吳孟璇 趙笑怡 王程怡 安 瑩 關紅強 蘆站根
(衡水學院生命科學系 河北 衡水 053000)
淡水藻類是反映水體環(huán)境質量的重要指標,有些藻類還是重要的指示生物。根據(jù)水體中藻類數(shù)量,可以了解水質現(xiàn)狀和變動趨勢,因此開展水質監(jiān)測和水環(huán)境評價時都應開展藻類監(jiān)測。藻類數(shù)量常用藻類生物密度(簡稱藻密度)來表示,也用葉綠素a 的含量來代替,所以可通過監(jiān)測水體中的藻類葉綠素a 含量來間接地反映水體中的藻類數(shù)量(生物量)。
衡水湖是國家級自然保護區(qū),屬于城市湖泊水體,流動性較差,水域面積較小,容易污染,水環(huán)境容量小,水體自凈能力較低[1]。但由于季節(jié)性氣候變化的影響,衡水湖的水質也隨之變化,因而要密切監(jiān)測。湖泊中的浮游藻類是重要的初級生產者,通過研究其水體浮游藻類葉綠素a 含量的季節(jié)性動態(tài)變化,可了解衡水湖水質狀況、富營養(yǎng)化程度,從而及時預警,防止藍藻水華的發(fā)生。
1.1 研究區(qū)域特征。衡水湖是華北平原第二大淡水湖,位于河北省衡水市內,占地120 km2,蓄水面積為75 km2,位于東經(jīng)115°30'~115°40',北緯37°33'~37°40'[2]。河北衡水湖國家級自然保護區(qū)屬暖溫帶大陸季風氣候區(qū),四季分明,年平均氣溫13 ℃,年降雨量518.9 mm。
1.2 監(jiān)測手段及方法
1.2.1 采樣時間及地點。本研究于2018 年7 月24日、8 月6 日、8 月15 日、8 月24 日、9 月7 日、9月17 日、9 月28 日、10 月9 日、10 月19 日、10 月29 日對衡水湖水樣進行樣品采集,共計采樣10 次。根據(jù)衡水湖的形態(tài),結合采樣的實際情況,共設置了10 個位點,基本覆蓋了衡水湖的不同生境。其中1~9 號位點位于大湖,10 號位點位于小湖。北部湖區(qū)(1號位點、2 號位點、5 號位點、6 號位點)、中部湖區(qū)(3 號位點、4 號位點)、南部湖區(qū)(7 號位點、8 號位點、9 號位點)和小湖區(qū)(10 號位點)。
1.2.2 采樣方法。水樣為各采樣點50 cm 左右的上層水,用有機玻璃采水器采集后,分別倒入2 個1 L 廣口瓶中,其中一個立即加入9 ml 魯哥氏液,倒入水樣后輕輕晃動,對水樣中的藻類進行固定染色,另一個則不加魯哥氏液,迅速帶回實驗室進行測定。
1.2.3 測定方法。藻類葉綠素a 測定方法[3]:分光光度法;藻密度:顯微鏡觀察法。
2.1 衡水湖藻類不同空間位點葉綠素a 含量及藻密度的變化。由圖1 可知,不同位點葉綠素a 變化較大,其中位點10 葉綠素a 含量最高,與其他位點差異顯著;位點1、2 含量較低,其他位點變化范圍在34.547~40.821 μg/L,差異不顯著。藻密度變化也有較大的差異,浮游植物數(shù)量較多,數(shù)量多在106~108/L,甚至有個別位點達到109/L,平均數(shù)量為2.239×108/L。位點5、6 藻密度最高,位點4、7、8 葉綠素a 和藻密度變化規(guī)律表現(xiàn)基本一致。
圖1 不同空間位點葉綠素a 及藻密度的變化
2.2 衡水湖藻類不同時間葉綠素a 含量及藻密度的變化。由圖2 可知,不同月份葉綠素a 含量變化很大,變化規(guī)律呈波浪形,但總體趨勢是逐漸上升,9 月17日最高,并且與其他月份差異顯著,9 月28 日降低了很多,但10 月9 日又出現(xiàn)回升,10 月份后隨著溫度的降低而逐漸下降,10 月29 日達到最低。藻密度變化趨勢也為波浪形,基本一致于葉綠素a,在同一時間8 月24 日二者均急劇上升,數(shù)值范圍107~108/L,9 月28 日達到最高,6.9×108/L,比葉綠素a 最高點推遲了10 d,10 月9 日時急劇下降,而后緩慢降低,10 月29 日達到最低。
圖2 不同時間藻類葉綠素a 含量及藻密度動態(tài)變化
從時間變化上看,隨著時間推移,葉綠素a 含量逐漸增大,這與總磷的變化趨勢是一致的,藍藻生長的制約因素主要是磷元素,當磷濃度合適時,加上合適的水溫(大于19 ℃)及高的pH 值,利于藍藻生長,而不利于其他藻類生長,9 月17 日10 個位點的葉綠素a 均遠遠超過其他時間,說明葉綠素a 含量基本達到了峰值。 《太湖水環(huán)境綜合治理總體方案》 認為,葉綠素a 含量超過40 μg/L 時藍藻即爆發(fā),10 次測量數(shù)據(jù)基本接近甚至超過了40 μg/L,因此需要高度警惕藍藻暴發(fā)。
夏季處于藍藻爆發(fā)高峰期,水體極易富營養(yǎng)化,為了降低富營養(yǎng)化水平給出以下建議:
4.1 嚴禁生活及工業(yè)污水排入衡水湖中,防止水中氮、磷等無機物含量增加,使藻類爆發(fā)式增長;對衡水湖加強監(jiān)測及入湖河道管理[4]。
4.2 在湖中種植一些維管植物,這些植物可以與藻類形成競爭關系,抑制藻類的生長;或者將陸生植物栽于生物浮床上,凈化水質。
4.3 藻類爆發(fā)式增長時,必要時使用藻類抑制劑,如夜間間歇性投氯或者用物理辦法過濾藻類。
4.4 發(fā)現(xiàn)水中有成片的植物死亡時,需要將其打撈出來,以免腐爛在水里,為藻類提供營養(yǎng)。
4.5 定期蓄水,將湖水稀釋,保持湖水清潔,及時檢測與防治。?