汾河临汾城区浮游植物群落特征

汾河临汾城区浮游植物群落特征摘要：2010年7月、10月、12月和2011年3月分别对山西汾河临汾城区北芦村、南芦村、锣鼓桥、彩虹桥、污水处理厂前等5个采样点的浮游植物进行调查。

结果共检出浮游植物7门，共41属131种(包括变种)，其中绿藻门(chlorophyta)17属43种，硅藻门(bacillariophyta)9属34种，蓝藻门(cyanophyta)8属26种，裸藻门(euglenophyta)3属22种，隐藻门(cryptophyta)、黄藻门(xanthophyta)各2属2种和金藻门(chrysophyta) 1属2种。

对各采样点浮游植物种类变化分析表明，硅藻是常年存在的绝对优势种群，全年种类数变化幅度较大；各采样点绿藻的种类数总体小于硅藻，但不同季节和采样点的绿藻组成变化较大，因而全年发现的绿藻总数多于硅藻；蓝藻种类数整体比较少且变化幅度不大；裸藻的种类数较少，且从夏秋到次年春出现了上升的趋势。

各采样点多次出现的优势种有：隐头舟形藻（n.cryptocephala）、小球藻（c.vulgris）和小球衣藻（c.microsphaera）。

对各样点浮游植物细胞密度分析表明，主要藻类全年变化趋为夏秋季绿藻-硅藻-蓝藻，冬春季硅藻-绿藻-蓝藻。

浮游植物margalef指数和shannon-weiner指数评价水质结果类似，除个别样品外，主要为重污染水质。

关键词：汾河临汾城区；浮游植物；群落构成；水质评价中图分类号：s963.2+3 文献标识码：a汾河是山西境内最大的河流，是黄河的第二大支流。

汾河流经的地级市只有太原市和临汾市，临汾位于汾河的下游区域。

临汾是一个资源型城市，煤焦铁产值占全市经济总量的70%以上，导致临汾曾经被报道为污染最严重的城市。

汾河临汾段受到一些沿河企业的工业废水和城市生活污水的影响，受到严重污染，出现河床变窄，甚至断流现象。

近年来临汾市先后推出蓝天碧水工程等一系列强硬措施改善环境，到2008年该市市区空气质量取得历史性突破，首次达到环境质量二级标准；全市17个县（市、区）达到或好于二级的天数全部超过300天。

加上河道治理工程、湿地保护生态工程等，如今的汾河临汾城区已是一川绿水、两岸锦绣的美好画卷。

本文通过对汾河临汾城区浮游植物的调查，旨在了解该地区的浮游植物资源状况，并由此进行水质评，为今后汾河水质管理提供理论依据。

1 材料和方法1.1研究区域概况临汾位于汾河下游区域，是汾河在山西境内跨越最长的地级市。

汾河临汾城区的主河道平均宽度100m左右，深度2.5m左右，位于上游的河道较为原始，周边形成独特的小型湿地，而中游和下游的河道已砌成水泥和石块斜坡。

汾河临汾段年平均气温维持在8.9～12.1℃，年降水量保持在453.9～688.4mm，此段气候特点是气温年差较大，降水季节主要集中于夏秋两季（刘瑞芳，2007）。

1.2样点选择沿汾河在临汾城区流经的重要环境处共设置5个极具特征性的采样点。

北芦村(s1)位于汾河临汾城区最北端，属于上游主干水，水流较为湍急，河堤两岸有较多水草，周边大多是农田和村落，也有少许工业厂房，能够代表汾河临汾城区上游水质的基本情况；南芦村（s2）位于汾河临汾城区中上游，有较多支流，水流较缓，水位较浅，周边常有水草丛生和鸟类栖息，属河流湿地；锣鼓桥（s3）位于汾河临汾城区中游，水流较缓，从此处汾河进入临汾人口密集区，河道临水面上已砌成水泥和石块斜坡；（4）彩虹桥（s4）位于汾河临汾城区中下游，水流速度很慢，水位较低，在河道内生长有水草，水体较为浑浊，属于城市居民区；污水处理厂前段（s5）位于汾河临汾城区下游，水流速度很慢，从此处汾河流出临汾人口密集区，此段周围没有植被，其余大致情况和彩虹桥相似。

1.3调查方法浮游植物定性样品用25号浮游生物网垂直放入水中，使网身与水面平行，以∞形在水中做匀速来回拖动，采集水样用甲醛溶液固定。

浮游植物定量分析样品用1l采水器下采集1l水样，立即加入鲁哥氏液固定。

浮游植物种类分析鉴定主要参照《淡水微型生物图谱》（周凤霞等，2005）和《中国淡水藻类》（胡鸿钧等，2006）。

用浮游生物计数框在显微镜下进行浮游植物的计数。

计算公式为：（个），式中n为1l水样中所含浮游植物总数；a为计数框内的浮游植物总数；v0为浓缩后的样品体积；v为采样体积。

浮游植物优势度（y）根据各优势藻种出现频率及个体数量进行计算，计算公式为：y=（ni/n）fi，式中y为优势度，ni为样品中某藻类数量，n为样品中总藻数量，fi为样品中某藻类出现频率。

当物种优势度y≥0.02时，该种即为优势种（陈立婧等，2008）。

1.4 浮游植物多样性评价方法由于目前分析浮游植物多样性指数较多且各有侧重，本文采用被广泛用于水质评价的马加利夫指数（margalef）和香农-威纳指数（shannon-weiner index）对各采样点水样进行分析。

马加利夫指数 (孙军等，2004)（margalef）的计算公式为：d= 式中s为样品中生物的种类数，n为样品中生物的总个体数。

按照相关文献评价标准，d>3,表明水体轻或清洁；d=1～3，表明水体中污染；d=0～1，表明水体为重污染。

香农-威纳指数(韩雪等,2009)（shannon-weiner index）的计算公式为：式中n为样品中的总个体数，ni为i种的个体数。

h=0～1,表明水体严重污染；h=1～2，表明水体中等污染；h=2～3，表明水体轻度污染；h>3,表明水体微污染。

2 结果与分析2.1山西汾河临汾城区浮游植物种属组成根据2010年7月、2010年10月、2010年12月、2011年3月对山西汾河临汾城区浮游植物的定性分析，结果共检出浮游植物7门，共41属131种(包括变种)，其中绿藻门17属43种，占总浮游植物种类的32.8%；硅藻门9属34种，占总浮游植物种类的26.0%；蓝藻门8属26种，占总浮游植物种类的19.8%；裸藻门3属22种，占总浮游植物种类的16.8%；隐藻门、黄藻门各2属2种和金藻门1属2种，各占总浮游植物种类的1.53%。

山西汾河临汾城区浮游植物种属组成见表1。

2.2 汾河临汾城区各采样点主要浮游植物种类季节变化汾河临汾城区各采样点主要藻类的种类变化见图1。

从图1可看出，硅藻常年存在，在各采样点中占绝对优势，但全年种类数变化幅度较大，总体上呈现出从夏季到次年春季逐渐减少的特征。

绿藻的种类数次之，在s1、s2和s3也出现总体下降趋势，而在s4和s5表现出上升趋势，但上升幅度不大。

蓝藻种类整体比较少，除了s1全年在5～10种之间变化，其余各采样点主要含有5种以下。

只有裸藻种类数从夏到次年春出现了上升的趋势。

2.3 汾河临汾城区各采样点主要浮游植物细胞密度变化各采样点浮游植物细胞密度变化见表2和表3。

从表2可以看出，汾河临汾段各采样点浮游植物细胞密度变化范围在62.5×104-5800.0×104个/l，最小值只有62.5×104个/l，出现在12月份的s2样点，最大值5800.0×104个/l出现在2011年3月的最后一个采样点。

在采样点s1、s2和s3，浮游植物细胞密度从夏季到冬季呈下降趋势，但到次年春天又明显回升。

7月份各样点藻类密度较大，是由于水温较高，非常有利于藻类的生长。

10月份温度有所下降，导致各采样点浮游植物数量明显下降，但到12月份时，温度虽然继续下降，但河床中流水量明显减少，水流缓慢，环境有利于浮洲藻类的生长，因而藻类的细胞密度又有所下降，但幅度不大。

到次年春时，阳光充足，水流缓慢，又有利于浮游植物的生长繁殖，因而藻类细胞密度大幅度上升。

朱伟等2008年也研究得出，在春季水温降低的情况下，较长时间的光照有利于硅藻的生长。

另在采样点s4 和s5的冬季样品中，细胞密度明显增加，由于在取样时注意到s4上游不远处有排污口出现，推测有可能在结冰前有污水排入，导致营养化程度增加，硅藻门中的隐头舟形藻近似疯长，单独藻种细胞密度达到59.375和68.125个/l。

采样点s5在2011年3月突然出现非常大量的双头舟形藻和短小舟形藻，其单藻种细胞密度分别达187.5和277.5个/l，使浮游植物细胞密度骤然变大。

对主要藻类细胞密度分析发现，夏秋季数量上占绝对优势的是绿藻，其次是硅藻和蓝藻；而冬春季则是硅藻占到绝对优势，其是绿藻和蓝藻。

2.4汾河临汾城区各采样点浮游植物中优势种分析各采样点出现的浮游植物优势种及其优势度见表4。

从表4可以看出，硅藻门中舟形藻属的隐头舟形藻是绝对优势种，几乎在每个采样点每次取样中都作为优势种出现，优势度范围0.043～0.859。

其次出现频率最多的优势种是绿藻门小球藻属中的小球藻，接下来是绿藻门衣藻属的小球衣藻，还出现过的优势种有素隐藻，四尾栅藻，狭形纤维藻，卵形衣藻，单球卵囊藻，椭圆小球藻，针形纤维藻，螺旋鱼腥藻，二角盘星藻纤维变种和短小舟形藻。

2.5汾河临汾城区浮游植物多样性分析margalef丰富度指数是反映水体中各种浮游植物种类数最直观的指标，如果水体中藻类丰富，那么margalef值会相应变大，反之则变小。

山西汾河临汾城区各采样点浮游植物margalef指数见表5。

从表5可以看出，山西汾河临汾城区各采样点大体上2010年7月份margalef指数要比其他3个月份的高，其中北芦村最高为1.02，属于中污染范围，其余各样品均为重污染。

总体上各采样点从夏至秋冬有下降的趋势，至次年春天又有所回升。

shannon-weiner指数反映水体中所含藻类种数的数量分配情况，一般水体群落物种的多样性指数越大，反映水质越好。

shannon-weiner指数变小表示水体受到污染后，出现某些藻类繁殖迅速使个体数达到高密度的情况。

山西汾河临汾城区各采样点浮游植物shannon-weiner多样性指数见表6。

从表6可以看出，各采样点浮游植物shannon-weiner多样性指数变化不大且均小于1，表明汾河临汾城区水体为严重污染，与margalef丰富度指数评价结果类似。

3讨论浮游植物是水体的重要组成部分，是对水体环境条件的适应结果和水质好坏的直接反映。

本研究对山西汾河临汾城区浮游植物调查发现，浮游植物主要由绿藻、硅藻、蓝藻和裸藻组成。

从浮游植物的种类组成上看，硅藻是常年存在的绝对优势种群，全年种类数变化幅度较大；各样品绿藻的种类数大体小于硅藻，但不同季节和采样点的绿藻组成变化较大，因而全年发现的绿藻总数多于硅藻；蓝藻门种类数整体比较少且变化幅度不大；裸藻门浮游植物的种类数较少，且从夏到次年春出现了上升的趋势，与澳门湿地南湾湖中冬季裸藻变化趋势类似（李秋华等，2009）。

从浮游植物的细胞密度看，各采样点浮游植物细胞密度从夏季到冬季呈下降趋势，但到次年春天又明显回升。