大夏河临夏段枯水期纤毛虫群落特征与水质相互关系研究

生态与农村环境学报 2010,26(6):550-557J ournal of Ecology and R ural Environ m ent
大夏河临夏段枯水期纤毛虫群落特征与水质相互关系研究
陈凌云1
,康瑞琴2
,马正学
1
,马维斌1,陈德来1
(1 西北师范大学生命科学学院,甘肃兰州 730070;2 安阳
工学院化学与环境工程系,河南安阳 455000)
摘要:
2008年11月至2009年3月,在大夏河临夏段设置4个断面分2批采集16个水样,用活体镜检和固定染色
相结合的方法,对该河段枯水期纤毛虫物种多样性、群落结构特征及其与水质的相互关系进行研究。

共鉴定出纤毛虫3纲13目45科57属114种(包括9种未定种)。

动基片纲(K i neto fragm i nophorea)48种(隶属18科22属),寡膜纲(O li gohy m enophorea)36种(隶属16科18属),多膜纲(Po lyhy m enophorea)30种(隶属11科17属),分别占总物种数的42 0%、32 0%和26 0%。

肾形豆形虫和梨形四膜虫为优势种群,尾草履虫、瓜形膜袋虫、片状漫游虫、大口瞬目虫、弯豆形虫、小口钟虫、纺锤康纤虫为次优势种群,可以作为河流生活型有机污染的指示物种。

据纤毛虫群落特征以及水体主要理化指标对大夏河临夏段水环境质量进行综合评价,结果显示,该河段以生活型有机污染为主。

1#~4#样点的污染等级和顺序为:1#(O s ,轻微污染)<4#( m s ,中度污染)<2#( m s ,中度污染)<3#( m s~Ps ,中度 重度污染)。

关键词:大夏河临夏段;枯水期;纤毛虫群落特征;水质评价
中图分类号:X171.1 文献标识码:A 文章编号:1673-4831(2010)06-0550-08
Character istics of C iliate Co mmun ity i n L i nx i a Section of th e D axiahe R iver i n Low W ater Seasons and Its R ela tionsh i p W ith W ater Qua lity.C H E N Ling yun 1,KAN G Rui qin 2,M A Zheng xue 1,M A W ei bin 1,C H EN D e lai 1(1.Co l lege of L ife Sc i ence ,No rth w est N or m a lU niversity ,L anzhou 730070,Chi na ;2.D epart ment of Che m ica l&Env ironmenta l Eng i neer i ng ,Anyang Institute o f T echno l ogy ,A nyang 455000,China)
Abstract :Character i stics .i e .spec ies d i ve rsity and community structure ,o f the c ili ate co mmun ity i n t he L i nx ia Sec ti on of the D ax iahe R i ver i n lo w wa ter seasons w ere st udied by ana l y zi ng w it h m icroscopy and fi x ed cell sta i ning me t hod .16wa ter sa m ples w ere co ll ected i n t w o ti m es fro m t hat section duri ng the pe ri od fro m N ove m ber 2008tillM arch 2009.A tota l of 114species (i nc l ud i ng 9un i dentified),belong i ng to 57genera o f 45fam ilies o f 13orders ,w ere i den tified .Colp i diu m col p oda and T etrahym ena py ri form is w ere do m i nant species ,w hil e P ara m eciu m caudatu m,Cy cli d i um citrull us,Litonotus fas ciola ,G laucoma macro sto m a , C.ca mpy lu m,Vor ticell a m icrosto m a and C ohnile m bus fusi for m is w ere s ub do m i nant ones .T hey can be cited as i ndicator species for dom estic organ ic po lluti on of rivers .Integ ra ted eva l uati on o f t he env ironmenta l qua li ty of the D ax i ahe R i ve r was conducted based on the charac teristics of c ili ate co mmun ity (nu m be r of species ,do m i nant spec ies ,b i odiversity i ndex ,saprobic i ndex,percentage of BS g roups ,percen tage o f PA g roups ,co mmunity si m il a rity i n dex )and other b i od i versity i ndex ,such as fecal co lifor m bacter i a .R esu lts sho w t hat t he wa ter body i s m a i nly po lluted by o rganic po ll utan ts o f do m estic se w age .T he po ll uti on can be div i ded i nto four levels ,that is ,sli ghtl y po ll uted (O s i n Sec
ti on 1#),m oderate l y poll uted ( m s i n Section 4#
),m ode rate ly po ll u ted ( m s i n Secti on 2#)and nea r heav il y po ll uted
( m s-Ps i n Section 3#).
K ey word s :L i nx ia Section o f the D ax iahe R i ver ;l ow wa ter season ;
characteristi cs of c ili a te comm un it y ;
assess m ent of
w ater qua lity
基金项目:甘肃省自然科学基金(096RJ ZA123);中国海洋大学海水养殖教育部重点实验室开放基金(20100307);甘肃省环境科学设计研究院协作项目(20090705)收稿日期:2010-03-12
通讯联系人E m ai:l m z hx53@163.co m
近年来,西北边远地区水环境问题表现尤为突出。

一方面是水资源短缺,另一方面是水环境污染
十分严重和普遍。

刘家峡水库是黄河中上游重要的饮用水源地,为临夏地区和下游数千万人口提供水资源。

单细胞生物是水生生态系统中重要的生物组成部分,直接或间接地参与水生态系统的自净作用,在评价环境质量方面具有明显优势。

研究纤毛虫群落特征的动态变化可以直接或间接反映水环境质量
的状况和发展趋势
[1]16-20,[2]3-7。

利用原生动物群
落特征指示水体环境质量的相关研究已有报道,但
第6期 陈凌云等:大夏河临夏段枯水期纤毛虫群落特征与水质相互关系研究
是已有的研究大多集中在长江水系的河流、湖泊、水库
[3-4]
,对黄河水系的研究开展较少
[5-7]。

笔者研
究了大夏河临夏段枯水期纤毛虫群落特征与水质的相互关系,旨在为大夏河临夏段水环境污染防治提供科学依据,这对保证刘家峡水库水环境质量的安
全性也具有重要意义。

1 材料与方法
1.1 研究区域概况
大夏河是黄河上游的一级支流,是临夏市区唯一的地表水源,位于北纬35!25∀~35!47∀,东经129!94∀~130!12∀。

大夏河经甘肃省甘南藏族自治州夏河县的土门关流入临夏州境内,自西向东横贯临夏市流入刘家峡水库,全长22 4km,流域面积7154km 2。

流域地势西南部高,东北部低,海拔高度为1735~4281m 。

大夏河在临夏市区流域的河面最宽处达1000m,历年平均流量为38 8m 3
#s -1
,流速为1~28m #s -1
,含沙量为0 595~3 400kg #m -1。

临夏市是一个多民族聚居区,据调查,临夏市境内有各类排污企业46家,主要有制革、食品、毛纺和建材企业等。

工业污水总排放量为7604 66t #d -1
,生活污水总排放量约11316 30t #d -1。

1.2 采样点设置
根据流域特点在大夏河临夏段共设4个断面作为采样点,为了便于比较分析,样点设置与临夏市环境保护局环境监测站的监测断面保持一致,2#
样点为新增控制监测断面(图1)。

1#
土门关(对照断面);2#
后杨(控制断面1);3# 折桥(控制断面2);
4#
泄湖峡(消减断面)。

图1 大夏河临夏段采样点分布示意Fig .1 D istr i bu ti on of sa mp li ng sites i n the L i nxia
Sec ti on of the D iaxiahe R iver
1#
土门关样点为大夏河从甘南藏族自治州流入临夏回族自治州的接壤断面,其周围生态环境较好,
没有明显的污染源,水质较清洁,可以视为大夏河临夏段的对照样点;2#
后杨样点距离1#
样点断面约9
km,是控制断面之一;2#样点与3#
折桥样点相距约7 4km,自1#
样点下游约2k m 处到3#
折桥样点之
间的河段沿岸两侧有大量的污染物排入,因此2#
和3#
样点是该河段污染物重点监测和控制断面;4#
泄
湖峡样点距离3#断面约6km,4#
断面直接接纳的污染源较少,主要是上游河段水体污染物下泄,该段河床坡度较大,水流湍急,絮凝沉淀和曝气作用较强,有利于污染物的沉淀和分解。

1.3 样品采集与处理
定性样品:用500mL 广口瓶自制采水器随机采
水样[8]
,采样时测量水温和pH 值。

定量样品:采样方法同上,低温保存,在采样后24h 内用直接计数法计数。

监测方法参照文献[9]。

1.4 物种鉴定用活体观察和蛋白银染色相结合的方法鉴定物
种
[1]412-524,[10-13];采用LEV I N E 等[14]
的分类系统进
行分类。

1.5 群落结构分析1.5.1 类群划分
优势类群和罕见类群的划分方法参见文献[7]。

1.5.2 多样性指数
采用G leason M argalef 公式[15]
计算多样性指
数d :
d =(S -1)/ln N (1)
式(1)中,S 为种类数,N 为个体数。

参考许木启[16]
的方法将d 值划分为5级:0~1属于重度污染,>1~2属于严重污染,>2~4属于中度污染,>4~6属于轻度污染,>6属于清洁水体。

1.5.3 污生指数
根据Pantle Buck 公式[1]128
计算污生指数:
I s =
∃S %h /∃h
(2)
式(2)中,I s 为污生指数;S 为不同种类的分值,从寡污种到多污种,其分值分别为1~4;h 为出现的频率,从少到多分为3级,分值为1~3;I s 在1 0~1 5
之间为轻度污染,>1 5~2 5为中度污染,>2 5~3 5为重度污染,>3 5~4 0为严重污染。

1.5.4 营养功能类群划分
将淡水原生动物按食性分成6个营养类群,即光合作用者(P 类群)、食藻者(A 类群)、食细菌-碎屑者(B 类群)、腐生者(S 类群)、食肉者(R 类
#
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生 态 与 农 村 环 境 学 报第26卷
群)和无选择性的杂食者(N类群)[1]159-176。

若群落中P、A类群占的比例比较大,则反映水质良好;若群落中B、S类群占的比例较大,则反映水质较差。

1.5.5 群落相似性系数
根据J ACCARD[17]的群落相似性系数公式计算相似性系数J:
J=2c/(a+b)(3)式(3)中,a、b为群落物种数;c为2个群落共有的物种数。

J值>0 75~1 00为极相似,>0 50~0 75为中等相似,>0 25~0 50为中等不相似,0~0 25为极不相似。

1.5.6 数据处理
采用SPSS18.0和Excel软件进行数据分析。

2 结果与分析
2.1 大夏河临夏段水环境主要理化因子
大夏河临夏段4个采样点枯水期水体环境主要理化因子分析结果见表1。

表1 大夏河临夏段各采样点枯水期水体主要理化性质
Table1 M ain physico che m ica l prop er ties of the waters at the four sa mp li ng sites i n the L inxi a Secti on of th e Daxiahe R i ver in l ow w ater season s
采样点温度/&p H 高锰酸
盐指数
粪大肠杆
菌数/L-1
/(m g#L-1)
COD BOD5TN TP DO
1#5 27 21(7 5)3 70140028 21 481 140 2719 90 2#7 07 23(8 1)5 798900030 42 783 570 3718 57 3#7 07 36(8 2)5 329200031 83 133 170 3189 52 4#7 07 39(7 6)5 195400028 42 381 790 3129 95标准1)6 5~8 5∋4∋2000∋15∋3∋0 15∋0 1(6
括号内p H值为2009年2~3月平均值,由甘肃省水资源局提供;其余数据为2008年2~3月平均值,由临夏市环境监测站提供。

2#样点为增设控制断面,自测数据。

1))地表水环境质量标准∗(GB38382002)中二级标准。

从表1可以看出,依据)地表水环境质量标准∗(GB38382002)中二级标准,1#~4#样点的TN、TP、COD都已超标,3#样点的B OD5已超标,2#、3#、4#样点的高锰酸盐指数和粪大肠杆菌数则严重超标,表明大夏河临夏段河水已受到不同程度的污染(主要是有机污染),1#~4#样点各项理化指标含量总体趋势为先升高后降低,由高到低依次为3#>2#> 4#>1#。

这一结果与河流沿途实际接纳污染物的情况相符合。

根据调查,该河段接纳了临夏市全部的城市污染物,以生活型有机污染物为主,污染源主要分布在1#~3#河段之间。

对4个断面水体的9项指标进行二元变量的Pearson双侧相关性分析[18],结果显示,温度分别与 (BOD5)、高锰酸盐指数呈显著相关(P<0 05), (BOD5)与粪大肠杆菌数呈显著相关(P<0 05),其余指标之间的相关性不显著。

2.2 纤毛虫种类分布及丰度
在大夏河临夏段枯水期分2批采集4个断面的16个水样进行分析,结果见表2。

由表2可知,共鉴定出纤毛虫114种(包括9个未定种)。

肾形豆形虫(Colp i d ium co l p oda)和梨形四膜虫(Tetrahy m ena prifor m is)为优势种群,尾草履虫(Param ecium cauda tum)、瓜形膜袋虫(Cycli d i u m citrullus)、片状漫游虫(L itonotus fasciola)、大口瞬目虫(G lauco m a macros to m a)、弯豆形虫(Co l p idium campy lum)、小口钟虫(Vorticell a m icrosto m a)、纺锤康纤虫(Cohn ile m bus fusi f or m is)为次优势种群,纤毛虫在各样点的分布特征见表3。

相关性分析结果显示,温度与物种数呈显著相关(P<0 05)。

2.3 纤毛虫群落结构特征分析
2.3.1 群落结构
共计114种纤毛虫,隶属于3纲13目45科57属。

动基片纲48种,隶属18科22属,其中前口目(Pr osto m atida)17种,隶属9科11属;寡膜纲36种,隶属16科18属,其中膜口目(H y m enosto m ati d a)和盾纤目(Scuticociliatida)各14种;多膜纲30种,隶属11科17属,其中下毛目(H ypo trich i d a)22种,隶属6科12属。

下毛目为优势类群,优势度为19 13%;前口目、膜口目和盾纤目为次优势类群,优势度分别为15 00%、12 17%和12 17%;核残迹目(K aryorelicti d a)和吸管目(Suctorida)为偶见类群,其余为常见类群(表4)。

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第6期 陈凌云等:大夏河临夏段枯水期纤毛虫群落特征与水质相互关系研究
表2 大夏河临夏段枯水期纤毛虫物种分布及丰度
Table2 D istribu tion and abundan ce of c ili ate species in the L inxia Sect i on of the Dax i ah e R i ver i n lo w water season
物种
各采样点物种数
1#2# 3# 4#
功能类群污生指数
大喙纤虫(Loxod esm agnu s)++B*2*俏裸口虫(H olophrya graicilis)++B2*腔裸口虫(H olophrya a t ra)++B2*多变斜板虫(P l agioc ampa ma t abilis)+++B、A2~3*毛板壳虫(Cole ps h i rtus)+R、A1~2蓬毛斜齿虫(E nchel yod on lasi u s)++N、A*2~3*扭曲管叶虫(T rachelophyll um sigm oides)++B2~3*卑怯管叶虫(T rachelophyll um pusill um)++++B2~3*智利管叶虫(T rachelophyll um c h ile n se)+++++B2~3*多变斜口虫(E nchel y s variabilis)+B2~3*圆胴纤虫(P it hothorax rot undu s)++A、B2~3尾刀口虫(Spa t h i d i um cauda t um)+++R1~2浮雕刀口虫(Spa t h i d i um sc a l pri for m e)++R1~2卵圆口虫(T rachelius ov um)++R2~3*明显长颈虫(D ile p t us c onspic u s)++R、A*1美洲长颈虫(D ile p t us am eric anus)+R、A*1长颈虫属1种(D ile ptus sp.)++R、A*1双环栉毛虫(D i d i n i um nasu t um)++R2~3团睥睨虫(A ske na sia volvox)+R、A*2*沼斜叶虫(Loxophy ll un helus)++B2肋裂口虫(Am ph ile p t us pleurosi gm a)+R3*猎裂口虫(Am ph ile p t us m eleag ris)++R3*栉裂口虫(Am ph ile p t us pectinata)++R3*纺锤裂口虫(Am ph ile p t us fu sidens)+++++++R3*点滴裂口虫(Am ph ile p t us pun ct a t a)++++R3*龙骨漫游虫(L itonot u s c arinatus)+++++R3*片状漫游虫(L itonot u s fa sciol a)+++R3*薄漫游虫(L itonot u s la m e ll a)+R3*僧帽肾形虫(Col poda cuc u llus)+++A、B2~3前突肾形虫(Col poda p e nard i)++A、B2~3水藓薄咽虫(Lepto pharynx s phag netorum)+A*2大口薄咽虫(Lepto pharynx eurysto ma)++++A2~3*活泼拟小胸虫(P se udo m ic rot horax agilis)+A2~3*相似小胸虫(M icrot horax si mu l an s)++A2~3*有肋小胸虫(M icrot horax c ost a t u s)+A2~3*尾斜管虫(Ch il od onella c auda t a)+A2~3僧帽斜管虫(Chil od onella c u c u ll u l u s)++++++A2~3巴维利亚斜管虫(Chil od onella bavarie n sis)++A2~3斜管虫属1种(C hilodon ella sp.)+A2~3多足斜管虫(Chil od onella c a lkinsi)+A2~3唇斜管虫(Ch il od onella labi a t a)++A2~3帽斜管虫(Ch il od onella c apucina)+A2~3非游斜管虫(Chil od onella aplanata)+A2~3小轮毛虫(T roc h ilia m inuta)+A、B2~4*管吸管虫属1种(S ole nophrya sp.)+R*2*肾形豆形虫(Col p i d i um c ol poda)++++++++B3~4弯豆形虫(Col p i d i um c ampyl um)+++++++B4梨形四膜虫(T etrahy m ena pri for m is)+++++++++B4大口瞬目虫(G l auco m a m acrosto ma)++++++B3~4闪瞬目虫(G l auco m a scin till an s)++B3~4极口双膜虫(D ic h l um p l a tessoi d es)++B、A2*楔形双膜虫(D ic h l um c un ei for m e)+B、A2*尾草履虫(P aram ecium caud at um)++++++++B2~4双小核草履虫(P aram ecium aureli a)++B2~3#
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生 态 与 农 村 环 境 学 报第26卷
续表2 Tab le 2(Con ti nued)
物种
各采样点物种数
1#2# 3# 4# 功能类群污生指数
绿草履虫(P aram ecium bu rsaria )++
+
B 、P 2旋毛草履虫(P aram ecium t richium )++
+
B 2~3草履虫属1种(P aram eci um s p.)++B 2~3春锥膜虫(S t okesia v e rna lis)++
A 、R 1~2*银白前口虫(F ronton i a l eucas)+A 、R 1~2小匙口虫(P l a t yophrya nana )++A 、R 2*狭匙口虫(P l a t yophrya angu st a )++A 、R 2*匙口虫属1种(P latyo phrya s p .)+
+
A 、R 2*暗尾丝虫(Uron e m a n i gricans)++
B 3~4纺锤康纤虫(Cohn ile m bu s fu si for m is)+
+++B 3*弯斜头虫(Loxoce pha l u s elliptic u s)
+
+B 3*珍珠映毛虫(C i ne ti ch il um m argarit ace um )++++B 2~3*卵形嗜腐虫(Sa t hro ph il u s ov i for m is)+
++
B 3*
冠帆口虫(P l eurone ma cornat um )+B 2居中膜袋虫(Cycli d i um centra l e )+
B 3鞭膜袋虫(Cycli d i um f l agell a t um )++
++B 3银灰膜袋虫(Cycli d i um g lauco ma )+++B 3瓜形膜袋虫(Cycli d i um cit ru ll u s)++++++
+B 3纵长膜袋虫(Cycli d i um elonga t um )++
++B 3长圆膜袋虫(Cycli d i um oblongum )+
B 3单一膜袋虫(Cycli d i um si m ulare)+++
B 3游溢纤袋虫(H isi obalantium na t ans)++
+
B 3
*
长钟虫(Vorticella elongate )+
B 2~3点钟虫(Vorticella p i c t a )++++B 2~3似钟虫(Vorticella si m iles)++
++B 2~3小口钟虫(Vorticella m i crosto m a)+++++
++
B 、A 3~4法帽钟虫(Vorticella fromen t e li)++
B 2~3钟虫属1种(Vorticella sp .)+
B 2~3螅状独缩虫(Carc he sium polypinum )+++B 3*圆锥短柱虫(R habdost yla c oni pes)++B 3*如意扭头虫(M eto pus es)+
++B 3~4突额扭头虫(M eto pus rostra t u s)+B 3~4扭头虫属1种(M e t opus sp .)+
B 3~4*尾突口虫(Condylosto m a c auda t um )+
A 、
B 2~3大弹跳虫(Ha lteri a g randinell a )++
+
B 2~3*
绿急游虫(S t ro m bi d i um viri de )+R 1旋回侠盗虫(S t ro m bi d i um gyran s)+R 1陀螺侠盗虫(S t ro m bi d i um v elo x )+R 1粗圆纤虫(S t rongyli d i um cra ssum )+
+A 、B 2~3绿尾枝虫(Urost yl a v i ridis)+B 、A 3柔似尾枝虫(P araurost y l a w eissei)+B 、A 2~3*纺锤全列虫(H olosti cha kessl eri)+
+B 、A
3*尾瘦尾虫(Urole ptus caud atus)+B *2~3*
近亲殖口虫(G onosto mum affine )+B 、A
2叶绿尖尾虫(Oxy tic ha chlorelli gera )+B 、A 2~3伪尖尾虫(Oxytic ha fa ll ax )+++
B 、A 2~3赫奕尖尾虫(Oxy tic ha caud e n s)+B 、A 2~3似后毛虫(Opist h ot ric ha si m ilis)+
++
B 、A 3*贪食后毛虫(Opist h ot ric ha euglenivora )++++B 、A 3*膜状急纤虫(Ta c hyso m a pe llionella )++
++
B 、A 3*似织毛虫(H ist riculus si m ilis)+
B 、A 3*弯棘尾虫(S t ylonyc h i a curva t a )+++
B 、A 2~4*贻贝棘尾虫(S t ylonyc h i a my til u s)+
B 、A 2~4*棘尾虫属1种(S t ylonyc h i a s p.)+
B 、A 2~4*
齿楯纤虫(A spi d isca d e n t a t a )
+
+
B
2
#
554#
第6期 陈凌云等:大夏河临夏段枯水期纤毛虫群落特征与水质相互关系研究续表2 Tab le2(Con ti nued)
物种
各采样点物种数
1#2#3#4#
功能类群污生指数
锐利楯纤虫(A spi d isca lynceus)+++B2
有肋楯纤虫(A spi d isca costata)++B2
楯纤虫属1种(A s p i d isca sp.)++B2
阔口游仆虫(E up lotes eurysto mu s)++++B、A2
粘游仆虫(Eup lot es m usc ic ola)++++B、A2~4*
总计71514347
个体数/L-18 50%1041 48%1061 67%1064 45%105
+、++、+++、++++表示该物种有分布且相对数量分别为10、100、1000、10000。

*为类推值。

P为光合自养者;A为食藻者;B为食细菌-碎屑者;R为肉食性捕食者;N为无选择性的杂食者。

表3 大夏河临夏段枯水期纤毛虫物种在各样点的分布特征
Table3 D istribu tion character istics of c ili ates i n th e L inxi a Section of th e Dax i ah e R i ver in l ow w ater season s
样点
种数/频率
优势种次优势种常见种偶见种
比例1)/%
频率
平均值标准差
1#71/62 362 30 620 49 2#1/0 93/2 614/12 333/28 944 70 650 86 3#1/0 95/4 414/12 323/20 237 70 610 93 4#2/1 820/17 525/21 941 20 620 84 1)优势种、次优势种、常见种和偶见种占总物种数的比例。

表4 大夏河临夏段枯水期纤毛虫的群落结构
Table4 Co mm un ity stru cture of ciliates i n th e L inxi a Section of the Dax i ah e R i ver in l ow w ater season s 门纲目科属种优势度/%纤毛门动基片纲核残迹目(Karyorelcti dae)1110.87
(C ili ophora)(K inet ofrag m i n o ph orea)前口目(Prosto m atida)9111715.00
侧口目(P l eu rost omati da)2397.82
肾形目(C ol pod i da)2254.35
管口目(Cyrtophori da)2297.82
吸管目(Su ctori da)1121.74
篮口目(Nass u li da)1254.35寡膜纲膜口目(H y m en osto m ati d a)671412.17 (O li gohy m eno phorea)盾纤目(Scuticocili ati da)781412.17
缘毛目(Peritri ch i da)3386.96多膜纲异毛目(H eterotri ch i da)2243.48 (Pol yhym eno phorea)寡毛目(O li gotri ch i da)3343.48
下毛目(H ypotri ch i da)6122219.13
2.3.2 多样性指数
根据M argalef多样性指数公式计算得到1#~4#样点的纤毛虫群落物种多样性指数d值依次为10 67、5 20、4 35、5 50。

可见枯水期2#~4#样点水环境受到了一定程度的污染,其中3#样点的污染程度较重。

相关性分析结果显示,物种多样性指数与温度、粪大肠杆菌呈显著相关(P<0 05),与BOD5和B、S类群比例呈显著相关(P<0 01)。

2.3.3 污生指数
1#~4#样点的污生指数依次为2 34、3 44、4 21、3 48,污生指数的变化趋势与水环境质量受污染程度的变化趋势一致。

1#样点河段受污染程度较轻,水质较清洁,因此污生指数最低;3#样点河段受污染程度最重,水质较差,污生指数最高;3#~4#样点河段很少有污染物排入,主要是上游接纳的污染物往下迁移,在迁移的过程中发生絮凝沉淀和自净作用,所以水质有好转迹象,因此污生指数有所降低。

由此可见纤毛虫群落特征对水环境的变化反应极其灵敏[1]152-220,[2]1-9。

相关性分析结果显示,污生指数与群落物种多样性指数呈显著负相关(P< 0 01),与高锰酸盐指数呈极显著正相关(P< 0 01),与B OD5呈显著正相关(P<0 05)。

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生 态 与 农 村 环 境 学 报第26卷
2.3.4 营养功能类群
1#~4#样点的B、S类群比例依次为52 1%、68 6%、83 7%、78 7%,1#样点最低,3#样点最高; P、A类群所占比例依次为47 9%、41 2%、39 5%、23 4%,4#样点最低,1#样点最高。

总体变化趋势是1#~4#样点的B、S类群比例增高,而P、A类群比例则依次下降,这一变化与水环境质量受污染程度的变化趋势一致。

相关分析表明,B、S类群比例与纤毛虫丰度呈显著正相关(P<0 05)。

2.3.5 群落相似性系数
从表5可以看出,1#与4#样点的纤毛虫群落相似性系数最低(0 22),为极不相似;1#与2#、3#与4#样点的相似性系数较高(0 49),总体范围在0 22~ 0 49之间,为极不相似或中等不相似。

纤毛虫群落相似性系数的分析结果表明,水环境质量的差异性与各采样点距离人类活动的范围远近和受干扰强度呈正相关,1#和4#样点距离人类活动范围较远,污染程度相对较轻;3#和4#样点在城市中心区,距离人类活动范围较近,人类干扰强度较大,水体受污染的程度亦较重。

表5 大夏河临夏段各样点纤毛虫群落物种的相似性系数Table5 Jaccard si m ilar ity i nd ex of sp ec ies in c ili ate co m m un it i es at d ifferent sa m p li ng sites
样点2#3#4#
1#0.490.280.22
2#0.430.39
3#0.49
2.4 水体理化指标与纤毛虫物种分布特征的聚类分析
采用SPSS18 0软件,按照欧氏距离-最近相邻法得到聚类分析图。

由图2~3可见,纤毛虫物种分布频率聚类分析结果与水环境理化指标的聚类结果非常相似。

运用理化因子和纤毛虫群落特征指标对水环境质量的综合评价结果见表6。

表6中各项参评项目的指示结果为:1#(轻微污染)<4#(中度污染)<2# (中度污染)<3#(中度重度污染)。

结果表明, 1#~4#样点生物评价与理化检测结果基本一致,该结论与对肉鞭类的评价结论相似[7]。

结果还显示该河段水环境质量主要受到城市生活型污染物的污染,污染程度较重。

评价河流水体环境质量常用的理化因子有TN、TP、COD、BOD5、DO、p H、高锰酸盐指数和粪大肠杆菌数等。

如果这些指标超标,则表明水环境中接纳了大量的生活型有机污染物[19]202-209。

长期的实践证明这些理化因子之间有着紧密的相关性。

但是,环境中理化因子会随着污染物种类、浓度和时空变化而波动,也会受到采样量、时间和分析技术过程的影响,因此有严格的时限性,无法准确反映各因子之间综合污染强度的效应关系[19]235-240。

表6 大夏河临夏段水环境质量的综合评价
T ab le6 In tegrated assess m ent of th e w ater env i ronm en t i n the L inxia Sec ti on of the Daxi ahe R iver
指标
各样点污染等级
1#2#3#4#优势种O s m s~ m s m s~Ps m s~Ps 多样性指数O s m s m s m s
污生指数 m s m s~Ps m s~Ps m s~Ps B、S类群比例O s m s m s~Ps m s~Ps
粪大肠杆菌未超标超标超标超标COD超标超标超标超标
BOD5未超标未超标超标未超标
TN超标超标超标超标
TP超标超标超标超标
高锰酸盐指数未超标超标超标超标
综合评价等级O s m s m s~Ps m s
各理化指标参照)地表水环境质量标准∗(GB38382002)二级标准评价。

指示污染等级根据Kol kw itz M arrson的标准分为4级:O s为寡污带, m s~为中度污染带(偏轻), m s~ 为中度污染带(偏重),Ps为多污带[2]3-5。

运用纤毛虫群落特征指标评价水环境质量有一定的可靠性。

在自然环境中,纤毛虫群落结构特征(污生指数,多样性指数,B、S类群和P、A类群比例等)常常会随着环境因子的时空变化而变化,纤毛虫群落特征各项指标之间的动态变化也具有相互影
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第6期 陈凌云等:大夏河临夏段枯水期纤毛虫群落特征与水质相互关系研究
响作用,这正是环境生物学和污染生态学的理论基础[20]1-3。

利用纤毛虫群落特征监测和评价水环境质量具有良好的、较长时限的综合效应。

但是生物指标的缺陷是无法准确反映污染物种类和浓度的剂量效应关系[20]123-165。

综上所述,将理化因子与生物群落特征(尤其是微型生物)相结合来监测和评价水环境质量具有优势互补的效应关系,评价结果可靠[21-22]。

因此应十分重视生物学方法和指标在环境污染生态学方面的应用。

3 结论
20082009年枯水期,在大夏河临夏段设置4个断面分2批采集16个水样,研究了该河段纤毛虫物种多样性及群落结构特征。

共鉴定出纤毛虫114种,隶属于3纲13目45科57属。

肾形豆形虫和梨形四膜虫为优势种群,尾草履虫、瓜形膜袋虫、片状漫游虫、大口瞬目虫、弯豆形虫、小口钟虫、纺锤康纤虫为次优势种,以上物种可以作为监测和评价河流生活型有机污染的重要指示种类。

运用水环境理化指标与纤毛虫群落特征指标对该河段水质的综合评价结果显示,该河段以生活型有机污染为主;1#~4#样点的污染等级和顺序为:1# (Os,轻微污染)<4#( m s,中度污染)<2#( m s,中度污染)<3#( m s~Ps,中度重度污染)。

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作者简介:陈凌云(1984),男,甘肃临夏人,硕士生,主要从事水体和土壤环境污染生态方面的研究。

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