浑河流域硅藻群落多样性的研究.doc

浑河流域硅藻群落多样性的研究 王博涵1，朱美桦1，项珍龙1，李丽娟1，殷旭旺1，白海锋1,2 （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.陕西省水产研究所，陕西西安710086） 摘要：通过对辽宁省浑河流域60个采样点位的着生硅藻进行调查研究，并利用硅藻香农维纳指数、均匀度指数及硅藻商对浑河水质进行评价，结果显示：浑河流域共鉴定出硅藻种类20属167种，以羽纹纲中的菱形藻属、脆杆藻属、舟形藻属为主。硅藻细胞密度115.4061231.19ind./cm2，平均值为8981.56ind./cm2。硅藻香农维纳指数范围0.291.61，均匀度指数范围在0.0120.341，硅藻商值范围为02.70。浑河流域着生硅藻香农维纳指数和均匀度指数相对较低。通过综合评价认为浑河流域水体受到不同程度污染，需加大保护力度。 关键词：着生硅藻；浑河流域；群落结构；多样性指数 硅藻是生态系统中的主要初级生产者，大多为单细胞，是水域生态系统中重要的生物组成部分。具有分布广1、种类多、方便采集2、对水环境的变化比较敏感等特点3，在河流水环境监测及水生态健康评价的研究中应用广泛4-7。 浑河流经辽宁中部城市群，重工业相对发达、人口密集，是沿岸城市废水和废弃物排放的主要渠道。目前国内对浑河流域的硅藻群落研究甚少，为此笔者于xx年5月对浑河流域进行了野外调查，通过浑河流域的硅藻的种类、物种多样性等指数进行调查，并对浑河流域的硅藻群落进行分析和评价，希望对浑河的合理开发应用、保护水生态系统提供可靠依据。 1材料与方法 1.1采样点设置 浑河发源于辽宁省抚顺市，流经沈阳市区，向南流至营口市附近入辽东湾，全长415km，流域面积1.14万km2，年径流量30.52亿m3。该流域的自然地理特征详见相关研究6。本研究中，浑河流域共设定60个采样点位（图1），其中浑河上游14个；苏子河15个；浑河中下游干流13个；浑河干流的各支流18个。 1.2硅藻类样本的采集与处理 在采样点河流上下游100m的范围内4，选取能抵抗水流，地势开阔且无树荫遮挡的石头，每个采样点位挑选9块石块，用干净硬毛刷刷洗石头向阳面的硅藻，用自来水冲刷至不锈钢托盘中，用甲醛（5%）固定。样品经过浓盐酸和浓硫酸消化，Naphrax（RI=1.74）封片胶封片，用光学显微镜（LM）在1000倍油镜下观察，视野中所有完整及破损面积不超过1/4的硅藻细胞都要鉴定和记录数量，每个样品计数超过1000个细胞。硅藻种类的鉴定参考根据主要的相关文献8-9。 1.3数据分析和处理 采用BiodiversityProfession2.0计算Shannon-Weaner-多样性指数（H），Lloyd-Ghelardi均匀度指数（E）。 水质评价标准： H3为寡污带，2H3为中污带，1H2为中污带，0H1为多污带； E0.5为清洁，0.4E0.5为中污带，0.3E0.4为中污带，0E0.3为多污带。 硅藻商（DQ）采用中心纲硅藻种数与羽纹纲硅藻种数之比表示，硅藻商（DQ）中心硅藻纲个体总数羽纹硅藻纲个体总数，DQ1水体富营养化，DQ1水体贫营养10-12。 采样点的分布在ArcMap9.3上实现。 2结果 2.1浑河流域硅藻的物种组成和群落结构 浑河流域共鉴定出硅藻167种，隶属于2纲8科21属。其中中心纲（Centricae）2属7种，共有硅藻1.11104个。羽纹纲（Pennatae）19属160种，共有硅藻1.41106个。从硅藻各个属的种数组成(图2)来看，舟形藻属是浑河流域着生硅藻的优势种群。从硅藻各个属鉴定到的数量组成(图3)来看，菱形藻是数目最多的藻类，由图4(A)可见，浑河流域各个采样点着生硅藻种类数的分布情况，在浑河流域60个采样点中，硅藻种类数分布范围在257个，60个采样点位硅藻种类数平均值为26个。 2.2硅藻细胞密度 由图4(B)可见，浑河流域着生硅藻密度在各个采样点的分布情况，在浑河流域60个采样点中，硅藻密度范围在115.4061231.19ind./cm2，60个采样点位细胞密度平均值为8981.56ind./cm2。其中H36点位硅藻密度最高，为61231.19ind./cm2，H28点位硅藻密度最小，为115.40ind./cm2。采样点位H31H49点位于浑河中游，硅藻细胞密度相比其他点位要高，平均值为15993.99ind./cm2，采样点H17H30点位于河的上游，硅藻细胞密度最低，平均值为2049.01ind./cm2。 2.3硅藻香农维纳指数，均匀度指数及硅藻商 通过图5（A)、（B）、（C）可以看出，浑河流域60个采样点香农维纳指数（H）范围0.29H1.61。多样性最高的采样点位在H37，多样性最低的点位在H7。均匀度指数（E）范围0.012E0.341，采样点位中H12的E值大于0.3，其余点位均小于0.3。DQ值范围0DQ2.70，H56采样点位DQ值为2.70大于1，说明该区域水体富营养化。其余点位DQ值均小于1。通过指数评价表明，浑河流域硅藻多样性指数和均匀度指数较低。 3讨论 通过本次调查，分析数据表明：浑河流域共有着生硅藻21属167种。硅藻细胞密度平均值为8981.56ind./cm2。浑河香农维纳指数最高为1.61，均匀度指数最高为0.34。研究表明香农维纳指数和均匀度指数在一定程度上反应了水质好坏状况，数值越大，硅藻群落结构越趋于稳定，水质相对较好，反之则相对较差13。浑河流域香农维纳指数和均匀度指数相对较低，香农维纳指数范围0.29 浑河位于辽宁省东部，旅游资源发达，物产丰富，近年来由于工业经济快速发展，人口回迁，大量未经处理的工业废水和生活污水排入浑河，使浑河水质向严重污染方向转化。浑河流域水体受到不同程度污染，可能是由于近年来旅游开发、人工用地、人类活动过多的影响。因此，浑河的旅游开发和生态保护都是重要任务，对浑河进行生态多样性保护及水质保护具有重要的生态意义。 参考文献： 1 StevensonRJ,BothwellML,LoweRL.AfreshwaterBenthicEcosystemsM.SanDIEGO:AcademicPress,1996 2ChessmanB,GrownsI,CurreyJ,PlunkettColeN.PredictingdiatommunitiesatthegenuslevelfortherapidbioligicalassessmentofriversJ.FreshwaterBiology,1999,41(2):317-331 3LelandHV.DistributionofphytobenthosintheYakimaRiverbasin,Washington,inrelationtogeology,landuse,anduseotherenvironmentalfactorsJ.CanadianJournalofSciences,1995,52(5):1108-1129 4殷旭旺,徐宗学,鄢娜,等.渭河流域河流着生藻类的群落结构与生物完整性J.环境科学学报,xx,33:518527 5刘麟菲,谭冰冰,殷旭旺,等.在种与属两个级别评价太子河硅藻群落与环境因子的关系J.生态学报,xx（22） 6殷旭旺,张远,渠晓东,等.浑河水系着生藻类的群落结构与生物完整性J.应用生态学报,xx,22（10）:27322740 7殷旭旺,张远,渠晓东,等.太子河着生藻类群落结构空间分布特征J.环境科学研究,xx,26（5）:502-508 8HuHZ,ChenJY.BacillariophytaoftheXizangPlateauM.Beijing:SciencePress,2000. 9HuHJ,WeiYX.TheFreshwaterAlgaeofChina:Systetmatics,TaxonomyandEcologyM.Beijing:SciencePress,xx 10沈国英,施并章.海洋生态学M.北京:科学出版社,xx.158-163 11CostwM,BoutryS,Tison-RoseberyJ,DelmasF.ImprovementsoftheBiologicalDiatomIndex(BDI):Descripthenewversion(BDI-xx)J.EcologicalIndicators,xx,9(4):621-650 12PonaderKC,CharlesDF,BeltonTJ,WinterDM.Totalphosphorusinferencemodelsandindicedforcoastalplainstreamsbasedonbenthicdiatoma