LD水库浮游植物群落结构特征及水质评价.docx

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陈玲珊 林雄平 林彦杰 吴舒英
Summary 浮游植物具有生命周期短、對环境变化敏感等特点，其群落结构能较好地反映水生生态系统的营养状况，被作为评价水体营养水平的重要环境指示生物。为探究LD水库浮游植物群落结构特征及水质健康状况，于2021年5—12月对水库4个位点进行4次采样，对其水质指标和浮游植物群落结构进行分析，采用单因素方差分析方法进行数据分析。结果表明，水库水质整体为Ⅱ类水，营养水平为轻度富营养状态；共检测出藻类6门30属37种，季节演替变化为绿藻门—绿藻门—裸藻门—硅藻门。水库浮游植物平均细胞密度为（×106±×106）cells/L，春夏两季细胞密度明显高于秋冬两季。生物量密度平均值（±）mg/L，最高值出现于春季，最低值出现于秋季，且季节间生物量密度差异无统计学意义（P >）。总氮平均浓度为（±）mg/L，总磷平均浓度为（ 5± 0）mg/L，pH值年
±，水体总体呈弱碱性，叶绿素a平均浓度为（±）μg/L，±；春夏秋冬的总氮和pH差异有统计学意义（）。RDA分析表明，影响水库浮游植物群落状况的环境指标主要为硝酸盐氮。
Key 浮游植物；环境因子；群落结构；水质评价
；X824 A
1007-7731（2024）08-0061-08
Characteristics of phytoplankton community structure and water quality assessment
in LD Reservoir
CHEN Lingshan    LIN Xiongping    LIN Yanjie    WU Shuying
（School of Biological Science and Engineering， Ningde Normal University， Ningde 352100， China）
Abstract Phytoplankton has the characteristics of short life cycle and sensitivity to environmental changes， and its community structure can better reflect the nutritional status of aquatic ecosystems， and has become an important environmental indicator for evaluating the nutritional level of water bodies. To explore the structural characteristics of phytoplankton communities in the LD Reservoir and evaluate its water quality， four samples were taken from four sites in the reservoir from May to December 2021， and the
water quality index and phytoplankton community structure were analyzed， and the data was analyzed using one-way ANOVA. The results indicated that the water quality of Liudu Reservoir was classified as Class II water， with a slightly eutrophic level. A total of 6 phyla， 30 genera， and 37 species of algae were detected in the Liudu Reservoir， with seasonal succession changing from Chlorophyta， Chlorophyta， Euglenophyta and Diatoma. The average cell density of phytoplankton in the reservoir was measured to be （×106±×106 ）cells/L， the cell density in spring and summer was significantly higher than that in autumn and winter. The average biomass density was measured to be （±） mg/L， the biomass density value was highest in spring and lowest in autumn. There was no significant difference in biomass density between seasons （P >）. The overall average concentration of total nitrogen was measured to be （±） mg/L， and the overall average concentration of total phosphorus was measured to be （ 5± 0） mg/L. The annual average pH was measured to be ±， and the water was weakly alkaline. The overall average concentration of chlorophyll a was measured to be （±） μg/L. The annual average dissolved oxygen content was measured to be （±）. And the differences in total nitrogen and pH between spring， summer， autumn， and winter were extremely significant （P
）. RDA analysis showed that the important environmental indicators affecting the growth status of phytoplankton communities in the Liudu Reservoir was nitrate nitrogen.
Keywords phytoplankton; environmental factors; community structure; water quality evaluation
浮游植物（Phytoplankton）是一个生态学概念，是指生活在水体表层、体积微小的植物，通常指浮游藻类，作为水生态系统的生产者，浮游植物在能量流动、物质输移和信息传递等方面起着重要作用[1-2]。浮游植物具有繁殖速度快，生活周期短，对周围环境变化敏感的特点[3-4]，其空间分布和群落结构能较好地反映水生态系统的健康状况，被作为评价水体营养等级的重要环境指示生物[5-6]。水体富营养化是目前水环境保护面临的突出问题之一。为确保水源安全，开展水源地富营养化调查和水环境健康状况的监测与评价已引起学者的广泛关注。本研究通过对LD水库浮游植物群和水体等环境因子进行为期1年的季度性实地取样检测，分析浮游植物群落时空结构和优势种的演替特性，了解该水库浮游植物的时空分布规律与水环境健康状况，为水资源保护提供参考。
1 材料和方法
水样采集
水库概况  LD水库位于福建省东部沿海地区。水库为建成于1959年的小（二）型水库，其主要功能是供水、防洪、灌溉和改善水环境综合利用[7]。。
水样位点  先根据地图对水库采样点进行预设，实地考察后，从坝头到源头设置4个水位采样点，具体如下：位点1（26°44′32″ N，119°32′4″ E），位点2（26°44′36″ N，119°32′5″ E），位点3（26°44′42″ N，119°32′4″ E），位点4（26°44′44″ N，119°31′57″ E）。于2021年5—12月，按季节共采集16份水质样品。
水样采集方法  采样材料：YSI仪器、浮游生物网、 L水瓶、5 L透明水袋、EP管、配制好的鲁格试剂、透明盘、打捞桶、长绳和延伸棍等。
在各个位点用采水工具将水装入水袋，同时取1 L水瓶中，并在水瓶中滴加2滴管鲁格试剂，使藻类固定，避光保存。使用浮游生物网过滤收集藻类后装入EP管，密封避光保存。
研究方法
水质指标检测  本研究中所检测的水质指标为温度（T）、pH、溶解氧（DO）、电导率（EC）、透明度（TSR）、总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（[NH+4]-N）、硝酸盐氮（[NO-3]-N）和叶绿素a（Chla）。其中溶解氧、电导率、温度和pH采用YSI水质测定仪现场测定，透明度使用赛氏透明盘在采样位点现场测定，其余水质指标采集24 h内带回实验室检测。
取5 L水袋中的水于烧杯中，对水样进行检测。水质指标包括总氮、总磷、氨态氮和硝酸盐氮，参照《水和废水监测分析方法（第四版）》[8]。叶绿素a（Chla）使用分光光度法进行测定[9]。
检测数据采用Excel进行处理，采用单因素方差分析检验不同季节对单个水质参数的影响。在方差分析之前，对所有原始数据进行Shapiro-Wilk检验，检验
是否符合正态性检验。数据满足正态性及方差齐性，则用One-way ANOVA进行检验，其事后检验则用LSD进行显著性差异判断；若数据不满足方差齐性，则用韦尔奇检验，其事后检验则用塔姆黑尼检验；若数据不满足正态分布，则用克鲁斯卡尔-沃利斯H检验；取P <。
藻类鉴定  藻类鉴定实验器材：光学显微镜、电脑、洗耳球、医用输液管、50 mL小瓶子、浮游生物计数板、盖玻片、甘油、移液枪和擦镜纸等。
L水静置48 h后虹吸，浓缩至30～50 mL装入小瓶子，此时藻类已无生物活性，易于观察计数。检测藻类前摇匀，迅速吸取100 μL浓缩水样加入浮游生物计数板中，置于光学显微鏡400倍镜下计数[10]，观察藻类形态特征，记录各个位点藻类种属与数量，与《浙江省主要常见淡水藻类图集（饮用水水源）》[11]、《福建省大中型水库常见淡水藻类图集》[12]进行对比鉴定。使用光学显微镜直接观察EP管中的新鲜活藻并用电脑软件保存藻类图片，同样对比图集进行藻类鉴定，了解水库的浮游植物群落组成。
2 结果与分析
浮游植物的群落组成
通过对浮游植物进行显微镜观察和对比鉴定，共鉴定出浮游植物6门30属37种，按物种数量多到少依次是绿藻门、硅藻门、蓝藻门、裸藻门、隐藻门和甲藻门，其种类构成如图1所示。水库浮游植物的群落组成以绿藻门和硅藻门为主。
浮游植物细胞密度平均值为（×106±×106）cells/L，夏季最高，×106 cells/L，各位点中属3号位点密度最大，为
×107 cells/L（图2A）。数据分析表明，春夏秋冬四季浮游植物细胞密度的差异无统计学意义（P >），但春夏两季细胞密度明显高于秋冬两季（），水体无污染。香农指数H'±，水体为中度污染，综合评价水质状况为轻度污染。在春夏季，绿藻门为水库的优势类群；秋季，蓝藻门和裸藻门为优势类群；冬季，绿藻门和硅藻门为优势类群[13]（图2B）。
不同季节浮游植物生物量空间变化
从水库浮游植物生物量的空间分布（图3）可以看出，春季水库平均生物量为（±）mg/L，各位点中属4号位点平均生物量最低，1号位点最高；夏季平均生物量为（±）mg/L，其中4号位点平均生物量最低，3号位点最高；秋季平均生物量为（±）mg/L，其中4号位点最低，2号位点最高；冬季平均生物量为（±）mg/L，其中4号位点最低，3号位点最高。4号位点作为水库源头，流动性强，浮游植物随水流进入水库，故生物量密度稳定且小，并且各季节的生物量密度差异无统计学意义（P>）。第1、2和3号位点生物量密度呈现一定波动，可能是受到附近农业活动或人为因素的干扰。
水质指标分析
总氮和总磷  水库不同季度的总氮平均浓度为（±）mg/L， mg/L，～ mg/L； mg/L，～ mg/L； mg/L，～ mg/L； mg/L，～ mg/L，不同季节的总氮浓度差具有统计学意义（）。4号位点位于源头，水质优良，总氮、总磷含量明显低于其他位点。