三峡水库澎溪河回水区浮游生物组成及水质评价

摘要

澎溪河是三峡库区长江干流北岸最大支流，三峡水库自2003年蓄水以来，已发生多次水体富营养化现象，而2009年是三峡水库进行试验性蓄水(蓄水至172.3m)后的第一年，为探究水位抬升对澎溪河水环境及浮游生物种群结构产生的影响，本研究于2009年春季(3月)、夏季(7月)这两个“水华”高发期，在澎溪河回水区养鹿(E108°32′58″，N31°5′55″)、高阳(E108°40′33″，N31°5′29″)、黄石(E108°42′30″，N31°0′31″)、双江(E108°39′44″，N31°57′11″)和河口(E108°38′52″，N30°57′11″)五个采样断面展开水质、大肠杆菌数、细菌总数、浮游植物和浮游动物的组成分布等相关指标的调查研究，并运用Margalef(d)丰富度指数法、Shannon-Wiener(H)多样性指数法、Pielou(J)均匀度指数法等评价方法，进行水体富营养化评价，得出澎溪河回水区水体水质状况，并研究了澎溪河回水区发生水体富营养化的原因。研究中得出的结果如下：
　　 (1)2009年春季澎溪河回水区总氮(TN)浓度为1.8-2.7 mg.L-1，总磷(TP)为0.02-0.09mg.L-1，都超过水体富营养化的阈值，属于中度-重度富营养；N/P为28.7-98.9，P为藻类繁殖的限制因素。2009年夏季澎溪河回水区的总氮处在0.38-0.70 mg.L-1，总磷处在0.007-0.060mg.L-1，属于中度富营养；N/P为11.5-56.4，P仍为藻类繁殖的限制因素。夏季水质优于春季水质。春季和夏季澎溪河回水区，总磷浓度都存在自上游向下游浓度依次升高的特点。
　　 (2)从2009年澎溪河回水区大肠杆菌的检测结果来看，春季时各断面的大肠杆菌数介于110-16000 cfu/L，夏季时各断面的大肠杆菌数介于20-16000 cfu/L。夏季相对春季各断面的大肠杆菌数都有所下降，春季时处于重污染状态，夏季时处于中污染状态。
　　 (3)2009年澎溪河回水区春季时各断面的细菌总数在介于300-15850 cfu/mL，夏季时各断面的细菌总数在380-980cfu/mL，为春季的1/9-1/16。春季时各断面细菌总数均高于夏季相应断面，说明春季时澎溪河回水区水体微生物活动显著高于夏季。
　　 (4)2009年澎溪河回水区共检测出浮游植物7门57属100种，硅藻门17属33种、绿藻门24属40种、蓝藻门7属10种、甲藻门2属3种、裸藻门4属10种、黄藻门2属2种、隐藻门1属2种。硅藻和绿藻是该区域的优势种。其中春季藻类优势种群为硅藻-绿藻型，绝对优势种为硅藻；夏季藻类优势种群为绿藻-硅藻-蓝藻型，绝对优势种群为绿藻。高阳采样点春季发生铁锈红“水华”，藻类密度高达103.6×105cfu/L。各监测断面的d、H、J(Margalef(d)丰富度指数法、Shannon-Wiener(H)多样性指数法、Pielou(J))均匀度指数法等值分别为：春季0.68-1.70、0.99-1.44、0.228-0.345，夏季1.0-1.91、1.24-2.10、0.30-0.49，综合得出澎溪河回水区春季属于中度-重度富营养化，夏季属于中度富营养化，夏季水质优于春季。
　　 (5)2009年澎溪河回水区共检测出浮游动物4大类40属78种，其中原生动物7属7种，轮虫21属47种，枝角类7属17种，桡足类3目7种。春季和夏季轮虫都是各断面浮游动物的绝对优势种。澎溪河回水区春季时各断面的优势种的种类较少，最大优势种的优势度却很高，这是水体富营养化的重要特征，其中前节晶囊轮虫、矩形龟甲轮虫、萼花臂尾轮虫、辐射变形虫、螺形龟甲轮虫、长额象鼻溞、广布多肢轮虫等，这些种类都是水体富营养化的指示种类。夏季时优势种的种类较多，优势度较小，说明夏季时澎溪河水回水区的水生态环境较为健康，水体受污染的程度较小，其中优势种中也包括萼花臂尾轮虫、没尾无柄轮虫、广布多肢轮虫、棒状水轮虫等被认为是水体富营养化的指示种类，但富营养化的指示种类种类数明显少于春季，也表明夏季水质优于春季。
　　 澎溪河春季水流缓慢、适合的光照强度、水温，以及营养盐富集是导致春季水华频繁发生的直接原因，断面生物可利用磷素的短时积累极有可能导致水华爆发；相应地，夏季各种有利于氮素在水体积累的条件，如光照充分引起固氮作用增强、雨水将农田氮肥带入河水等，将很大程度上提高澎溪河水华爆发的风险。