绥阳县不同功能型水库的浮游藻类群落结构特征比较

吕振宇， 刘 伟， 郑羽晨

(1. 贵州省水产研究所/贵州省特种水产工程技术中心，贵州 贵阳 550025；

2. 西华师范大学生命科学学院，四川 南充 637000)

浮游藻类是水体中的初级生产者，数量较多、生长周期短，对水体环境的变化更为敏感[1]。浮游藻类群落结构的种类组成、丰度和物种多样性等对水体的理化环境条件变化有很好的指示作用[2，3]。水库类型主要有饮用水、灌溉、发电、防洪等功能型水库，不同功能型的水库理化指标存在一定差异，浮游藻类群落结构也存在差异[4，5]。后水河水库、团山水库、让水水库、宽阔水水库、干河沟水库、金子水库是位于贵州省绥阳县的6座不同功能型水库。其中，后水河水库、团山水库、让水水库是集供水和灌溉的多功能型水库，宽阔水水库、干河沟水库、金子水库为灌溉型的单一功能型水库。目前关于该地区天然水域及不同功能型水库浮游藻类群落结构对比的研究尚无报道。本研究于2021年12月对绥阳县的6座水库进行浮游藻类野外采样调查，分析不同功能型水库的浮游藻类群落结构，以期为当地水资源监测及管理提供参考。

1.1 采样水库信息据绥阳县水务局资料，6座水库的容量分别为：后水河水库2 801万m3、团山水库721万m3、让水水库350万m3、宽阔水水库160万m3、干河沟水库74.6万m3、金子水库51.4万m3。后水河水库、团山水库、让水水库具备供水和灌溉等多种功能(以下简称“A类型水库”)，均已完成饮用水源保护区划分及保护措施设置；
宽阔水水库、干河沟水库、金子水库仅具有灌溉功能(以下简称“B类型水库”)，不涉及饮用水源保护情况。采样水库相关信息见表1。

表1 采样水库信息

1.2 采样及鉴定方法采样方法参照《内陆水域渔业自然资源调查手册》。(1)定性处理：用25号浮游生物网在水面和深0.5 m水层中以20～30 cm/s速度作“∞”字形循环缓慢拖网4 min进行采样，样品用4%福尔马林溶液固定，作为定性样品。(2)定量处理：使用有机玻璃采水器在距水面0.5 m的水层中采集水样1 000 mL，加鲁哥氏液15 mL进行固定。定量水样带回实验室后，先于分液漏斗中静置36～48 h，用虹吸法吸出上部分不含藻类的上清液，浓缩至10 mL，倒入定量瓶中以备计数。将定量的浓缩水样充分摇匀后，迅速准确吸出0.1 mL水样注入玻璃计数框内(面积20 mm×20 mm)，盖上盖玻片，在10×40倍显微镜下观察100个视野内的藻类并计数。每瓶标本计数2片，取平均数。同一样品的2片标本计数结果与平均数之差≤10%则为有效计数，否则需测第3片。按以下公式计算每升水中浮游藻类的数量。

式中：Cs为计数框面积(mm2)，Fs为每个视野的面积(mm2)，Fn为计数过的视野数，V为1 L水样经沉淀浓缩后的体积(mL)，U为计数框的体积(mL)，Pn为每片计算出的浮游植物个数。浮游藻类的鉴定以及浮游藻类的平均湿重参照《水生生物学》方法[6]。

1.3 数据分析采用Shannon-Weaver多样性指数(H’)和Pielou 均匀度指数(J)对生物多样性进行分析。H’指数反映群落结构的复杂性和稳定性，指数值越大，说明群落结构越复杂，承受环境压力的能力越强，群落结构越稳定。J指数反映物种间个体分布的均匀性，指数值越大，说明各物种的个体数目分布越均匀，群落均匀程度越高。计算公式如下[7～9]：

式中：Ni为第i种浮游藻类的个体数，N为所有浮游藻类物种的总个体数，S为浮游藻类物种总数。

2.1 藻类组成6座水库中共鉴定出浮游藻类5门36属56种。其中1#水库4门14属22种，2#水库 4门11属19种，3#水库4门11属18种，4#水库5门 11属17种，5#水库4门12属15种，6#水库3门11属16种。

不同水库各门藻类占比见图1。A类型水库浮游藻类的种类数量均多于B类型水库，6座水库浮游藻类结构较为相似，1#、3#、6#水库为硅藻-绿藻-蓝藻型，2#、4#、5#水库为绿藻-硅藻-蓝藻型。

图1 绥阳县6座水库各门藻类占比

2.2 不同水库的浮游藻类现存量分析由图2、图3可见：1#水库藻类密度为1.68×104ind/L，其中硅藻门密度最高(1.18×104ind/L)，占总数的70.21%。2#水库藻类密度为2.52×104ind/L，其中硅藻门密度最高(1.47×104ind/L)，占总数的58.11%；
其次为绿藻门(0.68×104ind/L)，占总数的27%。3#水库藻类密度为2.93×104ind/L，其中绿藻门密度最高(1.37×104ind/L)，占总数的46.67%；
其次为硅藻门(1.04×104ind/L)，占总数的35.57%。4#水库藻类密度为2.48×104ind/L，其中蓝藻门密度最高(1.99×104ind/L)，占总数的80.30%。5#水库藻类密度为7.07×104ind/L，其中绿藻门密度最高(6.0×104ind/L)，占总数的84.96%。6#水库藻类密度为3.66×104ind/L，其中绿藻门和蓝藻门密度最高(1.26×104ind/L)，共占总数的68.80%。根据上述分析，结合表2可见：不同功能型水库浮游藻类密度和生物量存在一定差异。B类型水库的浮游藻类密度除4#水库与A类型水库相差不大外，其余2座水库均高于A类型水库，而B类型水库的浮游藻类生物量均低于A类型水库。

图2 绥阳县6座水库浮游藻类密度和生物量

图3 绥阳县6座水库各门藻类密度

表2 绥阳县6座水库各门藻类生物量 mg/L

2.3 多样性指数分析由图4可见：3#水库的H’指数最高(3.7)，其次为2#水库(2.5)、1#水库(2.4)、5#水库(2.3)、6#水库(2.2)、4#水库(1.9)；
3#水库的J指数最高(0.9)，其次为1#水库(0.8)、2#和4#水库(0.7)、5#水库(0.6)、6#水库(0.5)。A类型水库浮游藻类的H’指数和J指数均高于B类型水库，表明A类型水库浮游藻类种群更丰富，群落结构稳定性更高。

图4 绥阳县6座水库浮游藻类多样性指数

绥阳县6座水库的浮游藻类结构主要为硅藻-绿藻-蓝藻型和绿藻-硅藻-蓝藻型。其中多功能型水库的浮游藻类种群数量均多于单一功能型水库，群落结构稳定性更高。

4.1水库因功能不同，对其保护和利用的程度不同，同时由于地理环境、气候、海拔等因素，导致不同功能型水库的藻类群落组成结构存在差异[10]。绥阳县的6座水库分别位于地理环境和气候条件相差不大的6个不同乡镇，水库浮游藻类群落结构存在一定的相似性，均为硅藻-绿藻-蓝藻型和绿藻-硅藻-蓝藻型。李磊[11]研究同处于黔、桂两省(区)之间且气候条件相差不大的万峰水库和龙滩水库浮游藻类时，也发现了相似的浮游藻类群落结构。对比绥阳县2种类型水库的浮游藻类群落结构组成及密度发现存在一定的差异性。A类型水库浮游藻类的密度低于B类型水库，或许与A类型水库的总库容量较大有关。浮游藻类中蓝藻个体极小，绿藻为中等，硅藻较大[6]。本研究结果显示，A类型水库硅藻和绿藻所占比例较高，而B类型水库中蓝藻所占比例较高，这或许是A类型水库浮游藻类生物量高于B类型水库的原因。

4.2浮游藻类的多样性指数在一定程度上可以反映群落结构的稳定性，多样性指数越高，浮游藻类种群越丰富，群落结构稳定性就越高[12，13]。本研究结果显示，A类型水库浮游藻类的H’指数和J指数均高于B类型水库，表明A类型水库浮游藻类种群更丰富，群落结构稳定性更高。原因可能是由于A类型水库中设置了饮用水源保护措施，在库区水域的管理和保护上要优于B类型水库。在B类型水库中蓝藻所占比例较高，而蓝藻大多适宜生长在富营养化程度高的水库中，这也进一步说明了B类型水库的管理和保护程度较差，从而导致群落结构稳定性较低。本研究还发现，让水水库和宽阔水水库虽然分属于不同类型的水库，但J指数均较高，这可能是由于2座水库均位于宽阔水国家级自然保护区，在同类型水库中的保护力度更大。