不同水质类别城市河道浮游生物群落结构分析及其多样性的研究

摘要

本文针对城市河道日趋严峻的水环境污染现状，开展了不同水质类别城市河道水质综合评价、水域浮游生物群落结构分析及其多样性的研究。重点研究不同水质类别城市河道主要水质因子特征及其浮游生物群落结构；在此基础上，深入探讨城市河道不同水质类别与其中主要浮游生物群落、密度及其多样性之间的响应规律，结果表明：
　　 不同水质类别的研究河道中，新角浦河水质污染最轻(V类、X1.X2=5.7)，工业河其次(劣V类但不黑臭、X1.X2=6.6)，九山外河次之(劣V类并季节性黑臭、X1.X2=7.4)，山下河水质污染最重(劣V类并常年黑臭、X1.X2=9.1)。四条河道均在7、8月份水质污染最重，9、10月份其次，6、11月份水质污染最轻，研究河道逐月水质综合评价结果与水质因子分析结果吻合。
　　 在实验期间，研究河道浮游植物种类组成中绿藻门种类数最多，蓝藻门种类数其次，硅藻门次之。工业河、新角浦河、九山外河和山下河浮游植物月平均密度分别是2.48×106ind./L、7.98×106ind./L、8.91×105ind./L和3.11×105ind./L。工业河和新角浦河发生水华现象。研究河道中浮游植物的密度与综合水质标识指数呈负相关(r=-0.837)，随着河道水质污染加重，浮游植物密度减小。浮游植物Shannon-Wiener多样性指数与综合水质标识指数呈极显著负相关(r=-0.998，p<0.01)，Pielou物种均匀度指数与综合水质标识指数呈负相关(r=-0.835)，Margalef丰富度指数与综合水质标识指数呈显著负相关(r=-0.994，p<0.05)。随着河道水质污染加重，水体中浮游植物多样性降低。
　　 在以上河道中，共鉴别出纤毛纲48种、肉足纲16种。纤毛纲所占比重与综合水质标识指数呈显著负相关(r=-0.983，p<0.05)，随着河道水质污染加重，纤毛纲所占比重减少；肉足纲的比重与综合水质标识指数呈显著正相关(r=0.983，p<0.05)，随着河道水质污染加重，肉足纲所占比重增加。各河道肉足纲相似性均大于纤毛纲。河道水质类别越相近，原生动物的相似性越大。新角浦河原生动物密度最大(57643 ind./L)，工业河其次(22383 ind./L)，九山外河次之(14901ind./L)，山下河最小(8479 ind./L)。河道原生动物的密度与综合水质标识指数呈负相关(r=-0.850)，随着河道水质污染加重，原生动物密度减小。原生动物的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou物种均匀度指数和Margalef丰富度指数均与综合水质标识指数呈负相关(r分别是-0.832、-0.554、-0.930)。随着河道水质污染加重，水体中原生动物多样性降低。
　　 在研究河道中，新角浦河鉴别出轮虫种类数最多(40种)，工业河其次(38种)，九山外河次之(32种)，山下河最少(24种)。河道轮虫种类数与综合水质标识指数呈显著负相关(r=-0.989，p<0.05)，随着河道水质污染加重，轮虫种类数减少。四条城市河道两两之间轮虫的Czekanowisiki相似性系数分析表明，城市水质类别越相近，轮虫相似性越大。新角浦河轮虫密度最大(5145 ind./L)，工业河其次(3839 ind./L)，九山外河次之(2593 ind./L)，山下河最小(1754 ind./L)。四条城市河道轮虫密度与综合水质标识指数呈显著负相关(r=-0.961，p<0.05)，随着河道水质污染加重，轮虫数量减少。研究河道轮虫的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou物种均匀度指数、Margalef丰富度指数与相应河道综合水质标识指数均呈负相关(r分别是-0.801、-0.515、-0.879)，随着河道水质污染加重，水体中轮虫多样性降低。
　　 在实验期间，研究河道共鉴别出浮游生物191种，其中浮游植物87种，原生动物64种，轮虫40种。河道浮游生物种类数与综合水质标识指数呈显著负相关(r=-0.988，p<0.05)，随着河道水质污染加重，浮游生物种类数减少。研究河道两两之间浮游植物、原生动物、轮虫的Czekanowisiki相似性系数表明，河道水质类别越相近，浮游生物相似性越高。四条河道两两之间浮游生物Czekanowisiki相似性系数与相应的两两河道间综合水质标识指数差值的相关分析表明，两者之间呈显著负相关(分别是r=-0.906，p<0.05；r=-0.861，p<0.05；r=-0.912，p<0.05)，相关程度大小排序是：轮虫>浮游植物>原生动物。随着城市河道水质污染加重，浮游植物密度所占比重明显减小，原生动物和轮虫密度所占比重增加。研究河道中浮游植物、原生动物、轮虫的月平均密度与综合水质标识指数呈负相关(分别是r=-0.837；r=-0.850；r=-0.961，p<0.05)，随着河道水质污染加重，浮游生物密度减小。研究河道浮游生物密度与DO浓度呈显著正相关(r=0.985，p<0.05)、与NH3-N浓度呈负相关(r=-7.46)、与TP浓度呈负相关(r=-0.605)。随着DO浓度增加、水体中氮磷含量减少，河道水质逐步改善，浮游生物密度增大。