鄒繼穎，劉 輝

(吉林化工學(xué)院 資源與環(huán)境工程學(xué)院， 吉林 132022)

松花湖水質(zhì)及浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的研究

鄒繼穎，劉 輝*

(吉林化工學(xué)院 資源與環(huán)境工程學(xué)院， 吉林 132022)

2012年春，在松花湖設(shè)6個(gè)采樣點(diǎn)，進(jìn)行了浮游動(dòng)物群落特征的生態(tài)調(diào)查和水化學(xué)分析,共發(fā)現(xiàn)浮游動(dòng)物23種。分析了松花湖浮游動(dòng)物的種類組成、優(yōu)勢(shì)種、密度、生物量和多樣性。水質(zhì)生態(tài)學(xué)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明松花湖處于中等營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。

松花湖;水質(zhì);浮游動(dòng)物;群落結(jié)構(gòu)

0 引 言

松花湖坐落于吉林市轄區(qū)內(nèi)，跨樺甸、蛟河、豐滿3個(gè)縣(市、區(qū))，是1942年修建豐滿電廠大壩后形成的山谷型人工湖泊，位于吉林市松花江上游25 km[1]。松花湖具有發(fā)電功能，還具有防洪、農(nóng)田灌溉、城市與工業(yè)用水、航運(yùn)、旅游等多種功能，是生產(chǎn)與生活用水的水源地。由于水土流失和耕種湖、河灘濕地導(dǎo)致水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(氮、磷等)過多，松花湖水生生物(主要是藻類)大量繁殖[2]，為松花湖的富營(yíng)養(yǎng)化埋下了隱患。松花湖區(qū)森林植被的破壞、入湖河流沿岸植被的消失、湖灘濕地的耕種、人們經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的頻繁增加、畜牧業(yè)的迅速發(fā)展等，嚴(yán)重地破壞了該區(qū)域的自然生態(tài)系統(tǒng)，加劇了水土流失[3]。旅游業(yè)的迅猛發(fā)展給湖區(qū)的生態(tài)環(huán)境帶來了一定的破壞和污染。筆者于2012年春季對(duì)松花湖浮游動(dòng)物和水化學(xué)進(jìn)行了調(diào)查研究和監(jiān)測(cè)。

1 調(diào)查方法

1.1 樣品采集與處理

2012年枯水期采樣，依據(jù)地形設(shè)了6個(gè)采樣點(diǎn)。浮游動(dòng)物定量采樣，用有機(jī)玻璃采水器在湖泊表層(60 cm)、中層和底層取水樣各1 000 mL，將各層水樣均勻混合后，再?gòu)幕旌蠘又腥? 000 mL為定量樣品，加入福爾馬林溶液固定24 h，經(jīng)沉淀濃縮至30 mL。定性樣品分別取各層水樣鏡檢[4]，依據(jù)浮游生物圖譜[5]對(duì)浮游動(dòng)物進(jìn)行鑒定。同時(shí)對(duì)葉綠素a、總氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、透明度、pH、溶解氧按規(guī)范進(jìn)行測(cè)定[6-7]。

1.2 評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

所得浮游動(dòng)物數(shù)據(jù)用Margalef指數(shù)[8]計(jì)算。

式中d為多樣性指數(shù)；S為樣品第種類數(shù)；N為樣品中個(gè)體總數(shù)。

選擇湖泊富營(yíng)養(yǎng)化最主要的5項(xiàng)指標(biāo)即葉綠素a(Chl-a)、總磷(TP)、總氮(TN)、透明度(SD)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)做為評(píng)價(jià)因子。運(yùn)用綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算[9-10]：

式中TLI(∑)為綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；Wj為第j種參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重；TLI(j)為第j種參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；以Chl-a作為基準(zhǔn)參數(shù),則第j種參數(shù)的歸一化的相關(guān)權(quán)重計(jì)算公式為:

表1 湖泊(水庫(kù))營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)

2 結(jié)果與討論

2.1 水質(zhì)狀況

2.1.1 水質(zhì)主要指標(biāo)狀況分析

透明度(SD)均值為215 cm，超過國(guó)家Ⅱ類水體標(biāo)準(zhǔn)；高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)均值為3.15 mg/L，達(dá)到國(guó)家Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)；總磷(TP)均值為0.03 mg/L，超過國(guó)家Ⅱ類水體標(biāo)準(zhǔn)；總氮(TN)均值為1.6 mg/L，超過了國(guó)家Ⅲ類水體標(biāo)準(zhǔn)；溶解氧(DO)均值為10.1 mg/L，達(dá)到國(guó)家Ⅰ類水體標(biāo)準(zhǔn)；葉綠素a(Chl-a)全湖均值為3.31 μg/L，達(dá)到國(guó)家Ⅱ類水體標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.2 水體綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TLI)評(píng)價(jià)

分營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TLI)計(jì)算結(jié)果見表2

表2 分營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TLI)計(jì)算結(jié)果

由表2可見，采樣點(diǎn)均值以總氮(TN)的分營(yíng)養(yǎng)度最高,其均值水平已處于中度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)；其次為葉綠素a(Chl-a)的分營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)整體上處于中營(yíng)養(yǎng)水平;高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)的分營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的均值已進(jìn)入了中營(yíng)養(yǎng)化的下限水平,呈現(xiàn)出由上游至下游水體中CODMn的營(yíng)養(yǎng)度逐漸增高的趨勢(shì)；透明度(SD)分營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)整體上處于中營(yíng)養(yǎng)水平；總磷(TP)分營(yíng)養(yǎng)度也已進(jìn)入中營(yíng)養(yǎng)化水平。

水體綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TLI)計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 松花湖水體綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TLI(∑)計(jì)算結(jié)果

調(diào)查結(jié)果顯示總磷含量與葉綠素a含量沒有達(dá)到王霞[14]等研究的松花湖富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生的閾值，而總氮達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。其它指標(biāo)都在控制范圍之內(nèi)。

2.2 浮游動(dòng)物群落特征

2.2.1 浮游動(dòng)物種類組成

鏡檢共鑒定出浮游動(dòng)物有23種(見表4)，其中輪蟲最多為10種，原生動(dòng)物5種，橈足類3種，枝角類5種。

表4 松花湖浮游動(dòng)物種類

2.2.2 浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種

調(diào)查中各采樣點(diǎn)浮游動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)種為原生動(dòng)物的普通表殼蟲(Arcellavulgaris)。在松花湖枯水期浮游動(dòng)物的種類組成中輪蟲種類比較多，而原生動(dòng)物、橈足類、枝角類的種類比較少，原生動(dòng)物中的普通表殼蟲(Arcellavulgaris)數(shù)量較多，輪蟲雖然種類多但數(shù)量相對(duì)少。輪蟲、原生動(dòng)物和橈足類的種數(shù)受溫度的影響比較敏感[15]，而該時(shí)期溫度在5 ℃左右，這3類生物的最適溫度要高于這個(gè)溫度，所以數(shù)量較少。枝角類的影響因素主要是受到水體流動(dòng)的沖蕩，致使產(chǎn)生大量的無(wú)機(jī)懸浮物，引起濾食條件惡化，從而導(dǎo)致湖中枝角類的種類和數(shù)量相當(dāng)貧乏，在物種組成中，輪蟲占有40%～50%的比例。

2.2.3 浮游動(dòng)物密度與生物量

浮游動(dòng)物密度與生物量見表5。

表5 松花湖浮游動(dòng)物密度、生物量

注：密度單位為個(gè)/L；生物量單位為mg/L。

由表5可見，吉林市松花湖枯水期各采樣點(diǎn)浮游動(dòng)物密度最大的是6號(hào)站點(diǎn)，最小的是1號(hào)站點(diǎn)；生物量的平均值最大的是6號(hào)站點(diǎn)，最小的是1號(hào)站點(diǎn)。其中原生動(dòng)物的密度和生物量遠(yuǎn)大于其他各類，輪蟲次之，橈足類、枝角類最少。

原生動(dòng)物密度和生物量最大，主要是該時(shí)期水體的pH值在7.0左右，湖水中氮和磷比較豐富，為原生動(dòng)物的存活提供了良好的環(huán)境。按照浮游動(dòng)物劃分湖水營(yíng)養(yǎng)水平的標(biāo)準(zhǔn)[16],浮游動(dòng)物生物量小于1 mg/L為貧營(yíng)養(yǎng)型、1～3 mg/L 為中營(yíng)養(yǎng)型、大于3 mg/L 為富營(yíng)養(yǎng)型。實(shí)驗(yàn)得出該時(shí)期的浮游動(dòng)物生物量均在1 mg/L以上，但沒有到達(dá)3 mg/L，所以松花湖在該時(shí)期是中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。

2.2.4 浮游動(dòng)物多樣性

浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)見表6。

表6 松花湖浮游動(dòng)物Margalef多樣性指數(shù)

由表6可見，松花湖在枯水期的浮游動(dòng)物Margalef多樣性指數(shù)并不高，只有輪蟲的值超過了1。此環(huán)境中輪蟲數(shù)量相對(duì)較多，輪蟲作為指示性生物在酸性水體中表現(xiàn)為種類多、數(shù)量少，堿性條件下則是數(shù)量多、種類少，隨著水體富營(yíng)養(yǎng)化程度的增加，水體的pH值上升會(huì)導(dǎo)致輪蟲種類減少而數(shù)量增加[17]。枝角類和橈足類的物種多樣性在有的站點(diǎn)為0(只有一個(gè)種類)，分析原因：①水體溫度較低，不適合大多數(shù)種類的生長(zhǎng)和存活，只有少數(shù)耐寒種類可以生存；②水體可能存在一定的污染，使得大多數(shù)種類不適合在此環(huán)境下生存。此次調(diào)查水體溫度都在5℃左右，不會(huì)導(dǎo)致這兩類生物死亡，所以是溫度和污染的綜合作用。

3 結(jié) 論

經(jīng)過調(diào)查可見，松花湖5個(gè)富營(yíng)養(yǎng)化分因子中，TN的分營(yíng)養(yǎng)度最高,其均值水平已處于中度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。其次是Chla 、TP和SD的分營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，處于中營(yíng)養(yǎng)水平，最輕的是CODMn，松花湖水體整體上處在中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。

松花湖在枯水期浮游動(dòng)物以輪蟲為主，但是原生動(dòng)物數(shù)量最多。空間分布特征不顯著；Margalef多樣性指數(shù)計(jì)算結(jié)果表明松花湖水質(zhì)總體處于輕度污染至中度污染，且不同采樣點(diǎn)之間污染程度差異不大。

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Water quality and community structure of zooplankton in Songhua lake

ZOU Ji-Ying，LIU Hui*

(College of Resource and Environmental Engineering,Jilin Institute of Chemical Technology,Jilin 132022,China)

In the spring of 2012, from middle and lower reaches of the Songhua lake which located in Jilin, six representative sampling points were selected.The samples were characterized by zooplankton communities ecological surveys and water chemistry analysis, 23 kinds of zooplankton were found. This paper analyzes composition, dominant species, density, biomass and diversity of the Songhua lake zooplankton species. Finally, the results of water ecology evaluation show that Songhua lake is in the middle of nutritional state.

Songhua lake;water quality;zooplankton;community structure

10.13524/j.2095-008x.2014.01.011

2013-11-12；

2013-12-08

吉林化工學(xué)院科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(2013023)

鄒繼穎(1978-)，女，黑龍江慶安人，講師，碩士，研究方向：環(huán)境科學(xué),E-mail:zoujiying2013@126.com；*通訊作者:劉 輝(1978-)，男，黑龍江慶安人，講師，研究方向：環(huán)境安全與化工安全，E-mail:123070558@qq.com。

S932

A

2095-008X(2014)01-0051-04