1、福建省山仔水库浮游植物特征与水体富营养状况分析第 1 卷第 2 期2006 年 12 月出版亚热带资源与环境JournalofSubtropicalResourcesandEnvironmentVo1.1No.2December2o06福建省山仔水库浮游植物特征与水体富营养状况分析苏玉萍,陈娜蓉,林婉珍,梁晓丹(福建师范大学化学与材料学院,福州 350007)摘要:采用浮游植物指示法评价了福州省山仔水库 2005 年不同季节水体的富营养状况,结果表明:冬,春季库区水体处于中一富营养水平,夏季发生水华微囊藻(Microcystisflos-aquae)“水华 “,水体处于富营养水平,秋季水体处于
2、中营养水平 .由于浮游植物的生长状况受到多因素的影响,有必要进一步结合其他评价方法对整个水体的富营养状态做出综合判断.关键词:水库;浮游植物;水体;富营养;福建省中图分类号:X173 文献识别码:A 文章编号:16737105(2006)02004807AnalysisofPhytoplanktonCharacteristicandEutrophicationinShanziReservoir,FujianProvinceSUYuping,CHENNarong,LINWanzhen,LIANGXiao-dan(CollegeofChemistryMaterialsScience,FianNor
3、malUniversity,Fuzhou350007,China)Abstract:Usingphytoplanktonindicationmethod,thispaperevaluatedandanalyzedthestatusofeutrophicationinShanzireservoirinthefourseBSODSof2005.TheresultsshowedthatthetrophicstateofthewaterWaSmesotrophertolighteutropherinwinterandspringseasons.A“waterbloomofMicrocystisflos
4、-aquaecouldbeidentifiedinsummerseasonandthetrophicstatewaseutropherinsummerandmesotropherinantumn.Sincethegrowthofphytoplanktoniseffectedbyavarietyoffactors,inordertogiveanintegratedjudgmentaboutthetrophicstatusofthewholewaterbody,thefurthercombinationandintegrationofmulti-pieevaluationmethodsarenee
5、ded.Keywords:reservoir;phytoplankton;waterbody;eutrophication;Fujianprovince水库是河流筑坝形成的介于河流和湖泊之间半人工半自然的水体,当前世界各大洲水库普遍存在着一定程度的富营养化问题圳.富营养化过程实际是水体中营养物质增加,水生生物特别是浮游藻类大量增殖,并在水中建立优势的过程.当水体营养状况恶化时,一些耐污的个体数量猛增,而一些敏感种数量减少甚至消失,不同营养状况的水体会有不同的水生浮游植物群落结构出现.当前世界各国广泛采用的水体富营养状况评价方法,主要是从水质,水生生物以及沉积物 3 个方面来进行,所采用的评价方
6、法可概括为六大类型,即特征描述法,参数法,生物指示评价法,磷收支模型法,营养状态指数法和数学分析法 I7 引,其中生物指示评价法简单,方便,可以直观地评价水体的富营养化状况 u.近年来福建省主要饮用水源地山仔,东张,安砂,山美,东圳水库等均呈现不同程度富营养化趋势.山仔水库于 1994 年 11 月开始蓄水发电,1997 年被确定为福州市第二饮用水源地,近几年藻类大量增长,尤其是能分泌毒素的蓝藻在春末至夏初形成“水华“n, 严重威胁到城市供水安全,山仔水库的水质状况引起人们的普遍关注.本文分析了 2005 年福建省山仔水库不同季节浮游植物的优势种属和密度特征,采用生物指示法评价了水库的营养状况
7、,并对结果进行了探讨,为正确掌握山仔水库水体富营养特征,改善和恢复水体的水质提供科学的参考.*收稿日期:20060711基金项目:福建省自然科学基金(I)O310015), 福建省教育厅科学研究基金(JA03029),福建师范大学本科生课外创新基金(BKI2006028) 联合资助项目作者简介:苏玉萍(1972 一),女,福建福州人,副教授,博士,研究方向为水环境生态,(电话)0591 83465225,(Email).第 2 期苏玉萍等:福建省山仔水库浮游植物特征与水体富营养状况分析 .11 研究区域1.1 地理位置与气候条件山仔水库位于福州市连江县,地理位置如图 1 所示.水库中心的地理坐
8、标是北纬26.1751“,东经119.21,35“,整个库区流域面积为 1646kf112,总库容 1.06 亿 f113,是一座具有灌溉,发电,供水和防洪等综合利用功能的水利枢纽.图 1 山仔水库地理位置Figure1GeographicallocationofShanzireservoir研究区域属于中一南亚热带季风气候过渡区,气候温暖,四季分明,雨量适中.19932004 年 1 月份平均气温 l2左右,7 月份平均气温接近 29oC(图 2),年降水量在10001800mm 之间,6 月和 8月是降雨的高峰期(图 3).受季风影响显着,主导风向冬季以北风为主,夏季以南风为主,年平均风速
9、 1.9m/,79 月风速较大,123 月风速较小,台风每年平均 3 次,78 月是台风活动频繁期引.2345678910ll12月份图 219932034 年山仔大坝河段月平均气温Figure2MonthlymeantemperatureofShanzireservoirfrom1993to2004300250目 2O0I 曼喇 150世 1O0500图 3199321304 年山仔大坝河段月平均降水量Figure3MonthlymeanpcipitionofShanzireservoirfrom1993to20041.2 建坝后水质基本情况水体的水质与流域内人为活动密切相关.山仔大坝于 1
10、994 年开始建成蓄水,初期由于被淹没的生物经过浸泡,腐烂,分解产生营养盐,不断地释放到水体当中,水质较差,加上水库建成之初,流域内网箱养鱼和库边种植业,养猪业迅猛发展,严重影响到此阶段水质.总氮,总磷浓度大大超标,部分时“如 l 二J50 亚热带资源与环境第 1 卷段出现 BOD,超标.1997 年敖江流域被确定为福州市的第二水源,2001 年各级政府有针对性地采取了有效的污染控制措施,对山仔水库流域进行环库污染源的截流,使水质得到一定的改善,主要污染物浓度较水库蓄水初期显着下降.2003 年开始,福州市环境监测站对敖江流域进行连续监测,结果表明水质总体上达到地表水 II 类水质标准(GB3
11、8382002),但总氮,总磷浓度指标仍然超标,其中总氮年均浓度在 0.501.50mg/L 之间,总磷年均浓度维持在 0.050.08mg/L 之间.图 4,图 5 显示了 199720O5年春季和冬季山仔库区水体中 TN 与,IP 比值,与建库初期相比 ,1N 与,IP 比值总体下降.2001 年春末由于总氮浓度下降明显,使得 TN 与,IP 比值降至最低 ;秋末由于总磷浓度急剧下降,使得与,IP 比值突然增高,呈现一个明显的转折点.近几年 1N 与,IP 比值维持在 10 左右.在外来点源污染得到一定控制以后,来自农业施用化肥农药的面源输入以及沉积物内源释放,使库区营养盐仍处于较高水平.
12、室图 419972005 年春末山仔库区 TN/TP 平均值Figure4Averageratiooftotalnitrogentototalphosphorusatdifferentsamplingsitesinlatespringfrom1997to20052 研究方法;2日期图 519972005 年秋末山仔库区 TN/TP 平均值Figure5Averageratiooftotalnitrogentototalphosphorusatdifferentsamplingsitesinlateautumnfrom1997to20052.1 浮游植物的采集和分析根据山仔水库库区的形态学特征,
13、选择在进 V1 日溪断面 (26.20.8N,119.16.4E),进口七里断面(2623.7N,119o17.4E),库心小沧断面 (26.6N,119.18.9E),出口大坝断面(2620.4N,11919.8E)等 4 个具有代表性的断面进行采样.浮游植物定性样品采集用 25 号浮游生物网,在水面和 0.5In 深处作“.“字型缓慢拖动数分钟,放入标本瓶中,用鲁哥氏碘液固定后,贴上标签保存;另采集一瓶标本(不加固定剂),带回室内进行活体观察鉴定.采集定量样品使用有机玻璃采水器,按表层和透明度 2 倍深度处各取 1L,混匀后,从混合样中取出 1L 作为定量测定样品.采得的水样用 1.5%鲁
14、哥氏液固定,带回实验室静置 24h,用虹吸法抽去上清液,余下 2025mL 沉淀物转入 30mL 的定量瓶中,再用少许上清液冲洗沉淀器,冲洗液转入定量瓶中,连续清洗二次,使沉淀器中的生物转入定量瓶中,然后滴加上清液至 30mL 刻度,即可进行定量计数.取 0.1mL 水样于计数框中,在 10X40 倍显微镜下计数,计算出单位体积内的浮游植物数量.2.2 浮游植物指示法关于浮游植物指示法评价水体营养状况,贫营养,中营养,富营养 3 个营养级别的浮游植物数量评价指标分别为30 万个/L,30 万 l0o 万个/L 和l0o 万个/L ,不同营养状态湖泊,水库中常见浮游植物优势种类如表 1所示.3
15、结果与分析3.120012003 年山仔库区浮游植物种类动态变化浮游植物的生长与环境之间关系密切,浮游植物从水环境中吸收所必须的营养物质,同时把代谢产生的废物排出体外,光,温度,无机盐,溶解氧等环境因子直接影响其生长能力,同时浮游植物与浮游植物之问,浮游植物与浮游动物,浮游植物与鱼类等水生生物以及浮游植物与寄生者之间存在着错综复0000_量嘴0000H第 2 期苏玉萍等:福建省山仔水库浮游植物特征与水体富营养状况分析 51杂的食物链关系,而水域流速,滞留时间以及水域的形态特征等对浮游植物的生长也有很大的影响.因此,某一季节的环境条件对有些种类比较适宜,出现了新的种类,也消失了一些不适宜的种类.
16、从图 6 中可以看出,山仔水库库区浮游植物属于季节更替型,主要以蓝藻门,硅藻门和隐藻门为主.2001年冬季水体中浮游植物主要以硅藻门为主,近一两年隐藻门,蓝藻门的比例开始上升;春季库区水体以硅藻门,绿藻门为主,近一两年蓝藻门数量逐渐增加;夏季以蓝藻门占绝对优势,绿藻占一定比例;秋初蓝藻门仍占相当优势,而隐藻门数量也不少.表 1 不同营养状态湖泊,水库中常见浮游植物优势种类Table1Predominantphytoplanktonsspeciesinlakesandreservoirsunderdifferentnutritioncondition注:数据来源于福州市环境保护监测站和国家级城市
17、供水水质监测网福州监测站 .图 620012003 年浮游植物种类数量百分比变化图Figure6Thechangeofnumberpercentageofphytoplanktonspeciesfrom2001to20033.22005 年库区不同季节浮游植物主要优势种属与密度从图 7,图 8(塘坂取水 El 位于山仔水库下游 7km 处 )可以看出,2005 年不同季节库区水体中浮游植物种类变化规律与 20012003 年相类似,一年内冬季出现硅藻 r/隐藻门/蓝藻门一春季出现硅藻 13/蓝藻门一夏季出现蓝藻门一秋季出现隐藻门.2005 年 1 月山仔库区浮游植物主要以硅藻门螺旋形颗粒直链藻
18、(Melosiragranulatauar.彻舭 s 泌打 m)和颗粒直链藻(iragranulata)为主,蓝藻门的针状蓝纤维藻 (Dactylococcopsiacicularis),隐藻门的啮蚀隐藻(Cryptomonaserosa),绿藻门的小球藻(Chlorellavulgaris)为优势种(图 8).从表 l 可以看出,直链藻(Melosira), 小球藻(Chlorella),隐藻(Cryptomonas)都是富营养化指示种.冬季七里和小沧断面藻类密度分别达到 103.9 万个,L 和 113.9 万个,L,坝址处为 98.5 万个,L,接近百万个,L,评价冬季山仔水库库区处于中一富营养水平.2005 年 4 月山仔库区浮游植物以蓝藻门的固氮鱼腥藻(Anabaenaazotica),加蛐0拉忸_En00Hn000n00.n000n00卜 0n000,n000c00寸 0.n00 鲁,n000n0.【0 c0000.00.【.g0N0g00,g0h000 朗0g0 日000寸 000n0g.gg0【.g0.【00NH,g00【 【000.【 000. 【 00 卜 0【000【 00 昌 【00寸 0.【 00n0._000._E000_【0052 亚热带资源与环境第 1 卷螺旋形颗粒直链藻(Melosiragranulatevar.angu.tissima,
