DOI:10.12677/ams.2024.113012,PDF,HTML,XML,被引量下载: 0浏览: 29
作者:龚世伟,石 虎,计 慧：湖北省十堰市水文水资源勘测局，湖北 十堰
关键词:浮游植物多样性指数；地表水水质类别；泗河；Phytoplankton Diversity Index；Surface Water Quality Category；Sihe River

文章引用：龚世伟, 石虎, 计慧. 泗河浮游植物调查与水质评价[J]. 海洋科学前沿, 2024, 11(3): 117-124. https://doi.org/10.12677/ams.2024.113012

1. 引言

泗河是穿越十堰东南部城区汇入丹江库区的一条城市河流，发源于房县土城镇柳树垭，位于东经110˚42'33"~110˚54'46"，北纬32˚23'57"~32˚39'18"之间，自南向东北流经茅箭区、十堰经济技术开发区等东部城区，茅箭区鸳鸯乡以下为郧阳区与丹江口市的界河，至青山镇白石坪入丹江口水库，泗河干流全长67.0 km，集水面积469 km²。我们把泗河分为：马家河上段、马家河下段、马家河水库、茅塔河上段、茅塔河下段、茅塔河水库、泗河等7个单元，13个断面进行分析评价。泗河水系图，见图1。

Figure 1.Sihe river system map

图1.泗河水系图

2. 研究方法

2.1. 材料

2021年7月2日至6日调查的浮游植物资料和相应的地表水水质分析资料。

2.2. 浮游植物多样指数[1][2]-[8]

使用香农–威纳(Shannon-Wienner)指数评价浮游植物多样性，按照下列公式计算浮游植物多样性指数。

$H=-{\displaystyle {\sum }_{i=1}^S\left(\frac{n_i}{n}\right)}{\log }_2\left(\frac{n_i}{n}\right)H$

式中：H——浮游植物多样性指数；

n_i——样品中第i种浮游植物的个体数，单位为个；

S——样品中的浮游植物种属总数，单位为个；

n——样品中所有浮游植物的总个体数，单位为个。

3. 泗河浮游植物调查资料[9]

3.1. 浮游植物检测

2021年6月调查的泗河13个监测断面，共检测出浮游植物42属，其中硅藻门13属，占31.0%；蓝藻门6属，占14.3%；绿藻门19属，占45.2%；隐藻门1属，占2.3%；裸藻门2属，占4.8%；甲藻门1属，占2.4%，泗河各监测断面藻密度值见表1。

Table 1.Algal density at each monitoring section of Sihe River (Unit: number/liter)

表1.泗河各监测断面藻密度(单位：个/升)

断面 种类	马家河 水库背景	马家河 河口	马家河 水库坝址	马家河 水库库中	马家河 水库库尾	茅塔河 水库背景	田湖堰 河口	茅塔河 河口	茅塔河 水库	茅塔河 水库库中	茅塔河 水库库尾	回船	泗河口
直链藻	82,685		9187		22,968		128,620	128,620	0	0	13,781
舟形藻	64,310		4594	9187	22,968	45,936	1,506,697		0	4594	27,562
小环藻	27,562		418,017	574,198	411,126	2297	215,899		45,936	192,931	101,059		211,305
卵形藻	16,078		4594		9187	11,484	27,562		0	0	4594
桥湾藻	6890			4594	20,671	36,749	4594		0	0	4594
双眉藻	6890				0	55,123	9187		0	0	0
曲壳藻	4594			4594	11,484				32,155	36,749	0
异极藻	4594				0	13,781			0	4594	0
针杆藻	4594	202,118			0	6890	142,401	146,995	1,295,392	1,929,307	803,878	500,701	110,246
小球藻	32,155		183,744	73,497	142,401	4594	119,433	119,433	537,450	973,840	206,712	0	211,305
栅藻	22,968	1,809,873	4594	22,968	0	101,059	303,177	303,177	9187		45,936	1,442,386	339,925
平裂藻	9187		0	0	18,374
多甲藻	4594		4594	4594	16,078				9187	41,342	192,931
隐藻	4594		50,529	110,246	0						18,374
空星藻			82,685	661,477	0					36,749	0
韦丝藻			82,685	110,246	137,808
盘藻			36,749
衣藻			16,078	13,781

续表

卵囊藻			9187
十字藻			9187
角星鼓藻			4594	18,374	32,155					18,374	9187
顶棘藻			2297							0	4594
四角藻	0	0	2297	0	0		0	0		13,781	18,374	0	0
新月藻	0	0	2297	0	0		0	0		0	0	0	0
色球藻	0	0	4594	9187	18,374		0	0		0	0	0	0
盘星藻	0	220,492	0	0	18,374	55,123	0	0		36,749	36,749	0	0
粗刺藻	0	0	0	0	0	0	0	0		0	0	0	0
四孢藻	0	0	0	0	9187	0	0	0		0	0	0	0
脆杆藻	0	0	0	0	0	0	0	0	18,374	0	0	0	0
鱼腥藻	0	0	0	0	11,484	9187	32,155	0	0	0	0	0	0
为鱼腥藻	0	914,124	0	0	32,155	0	459,359	1,635,317	0	0	0	160,776	1,061,119
裸藻	0	96,465	0	0		0	0	0	983,028	1,111,648	661,477	142,401	0
囊裸藻	0	0	0	0		0	0	0	0	0	41,342	0	0
羽纹藻	0	0	0	0		0	0	0	0	0	22,968	0	0
鼓藻	0	0	0	0		2297	4594	0	0	0	0	0	0
月牙藻	0	0	0	0		4594	0	0	0	0	0	0	0
纤维藻	0	0	0	0		0	0	0	0	4594	0	0	0
等片藻	0	0	0	0		0	0	0	0	0	4594	0	0
星杆藻	0	0	0	0		0	0	0	0	0	0	0	0
肾形藻	0	0	0	0		0	0	0	0	0	0	0	0
颤藻	0	0	0	0		0	1,051,931	1,047,338	0	0	0	367,487	202,118
螺旋藻	0	211,305	0	0		0	0	0	0	0	0	0	0
合计	291,693	3,454,377	932,499	1,616,943	934,795	349,113	4,005,608	3,380,880	2,930,708	4,405,250	2,218,704	2,613,751	2,136,018

3.2. 泗河浮游植物优势属照片

泗河浮游植物优势属照片见图2~8。

Figure2.Straight-chain algae

图2.直链藻

直链藻：细胞圆柱形，以壳面相连的不分枝直或弯曲丝状体，壳上花纹为细点纹和孔纹，某些丝状体两端具有棘状突起，可以使细胞之间互相嵌合牢固。早春和晚秋生长旺盛。

Figure3.Microcystis

图3.小环藻

小环藻：单细胞，圆盘形或几个壳面相连成丝状，带面正方形，有向心排列的孔纹、肋纹、有的壳面有波状突起，中央区无花纹或孔纹。

Figure4.Sky star alga

图4.空星藻

空星藻：植物体为真性定形群体，由4个、8个、16个、32个64个、128个细胞组成多孔的、中空的球体到多角形体，群体细胞以细胞壁或细胞壁上的凸起彼此连接，细胞球形、圆锥形、近六角形、截顶的角锥形，细胞壁平滑、部分增厚或具管状凸起，色素体周生，幼时杯状、具一个蛋白核，成熟后扩散，几乎充满整个细胞。

Figure5.Scenedesmus

图5.栅藻

栅藻：细胞纺锤形、卵形、椭圆形、群体由4~8个或2、16、至32个细胞组成栅状群体，排成一列，或上下两列，细胞壁平滑具颗粒、刺或群体两端长棘刺，色素体1个，周生，具一个蛋白核，以似亲孢子繁殖。

Figure6.Conifera

图6.针杆藻

针杆藻：壳面线形或披针形，壳面观末端呈头状、带面观长方形，花纹为细线纹，具假壳缝，中央有方形的无花纹区，单细胞或放射状群体。

Figure7.Navicular algae

图7.舟形藻

舟形藻：单细胞，呈线形、纺锤形、披针形、壳环长方形、末端头状、喙状、钝圆、壳缝直、具有中央节和极节，花纹为孔纹、点纹和横线纹，色素体2块，片状或带状。

Figure8.Pseudo fishy algae

图8.伪鱼腥藻

伪鱼腥藻：丝状蓝藻、细胞长大于宽，圆柱形，宽约0.5至0.8微米，原生质体均匀，不具气囊。

4. 泗河浮游植物多样性指数、地表水水质类别比较分析[10]

4.1. 浮游植物多样性指数评估水生态状况采用标准

浮游植物多样性指数评估赋分标准见表2。

Table 2.Scoring criteria for phytoplankton diversity index assessment

表2.浮游植物多样性指数评估赋分标准表

浮游植物多样性指数	特征说明	赋分	水质类别
>3.0	优	100	ⅠⅡ
>2.0	良好	80	Ⅲ
>1.0	轻度	60	Ⅳ
>0	中度污染	30	Ⅴ
0	重度污染	0	劣Ⅴ

4.2. 浮游植物多样性指数和地表水水质类别

从表3中可以看出，马家河下段，茅塔河下段、泗河、浮游植物多样性指数在1到2之间，赋分在60分左右，水质类别为地表水环境质量标准Ⅳ类，赋分为60分，水质受到污染；马家河上段、马家河水库、茅塔河上段、茅塔河水库，浮游植物多样性指数大于2，赋分在80至100之间，水质类别为地表水环境质量标准Ⅰ、Ⅱ类，赋分为80至100分，水质尚好。

Table 3.Phytoplankton diversity index and surface water quality category

表3.浮游植物多样性指数和地表水水质类别

评估单元	断面	指数值	赋分	水质类别	赋分
马家河上段	马家河水库背景	3.07	100	Ⅱ	100
马家河下段	马家河汇入泗河	1.66	73.2	Ⅳ	60
马家河水库	马家河水库	2.6	92	Ⅱ	100
	马家河水库库中	2.12	82.4	Ⅲ	80
	马家河水库库尾	2.7	94	Ⅱ	100
茅塔河上段	茅塔河水库背景	2.94	98.8	Ⅱ	100
茅塔河下段	余家湾茅塔河交汇	1.73	74.6	Ⅳ	60
	茅塔河汇入泗河	1.53	70.6	Ⅳ	60
茅塔河水库	茅塔河水库	1.76	75.2	Ⅲ	80
	茅塔河水库库中	2.03	80.6	Ⅲ	80
	茅塔河水库库尾	2.61	92.2	Ⅲ	80
泗河	回船	1.8	76	Ⅳ	60
	泗河口	1.6	72	Ⅳ	60

5. 结论

1) 泗河13个监测断面共检测出浮游植物42属，其中硅藻门13属，占31.0%；蓝藻门6属，占14.3%；绿藻门19属，占45.2%；隐藻门1属，占2.3%；裸藻门2属，占4.8%；甲藻门1属，占2.4%。

2) 从表中可以看出，马家河下段，茅塔河下段、泗河、浮游植物多样性指数在1到2之间，赋分在60分左右，水质类别为地表水环境质量标准Ⅳ类，赋分为60分，水质受到污染；马家河上段、马家河水库、茅塔河上段、茅塔河水库，浮游植物多样性指数大于2，赋分在80至100之间，水质类别为地表水环境质量标准Ⅰ、Ⅱ类，赋分为80至100分，水质尚好。

3) 浮游植物多样性指数赋分与地表水水质类别赋分一致，浮游植物能直观地反映出水体质量变化，在水生态健康评价中具有重要意义。

4) 我们参考8篇研究浮游植物的文章，结果表明，大家用浮游植物多样性指数评价的水质优劣程度和用《地表水环境质量标准GB3838-2002》评价的水质优劣程度一致。

参考文献

[1]	中华人民共和国水利部. SL/T 793-2020 河湖健康评估技术导则[S]. 北京: 水利水电出版社, 2020.
[2]	姚霞, 王正德, 李玉英, 等. 丹江口水库不同支流浮游藻类和附石藻类的比较研究[J]. 河南农业科学, 2012, 41(3): 82-84.
[3]	谭香, 夏小玲, 程晓莉, 等. 丹江口水库浮游植物群落时空动态及其多样性指数[J]. 环境科学, 2011, 32(10): 2875-2882.
[4]	张义宇. 高州水库浮游植物多样性与营养状态评价[J]. 广东水利电力职业技术学院学报, 2014(3): 26-30.
[5]	陈昊. 惠阳区试点水库健康评估分析及初步探讨[J]. 人民珠江, 2014(6): 134-136.
[6]	张文志. 显岗水库水生态状况评价及蓝藻发生风险等级评估[J]. 人民珠江, 2013, 34(2): 45-47.
[7]	李春永, 杨中兰. 阳宗海浮游植物群落与营养状态评价[J]. 人民珠江, 2013, 34(3): 20-23.
[8]	刘林峰, 周先华, 高健, 等. 神农架大九湖湿地浮游植物群落结构特征及营养状态评价[J]. 湖泊科学, 2018, 30(2): 417-430.
[9]	水利部水文局, 长江流城水环境监测中心, 等, 编著. 中国内陆水域常见藻类图谱[M]. 武汉: 长江出版社, 2012.
[10]	国家环境保护总局, 国家质量监督检验检疫总局. GB3838-2002 地表水环境质量标准[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 2002.