Vol.20No.12021年1月Journal of Nanyang Normal University
Jan.2021
收稿日期:2020-09-21
基金项目：国家自然科学基金项目(51879130)；南水北调中线干线工程建设管理局(ZXJ /QS /YW /JF-2018-8)作者简介：王小军(1987 ㊀)，女，河南西平人，工程师，主要从事水质监测与水质保护方面的研究. 王小军1，韩品磊1，李㊀楠1，郑保海2，姚银磊2，崔欢欢2
，李玉英2
(1.南水北调中线干线工程建设管理局渠首分局，河南南阳473000;
2.南阳师范学院水资源与环境学院，河南省南水北调中线水源区流域生态安全国际联合实验室,
20082009nba总决赛
南水北调中线水源区水安全河南省协同创新中心，河南南阳473061)
㊀㊀摘㊀要：为掌握白河南阳段浮游植物种及污染现状，在白河南阳段设置5个监测位点进行了调查研究.白河南阳段出现浮游藻类7门32科52属73种，五年间白河南阳段浮游藻类种数大幅减少64.9%，随时间和空间尺度的改变，白河南阳段水体污染状况加重.白河南阳段浮游藻类生物量变化波动大㊁分布不均匀，中下游高上游低，两者之间相差8倍.根据Shannon-Wiener 和Margalef 指数评价，上游区域是寡污型(清洁)㊁下游区域则是轻污染型，而根据Jaccard 系数，上游与中下游污染情况不同，而中下游污染情况相似. 关键词：国家湿地公园；浮游植物；生物多样性；营养化
中图分类号:X 824㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1671-6132(2021)01-0031-08
㊀㊀南阳白河国家湿地公园总面积13076.5hm 2，是以较大水量的白河南阳段上游段区域(以下均用 白
河南阳段 )为主体㊁以白河洲滩湿地和输水河为补充组成的复合湿地生态系统，拥有国家重点保护动植物33种㊁具有重要科研和经济价值的野生动植物154种.南阳白河国家湿地公园生态地位突出，在我国亚热带和暖温带过渡区域具有较强的典型性和代表性，在河南省和我国中原地区具有独特性[1]，保护白河国家湿地公园生态系统意义重大.白河南阳段是南阳市区饮用水的水源地，也是白河国家湿地公园的重要载体，白河南阳段生态系统的变化对白河国家湿地公园生态系统具有直接影响.
鸭河水库蓄水和近年来干旱少雨天气导致白河南阳段水位下降严重，水生态系统的变化影响湿地公园的正常运作.另外，白河南阳段部分支流接纳沿途的工业废水或生活污水，仅靠河流自净作用难以彻底削减污染物，已有调查表明白河南阳段受污染较为严重[2].浮游植物是水体生物生产力的基础，与水体营养状态密切相关，对环境污染极为敏感，参与水生态环境的能量流动㊁信息传递等，在水体生物学监测及评价中占有重要地位，在生态系统中起着重要作用[3].白河南阳段浮游植物落及生物多样性直接影响着白河国家湿地公园的浮游植物落及生物多样性，甚至对评价白河国家湿地公园生态系统也有重要借鉴意义.但目前关于白河国家湿地公园生态系统变化的研究较少，本文主要研究了白河南阳段浮游植物落及生物多样性旨在为保持白河南阳段水质和白河国家湿地公园的生态稳定性提供参考.
1 研究区域和研究方法
1.1㊀监测位点分布
白河南阳段上游段区域生物监测站经过实地考察论证，根据尺度范围㊁信息量㊁经济性㊁代表性㊁可控
性及不断优化的原则，在白河南阳段沿河流走向，从上游到下游依次设置设鸭河大桥上(以下简称BY，位于南召县皇路店镇鸭河口村㊁北纬33.285ʎ东经112.628ʎ)㊁观音寺(以下简称BG，位于南召县皇路店镇皇路村㊁北纬33.240ʎ东经112.656ʎ)㊁泗水河桥(以下简称BS，位于卧龙区石桥镇小石桥村
㊁北纬33.128ʎ东经112.619ʎ)㊁沙岗(以下简称BX，位于宛城区新店乡沙岗村㊁北纬33.045ʎ东经112.610ʎ)和四坝下(以下简称BF，位于宛城区市区㊁北纬32.952ʎ东经112.504ʎ)5个监测位点.1.2㊀样品采集与测定方法及评价标准1.2.1㊀样品采集
按照环境保护部出版的‘水和废水监测分析方法“(第四版)规定的标准采集浮游藻类水样，所示样品
海军总医院神经外科㊃23㊃
南阳师范学院学报㊀第20卷㊀
均于24h内送到实验室做相应处理与保存.
1.2.2㊀样品测定方法
1.2.2.1㊀浮游藻类鉴定㊀浮游藻类定量样品使用采水器取表层水2L，及时加鲁哥试液固定，防止标本变质.在野外采集并经固定的水样，实验室内沉淀浓缩至50mL后，补加甲醛溶液密封保存.制作显微镜临时玻片标本进行鉴定，将浮游藻类鉴定到属或种(变种)[3-4].
1.2.2.2㊀浮游藻类多样性计算㊀运用评价水质的Shannon-Wiener多样性指数(Hᶄ)㊁Margalef物种丰富度指数(d)和Pielou物种均匀度指数(J)对白河南阳段水质进行生态学评价.具体计算如下:
Hᶄ=ðS i=1P iˑln P i(其中P i=N i/N),(1)
d=(sᶄ-1)/ln N,(2)
J=Hᶄ/ln S.(3)注:P i为第i属浮游藻类的存在率;N i为第i属的个体数量;N为浮游藻类的总个体数量;S为浮游藻类的属数.
1.2.2.3㊀浮游藻类相似性计算㊀杰卡特(Jaccard)落相似性系数广泛地应用于计算2个地区间的相似性系数，通常用来衡量地区间种的差异程度和亲缘关系的远近[5]，相似性系数的计算公式具体如下:
Q=C/(A+B-C)[6].(4)注：公式中A和B是白河南阳段2个监测位点的浮游藻类种类数,C是白河南阳段2个监测位点的共有浮游藻类种类数.
1.2.3㊀样品评价标准
1.2.3.1㊀浮游藻类物种组成水质评价标准㊀指示性浮游藻类落污染等级划分标准:①多污带：蓝藻门>70%，直链藻和小球藻等耐污种大量出现;②α-中污带：蓝藻门约60%，藻类总数较多，冠盘藻和菱形藻等大量出现;③β-中污带：硅藻及绿藻门各约30%左右，黄藻和金藻门较多;④寡污带：硅藻门>60%，甲藻㊁金藻和鼓藻等均出现，藻类种类多，个体少[7].尽管河流生态系统与湖泊生态系统水文特性有很大的差异，但是二者在浮游藻类类组成上有很大的相似性[8].因此同时参考陈晓江[9]的标准，
来评价白河南阳段水体水质.
1.2.3.2㊀浮游藻类物种数量营养评价标准㊀浮游藻类数量<3ˑ105个/L，为贫营养状态；浮游藻类数量在3ˑ105~1ˑ106个/L之间，为中营养状态；浮游藻类数量>1ˑ106个/L，为富营养状态[10].
1.2.3.3㊀浮游藻类多样性评价标准㊀生物多样性指数分别参照Shannon-Winener多样性指数(Hᶄ)㊁物种丰富度指数(d)㊁物种均匀度指数(J)进行，其中重污染评价标准是:Hᶄ<1㊁d介于1~2㊁J介于0~0.3，重中污染评价标准是:Hᶄ介于1~2㊁d介于2~3㊁J介于0.3~0.5，轻污染评价标准是:Hᶄ介于2~3㊁d介于3~4㊁J介于0.5~0.8，寡污型(清洁)的评价标准是:Hᶄ>3㊁d>4㊁J介于0.8~1.
1.2.3.4㊀浮游藻类相似性评价标准㊀若相似系数Q=1，则两地区种类完全相同；若相似系数Q<0.5，则两地区存在实质性差异；若相似系数Q=0，则两地区种类完全不相同[11].
2 结果与分析
2.1㊀浮游藻类落组成特征分析
2.1.1㊀浮游藻类物种种类组成
在白河南阳段的5个监测位点，共采集到浮游藻类73种，隶属7门32科52属.其中蓝藻门(Cyano-phyta)
6科8属13种，种类比占17.81%，生物量比占41.56%；绿藻门(Chlorophyta)12科24属32种，种类比占43.84%，生物量比占17.46%；硅藻门(Bacillariophyta)9科12属15种，种类比占20.55%，生物量比占30.92%；裸藻门(Euglenophyta)1科3属4种，种类比占5.48%，生物量比占1.43%；甲藻门(Pyr-rophyta)2科2属3种，种类比占4.11%，生物量比占0.35%；金藻门(Chrysophyta)1科1属1种，种类比占1.37%，生物量比占0.04%；隐藻门(Cryptophyta)1科2属5种，种类比占6.85%，生物量比占8.25%；未发现黄藻门(Xanthophyta)和红藻门(Rhodophyta)的浮游藻类.浮游藻类种类生物特征见表1.
开普敦大学㊀第1期王小军，等：白河南阳段浮游植物落多样性及相似性评价
表1㊀白河南阳段浮游藻类物种组成特征
组成蓝藻门绿藻门硅藻门裸藻门甲藻门金藻门隐藻门种数13种32种15种4种3种1种5种种类比17.81%43.84%20.55% 5.48% 4.11% 1.37% 6.85%生物量比
41.56%
17.46%
30.92%
1.43%
0.35%
0.04%
8.25%
白河南阳段5个监测位点浮游藻类种类总数分别为36(BY)㊁20(BG)㊁55(BS)㊁45(BX)和44(BF).水体中束丝藻属(Sirocoleus )㊁颤藻属(Oscillatoria Vauch.)㊁小环藻属(Cyclotella Kütz.)㊁脆杆藻属(Fragi-laria Lyngb.)㊁针杆藻属(Synedra Her.)㊁肘状针杆藻(Synedra ulna (Nitzsch.)Ehr.)㊁舟形藻属(Navicula Bory)㊁菱形藻属(Nitzschia Hassal)和尖尾蓝隐藻(Chroomonas acuta Uterm.)9类藻(属)，均在5个监测位
点出现，也是白河南阳段常见藻.各监测位点之间的藻类种类分布特征有些许差异:BS 与BX 监测位点为绿藻 蓝藻 硅藻型，比例分别为44%㊁20%和18%与38%㊁24%和22%，其中BS 监测位点水体中绿藻以集星藻(Actinastrum hantzschii Lag.)㊁卵囊藻属(Oocystis Näg.)和小孢空星藻(Coelastrum microporum Näg.)
为主，但BX 监测位点水体中未发现绿藻优势种.BY 监测位点为硅藻 绿藻 蓝藻型，比例为44%㊁22%和11%，硅藻以小环藻属为主,BG 监测位点为硅藻 蓝藻 绿藻型，比例为65%㊁15%和10%，硅藻以舟形藻属和双菱藻属(Surirella Turp.)为主.BF 监测位点为绿藻 硅藻 蓝藻型，比例为34%㊁32%和11%,
绿藻以集星藻为主.综合5个监测位点，绿藻㊁硅藻和蓝藻种类共占82.20%，生物量共占89.94%.白河南阳段水体为绿藻 硅藻 蓝藻型，比例为43.84%㊁20.55%和17.81%，生物量比例为17.46%㊁30.92%和
41.56%，裸藻㊁甲藻㊁金藻和隐藻则相对偏少，仅在BY 监测位点检测到金藻的散歧锥囊藻(Dinobryon di-vergens Imhof)(图
1).
图1㊀白河南阳段浮游藻类物种组成特征图
2.1.2㊀浮游藻类落生活习性
浮游藻类具有不同的生活习性，如假性浮游㊁兼性浮游和真性浮游.白河南阳段5个监测位点中3类
生活习性所占比例分别为5%(假)㊁17%(兼)和78%(真).白河南阳段水体浮游藻类生活习性多数为真性浮游，同样在各监测位点其为主要行为习性，蓝藻门㊁绿藻门㊁硅藻门㊁裸藻门㊁甲藻门㊁金藻门和隐藻门中均存在；假性浮游藻类只在硅藻门中发现，主要有脆杆藻等，且自白河南阳段上游至下游呈现下降趋势.兼性浮游的藻类呈相对稳定的状态，只存在于蓝藻门㊁绿藻门和硅藻门中.2.2㊀浮游藻类功能组成特征分析
观察不同监测位点浮游藻类生物量的分布，如图2所示.白河南阳段监测站点BY 至BF 浮游藻类生
物量变化波动大，其中监测位点BX 的生物量较多，约为5.31mg /L；监测位点BG 生物量较少，约为0.54mg /L，两者之间相差约9.8倍.
根据浮游藻类数量营养评价指标，对白河南阳段监测位点水体浮游藻类数量进行营养状态评价(表2)，白河南阳段上游处于中营养状态，下游数据异常显著，富营养状态.
㊃
33㊃彭真
南阳师范学院学报㊀第20卷
㊀
图2㊀白河南阳段浮游藻类生物量空间变化表2㊀白河南阳段监测位点浮游藻类数量营养评价
数量及评价
BY BG BS BX BF 浮游藻类数量/(万个/L)
58.4193.78347.03538.87563.27营养状态评价
中营养
中营养
富营养
富营养
富营养
2.3㊀浮游藻类多样性
生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和，落中的生
物多样性反映了生物落或生境的复杂程度[12].可用来作为评价水质的一项重要指标的生物多样性指
数，它是用来表示由多种生物组成的混合生物落的数量和种类之间的关系.2.3.1㊀Shannon-Wiener 多样性指数及其水质评价
白河南阳段浮游藻类Shannon-Wiener 多样性指数变化范围为2.69~3.28，变化幅度稍有波折，观音寺
监测位点数值较小,BS 监测位点数值较大.白河南阳段浮游藻类Shannon-Wiener 多样性指数空间变化特征为BS>BF>BY>BX>BG.BS 监测位点水质质量较好，为寡污型(清洁)；其余4个监测位点水质情况均为轻中污型.
2.3.2㊀Margalef 物种丰富度指数及其水质评价
Margalef 丰富指数能够表示落种类的丰富程度.通常来说，种类丰富程度高的表示为健康环境；反
之，种类丰富程度低的表示为污染环境.白河南阳段浮游藻类Margalef 丰富度指数变化范围为4.67~
9.23，变化幅度较大,BG 监测位点数值较小,BS 监测位点数值较大，与Shannon-Wiener 多样性指数变化趋势较相似.白河南阳段浮游藻类Margalef 丰富度指数空间变化特征为BS >BY >BX >BF>BG.5个监测位点Margalef 丰富度指数均大于4，水质质量较健康，评价为清洁
.
图3㊀白河南阳段浮游藻类多样性指数空间变化
2.3.3㊀Pielou 物种均匀度指数及其水质评价
Pielou 均匀度指数反映浮游藻类物种个体数分配的均匀程度.J 值的范围在0~1之间,J 值大时说明
落种间个体数分布均匀；反之,J 值小时说明落种间个体数分布欠均匀.白河南阳段浮游藻类Pielou 均匀度指数变化范围为0.72~0.90，变化幅度平稳,BX 监测位点数值较小,BG 监测位点数值较大.白河南
阳段浮游藻类Pielou 均匀度指数空间变化特征为BG>BY>BS>BF>BX.BX 监测位点和BF 监测位点水质较差，为轻污染；其余3个监测位点水质良好，无污染；总体来说，白河南阳段浮游藻类种间个体数分布较均匀.
㊃
43㊃
㊀第1期王小军，等：白河南阳段浮游植物落多样性及相似性评价
2.4㊀浮游藻类落相似性
2.4.1㊀5个监测位点浮游藻类种类
由表3可知,BY和BG之间共有种为14种,BY和BS之间共有种为25种,BY和BX之间共有种为20种,BY和BF之间共有种为21种,BG和BS之间共有种为13种,BG和BX之间共有种为12种,BG和BF之间共有种为13种,BS和BX之间共有种为34种,BS和BF之间共有种为33种,BX和BF之间共有种为31种.其中,BX监测位点与其他监测位点的共有种类数量相对较高，反之,BG监测位点与其他监测位点的共有种类数量普遍偏少.
表3 白河南阳段监测位点浮游藻类空间分布
白河南阳段浮游藻类种类
春藕斋监测位点
BY BG BS BX BF
集星藻Actinastrum hantzschii Lag.ɿɿɿ卷曲鱼腥藻Anabaena circinalis Rabenh.ɿɿɿ鱼腥藻属Anabaena Boryɿɿɿɿ纤维藻属Ankistrodesmus Cord.ɿɿɿ水华束丝藻Aphanizomenon flos-aquae(L.)Ralfsɿɿɿ衣藻属Chlamydomonas Ehr.ɿɿɿɿ小球藻Chlorella vulgaris Beij.ɿɿ
十字顶棘藻Chodatella wratislaviensis(Schr.)Ley.ɿ
球藻属Chroococcus Näg.ɿɿɿɿ尖尾蓝隐藻Chroomonas acuta Uterm.ɿɿɿɿɿ蓝隐藻属Chroomonas Hansg.ɿɿɿ
刚毛藻属Cladophora Kütz.ɿ
新月藻属Closterium Nitzschɿɿɿ扁圆卵形藻Cocconeis placentula(Ehr.)Hust.ɿɿ
小孢空星藻Coelastrum microporum Näg.ɿɿɿ鼓藻属Cosmarium Cord.ɿɿ尖顶十字藻Crucigenia apiculata(Lemm.)Schmidl.ɿɿ五年计划
啮蚀隐藻Cryptomonas erosa Ehr.ɿɿɿɿ卵形隐藻Cryptomonas ovata Ehr.ɿɿɿɿ小环藻属Cyclotella Kütz.ɿɿɿɿɿ梅尼小环藻Cyclotella meneghiniana Kütz.ɿɿɿ桥弯藻属Cymbella Ag.ɿɿ
等片藻属Diatoma De Candolleɿ
等片藻Diatoma vulgare Boryɿɿ
散歧锥囊藻Dinobryon divergens Im.ɿ
华丽空球藻Eudorina elegans Ehr.ɿ裸藻属Euglena Ehr.ɿɿ
短缝藻属Eunotia Ehr.ɿɿ
脆杆藻属Fragilaria Lyngb.ɿɿɿɿɿ异极藻属Gomphonema Ag.ɿɿɿɿ裸甲藻属Gymnodinium Steinɿɿ
月状蹄形藻Kirchneriella lunaris(Kirch.)Möb.ɿɿɿ颗粒直链藻Melosira granulata(Ehr.)Ralfsɿɿɿɿ变异直链藻Melosira varians Ag.ɿɿ细小裂面藻Merismopedia minima G.Beck.ɿɿɿ微芒藻Micractinium pusillum Fres.ɿ
铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa Kütz.ɿɿ微囊藻属Microcystis Kütz.ɿɿɿ转板藻属Mougeotia Ag.ɿɿ舟形藻属Navicula Boryɿɿɿɿɿ
㊃53㊃
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