司 陽(丹東市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 遼寧 丹東 118000)

滕錫川(遼東學(xué)院 遼寧 丹東 118000)

鐵甲水庫浮游植物種類組成及其易引發(fā)水華浮游植物種類探討

司 陽(丹東市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 遼寧 丹東 118000)

滕錫川(遼東學(xué)院 遼寧 丹東 118000)

通過對(duì)鐵甲水庫浮游植物組成的研究分析，總結(jié)了鐵甲水庫不同水期浮游植物種類、生物總量及優(yōu)勢(shì)種的變化情況，指出鐵甲水庫易引發(fā)水華的藻類種類及易引發(fā)水華的時(shí)期。

浮游藻類；水華；優(yōu)勢(shì)種；生物總量

1 前言

鐵甲水庫是東港市目前唯一水源地，位于東港市東北部的湯池鎮(zhèn)、前陽鎮(zhèn)、十字街鎮(zhèn)的交界處，東經(jīng)124°12′，北緯40°4′，1965年建成。正常庫容1.7億m3，最大庫容2.4億m3，是東港市東部城鄉(xiāng)生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水的重要水源地，灌溉農(nóng)田1.3萬hm2，日供水25萬t左右，解決近30萬人生活用水問題，2009年納入遼寧省飲用水水源保護(hù)區(qū)劃。因而保證鐵甲水庫水質(zhì)具有重要意義。雖然鐵甲水庫水質(zhì)較好，但從對(duì)其進(jìn)行的例行監(jiān)測(cè)的生物指標(biāo)(浮游植物)結(jié)果分析，仍然存在發(fā)生水華的隱患，因此，研究鐵甲水庫浮游植物的生物組成，針對(duì)每種可能引起水華的種類，進(jìn)行詳細(xì)分析探索，對(duì)處理鐵甲水庫突發(fā)水華環(huán)境污染事件具有很重要的指導(dǎo)意義。

2 鐵甲水庫浮游植物組成

2.1 分析方法

浮游生物監(jiān)測(cè)分定性和定量?jī)煞N。

定性分析，采用25號(hào)浮游生物網(wǎng)采集，在采樣點(diǎn)水深0.5m處，以20-30cm/s的速度做∞性循回拖動(dòng)約1-3min，或在水中沿表層拖濾1.5-5.0m3水體積。水樣采集后馬上加入福爾馬林固定液，比例為：每100ml樣品加4-5ml固定液，以備定性分析使用。

定量分析，采集水面下0.5m處水體1L，裝入玻璃瓶中，加入15ml魯哥氏液固定。樣品經(jīng)24h沉淀后，棄去上清液，余下30ml轉(zhuǎn)移至專用玻璃瓶中，貼好樣品標(biāo)簽，待定量分析用。

定性及定量樣品均在多倍生物顯微鏡下進(jìn)行鏡檢。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)位共兩個(gè)，分別在庫區(qū)和入庫點(diǎn)。

2.2 鐵甲水庫浮游植物種類組成及變化

2.2.1 浮游植物種類組成

通過整理鐵甲水庫十幾年現(xiàn)有的生物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，鐵甲水庫存在的浮游植物種類共有9大門、12綱、22目、37科共76屬種的浮游植物。其中綠藻門最多，31個(gè)屬種，占總數(shù)的40.8％；其次是硅藻門，20個(gè)屬種，占總數(shù)的26.3％；藍(lán)藻門10個(gè)屬種占總數(shù)的13.2％；金藻門、黃藻門各4個(gè)屬種，占總數(shù)的5.2％；裸藻門3個(gè)屬種，占總數(shù)的3.9％；甲藻門2個(gè)屬種，占總數(shù)的2.6％；褐藻、隱藻門各1個(gè)屬種，占總數(shù)的1.3％。

鐵甲水庫浮游植物各大門所占比例詳見圖2，浮游植物種類統(tǒng)計(jì)詳見表1、表2、表3。

2.2.2 浮游植物種類變化

2004年至2014年間，鐵甲水庫浮游植物生物年度總量變化不大，比較穩(wěn)定，基本為106個(gè)/L。其中硅藻的數(shù)量占比最高，其次為綠藻。通過調(diào)查得知在鐵甲水庫上游曾有米石加工廠，其沖刷米石的水直接進(jìn)入鐵甲水庫，同時(shí)鐵甲水庫本身為礫質(zhì)結(jié)構(gòu)，岸邊主要以砂質(zhì)為主，以上因素致鐵甲水庫中含有大量的硅類物質(zhì)，而硅藻的硅殼是由硅類物質(zhì)組成的，這是導(dǎo)致鐵甲水庫浮游植物中硅藻的占比較高的重要原因。數(shù)據(jù)顯示2004年至2014年間，除2009、2012年以外，硅藻數(shù)量占比均達(dá)到80％以上，2009年為49％，2012年為71％。各年度總屬數(shù)在14-41種之間，其中2008年的種類數(shù)最多為41種，2010年最低為14種。各年度屬種數(shù)較多的藻類在硅藻和綠藻之間變換，藍(lán)藻次之，褐藻和隱藻最少。

圖2 鐵甲水庫浮游植物各大門屬種占比(％)

表1 鐵甲水庫浮游植物種類統(tǒng)計(jì)表

表2 鐵甲水庫浮游植物種類統(tǒng)計(jì)表

各年度屬種數(shù)變化詳見表4和圖3。

2.3 鐵甲水庫浮游植物水期變化

從水期變化來看，鐵甲水庫浮游植物生物總量豐水期＞平水期＞枯水期，生物種類數(shù)量各水期變化不明顯，基本持平，三個(gè)水期種類數(shù)在15-18種之間。詳見表5。

2.4 鐵甲水庫浮游植物優(yōu)勢(shì)種變化

2004年至2014年間，鐵甲水庫浮游植物年度優(yōu)勢(shì)種除2011年外均為硅藻門針桿藻屬，2011年為硅藻門曲殼藻屬，該種類曾在2000年引發(fā)水華。亞優(yōu)勢(shì)種硅藻門和綠藻門交替出現(xiàn)。從水期優(yōu)勢(shì)種看，枯水期均為硅藻門針桿藻屬，亞優(yōu)勢(shì)種綠藻門和硅藻門交替出現(xiàn)；豐水期2008年為硅藻門小環(huán)藻屬，2010、2011年為硅藻門曲殼藻屬，其余年份均為硅藻門針桿藻屬。亞優(yōu)勢(shì)種硅藻門、綠藻門、隱藻門交替出現(xiàn)；平水期2011年為硅藻門曲殼藻屬，2014年為藍(lán)藻門顫藻屬，其余年份均為硅藻門針桿藻屬。亞優(yōu)勢(shì)種硅藻門、綠藻門、隱藻門、裸藻門交替出現(xiàn)。優(yōu)勢(shì)種占比在30.0％-97.1％之間，亞優(yōu)勢(shì)種占比在1.4％-36.9％之間。優(yōu)勢(shì)種占比越高，優(yōu)勢(shì)種、亞優(yōu)勢(shì)種占比差值越大，越易發(fā)生水華，2014年豐水期的優(yōu)勢(shì)種占比最高(97.1％)，亞優(yōu)勢(shì)種占比最低(1.4％)，兩者相差95.7％，這和該年豐水期鐵甲水庫水華處于預(yù)警狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。同時(shí)2010年平水期、2011年豐水期優(yōu)勢(shì)種、亞優(yōu)勢(shì)種占比差值分別為88.7％、88.0％，鐵甲水庫也接近水華狀態(tài)。具體情況詳見表6、圖3、圖4、圖5。

3 易引發(fā)水華浮游植物種類及不同藻類水華發(fā)生時(shí)期

表3 鐵甲水庫浮游植物種類統(tǒng)計(jì)表

表4 各年度藻類屬種數(shù)量變化情況統(tǒng)計(jì)表

表5 2004年-2014年間各水期種類及生物總量變化統(tǒng)計(jì)表

圖3 各年度浮游藻類屬種數(shù)量變化圖

浮游藻類生物量在初春由于低溫和低光照，生物量很低，隨著光照加強(qiáng)，以及地表徑流的增加，硅藻生物量上升，當(dāng)水溫和光照時(shí)間增加，綠藻生物量上升，而藍(lán)藻在溫度較高時(shí)適宜生長(zhǎng)。資料顯示，硅藻、金藻、黃藻適溫較低在14-18℃，綠藻較高為20℃-23℃，而藍(lán)藻更高，喜歡生長(zhǎng)在20℃-32℃的溫度階段。其中危害最大的藍(lán)藻門微囊藻類在10℃-40℃都可生長(zhǎng)，最適溫度為28℃-32℃。有資料顯示4-6月份、10-11月份硅藻的生物量較高，易引發(fā)硅藻水華；5-8月份綠藻的生物量較高，易引發(fā)綠藻水華；6-10月份藍(lán)藻的生物量較高，易引發(fā)藍(lán)藻水華。但如果溫度、光強(qiáng)、風(fēng)速、水體PH、營(yíng)養(yǎng)鹽濃度等條件適宜，水華的發(fā)生可不拘泥于以上時(shí)間段。

圖4 2004-2014年間枯水期鐵甲水庫優(yōu)勢(shì)種、亞優(yōu)勢(shì)種占生物總量百分比變化情況

4 鐵甲水庫易引發(fā)水華浮游植物種類及時(shí)期

資料顯示1998年至2000年間鐵甲水庫曾多次發(fā)生水華，最嚴(yán)重的一次是2000年9月，引發(fā)水華的種類是曲殼藻屬，當(dāng)時(shí)鐵甲水庫水體渾濁、發(fā)臭，魚類大量死亡。此后，2014年7月鐵甲水庫曾處于水華預(yù)警狀態(tài)，水體中優(yōu)勢(shì)種為硅藻門的針桿藻屬，水體較為渾濁?？偨Y(jié)鐵甲水庫水華現(xiàn)象，主要由硅藻門種類引起，其主要原因是鐵甲水庫底質(zhì)中含有大量的硅類物質(zhì)，而硅藻的硅殼是由硅類物質(zhì)組成的，細(xì)胞壁富含硅質(zhì)，導(dǎo)致水質(zhì)易于硅藻繁殖生長(zhǎng)，由硅藻引發(fā)的水華比率較高。其中硅藻門的針桿藻屬和曲殼藻會(huì)交替出現(xiàn)，其次是硅藻門的星桿藻屬和小環(huán)藻屬。由硅藻引發(fā)的水華易發(fā)期是6月末7月初，9月末10月初，這個(gè)時(shí)期鐵甲水庫氣象、溫度等條件適合硅藻生長(zhǎng)。尤其在干旱少雨，天氣晴好，光照良好氣象條件下，鐵甲水庫易產(chǎn)生硅藻引發(fā)的水華。雖然鐵甲水庫優(yōu)勢(shì)種以硅藻門為主，但亞優(yōu)勢(shì)種種類多樣，不拘泥于硅藻門，資料顯示世界上易引發(fā)水華的種類在鐵甲水庫中均有存在，其中藍(lán)藻有魚腥藻、束絲藻、微囊藻、顫藻等，綠藻有衣藻、四鞭藻、空球藻、實(shí)球藻、小球藻、柵藻、四角藻、十字藻等，硅藻有小環(huán)藻、舟形藻、菱形藻等，所以引發(fā)鐵甲水庫水華的種類不會(huì)只局限于硅藻門，理論上存在由其它藻類引發(fā)水華的可能。比如在6-10月份，連續(xù)晴熱的高溫天氣、水體呈強(qiáng)堿性(pH值8.8-10，盛夏季節(jié)光照度極強(qiáng)，水體藻類光合作用極強(qiáng)，CO2消耗量最大，pH值便會(huì)急劇上升)、水體高氮低磷，有機(jī)質(zhì)含量較豐富，則極易引發(fā)藍(lán)藻水華。另外鐵甲水庫中綠藻門種類占比較高，其中包含有易引發(fā)水華的種類如衣藻、四鞭藻、空球藻、小球藻、柵藻、四角藻、十字藻、綠球藻、空心藻等，如果繁殖條件適宜，尤其在綠藻生長(zhǎng)旺盛的5-8月份，也可引發(fā)綠藻水華。

表6 各水期鐵甲水庫藻類優(yōu)勢(shì)種變化情況統(tǒng)計(jì)表

圖5 2004-2014年間豐水期鐵甲水庫優(yōu)勢(shì)種、亞優(yōu)勢(shì)種占生物總量百分比變化情況

圖6 2008-2014年間平水期鐵甲水庫優(yōu)勢(shì)種、亞優(yōu)勢(shì)種占生物總量百分比變化情況

5 結(jié)論

(1)鐵甲水庫存在的種類共有9大門、12綱、22目、37科共76屬種的浮游植物。其中綠藻門屬種數(shù)最多，其次是硅藻門。各年度總屬數(shù)在14-41種之間。

(2)鐵甲水庫浮游植物年度生物總量變化不大，比較穩(wěn)定，基本為106個(gè)/L。其中硅藻的數(shù)量占比最高。這和鐵甲水庫底質(zhì)中含有大量的硅類物質(zhì)有關(guān)。

(3)鐵甲水庫浮游植物年度優(yōu)勢(shì)種除2011年外均為硅藻門針桿藻屬，2011年為硅藻門曲殼藻屬。亞優(yōu)勢(shì)種硅藻門和綠藻門交替出現(xiàn)。從水期優(yōu)勢(shì)種看，枯水期均為硅藻門針桿藻屬，亞優(yōu)勢(shì)種綠藻門和硅藻門交替出現(xiàn)；豐水期2008年為硅藻門小環(huán)藻屬，2010、2011年為硅藻門曲殼藻屬，其余年份均為硅藻門針桿藻屬，亞優(yōu)勢(shì)種硅藻門、綠藻門、隱藻門交替出現(xiàn)；平水期2011年為硅藻門曲殼藻屬，2014年為藍(lán)藻門顫藻屬，其余年份均為硅藻門針桿藻屬，亞優(yōu)勢(shì)種硅藻門、綠藻門、隱藻門、裸藻門交替出現(xiàn)。優(yōu)勢(shì)種占比在30.0％-97.1％之間，亞優(yōu)勢(shì)種占比在1.4％-36.9％之間。

(4)鐵甲水庫水華主要由硅藻門種類引起，成為優(yōu)勢(shì)種的主要是針桿藻屬和曲殼藻，其次是硅藻門的星桿藻屬和小環(huán)藻屬。由硅藻引發(fā)的水華易發(fā)期是6月末7月初，9月末10月初，尤其在干旱少雨，天氣晴好，光照良好氣象條件下，易產(chǎn)生硅藻引發(fā)的水華。在6-10月份，易引發(fā)由藍(lán)藻產(chǎn)生的水華。5-8月份，易引發(fā)由綠藻產(chǎn)生的水華。

〔1〕丹東市環(huán)境保護(hù)局《.2006-2010年丹東市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書》.

〔2〕丹東市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站《.丹東市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書》.

〔3〕林碧琴，姜彬彗.藻類與環(huán)境保護(hù).沈陽：遼寧民族出版社，1999.

〔4〕周鳳霞，陳劍虹等.淡水微型生物圖譜.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

〔5〕胡鴻鈞，李堯英，魏印心等.中國(guó)淡水藻類.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1981.

Discussion on Phytoplankton Composition in TieJia Reservoir and Species Easily Leading to Bloom

SiYang(Environment Monitoring Center Station of DanDong City DanDong LiaoNing 118002)

The paper analyses phytoplankton composition in TieJia reservoir,summarizes the change of phytoplankton species,biomass and dominant species in different water period in TieJia reservoir and points out algae species and period easily leading to bloom in the reservoir.

Planktonic algae Blooms Dominant species Biomass

X171.5

A

1674-263X(2016)03-0088-07

2016-09-20

司陽(1969-)，女，碩士，高級(jí)工程師，從事環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。