北京崇青水库浮游生物落结构及水质健康评价

第03期(总第466期)吉林水利2021年3月[文章编号"1009-2846(2021)03-0036-08
北京崇青水库浮游生物落结构
水质健康评价
张雨%,尹东鹏%,赵文%?,魏杰%,王哲%,李博2,时晓2
(1.大连海洋大学水产与生命学院,辽宁省水生生物学重点实验室,辽宁大连116023;
2.北京市水生野生动植物救护中心,中国北京102100)
[摘要]为了解崇青水库浮a生物落结构和水质情况,于2017年和2018年夏秋两季(6月、9月)对北京崇青水库进行水质和生物调查,结果发现浮a植物共8门77种,平均密度5.61x106ind./L,生物量41.31mg/L,属于绿藻-硅藻-蓝藻型水库,优势种为尖脆杆藻Fragilaria acus、普通小球藻Chlorella vulgaris;发现浮游动物共113种,平均密度1048ind./L,生物量1.40mg/L,主要组成为原生动物和轮虫,优势种为小单环栉毛虫Di-dinium balbianii nanum、针簇多肢轮虫Polyarthra trigla、尖尾疣毛轮虫Synchatea stylata;浮a植物多样性指数H'为2.83,均匀度指数J为0.66;浮游动物多样性指数H'为3.35,均匀度指数J为0.70,利用基础饵料法估计水库鱼产力为4.3x106kg。综合来看,崇青水库水质总体状态良好,营养状态为中营养型;但氮磷含量较高,浮a生物富营养化指示种的出现,表示崇青水库有
水质恶化的可能。
[关键词]崇青水库;水质;浮a生物;生物多样性;水生态健康评价
[中图分类号]X826,X174
崇青水库又称青龙湖,位于北京市房山区城东北12km,于1960年建成,水库最大面积4.5 km2,水面面积300hm2,总库容2.9x107m3[1],主要承载着旅游观光和垂钓的功能。近年来,对于崇青水库的研究主要集中在水利工程方面,而关于崇青水库水质、浮游生物多样性和水生态健康状况方面的研究较少。
水质理化特征作为水库生态系统中的非生物因子,可显示水体的营养化状态和程$浮游生物作为水库生态系统要的生物,着食物中要的32-34,此外,由于浮游生物:和量随境变化而变化,因可以作为生物监的指示种,来水库的水质状况34-54$综上所述,研究崇青水库水质和浮游生物落,从而水体要$研究
可为崇青水库的、水质和生物方面$
[文献标识码]B
1材料和方法
1.1站位设置
于2017和2018年的6月和9月对崇青水库进行水样和浮游生物样集,样,
湖游、中游和游3样$集成,水样的水、、pH等物理化指I场,化指和浮游生物性量
$
1.2水质理化因子和叶绿素a的测定
期崇青水库水质理化特征的测定参照《水和废水监》()问和《内陆水[业
:F$a光光-法(95%"测定,含量采用Jeffrey-Humphery[8]$
1.3样品采集和数据处理
浮游生物与水样的采集同步进行,浮游生物
[收稿日期]2021-02-19
[基金项目]北京市农业农村局项目(2016-2018)
[作者简介]张雨(1997-),女,硕士研究生$通讯作者:赵文(1963-)8,教:-36-
样品的采集和种类鉴定参照文献进行⑴均。选用《地
表水环境质量标准GB3838—2002》判断水质状
况,采用《湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技
术规定》综合营养状态指数(TLI )判断水体营养状 态。
浮游生物密度和生物量计算公式按照《水生
生物学》'13*
进行,优势种利用优势度Y  (Y>0.02)确
定,浮游生物的多样性指数采用Shannon-Wiener  指数H&、Pielou 均匀度指数J ,其对应污染程度见
表1。
表1浮游生物多样性指数及其对应污染程度
多样性指数
线性规划法
污染程度
均匀度指数污染程度
0<!"<1重污染
0<"<0.3重污染
1<!"<3中污染0.3<"<0.5中污染3<!"
轻污染或无污染0
0.5<"<0.8
轻污染或无污染
数据处理采用Excel (SPSS 和Canoeo  4.5等软
件进行。
2崇青水库水生态健康评价
2.1水质理化特征及富营养化状态
水库 化 的 定 表 2 。
根据《地表水环境质量标准GB3838—2002$中单
因子评价 显,调查期间崇青水库的水 均
表2
崇青水库环境因子检测结果
环境因子
2017.06
2017.09平均值average 2018.062018.09均 average
水温WT (°C )25.7026.6726.1825.50
26.1325.82
透明度SD (m )0.930.750.84  1.250.42
0.84酸碱度pH 8.19
8.47
8.33
林树森简历8.62  5.35  6.98溶解氧DO (mg/L )
7.079.508.28
6.71
8.42
7.56
总碱度 ALK (mmol/L )  2.15  2.04  2.09  1.93  2.47  2.20
总硬度TH (d )13.4613.6813.5714.30
13.0113.66化学需氧量COD (mg/L )  2.42
2.65
2.53
10.91  3.667.29叶绿素 a  Chl-a (!g/L )
2.29  4.12
3.218.1539.32
23.73
总氮 TN (mg/L )  1.123
0.4340.778
0.6290.5250.577氨氮 NH 4S -N (mg/L )
0.0120.054
0.0330.012
0.012
0.012
亚硝酸态氮NO 2--N (mg/L )0.0190.0170.018
0.1250.1290.127硝酸态氮NO 3--N (mg/L )0.091
0.057
0.0740.0490.038
0.043
TP ( mg/L )
0.0480.0130.031
0.0560.0430.050
活性磷SRP (mg/L )0.008
0.002
0.0050.010
0.008
0.009钾 K +(mg/L )49.0020.7534.87  2.9031.7217.31
钙 Ca 2+(mg/L )44.3640.08
42.2258.12
51.70
54.91镁 Mg 2+(mg/L )
31.45
35.02v 33.24
26.7525.0525.90SO 42-( mg/L )
141.21125.84133.52157.06
89.66123.36
HCO 3-( mg/L )
130.95
124.44127.69117.82150.59134.21
子 Cl -(mg/L )
47.9950.32
49.15
64.9849.1557.07Na +( mg/L )40.66
54.0547.36
74.10
53.79
63.94
-37
-
属于正常变化范围;P H值除2018年9月较低外都处在标准限值的范围内;DO值在夏季符合国家!类水质标准、秋季符合国家I类水质标准;COD 值符合国家I类水质标准;TP基本符合国家#类水质标准;TN含量在2017年夏季和秋季分别处于国家$、!类水质标准#2018年夏季和秋季均符合国家#类水质标准。
崇青水库的综合营养状态指数评价结果如表3所示。根据《湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定》综合营养状态指数(TLI)的评分值表明,2017年崇青水库总体的营养状态为中富营养型,污染状态良好;2018年水库的营养状态为轻度富营养,污染状态为轻度污染,水库有富营养化加重的趋势。
表3崇青水库综合营养状态指数
采样时间一 明指标一 TLI营养类型水质状态(%g/L)总磷(mg/L)透明度(m)总氮(mg/L)COD(mg/L)
2017.6  2.290.050.93  1.12  2.4241.8中营养良好2017.9  4.210.010.750.43  2.6537.9中营养良好2017  3.250.030.840.78  2.5439.9中营养良好2018.68.150.06  1.250.6310.9150.5轻度富营养轻度污染2018.939.320.040.420.53  3.6652.3轻度富营养轻度污染201823.740.050.840.587.2951.4轻度富营养轻度污染全库13.500.040.840.68  4.9245.7中营养良好
2.2浮游植物落结构及其多样性
221浮游植物种类组成及分布
调查期间崇青水库共力种,其中绿藻门31种,占40.26%;蓝藻门19种,占24.68%;硅藻门1(种,占23.38%;甲藻门3种,占3.90%;和各2种,分别占2.60%;金藻门和裸各1,分别  1.30%。崇青水库在类上为--型水库,夏季
的类稍多于秋季。
的趋势。
17.617.918.618.917.617.918.618.917.617.918.9
上游中游下游
图2崇青水库浮游植物种类数组合营销
2.2.2浮游植物密度和生物量
崇青水库密度和生物量及其百分比如图3和图4所示。浮游植物平均密度为5.61x 106ind./L,总体上和
据势,蓝藻次之。密度百分和为,
最咼,占32.88%,绿藻门占27.52%,蓝藻门占20.53%,较,和的密度
图3崇青水库浮游植物密度时空变化及其百分比
占S它金 踽-務::::裸藻门€
17.617.918.618.917.617.918.618.917.617.918.9
上游中游下游图4崇青水库浮游植物生物量时空变化及其百分比
浮游植物平均生物量为41.31mg/L,总体上看甲藻占据势,和;量百分和为主,和,
最高,占64.53%,19.23%,绿藻I'113.43%,
-38
PPPD298
广州卫星电视
-
其余占比较少。
2.2.3浮游植物优势种
依据浮游植物的优势度,2017年共检出21个优势种,蓝藻和绿藻各8种,硅藻4种,金藻1种;2018年共检出17个优势种,硅藻6种,有绿藻5种,蓝藻2种,金藻1种,黄藻1种,隐藻1种,甲藻1种,其中尖脆杆藻Fragilaria acus、普通小球藻Chlorellaceae vulgaris出现频率较高。
樑多样性指数糠均匀度指数
图5崇青水库浮游植物生物多样性指数
2.2.4浮游植物多样性
浮游植物多样性指数平均为2.83,均匀度指数平均为0.66(图5),与表1对比,多样性指数污染程度为中污染,均匀度指数污染程度为轻污染或无污染,多样性指数夏季略高于秋季,均匀度指数呈现下降趋势。
2.2.5浮游植物与环境因子之间的关系
浮游植物密度(△!)跟溶解氧含量和温度呈现相关性;生物量(!")与化学需氧量相关性较大,与活性磷、总磷和硬度有相关性;多样性指数(!#)和均匀度(!$)与总和pH相关(图6)o
图6崇青水库浮游植物与其环境因子之间的关系2.3浮游动物落结构及其多样性
2.3.1浮游动物种类组成及密度
浮游物共检4类113种,其中原生动物38种,占33.63%;轮虫56种,占49.56%;枝角类7种,占6.19%;橈足类12种,占10.62%o种类组成上以轮虫和生物为主,秋季种类数大于夏季。
45「
B生动物轮虫濺
17.617.91&618.917.617.918.61&917.617.918.9
上游中游下游
图7崇青水库浮游动物种类数
2.3.2浮游动物密度和生物量
浮游物密度和生物量及其百图8和图9o浮游动物平均密度为1048ind./L,原生动物和虫密度占优;密度百分比以原生物和轮虫为主,原生动物占51.28%,轮虫占43.57%,夏季轮虫密度百大于秋季,原生物密度百分比则秋季大于夏季。
&生动物邂虫越乞
上游中游下游图8崇青水库浮游动物密度时空变化及其百分比
上游中游下游图9崇青水库浮游动物生物量时空变化百分占比
-39
-
浮游动物平均生物量是1.40mg/L ,轮虫和枝 角类生物量占优,2足类次之;轮虫占53.64% ,枝 角类占28.94%,2足类占15.40%,除2018年夏季
轮虫的占比剧增外,调查期间的各类密度占比无
较大变化。
2.3.3 浮游动物优势种
根据浮游动物的密度及岀现频率,2017年共
检岀21个优势种,其中原生动物13种,轮虫6 种,枝角类1种,2足类1种;2018年共检岀20个 优势种,原生动物5种,轮虫12种,枝角类1种,
2足类2种;其中岀现频率为100%的有小单环栉
毛虫 Didinium  balbianii  nanum 、针簇多 肢轮虫 Polyarthra  trigla 、尖尾疣毛轮虫 Synchatea  stylata ; 湖累枝虫Epistylis  lacustris 、暗小异尾轮虫Tri -
chocerca  pusilla 、多态胶鞘轮虫 Collotheca  ambigua
的岀现频率均达75%#2.3.4 浮游动物多样性
浮游动物多样性指数平均值为3.35,均匀度
指数平均值为0.70,与表2对比,污染程度均为轻 污染或无污染,多样性指数夏季
中国西部资料
季,均匀
度指数 #
7均匀度指数
V ;多样性指数
2017.6
2017.9
2018.6采样时间
2018.9
图10崇青水库浮游动物生物多样性指数
图11崇青水库浮游动物与环境因子之间的关系
2.3.5 浮游动物与环境因子之间的关系
浮游动物生物量(!!)与度、
、pH 和化
量具有关性,多样性指数(!")和均匀度
(!#)与活性磷与叶绿素具有 关性(图11)#
3讨论
3.1水质健康状态
青 夏秋季 磷较 年增加,
态指数 青 有
态 增
的 势, 浮游生物的多样性指数 污染
态为轻污染和中污染,
, 磷 量增
态 化 与
旅游 和
的 有关,
,进
对 、 污染 、 游 和
数、 , 对 轻 污
染#3.2浮游植物多样性
青 浮游 物的种类 和数量
看,水库以绿藻和 为主,蓝藻次之,与北方
[16-21]# 青 密度及其 比
和绿为,密度与密 凹和 湖[20]
, 小
[呵和 [17],小[18]和
[21]#生物量及其 比
以甲藻、 和绿藻为,但在2018年6月 !
的生物量占比突增, 是由 的密度小 生物
量较大造的,样中岀现了飞燕角 ,说 :
体有 化剧的 # 2017年 的密度和生物量较大, 是 中氨氮含量较高, 固氮作用的原#与此同,夏季绿藻和
的密度和
生物量大 季,而 则与之反,
固 作用有关,夏季温度较 绿 占优,
季温度降低且营养盐在夏季大幅度消耗,此绿
和 渐低,而 是对温度变化 :
性,二是固作用 储备一些 盐,季绿
藻和 的竞争少,因此呈现此类变化势#崇
青 浮游 物多样性指数和均匀度指数 为 轻污染或中污染, 且指数 低, 污染程
度增 # 青 浮游 物种类和数量 及多样
性表 绿藻和 占优,但在2017年蓝藻的占比较,预着青 随有爆发华的 ,
此,采取有效措施来预防华,如
磷、
泥沙、栽 生大型物等#
-40
-

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