黄河源区浮游植物群落特征研究

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　　摘要：为初步掌握黄河源区藻类的概况，于2016年7月（夏季）和10月（秋季）对河源源区重点湖泊河段开展了浮游植物系统调查研究。调查记录浮游植物7门52种，以硅藻门（21种）和绿藻门（18种）为主，优势种多属硅藻门中的贫营养或中营养型种类。调查发现浮游植物密度整体较低，介于6.90x10*～1.17x10°cells/L之间，夏季明显高于秋季，湖泊明显高于河流。通过对浮游植物的密度、Shannon-Wiener多样性指数及Pielou均匀度指数的分析认为，黄河源区水质介于极贫营养水平到贫中营养水平之间，水生态环境状况整体良好。研究成果可为黄河源区水生态保护提供理论依据和数据支撑。
　　关键词：浮游植物;藻类;生物多样性;细胞密度;水质评价;黄河源区
　　中图法分类号：X52
　　文献标志码：A
　　DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2019.03.015
　　文章编号：1001-4179（2019）03-0084-04
　　1 研究背景
　　黄河源位于青藏高原腹地，是我国面积最大、海拔最高的天然湿地和生物多样性分布区之一，也是我国重要水源地和生态安全屏障。黄河源区面积广阔，河流湖泊较多，水文监测和水环境监测已经开展数年，但水生生物监测方面的研究较少，研究基础较为薄弱。在以“保护”为核心的青海省生态文明建设总体布局中，水生态保护与建设亟需水生生物监测提供理论依据和数据支撑。
　　浮游植物是水生态系统的重要组成成分之一，它能指示水生态系统的健康状况，作为生物监测指标广泛应用于水环境评价中。与此同时，浮游植物因个体小、细胞结构简单、对环境的变化极为敏感等特点，较其他类群能更及时反映水域生态环境的变化。
　　2 材料与方法
　　2.1 采样时间与样点布设
　　2016年7月（夏季）和10月（秋季）对黄河源区的重点湖泊河段开展浮游植物调查。本次监测黄河断面（玛多段）在渔场、扎陵湖乡、玛多布设3个监测点，鄂陵湖和扎陵湖的北侧岸边分别布设1个监测点，共计5个监测点（图1）。
　　2.2 样品采集与分析
　　浮游植物定性样品用25号浮游生物网在水面下0～0.5m处作“∞”形循回拖动，约3～5nmin后将网慢慢提起，将浓缩的约30～50mL水样放入标本瓶中，用1%～1.5%样品体积的鲁哥试液固定。浮游植物定量样品用采水器在所测水层采水1～2L，每升加入10～15mL鲁哥试液充分摇匀固定，实验室内沉淀48h后浓缩至50mL，按相关要求处理后镜检，参考相关资料鉴定与计数。
　　2.3 数据处理与分析
　　采用Excel2010对所获得的数据进行处理与分析。優势度、多样性指数计算公式如下。
　　（1） 优势度计算公式如下
　　公式
　　式中，n;为某种个体数量;N为所有种的个体总数;：f;为i种类出现的样点数与总样点数的比值。Y≥0.02为优势种，
　　（2） Shanon-Wiener多样性指数多用于反映群落结构的复杂程度，数值越大，群落结构越复杂，对环境的反馈功能越强，越稳定。一般多采用下列公式计算H值。
　　公式
　　式中，S为整个生物样所包含的种的数目;P：为第i种个体数在全部群落总个体数中所占的比重;H为多样性指数值。
　　评价标准为：0～1为多污带，1～2为a-中污带，2～3为β-中污带，大于3为寡污带。
　　（3） Pielou均均度指数是指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况，它反映的是各物种个体数目分配的均匀程度。其计算公式如下
　　公式
　　式中，H为Shanon-Wiener多样性指数值，S为物种数，J为均匀度指数值。
　　评价标准为：0.8～1.0清洁，0.5～0.8轻污染，0.3～0.5中污染，0～0.3重污染。
　　3 结果分析
　　3.1 基本环境参数
　　通过黄河源区各样点现场测量基本参数（表1）分析可知，各样点均在海拔4200m以上;水温介于3.8C（早晨测）到14.4C之间，整体较低;电导率介于578.0～1146.4μS/cm之间，扎陵湖电导率相对较高;pH介于8.2～8.8之间，呈弱碱性;透明度较高，均可见底。
　　3.2 浮游植物种类组成
　　黄河源调查共记录浮游植物52种，隶属7门（表2）。其中，硅藻的种类数最多，达21种，占总种类数的40%;其次为绿藻，18种，占总种类数的34%;蓝藻5种，占总种类数的10%;甲藻4种，占总种类数的8%;金藻1种;裸藻1种;隐藻2种。
　　基于各样点两季度记录的种类数比较可知，湖泊记录的种类要多于河流。其中，扎陵湖记录种类最多，达33种;渔场记录最少，达18种（图2）。
　　黄河源区浮游植物优势种较多，以河流性藻类为主，多属硅藻门中贫营养或中营养型种类，其中夏季浮游植物优势种为针杆藻（Synedra sp.）、异极藻（Gomphonema sp.）、等片藻（Diatom sp.）、小环藻（Cyclotella sp.）、二角盘星藻（Pediastrum duplex）、游丝藻（Planktonema sp.）及隐藻（Cryptomonas sp.）;秋季浮游植物优势种为针杆藻、脆杆藻（Fragilariasp.）、异极藻、舟形藻（Naricula sp.）、桥弯藻（Cymbella sp.）、小环藻。
　　3.3 浮游植物密度
　　黄河源区浮游植物密度整体较低，夏季明显高于秋季，湖泊明显高于河流。其中，夏季密度介于2.44x10'～1.17x10°cells/L之间，平均密度为6.19x105cells/L;秋季密度介于6.90x10*～7.08x105cells/L之间，平均密度为3.19x105cells/L（图3）。 　　3.4 浮游植物对水质的指示
　　由浮游植物的密度、Shannon-Wiener多样性指数及Pielou均匀度指数可知，黄河源区的水质整体良好。其中，黄河源区浮游植物密度介于6.90x10*～1.17x10°cells/L之间，参照藻类评价标准，浮游植物密度显示黄河源水质整体处于极贫营养到贫中营养之间;黄河源浮游植物夏季Shannon Weaver指数H'值为3.28，秋季H'值为3.32，均大于3，参照评价标准，两季度生物多样性指数显示黄河源区处于轻或无污染状态;黄河源区浮游植物夏季Pielou均匀度指数J值为0.80，秋季J值为0.77，参照评价标准，两季度均匀度指数显示黄河源区处于轻污染到清洁状态。
　　4 讨论
　　黄河源区属于高寒区，平均海拔较高，年均气温在-4C以下，多年平均降水量为350mm，监测样点水温整体较低，水体呈弱碱性，透明度均见底，底质以砂石为主，受人类活动干扰较少。有研究显示受人类活动干扰弱的河流其本身的生境条件决定着动物群落结构。本次研究结果显示黄河源区浮游植物群落整体发展较好，以硅藻和绿藻为主，优势种种类相对较多，以河流性硅藻为主，耐污种较少，密度偏低。黄河源区水体、底质条件是当前浮游植物群落特征的主要影响因子。江源区浮游植物的密度较低主要由于水体温度低，营养盐含量低等抑制藻类增殖所致。
　　与历史资料相比，黄河源区的浮游植物较黄河各河段的浮游植物种类数和密度不低，门类组成相似。王志臣等对黄河中铁-军功段浮游植物调查记录6门42种属，以硅藻（21种）、绿藻（9种）和蓝藻（9种）为主，密度介于5.68x10’～8.17x10'cells/L之间”。袁永锋等在黄河干流中上游记录浮游植物6门42种，其中玛曲段5门34种，密度介于4.20x10*～1.50x10'cells/L之间;龙羊峡段7门69种属，密度介于1.50x10'～5.76x10'cells/L之间;公伯峡6门51种属，密度介于9.35x10*～1.89x10cells/L之间;刘家峡8门48种属，密度介于9.65x10*～1.25x10'cells/L之间;靖远8门42种属，密度介于2.15x10*～5.97x10*cells/L之间;青铜峡8门41种属，密度介于5.94x10*～8.87x10*cells/L之间;河曲8门58种属，密度介于6.91x10*～1.65x10’cells/L之間[17]。白海锋等记录黄河兰州段浮游植物8门87种属，硅藻（45种）和绿藻（16种）在种类中占主要成分，密度介于3.76x10'～7.65x10'cells/L之间[18]。王勇等对黄河干流浮游植物的系统调查记录8门150种，成分以硅藻（59种）和绿藻（55种）为主，其中各河段记录种类数13～77种，平均32.5种，平均密度为1.27x10°cells/Ll。本次黄河源区调查记录浮游植物7门52种，组成也是以硅藻和绿藻为主，密度介于6.90x10*～1.17x10°cells/L之间，这一结果显示黄河源区较黄河各河段的浮游植物种类数和密度均不低，组成相似，以河流性硅藻和绿藻为主。
　　殷大聪等在长江源和澜沧江源区记录浮游植物5门29种，成分也是以硅藻（17种）和绿藻（7种）为主，密度介于9.14x10*～1.36x10'cells/L之间，优势种为针杆藻、舟形藻、桥弯藻，河流性藻类为主[19]，整体来说和黄河源的浮游植物群落特征较为相似。
　　基于浮游植物的密度、Shannon-Wiener多样性指数及Pielou均均度指数分析显示黄河源区的水质整体良好，基本处于自然状态，受人类活动干扰较小，与长江源、澜沧江源实际情况19相似。未来需关注黄河源区放牧业、旅游业等对水生态环境的影响，扩大监测断面，增加水生生物监测类群，以期为源区水生态保护与管理提供更多理论依据和数据支撑。
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　　引用本文：朱海涛，彭玉，柴元冰，张静，闵敏，陆丹，王英才.黄河源区浮游植物群落特征研究[J].人民长江，2019，50（3）：84-87.
　　Community characteristics of phytoplankton in source area of Yellow River
　　ZHU Haitao'，PENG Yu2，CHAI Yuanbing'，ZHANG Jing2，MIN Min'，LU Dan'，WANG Yingcai2
　　（1. Hydrology and Water Resources Survey Bureau of Qinghai Province，Xining 810001，China;2. Water Environment MonitoringCenter of Yangtze River Basin，Wuhan 430010，China）
　　Abstract：To understand the general situation of algae in source area of the Yellow River，an investigation on the phytoplankton assemblage was carried out in July（Summer） and October（Autumn） 2016. A total of 52 species of phytoplankton were identified，belonging to 7 phyla. Bacillariophyta and Chlorophyta were the main taxa，containing 21 species and 18 species re-spectively. Dominant species of phytoplankton were mostly oligotrophic or medium trophic species in diatom. Cell density of phytoplankton was low，only 6. 90 X 104 cells/L～1.17 x 106 cells/L. Cell density in Summer was higher than that in Autumn，and cell density in lakes was higher than that in rivers. According to the assessment by cell density，Shannon-Wiener biodiversityindex and Pielou evenness index of phytoplankton，the water quality in source area of the Yellow River were good，in extremely poor nutrition level or the poor nutrition level. The results can provide theoretical basis and data support for water ecological protection in source area of the Yellow River.
　　Key words：phytoplankton;algae;biodiversity;cell density;water quality assessment;source area of the Yellow River
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