巴桑 劉偉偉 趙攀登 葛艷飛 強(qiáng)巴塔慶

（西藏大學(xué)理學(xué)院 西藏拉薩850000）

西藏拉薩市林周縣虎頭山水庫(kù)春季藻類群落特征及其水體理化因子相關(guān)性分析

巴桑 劉偉偉 趙攀登 葛艷飛 強(qiáng)巴塔慶

（西藏大學(xué)理學(xué)院 西藏拉薩850000）

為研究西藏拉薩市林周縣虎頭山水庫(kù)春季藻類群落結(jié)構(gòu)特征與水體環(huán)境因子間的關(guān)系，于2015年5月在虎頭山水庫(kù)設(shè)置了六個(gè)采樣點(diǎn)，用活體觀察法鑒定藻類物種，并用直接計(jì)數(shù)法統(tǒng)計(jì)藻類的數(shù)量。共鑒定出183種藻類，隸屬于8門(mén)10綱22目30科51屬，其中雙殼縫目49種，占26.78%，為優(yōu)勢(shì)類群；無(wú)殼縫目25種，占13.66%，為次優(yōu)勢(shì)類群；氣球藻目1種，占0.55%，為罕見(jiàn)類群，其余為常見(jiàn)類群。優(yōu)勢(shì)種有簡(jiǎn)單舟形藻（Navicula simplex）、針狀藍(lán)纖維藻（Dactylococcopsis acicularis）、尖針桿藻（Synedra acus）、放射舟形藻（Navicula radiosa）、小球藻（Chlorella vulgaris）、顫絲藻（Ulotrix osillarina）。結(jié)果表明，該水庫(kù)藻類物種豐富，群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各采樣點(diǎn)的藻類，相似度低，具有局部地域性和小環(huán)境的特征。藻類群落結(jié)構(gòu)參數(shù)與水體理化因子間的相關(guān)性表明，水體理化因子與藻類群落組成無(wú)相關(guān)性。

藻類；虎頭山水庫(kù)；物種多樣性；環(huán)境因子

藻類在食物鏈的物質(zhì)循環(huán)中扮演著非常重要的角色，它是利用簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物質(zhì)制造食物的自養(yǎng)生物。藻類在物質(zhì)循環(huán)中作為生產(chǎn)者，將太陽(yáng)能固定下來(lái)并將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化成有機(jī)物，為物質(zhì)循環(huán)的其他部分提供物質(zhì)和能量，在生態(tài)系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用。藻類作為環(huán)境指示生物，與其它生物相比具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)[1]。藻類用于水環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)始于1908年，Kolkwitz和Marrson[2]研究發(fā)現(xiàn)，藻類群落特征動(dòng)態(tài)變化指標(biāo)可以有效地用于監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)和預(yù)報(bào)水庫(kù)環(huán)境質(zhì)量變化情況，這是目前國(guó)際上公認(rèn)并直接有效的生物學(xué)方法。藻類的數(shù)量和種群直接或間接地隨水環(huán)境的變化而變化[3]，其生物量和種群動(dòng)態(tài)變化還可以反映水的營(yíng)養(yǎng)等級(jí)[4]。

藻類在水體生物鏈中扮演著極其重要的角色，是水體主要的生產(chǎn)者并維持著水體生物生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)[5]。目前，國(guó)內(nèi)外已有湖泊、河流和水庫(kù)等生境中藻類的研究報(bào)道[6-13]，也有一些西藏湖泊、河流和沼澤濕地的研究報(bào)道[14-20]，但是有關(guān)高原水庫(kù)藻類的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。為了較全面地了解虎頭山庫(kù)春季藻類的群落結(jié)構(gòu)特征及水庫(kù)的水環(huán)境現(xiàn)狀，評(píng)價(jià)水環(huán)境的變化趨勢(shì)，本文較系統(tǒng)地研究了該水庫(kù)春季藻類的物種多樣性，結(jié)合水體理化指標(biāo)，初步評(píng)價(jià)該區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量。本研究不僅為西藏藻類的研究積累數(shù)據(jù)，更為相關(guān)管理部門(mén)保護(hù)和合理利用水庫(kù)資源提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 樣區(qū)概況

虎頭山水庫(kù)位于拉薩市林周縣春堆鄉(xiāng)田嗄村（29°54′32.09″N--29°55′35.84″N，91°04′55.55E-91°05′45.55″E），是拉薩河流域最大的人工水庫(kù)之一，離拉薩市城關(guān)區(qū)約65km。水庫(kù)呈南北方向分布，地勢(shì)由北向南，平均海拔3874.17m，屬典型的高原季風(fēng)氣候；年均降水量為491ml，年均氣溫5℃，早晚溫差大，太陽(yáng)輻射強(qiáng)。夏季雨水集中，年均日照時(shí)數(shù)3000h，無(wú)霜期120天。補(bǔ)給水源主要為地表泉水、降水和冰川融雪水?；㈩^山水庫(kù)是西藏自治區(qū)重要的黑頸鶴棲息地之一，也是拉薩河谷水面積的重要組成部分和保存較好且利用率較高的高原人工水庫(kù)之一。該水庫(kù)區(qū)有豐富的動(dòng)植物資源，生態(tài)類型多為草甸沼澤濕地、高山草甸、灌叢、荒漠和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)等，分布有斑頭雁(Anser indicus)、赤麻鴨(Tadorna ferruginea)、翹鼻麻鴨（Tadorna tadorna）、針尾鴨（Anasacuta）、綠翅鴨（Anas crecca）、綠頭鴨（Aansplatyrhnchos)、斑嘴鴨(Anas pecilorhyncha)、赤膀鴨(Anas strepera)、鳳頭潛鴨(Aythya fuligula)、普通秋沙鴨(Mergusmerganser)、黑頸鶴（Grus nigricillis）、蓑羽鶴（Anthropoides virgo）等鳥(niǎo)類及砂生槐（Sophoramoorcroftiana）、金露梅（Potentilla fruticosa）、西藏沙棘（Hippophae thibetana）、藏麻黃（Ephedraceae saxatilis）、苔草（Carex spp.）、嵩草（Kobresia spp.）、密花毛果草（Lasiocaryum densiflorum）、倒提壺（Cynoglossum amabile）、楊樹(shù)（Populus sp.）、柳樹(shù)（Salix sp.）等植被和小麥(Triticum aestivum)、青稞(Hordeum vulgare)、油菜（Brassica campestrisl)等農(nóng)作物?；㈩^山水庫(kù)的水資源是當(dāng)?shù)刂匾霓r(nóng)田灌溉水源和牲畜飲用水，水環(huán)境的質(zhì)量直接影響當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的產(chǎn)量和牲畜的健康，也會(huì)嚴(yán)重影響該地區(qū)社會(huì)、生態(tài)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，該水庫(kù)在維持林周縣及周邊村落的生態(tài)平衡、改善區(qū)域小氣候、保持生物多樣性等方面也起著至關(guān)重要的作用。

1.2 采樣點(diǎn)設(shè)置

根據(jù)林周縣虎頭山水庫(kù)的全貌及周邊環(huán)境因子，本研究組選取了6個(gè)具有代表性的地點(diǎn)作為采樣點(diǎn)（1號(hào)為入水口、2號(hào)臨近公路、3號(hào)臨近村莊、4號(hào)臨近農(nóng)田、5號(hào)靠近山脈的無(wú)人區(qū)、6號(hào)為出水口）（見(jiàn)圖1）來(lái)研究該區(qū)域藻類群落結(jié)構(gòu)與水環(huán)境的關(guān)系。

1.3 水樣的采集

在各采樣點(diǎn)0～1m的范圍內(nèi)采集上、中、下三層水樣，混勻，刮去部分水草和底石上的附著物后裝入廣口瓶（500ml），帶回實(shí)驗(yàn)室待用[21-22]。用GPS測(cè)定各采樣點(diǎn)的經(jīng)緯度和海拔，用新加坡Multi-parameter型儀器測(cè)量水的pH值、水溫、電導(dǎo)率、總?cè)芙恹}和鹽度[23]。

1.4 藻類活體計(jì)數(shù)

采回的樣品用直接計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)時(shí)充分搖勻濃縮液，然后取1滴（0.11m l）樣品放入浮游植物計(jì)數(shù)框中，在10×40倍光學(xué)顯微鏡下全片計(jì)數(shù)。每1ml計(jì)數(shù)10滴，每個(gè)樣品計(jì)數(shù)2次，取其平均值，最終結(jié)果換

算成每毫升水樣中藻類的細(xì)胞數(shù)，即為豐度（ind/m l）。

圖1 虎頭山水庫(kù)采樣點(diǎn)分布圖

1.5 藻類的鑒定

用活體鏡檢法在Nikon和Olympus研究型顯微鏡下進(jìn)行物種鑒定。除硅藻是在15×100倍油鏡下鑒定外，其他藻類在15×40倍下直接觀察。鑒定物種和分類主要依據(jù)文獻(xiàn)《中國(guó)淡水藻類》[24]、《淡水微型生物圖譜》[25]、《西藏藻類》[26]、《中國(guó)西藏硅藻》[27]、《西藏硅藻圖譜》[28]等。

1.6 數(shù)據(jù)分析

1.6.1 藻類優(yōu)勢(shì)類群和偶見(jiàn)類群劃分

對(duì)已鑒定到的各級(jí)分類單元及物種進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將種類最多的分類單元定義為優(yōu)勢(shì)類群(占總種數(shù)27%以上)，將次多的分類單元定義為次優(yōu)勢(shì)類群(占總數(shù)的18%～27%)，將最少的分類單元定義為罕見(jiàn)類群(占4%以下)，其余定義為常見(jiàn)類群。

1.6.2 指數(shù)選取

選取Margalef豐富度指數(shù)[29]、Shannon-Weaver多樣性指數(shù)[30]、Pielou均勻度指數(shù)[31]、Jaccard群落相似性系數(shù)[32]、Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)[33]來(lái)分析藻類物種組成與分布特征。

1.6.3 數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理和分析采用Excel軟件和SPSS19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件。

2 結(jié)果及分析

2.1 虎頭山水庫(kù)水環(huán)境理化因子

從表1可以看出虎頭山水庫(kù)各樣點(diǎn)水環(huán)境pH值在8.73～8.91之間，水溫在13.8～19.7℃之間，電導(dǎo)率在

261～2924μS/㎝之間，總?cè)芙恹}在191～211ppm之間，鹽度在128～142ppm之間。各采樣點(diǎn)水環(huán)境理化因子的變化幅度不大，但4#樣點(diǎn)水溫度偏高，5#和6#樣點(diǎn)水溫度偏低。

表1 虎頭山水庫(kù)各樣點(diǎn)水環(huán)境的理化因子

圖2 虎頭山水庫(kù)各樣點(diǎn)藻類物種數(shù)和豐度

2.2 虎頭山水庫(kù)各樣點(diǎn)春季藻類物種數(shù)和豐度比較

從圖2可以看出，水庫(kù)春季藻類物種在各采樣點(diǎn)分布和豐度存在明顯差異。各樣點(diǎn)藻類物種數(shù)：1#樣點(diǎn)最高（79），4#樣點(diǎn)最低（29），平均數(shù)值為53。各樣點(diǎn)藻類豐度：6#樣點(diǎn)最高（3806ind/ml），4#樣點(diǎn)最低（398ind/ml），平均值為1575。各樣點(diǎn)物種數(shù)和豐度值各不相同，總體呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)。

2.3 虎頭山水庫(kù)春季藻類群落結(jié)構(gòu)特征

表2 虎頭山水庫(kù)春季浮游藻類群落結(jié)構(gòu)

虎頭山水庫(kù)6個(gè)采樣點(diǎn)共鑒定出183種藻類，隸屬于8門(mén)10綱22目30科51屬，其中羽紋綱93種，占50.82%，為優(yōu)勢(shì)類群；綠藻綱26種，占14.21%，藍(lán)藻綱23種，占12.56%，這兩種為次優(yōu)勢(shì)類群；裸藻綱和甲

藻綱各2種，占1.09%，為罕見(jiàn)類群；其余為常見(jiàn)類群。從目級(jí)水平上看，雙殼縫目49種，占26.78%，為優(yōu)勢(shì)類群；無(wú)殼縫目25種，占13.66%，為次優(yōu)勢(shì)類群；氣球藻目1種，占0.55%，為罕見(jiàn)類群，其余為常見(jiàn)類群（見(jiàn)表2）。

圖3 物種豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)及均勻度指數(shù)

圖4 Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)

2.4 虎頭山水庫(kù)春季藻類物種多樣性指數(shù)分析

從圖3可以看出，1#樣點(diǎn)的Pielou均勻度指數(shù)最高（1.0），4#樣點(diǎn)最低（0.41），平均均勻度指數(shù)為0.69；1號(hào)樣點(diǎn)的Margalef豐富度指數(shù)最高（10.40），4#樣點(diǎn)最低（4.68），平均豐富度指數(shù)為7.21；5#樣點(diǎn)的Shan?non-Weaver多樣性指數(shù)最高（3.58），4#樣點(diǎn)最低（1.39），平均多樣性指數(shù)為2.70。從圖4可以看出，4#樣點(diǎn)的Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)最高（0.54），5#樣點(diǎn)最低（0.03），平均優(yōu)勢(shì)度指數(shù)為0.24?？傮w結(jié)果表明，除4#樣點(diǎn)外，其余各樣點(diǎn)的多樣性均表現(xiàn)較高的指數(shù)，說(shuō)明生態(tài)環(huán)境較穩(wěn)定。

2.5 虎頭山水庫(kù)各樣點(diǎn)藻類Jaccard相似性系數(shù)

水庫(kù)各樣點(diǎn)藻類Jaccard相似性系數(shù)可以看出（表3），1#與2#，1#與6#和5#與6#的相似性最高，4#與6#的相似性最低，總體相似性系數(shù)變化值在0.09～0.22之間，其群落相似性系數(shù)從極不相似到中等不相似，說(shuō)明虎頭山水庫(kù)藻類群落具有明顯的區(qū)域差異性。

表3 虎頭山水庫(kù)各樣點(diǎn)間的藻類群落Jaccard相似性系數(shù)

2.6 環(huán)境因子、藻類群落特征指數(shù)間相關(guān)性

從表4可以看出，虎頭山水庫(kù)EC與TDS呈顯著正相關(guān)（p<0.05），Sal與TDS呈顯著正相關(guān)（p<0.05），EC與Sal呈極顯著性正相關(guān)（p<0.01）。分析虎頭山水庫(kù)藻類多樣性指數(shù)相關(guān)性可以看出，藻類物種數(shù)與豐富度呈極顯著正相關(guān)（p<0.01），均勻度與Shannon-Weaver多樣性呈極顯著正相關(guān)（p<0.01）。水體理化環(huán)因子與藻類群落特征無(wú)相關(guān)性（見(jiàn)表4）。

表4 虎頭山水庫(kù)藻類群落特征指標(biāo)、水環(huán)境主要理化因子間的Person相關(guān)性系數(shù)

3 討論

3.1 物種數(shù)與豐度

虎頭山水庫(kù)春季藻類物種數(shù)與豐度結(jié)果顯示:各樣點(diǎn)物種數(shù)和豐度具有明顯差異，其中1#樣點(diǎn)的物種數(shù)和豐度最高，其主要原因可能是1#樣點(diǎn)為入水口，水源的進(jìn)入攜帶了較多的外源營(yíng)養(yǎng)鹽，為藻類的生長(zhǎng)繁殖提供了優(yōu)越的條件。而4#樣點(diǎn)的物種數(shù)和豐度值最低，其主要原因可能是此樣點(diǎn)接近農(nóng)田，農(nóng)業(yè)地表徑流進(jìn)入4#樣點(diǎn)，從而影響了藻類的物種數(shù)和豐度的變化(見(jiàn)圖2)。

3.2 群落結(jié)構(gòu)特征

本研究鑒定出的183種藻類，隸屬于8門(mén)10綱22目30科51屬，表明該水庫(kù)藻類物種組成豐富，群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜。另外，優(yōu)勢(shì)門(mén)類構(gòu)成依次為硅藻門(mén)、綠藻門(mén)、藍(lán)藻門(mén)、黃藻門(mén)、金藻門(mén)、甲藻門(mén)、裸藻門(mén)和隱藻門(mén)，其中類所占比例高達(dá)55%，說(shuō)明該水庫(kù)水質(zhì)還未受到污染，水環(huán)境保持良好[34]。

3.3 豐富度、多樣性、優(yōu)勢(shì)度和均勻度指數(shù)

虎頭山水庫(kù)的藻類Margalef豐富度指數(shù)、Shannon-Weaver指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)在1#、2#、3#、5#和6#樣點(diǎn)都較高，而優(yōu)勢(shì)度指數(shù)最低；同樣受到農(nóng)業(yè)地表徑流的影響，4#樣點(diǎn)表現(xiàn)出較高的優(yōu)勢(shì)度指數(shù)，而豐富度、多樣性和均勻度指數(shù)則最低。同時(shí)可以看出，6#樣點(diǎn)的各項(xiàng)指數(shù)逐步恢復(fù)到與1#樣點(diǎn)較相似的水平，反映出該水庫(kù)生態(tài)環(huán)境具有較好自凈能力。這種分布規(guī)律說(shuō)明虎頭山水庫(kù)4#樣點(diǎn)在一定程度上受到了環(huán)境的脅迫影響?？傮w結(jié)果表明，虎頭山水庫(kù)春季藻類群落結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，種類分布均勻且相對(duì)穩(wěn)定，整體表現(xiàn)出較好的水質(zhì)狀態(tài)。

3.4 相似性系數(shù)和相關(guān)性分析

各采樣點(diǎn)相似性系數(shù)結(jié)果顯示，5#樣點(diǎn)和4#樣點(diǎn)的相似性系數(shù)最低，這表明兩個(gè)樣點(diǎn)雖比較接近，但環(huán)境差異性較大，4#樣點(diǎn)鄰近農(nóng)田，受人為干擾影響較大，5#樣點(diǎn)為靠近山脈的無(wú)人區(qū)，受人為干擾影響較小，所以表現(xiàn)出較大差異。這一結(jié)果表明，環(huán)境質(zhì)量的空間變化可引起藻類群落特征的動(dòng)態(tài)變化。水體理化因子與藻類群落結(jié)構(gòu)的二元變量相關(guān)性表明，理化因子與藻類群落參數(shù)間無(wú)明顯相關(guān)性，其原因可能是春季外援補(bǔ)給較單一，水體理化因子相對(duì)穩(wěn)定，所以對(duì)藻類的物種組成及分布影響不明顯，而更多地表現(xiàn)出空間的差異性。

4 結(jié)論

2015年5月對(duì)林周縣虎頭山水庫(kù)春季藻類的研究表明，水庫(kù)藻類物種組成豐富，群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜，優(yōu)勢(shì)種類不明顯；Jaccard相似性系數(shù)從極不相似到中等不相似，表明虎頭山水庫(kù)藻類物種組成及分布具有明顯的空間異質(zhì)性；各項(xiàng)群落參數(shù)與水體理化因子數(shù)值均表明，4#樣點(diǎn)受到輕度的環(huán)境脅迫影響，但總體水環(huán)境保持良好狀態(tài)；二元變量相關(guān)性表明，水庫(kù)群落多樣性特征與水體理化因子間無(wú)相關(guān)性，更多表現(xiàn)出小區(qū)域和空間差異性，說(shuō)明藻類對(duì)小環(huán)境異質(zhì)性和可變性靈敏。

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Analysison the Correlation between the Characteristicsof A lgalCommunity and W ater physicochem ical factors in Linzhou Hutoushan reservoir in spring,Lhasa Tibet

Ba-sang LiuWei-wei Zhao Pan-deng Ge Yan-fei Qiangba-Taqing
(SchoolofSciences,TibetUniversity,Lhasa 850000,China)

Thisstudywas carried out in order to examining characteristicsofalgae community structure and rela?tionship between thatand water physicochemical factors in Hutoushan reservoir.All together 6 sampleswere col?lected in the reservoir in May 2015.In vivomicroscopic observation was applied for algae species identification. The number of algae species was counted by direct countingmethod.A total of 183 species were indentified, which belonging to 51 genera,30 families,22 orders,10 classesand 8 phyla.Therewere 49 speciesof Biraphidi?nales,accounting for 26.78%of the total,as the dominantgroupsand,25 speciesof Araphidiales,accounting for 13.66%of the total,as the secondary dominantgroups.Therewere 1 species of Botrydiales Ettle,accounting on?ly for0.55%of the total,itwas the rare group.The restspecieswere common groups.The results showed that the algae species in the reservoir was highly rich and the community structure was complex,however,with signifi?cant differences between individual sampling sites.Correlation analysis between the community parameters and waterphysicochemical factors indicated that therewasno correlation between these factors.

Alga;Hutoushan reservoir;Species diversity;Environmental factors

10.16249/j.cnki.54-1034/c.2015.02.001

X824

A

1005-5738(2015)02-001-08

[責(zé)任編輯：索郎桑姆]

2015-09-15

2014年度西藏自治區(qū)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“林周縣虎頭山水庫(kù)浮游生物群落集群動(dòng)態(tài)對(duì)時(shí)空變化的響應(yīng)”（項(xiàng)目號(hào)：2014QCX029）；2014年度國(guó)家自然科學(xué)基金地區(qū)基金項(xiàng)目“拉薩河流域原生動(dòng)物物種多樣性與區(qū)系研究”（項(xiàng)目號(hào)：31360509）階段性成果。

巴桑，男，藏族，西藏日喀則人，西藏大學(xué)理學(xué)院副教授，主要研究方向?yàn)闈竦丨h(huán)境生態(tài)學(xué)。