石金磊，王立权，赵文超，景梦园

(黑龙江大学水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150080)

蚂蚁河(又称蚂蜒河)，是松花江右岸的较大支流，位于黑龙江省南部。发源于张广才岭西坡，流经尚志、延寿、方正3个县(市)，至方正县境北端于通河县城对岸注入松花江，全长280.08 km，流域总面积10847.4 km2。浮游生物作为水生态系统中其他生物生产力的基础，在物质循环和能量流动方面具有重要意义，且浮游生物种类组成及物种多样性能反映群落结构复杂程度，也能反映水生生态系统相关变化[1-4]。梯级灌区的开发会改变流域的天然径流过程，使得流域生境破碎化且该流域沿途受人类活动影响，浮游生物群落结构破坏严重。目前，随着地区工农业生产、水利水电工程建设导致蚂蚁河流域的水体环境发生了变化。因此，本研究通过对蚂蚁河段流域内的浮游生物进行定性、定量分析，并采用Shannon-Wiener生物多样性指数对该流域水质进行评价。

1 调查研究方法

1.1 调查地点及时间

评价区域共设置9个采样点(表1；图1)，依次为S1(亚布力镇)、S2(苇河镇)、S3(一面坡镇)、S4(尚志市)、S5(延河县)、S6(延寿县)、S7(六团镇)、S8(会发镇)、S9(三门于家屯)，于2018年7月采集浮游生物。

图1 蚂蚁河流域浮游生物采样点分布

表1 蚂蚁河和水库水生生物调查采样点

1.2 调查及评价方法

浮游生物采集、定性、定量分析参照张觉民和何志辉(张觉民主编，1991，农业出版社，pp.12-122)的方法，鉴定分析依据胡鸿钧(1980，上海科学技术出版社，pp.27-520)，王家楫(1961，科学出版社，pp.1-343)和章宗涉和黄祥飞(1991，科学出版社，pp.40-327)的方法，运用Shannon-Wiener多样性指数进行多样性分析和水质评价。

2 结果与分析

2.1 浮游植物

2.1.1 浮游植物种类

经鉴定，调查共检出浮游植物共计6门118种属。其中，硅藻门的种类最多，57种属，占48.31%；绿藻的种类次之，为37种属，占31.36%；裸藻门15种属，占12.71%；蓝藻门4种属，占3.39%；金藻门3种属，共占2.54%；隐藻门2种属，占1.69%(图2)。

图2 蚂蚁河浮游植物种类组成

从各采样点的水平分布来看，三门于家屯种类数次之为3门39种属，会发镇种类数最多为5门40种属，尚志市种类数为5门35种属，六团镇和一面坡镇种类数相同，均为5门34种属，延河镇种类数为6门29种属，延寿县种类数为4门28种属，苇河镇种类数为5门25种属，亚布力镇的种类数最少为4门23种属(图3)。

图3 蚂蚁河浮游植物种类组成的水平分布

2.1.2 浮游植物密度

根据镜检浮游植物的种类、数量，计算出各采样点浮游植物的密度。蚂蚁河浮游植物数量平均为0.2501×104ind/L。其中，硅藻的数量最多，0.1163×104ind/L，占46.50%；绿藻次之，为0.0998×104ind/L，占39.90%；蓝藻的数量为0.017×104ind/L，占6.80%；隐藻、裸藻相对较少，分别为0.0084×104ind/L，0.0074×104ind/L，共占6.32%；金藻的数量最少，0.0011×104ind/L，占0.48%(表2)。

表2 蚂蚁河浮游植物数量分布 单位：104 ind/L

从各采样点的水平分布来看，三门于家屯浮游植物的数量较高，0.351×104ind/L；一面坡镇次之，0.321×104ind/L；尚志市的数量为0.3161×104ind/L；会发镇和六团镇浮游植物的数量相差不多，分别为0.264×104ind/L和0.2415×104ind/L；苇河镇、亚布力镇和延寿县采样点浮游植物的数量分别为0.21×104ind/L、0.1944×104ind/L和0.1848×104ind/L，延河镇采样点浮游植物的数量最低，为0.1683×104ind/L(图4)。

图4 蚂蚁河浮游植物数量的水平分布

2.1.3 浮游植物生物多样性

采用Shannon-Weiner指数计算水域各采样点浮游植物多样性指数(表3)，从而来评价蚂蚁河流域的水水质评价标准(表4)，其各采样点的值均在1～2范围之间。因此，蚂蚁河水质处于中等污染水平。

表3 蚂蚁河各采样点浮游植物多样性指数

表4 水质评价标准

2.2 浮游动物

2.2.1 浮游动物种类

本次调查共发现浮游动物经鉴定共计4类30种属(表5)。其中，原生动物种类较多，12种属，占40%；轮虫种类次之，8种属，占26.67%；枝角类和桡足类种类最少，均为5种属，共占33.33%(图5)。

图5 蚂蚁河浮游动物种类组成分布

表5 蚂蚁河流域浮游动物种类组成与分布

续表5

从各采样点的水平分布来看，三门于家屯采样点浮游动物的种类组成最多，为4类18种属；会发镇采样点浮游动物的数量次之，为3类9种属；延河镇采样点浮游动物的数量为4类6种属；六团镇采样点浮游动物的数量为2类6种属；延寿县采样点浮游动物的数量为3类4种属；苇河镇和亚布力镇采样点浮游动物的数量均为2类4种属；尚志市采样点浮游动物的数量为3类3种属；一面坡镇采样点浮游动物的数量最少，为2类2种属(图6)。

图6 蚂蚁河浮游动物种类组成的水平分布

2.2.2 浮游动物密度

蚂蚁河浮游动物的数量总计为23.22ind/L。其中，原生动物的数量最多，为7.76ind/L，占33.42%；轮虫和桡足类数量相差不多，分别为6.89ind/L和6.86ind/L，分别占29.67%和29.54%；枝角类最少为1.71ind/L，占7.37%(表6)。

表6 蚂蚁河浮游动物数量分布 单位：ind/L

从各采样点的水平分布来看，三门于家屯采样点浮游动物的数量最多，93ind/L；延河镇采样点浮游动物的数量次之，为23.1ind/L；会发镇、六团镇采样点浮游动物的数量相差不多，分别为20ind/L和19ind/L；延寿县采样点浮游动物的数量为16ind/L；亚布力镇采样点浮游动物的数量为12.8ind/L；苇河镇采样点浮游动物的数量为10.8ind/L；尚志市采样点浮游动物的数量为8.4ind/L；一面坡镇采样点浮游动物的数量最少，为5.86ind/L(图7)。

图7 蚂蚁河浮游动物数量的水平分布

2.2.3 浮游植物生物多样性

浮游动物多样性同样可作为反映河流健康的生物指标，采用Shannon-Wiener指数计算水域各采样点浮游动物多样性指数(表7)，蚂蚁河各采样点的浮游动物多样性指数均在1～2的范围之间，该流域水质处于中等污染水平。

表7 蚂蚁河各采样点浮游动物多样性指数

3 讨论

3.1 浮游生物分布情况

佟斌等(2018)研究表明，该地区在冻融交替时和农业生产过程中会对蚂蚁河水体造成一定程度的氮磷污染。河岸缓冲带湿地是该地区流域内典型的水陆过渡型生态系统，对地表径流中污染物的净化作用是调节流域水系统生物地球化学循环、维系水生态系统健康的重要保障，湿地植物系统具有很强的净化[5]。这表明三门于家屯浮游生物量与流域下游污染情况和水质特征具有相关性。尚志市、延河镇位于延寿县上游，属于河流至灌溉区的过渡区，此区流速开始降低，水面加宽，有利于浮游动物的生存，且河口上游的支流不断有浮游生物的汇入。水底以砂石、淤泥为主，营养盐丰富，浮游生物种类数量较多；三门于家屯、会发镇、六团镇等区域内浮游生物种类数量多，这与其地区水环境特征相关。而本研究中蚂蚁河流域内已建成多处灌溉区，梯级灌溉区的建设改变了河流天然径流和开放性水生态系统特征，浮游生物的资源量在很大程度上取决于上游和支流的汇入，研究结果表明流域内浮游生物分布特征为灌溉区高于河道，下游显著高于上游。

3.2 浮游生物多样性分析

生物多样性是反映生物群落结构特征的重要参数，也是衡量群落结构稳定性的一个重要尺度，通常多样性越高，群落中的物种组成就越丰富，结构就越稳定[6]。反之，物种组成越单一，群落结构就越不稳定。同时，Shannon-Wiener多样性指数常用于表示群落组成的复杂程度，重复性越小，复杂程度就越高，值就越大。本研究结果表明，各个采样点浮游生物指数均在1～2的范围内；而总体水平上，各样点的浮游生物多样性指数H值水平变化不大，说明该流域浮游生物群落结构较一致，种类较少，群落组成重复性较大，群落的稳定性较低。浮游生物多样性较低的原因一方面可能是调查期间为7月，仅较利于硅藻和绿藻等生殖存活；另一方面蚂蚁河灌区开发的建设，切断了河流的连通性，阻碍水生生物的自然迁移，进而使浮游生物群落结构趋异单一化，生物多样性降低。本次调查时间为夏季，只能代表该流域丰水期浮游生物群落分布情况，对于全年的整体变化规律，尚需进一步探讨。

3.3 蚂蚁河水质评价

浮游生物多样性与水质存在相关性，可作为反映河流健康的生物指标。通过采用Shannon-Weiner多样性指数来评价蚂蚁河流域的水质，H值等于0为严重污染，0～1为重污染富营养型，1～2为中污染中营养型，2～3为轻污染中营养型，大于3为清洁贫营养型，据此评价该流域属于中污染中营养型水体类型。硅藻门和桡足类在各样点分布比例最多，其硅藻门的优势种类梅泥小环藻为富营养化水体的代表种类[7]，桡足类的剑水蚤适合生活在中度污染的水体中[8]。浮游动物轮虫门在本次流域的常见种螺形龟甲轮虫为耐污种[9](施利民等，2016)，该物种出现也说明该水体处于富营养化状态。此外，该流域水体中浮游生物耐污种出现频率较高，这表明水体向富营养化方向发展，需进一步加强流域内水环境保护和管控，防止水质恶化。

4 结语

这项研究的结果对河流的生态保护和水质恢复有一定的深远意义。但是，由于数据的限制，只用了一次采样活动的数据来分析河流的水质特征，有一定的偶然性，本节的讨论有些欠缺。通过长期收集浮游生物，并使用适当的水质物理化学指标进行分析，从各采样点的水平分布来看，三门于家屯采样点浮游动物的种类组成最多；会发镇采样点浮游动物的数量次之；一面坡镇采样点浮游动物的数量最少。其次研究区域中的浮游生物与水质存在着相关性，通过此关系有利于明确水质现状及控制污染物的输入，这也是今后研究工作的重点。