结构进行了调查,并基于水生态环境质量综合指数(WQI)[8]对15条入海河流水质进行评价。

1 研究方法 1.1 点位设置

在连云港境内除灌河外的其余15条主要入海河流各设置1个断面,共计15个断面,分别为:临洪闸、善后河闸、墩尚水漫桥、烧香北闸、大浦闸、大板跳闸、海头大桥、204公路桥、坝头桥、兴庄桥、郑园桥、范河桥、新沂河海口控制工程、四队桥、燕尾闸。

1.2 采样时间

2019年3月(春季)、7月(夏季)。

1.3 样品采集与分析

按文献[9]要求对水质样品采集、保存。样品按文献[10]要求分析除粪大肠菌群外的23项基本项目。

根据文献[11],使用木制硅藻计法进行着生藻类样品的采集。每个硅藻计(10 cm×26 cm)固定5片光滑载玻片(25.4 mm×76.2 mm); 每个采样点放置2个硅藻计,分别放置7和14 d后取回,用软毛刷将基质上的着生藻类刷至500 mL的敞口棕色玻璃容器中,并用适量蒸馏水将基质和软毛刷冲洗多次,后加入鲁哥试剂保存并带回实验室待检; 实验室静置24 h后浓缩至30 mL,镜检、鉴定并计数。所有样品的分析均由同一人员完成,同时抽取部分样品进行比对。

1.4 评价方法 1.4.1 水质指标

按文献[10],参照各项目标准限值进行单因子评价(其中水温和pH值不作为评价指标)。

1.4.2 栖息地生境质量(H)

采用文献[12]的方法,选取10个评价指标(底质、栖境复杂性、速度和深度结合特征、河岸稳定性、河道变化、河水水量状况、植被多样性、水质状况、人类活动强度、河岸土地利用类型),每个20分,总分200分。所有点位的分值由同一位调查者通过现场调查、目测评分的方法获取,调查范围为河段长100 m,岸带宽50 m。

1.4.3 着生藻类

采用Shannon-Wiener多样性指数(H’)[13]进行分析,依据文献[8]对H’进行评价。

$ {\rm{H}}' = \sum\limits_{i = 1}^s {{P_i}{{\log }_2}{P_i}} $

式中:Pi——第i种的个体数与总个体数的比值;

S——总种数。

1.4.4 水生态环境质量综合评价

利用WQI进行水生态环境质量综合评价。

$ {\rm{WOI}} = \sum\limits_{i = 1}^n {{x_i}{w_i}} $

式中:xi——评价指标分值;

wi——评价指标权重,其中水质指标和生物指标(H’)建议权重均为0.4,生境指标为0.2[8]

评价指标各等级赋分见表 1,水生态环境质量状况分级标准见表 2

表 1 评价指标各等级赋分①[8]
表 2 水生态环境质量状况分级标准[8]
2 结果分析 2.1 硅藻计回收

春和夏季野外放置7 d的硅藻计全部收回。春季放置14 d的硅藻计有2个断面未收回,回收率为86.7%;夏季放置14 d的硅藻计仅收回8个,回收率为53.3%。

2.2 着生藻类种类组成

在连云港入海河流调查中共发现着生藻类106种,其中包括硅藻51种,绿藻28种,蓝藻12种,裸藻9种,黄藻4种及金藻2种。连云港入海河流着生藻类种数及类群组成见图 1。由图 1可见,春季共发现着生藻类60种,其中7 d样品发现45种,14 d样品发现46种,2次调查发现物种数相近。夏季共发现着生藻类80种,其中7 d样品发现65种,14 d样品发现49种。

图 1 连云港入海河流着生藻类种类组成

文献[14]对淀山湖的研究认为冬季着生藻类最多而夏季最少,而文献[4]对太湖的研究则表明不同区域不同类型湖泊季节变化规律不同。本研究与文献[15]研究结果一致,均认为夏季种类数和密度均最大,主要受水温的影响,着生藻类存在季节变化,但不同研究区域的变化规律不一致。

2.3 着生藻类的丰度变化

连云港入海河流的着生藻类密度为255~360 000个/cm2,平均值为42 266.7个/cm2,各断面着生藻类密度见表 3

表 3 各断面着生藻类密度 

表 3可见,春季14 d的平均密度远>7 d,除墩尚水漫桥、海头大桥及204公路桥外,其他断面均是14 d密度>7 d。夏季14 d的平均密度较7 d有所下降,除丢失的外,共有8组数据,经对照仅有3个7 d密度较高的断面发生下降,而平均密度下降主要是由于善后河闸密度的大幅下降造成的。

无论春季还是夏季,各断面着生藻类密度存在较大的差异,这与薛浩等[16]对松花江流域着生藻类的研究结果一致。相同断面每次调查的差异较大,季节变化明显,这与着生藻类的生长周期短、繁殖能力强等有关。

2.4 着生藻类的多样性

连云港入海河流着生藻类H’为1.46~3.92,平均值为2.93,总体呈丰富至较丰富的状态,见表 4。夏季H’平均高于春季,其中夏季7 d H’平均最高,而春季14 d H’平均最低。同一季节,放置7 d的H’平均要高于放置14 d的。从各断面H’平均看,8个断面的H’平均>3,7个断面位于2~3,说明连云港入海河流着生藻类整体多样性较高,群落较稳定。

表 4 着生藻类生物多样性评价结果
2.5 水质理化指标

主要理化指标监测结果见表 5。由表 5可见,评价为Ⅲ类水质的断面4个,Ⅳ类5个,Ⅴ类3个,劣Ⅴ类3个。总磷(TP)、氨氮(NH3-N)、高锰酸盐指数(IMn)、化学需氧量(COD)及生化需氧量(BOD5)是影响连云港入海河流水质的主要污染物。

表 5 主要理化指标监测结果
2.6 水环境质量综合评价

取3和7月各断面水质监测结果的平均值对其进行水质评价,取各断面4次H’平均值对其进行生物多样性评价,取各断面3和7月生境评分的平均值进行生境评价,计算水质综合评估指数,结果见表 6

表 6 水环境质量综合评价结果

由WQI可知,连云港主要入海河流断面中评价为良好以上的共10个,占总数的66.7%,但善后河闸、大浦闸、海头大桥、范河桥和四队桥5个断面评价为轻度污染。

3 讨论

表 7为春、夏2季野外放置不同时间所获得的结果。由表 7可见,春、夏2季放置7 d的硅藻计全部回收,但放置14 d的硅藻计发生丢失,夏季14 d的回收率仅有53.3%。春季放置7和14 d所获得的物种数相近,但14 d样品平均多样性略低于7 d样品。夏季放置7 d的着生藻类物种数、平均密度及平均多样性均高于放置14 d的结果。因此,研究认为连云港地区通过人工基质(硅藻计)采集着生藻类在春季和夏季最佳的野外放置时间均是1周左右。

表 7 春夏两季野外放置不同时间所获得的结果
4 结论

(1) 对连云港主要入海河流的调查共发现着生藻类106种,其中春季发现60种,夏季80种。其全年平均密度为42 266.7个/cm2,各断面密度差异较大,且相同断面不同调查时间密度差异也较大。

(2) 着生藻类H’平均为2.93,整体多样性较高,群落较稳定。通过WQI对连云港主要入海河流做出评价,良好以上的断面占总数的66.7%。

(3) 通过对硅藻计回收率及着生藻类物种数、密度、多样性的分析,春夏季连云港地区人工基质野外放置最佳时间为一周左右。

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