孟立霞 石金宝 朱秀芳

清水江镰刀湾段浮游植物现状和水质分析

孟立霞1石金宝1朱秀芳2

（1.凯里学院大健康学院 贵州凯里 556011；2.汉江师范学院化学与环境工程学院 湖北十堰 442000）

为了解清水江镰刀湾段的水质状况，2021年5月—7月对清水江镰刀湾段浮游植物进行调查，同时对水体理化指标进行检测，对水质进行分析。调查结果显示：水体的氨氮、亚硝酸盐、溶解氧等8项理化指标均未超标，清水江镰刀湾段符合Ⅱ类水标准。调查期间共鉴定浮游植物8门52属87种，其中硅藻门为优势门类。浮游植物密度平均3.3×104cell/L，Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数的平均值分别为3.08、0.81、2.52。清水江镰刀湾段5月和6月各样点均为清洁-寡污型，7月各个样点均为中污型。本次调查可为清水江镰刀湾段浮游植物研究和河流生态保护与管理提供基础资料。

清水江镰刀湾段；浮游植物；生物多样性；理化指标；水质

浮游植物是河流生态系统中重要的初级生产者之一，在物质循环、能量流动和维持水生态系统稳定中发挥着重要作用[1]。浮游植物结构简单、对水环境变化反应灵敏，其物种组成和多样性可间接反映水质情况，常被用于评估水生态系统的生态状况[2]。目前浮游生物的群落结构变化特征、生物多样性、指示物种等被广泛应用于对河流水环境的质量评价[3-5]。

清水江是贵州省第二大河流，发源于贵定县斗篷山南麓，至岔河口重安江汇入后始称“清水江”，至天柱县汇入湖南省境后称“沅江”。近些年来，针对清水江中鱼类的研究主要集中在中华沙鳅[6]、白甲鱼[7]、清水江鲤[8]和斑鳜[9]等。郭春祥等（2016）、黄娟等（2016）、伍名群（2022）采用水体理化指标研究清水江水环境质量[10-12]；吴瑶洁等（2015）、吴贻创等（2019）、付博雷（2021）提出了污染治理措施[13-15]；刘志等（2015）对清水江旁海大桥附近的浮游动物进行了调查研究[16]；笔者曾对清水江普舍寨段和下司段浮游植物组成及水质进行分析[17-18]。但目前未见清水江镰刀湾段浮游植物调查及水质评价相关报道。清水江镰刀湾段流经村庄，受两岸居民生活影响；镰刀湾流段风景优美，鱼类丰富，钓鱼、游泳、烧烤、建筑施工等人类活动会对该流段水质产生影响；此外，镰刀湾污水处理厂和屠宰场废水的排放可能对该流段的水质造成一定影响。因此，本文对清水江镰刀湾段浮游植物进行调查，并检测水体理化指标，对水质进行评价，以期为清水江镰刀湾段环境保护与管理提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 调查时间和采样点布设

2021年5月—7月，根据当地自然地理情况，在清水江镰刀湾段设置上游、中游、下游3个采样点：上游S1位于红岩村大桥下；中游S2在距上游1 km处，位于屠宰场废水排出口附近；下游S3在陈家寨大桥下，离居民住处很近（见图1）。

图1 采样点的设置

1.2 浮游植物采集与处理

根据《淡水生物调查技术规范》（DB43/T 432-2009），定量样品采集在定性样品采集之前，每个采样点使用1 L采水器采集水样1 L，立即用鲁哥氏液固定，用量为水样体积的1%，再加入利于较长时间保存的甲醛，用量为水样体积的4%，使用沉淀器对水样进行沉淀和浓缩，采用计数框行格法对浮游植物进行计数。使用25#浮游生物网采集定性样品，立即加入鲁哥氏液和甲醛溶液，用量分别为水样体积的1%和4%，用于浮游植物种类的鉴定。

1.3 水体理化指标的测定

在清水江镰刀湾段各样点现场采集水样，使用多功能水质分析仪检测溶解氧（DO）、氨氮（NH3-N）、亚硝酸盐、磷酸盐、pH、余氯、硫化物、铜，共8项指标。

1.4 数据分析

采用浮游植物多样性指数Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数对河流水质进行评价，各指数计算与评价标准参考孟立霞等（2018）[17]和余业鑫等（2022）[19]。参照《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）对水体理化指标进行分析。

2 结果与分析

2.1 水体理化指标

2.1.1 水体理化指标测定结果

调查测得清水江镰刀湾段水体各理化指标的结果见表1。流域整体的氨氮含量范围为0 mg/L～0.370 mg/L；亚硝酸盐含量变化范围为0 mg/L～0.015 mg/L；溶解氧含量变化范围为5.130 mg/L～16.660 mg/L；pH变化范围为7.818.85，水体偏碱性；硫化物含量变化范围为0 mg/L～0.063 mg/L；磷酸盐含量变化范围为0 mg/L～0.119 mg/L；余氯含量变化范围为0 mg/L～0.120 mg/L；铜含量变化范围为0 mg/L～0.018 mg/L；水温20 ℃～24 ℃，低于气温。

表1 清水江镰刀湾段水体理化指标测定结果

2.1.2 水体理化指标的变化情况

从图2可以看出调查期间清水江镰刀湾段3个样点水体理化指标的变化情况。上游氨氮含量变化最大，总体呈降低趋势，中游氨氮含量呈逐月上升趋势，下游氨氮含量呈先上升后下降趋势，6月含量最高；5月上游含量最高，6月下游含量最高，7月中游含量最高。中游未测得亚硝酸盐；上游5月和6月亚硝酸盐含量均为0，7月亚硝酸盐含量较低；下游各月份亚硝酸盐含量均相比上游和中游有大幅度增加。溶解氧含量总体呈上升趋势，在中游先降后升，上游和下游变化幅度较小且呈逐月上升趋势；7月为上游和下游溶解氧含量最高。3个样点pH均高于7，水体总体偏碱性；上游和中游pH变化较小，下游7月pH突然大幅度上升。上游和中游硫化物含量逐月上升，其中中游7月硫化物含量显著增大，下游硫化物5月含量低、6月和7月未检测到。磷酸盐含量变化比较复杂，上游和下游均呈逐月增加趋势，而中游6月含量最低；5月中游和下游含量较高，6月除了下游外含量均为0，7月3个样点磷酸盐含量相近且均有大幅度上升。余氯变化较大，上游呈下降趋势，中游一直含量低，下游6月含量大幅度增加；5月上游含量最高，6月下游含量最高，7月各样点含量近乎为0。上游铜含量呈下降趋势，中游呈上升趋势，下游6月最高，其他时间未测得；各样点5月铜含量相近，6月下游含量远高于上游和中游，7月只有中游测得少量铜。此外，3个样点每个月的水温相同，且不同月份差别不大，说明比较稳定。

图2 清水江镰刀湾段各样点水体理化指标变化情况

2.2 浮游植物种类组成

从本次调查的样品中共鉴定出浮游植物8门52属87种（见表2），其中硅藻门23属50种，占浮游植物种类总数的57.47%；绿藻门15属20种，占浮游植物种类总数的22.99%；蓝藻门8属10种，占浮游植物种类总数的11.49%；裸藻门1属2种，占浮游植物种类总数的2.30%；金藻门2属2种，占浮游植物种类总数的2.30%，甲藻门、隐藻门和黄藻门各1属1种，占浮游植物种类总数的1.15%。从物种组成的时间变化来看，6月物种最丰富（62种），7月（53种）次之，5月（50种）最少。清水江镰刀湾段浮游植物以硅藻和绿藻为主，5月硅藻门36种、绿藻门7种，6月硅藻门39种、绿藻门14种，7月硅藻门38种、绿藻门7种。从物种组成的空间变化来看，不同采样点物种数存在明显差异，在岸边带离居住区较近的下游总物种数（66种）最多，中游总物种数（53种）最少，上游总物种数（54种）和中游的相近。

表2 清水江镰刀湾河段浮游植物名录

续表2 清水江镰刀湾河段浮游植物名录

2.3 浮游植物密度和多样性

清水江镰刀湾段浮游植物密度如表3所示。清水江镰刀湾段浮游植物密度范围为1.3×104cell/L～6.2×104cell/L，平均密度为3.3×104cell/L。不同月份浮游植物密度存在差别，6月浮游植物平均密度（4.6×104cell/L）最大，5月浮游植物平均密度（1.9×104cell/L）最小。不同样点的浮游植物密度也有差别，上游浮游植物平均密度（3.8×104cell/L）最大，下游浮游植物平均密度（2.6×104cell/L）最小。

表3 清水江镰刀湾段浮游植物密度（单位：cell/L）

清水江镰刀湾段浮游植物多样性分析结果见表4。Shannon-Wiener多样性指数（）在1.69～3.82范围内变化，平均值为3.08；Pielou均匀度指数（）变化范围为0.60～0.89，平均值0.81；Margalef丰富度指数波动范围1.27～3.69，平均值2.52。浮游植物的多样性指数、均匀度、丰富度总体呈逐月下降趋势。从多样性指数来看，5月和6月相近；6月最高，不同采样点的多样性指数在3.26～3.68范围，其中下游的多样性指数最低；7月多样性指数最低，不同采样点的指数在1.69～2.74范围，其中下游的多样性指数最低。从均匀度指数来看，5月和6月相近；5月均匀度指数平均值最高，不同采样点均匀度指数在0.84～0.89范围，其中上游均匀度指数最低；7月均匀度指数均值最低，不同采样点的均匀度指数在0.60～0.76范围，下游均匀度指数最低。从丰富度指数来看，5月和6月相近，6月丰富度指数平均值最高，不同采样点均匀度指数在2.40～3.69范围，其中下游丰富度指数最低；7月丰富度指数均值最低，不同采样点丰富度指数在1.27～1.90范围，下游丰富度指数最低。从空间上来看，3个多样性指数在各采样点存在差异，5月上游最低，6月和7月下游最低。

表4 清水江镰刀湾段浮游植物多样性指数

2.4 水质评价

参照《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）中的单因子进行分析，本次调查水体氨氮含量低于0.05 mg/L，由此可判断清水江镰刀湾段水质属于Ⅱ类水；溶解氧值高于5.0 mg/L，符合Ⅱ类水标准；硫化物含量在0.1 mg/L范围内，符合Ⅰ～Ⅱ类水标准；铜含量在1.0 mg/L范围内，符合Ⅰ～Ⅱ类水标准。水体pH偏碱性。水温变化正常。综合多项指标判断，清水江镰刀湾段水质属于Ⅱ类水。

根据Shannon-Wiener指数判断，5月和6月各样点均属于清洁-寡污型；7月上游属于β-中污型，中游、下游均属于α-中污型。根据Pielou均匀度指数，5月和6月3个样点均属于无污染型；7月3个样点均为轻污染。根据Margalef丰富度指数，5月和6月3个样点均属于β-中污型，7月3个样点均属于α-中污型。基于3个多样性指数对清水江镰刀湾段水质的评价结果不尽相同，综合判断结果：5月和6月镰刀湾段3个样点水质属于清洁-寡污型；7月属于中污型，水质较差。

3 讨论

本次调查共发现浮游植物87种，其中硅藻门物种数（50种，占比57.47%）最多，为主要优势门，这与贵州印江河浮游植物组成研究结果[20]一致。硅藻门植物具有较硬的硅质外壳、耐摩擦和耐滚动等特性，在水体流动或紊动环境下获得较大的增殖优势[21]，属于河道型藻类，适应清水江流动的水体，从而在清水江镰刀湾段形成以硅藻为优势类群的群落。清水江镰刀湾段位于下司段和普舍寨段之间，镰刀湾段浮游植物种类数较下司段及普舍寨段多[17-18]，其原因一是可能受采样时间、采样点位置、物种本身丰度差异等的影响，二是浮游植物种类受营养盐、气候、水文等环境因子的影响[22]，其中水温是影响浮游植物群落结构的重要因素。大部分硅藻的最适生长温度在15 ℃～25 ℃，当水温大于10 ℃时，硅藻繁殖速度较快[22]。调查期间，清水江镰刀湾段水温在20 ℃～24 ℃，在该温度下硅藻生长较快。本次调查的清水江镰刀湾段水温高于下司段及普舍寨段，随着水温升高，部分浮游植物能够更快地生长[21]，因此清水江镰刀湾段浮游植物种类比下司段和普舍寨段多。本次调查中所有样点浮游植物密度均不超过1.0×106cell/L，参照水质评价标准[23]，清水江镰刀湾流段水质处于贫营养等级，以硅藻为主的浮游植物群落是水体营养水平较低的特征之一[20]。

因为浮游植物对低浓度污染物进入河流可以及时做出反应[24]，所以浮游植物Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数等可以用来评价水体的污染程度，另外还可以从生态系统层面反映其稳定性[25]。5月和6月浮游植物平均值在3.0～3.9，平均值在2.4～3.7，平均值在0.8～0.9，反映了清水江镰刀湾流段水体属于清洁-寡污型或无污染，水体受污染较小；7月浮游植物平均值在1.6～2.8，平均值在1.2～1.9，平均值在0.6～0.8，处于中度污型和轻度污型之间，水体遭受污染程度较之前有所加重，水质由优转劣，反映了清水江镰刀湾流段水体总体上在中污染和轻污染之间。物种多样性指数越高，其群落结构越复杂，稳定性越大，水质越好；浮游植物种类数越多，个体数量分布就越均匀，Margalef指数就越大，指示环境就越稳定；浮游植物种类的个体数越接近，Pielou指数越高，水质就越好；反之亦然[26]。浮游植物和反映了清水江镰刀湾流段浮游植物群落结构较复杂，生态系统稳定性好的特征。

河流中不同区域的污染物收纳量、人为干扰程度等的差异，可导致浮游植物种类和数量产生较大差异[22]，从而影响河流水质。上游位于红岩村大桥下，5月和6月为清洁-寡污型，水质良好，7月为中度污染型，这可能与附近的红岩村夏季生活废水增多、钓鱼等人类活动增加有关。中游水质由β-中污型转为α-中污型，可能因为该样点在污水处理厂和屠宰场排水口附近，排入河道的废水对河流水质造成一定程度的影响，调查时还闻到排入口水流有明显的异味；再者，雨水冲刷河道旁公路路面和附近钢筋加工厂及施工地，将污染物带入河流，使河流水质受到影响。下游位于陈家寨大桥下，水质由清洁-寡污型转为α-中污型，河流受到污染，可能因为该样点离居民区近，且附近有一家农家乐，存在居民生活污水直接排入河流和河道中的现象，水中有白色垃圾；其次，暴雨过后冲入河中的泥沙较多；再次，岸边农田的面源污染等众多因素导致水质变劣；最后，河流自净能力是有限的，上游和中游7月水质分别为β-中污型和α-中污型，下游水质变化在一定程度上受到上游和中游的影响。因为调查时不同样点的水温相近，暂未考虑其对河流浮游植物的影响。调查时看到各样点均有相关人员清理河道，这对良好水质的维持能起到一定的作用。

根据《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）判断，清水江镰刀湾段水质符合Ⅱ类水标准，可作为珍稀水生生物良好的生活地、生活饮用水地表水源地一级保护区等。清水江镰刀湾段水质状况不仅影响流域内的生态环境质量，而且对下游普舍寨段的饮用水水源区安全具有重要影响，因此，有必要对其持续开展水环境质量调查与评估。除加强水质监测外，建议政府相关部门加强对清水江镰刀湾段的管理。首先，完善统筹调度机制，加大水政执法力度，建立与公安、国土、环保等其他部门合作的综合执法体制，对附近的屠宰场、污水处理厂进行监督，对工程施工点严格要求，做好污染物处理工作。其次，建立健全农村生活垃圾、生活污水处理系统，减少河道附近农田的面源污染。最后，制定完善合理有效的奖惩机制，同时做好宣传工作，提高附近居民和河边垂钓者的环保意识。

[1]胡智华,林妙丽,李港,等.城市闸控河流浮游植物群落结构特征及影响因素[J].环境科学学报,2021,41(9):3631-3640.

[2]黄玉霞,刘阳春,刘芳,等.潮白河浮游植物现状及水质分析[J].北京水务,2021(S1):58-62.

[3]李众,李学军,王亮,等.滏阳河(邯郸段)浮游植物群落时空变化特征及其与环境因子关系[J].河南师范大学学报(自然科学版),2022,50(5):143-148.

[4]刘英龙,李秋华,刘晨,等.贵州高原猫跳河流域浮游植物功能群组成特征及其与环境因子之间的关系[J/OL].生态学杂志:1-11[2022-09-23].http://kns.cnki.net/kcms/detail/21.1148.Q.20220610.1129.014.html.

[5]孙来康,杨涛,万旭昊,等.西安城市河流浮游植物群落结构及其与环境因子的关系[J/OL].水生生物学报:1-13[2022-09-23].http://kns.cnki.net/kcms/detail/42.1230.q.20220902.1659.014.html.

[6]孟立霞,孙秋艳,张文华,等.清水江中华沙鳅的营养成分分析[J].凯里学院学报,2016,34(6):71-74.

[7]胡世然,张竹青,周承辉,等.清水江白甲鱼种质资源保护与利用[J].农技服务,2011,28(3):329-330,384.

[8]曾圣,刘伟,杜强,等.清水江鲤性腺的早期发育及Foxl2基因功能初步分析[J].贵州农业科学,2020,48(3):82-86,173.

[9]麻智芳,潘秋芝,安苗,等.基于mtDNAD-Loop区和Cytb基因的清水江斑鳜群体遗传多样性分析[J/OL].海洋渔业:1-16[2022-09-23].DOI:10.13233/j.cnki.mar.fish.20220726.001.

[10]郭春祥,王震洪,刘立波,等.清水江河道深潭—急流—河滩系统水质差异[J].绿色科技,2016(12):90-94,97.

[11]黄娟,安艳玲,吴起鑫.清水江流域水体中氮磷分布及富营养化程度评价[J].环境工程,2016,34(5):143-147.

[12]伍名群.清水江流域水环境质量变化趋势及治理措施分析[J].贵州师范大学学报(自然科学版),2022,40(4):58-65,69.

[13]吴瑶洁,于霞,陈梦瑜.清水江流域福泉市段水体主要污染指标评价研究[J].中国环境管理干部学院学报,2015,25(2):56-60.

[14]吴贻创,何守阳,杨应增,等.喀斯特山区河流水环境容量核算与污染控制的单元化研究:以清水江流域鱼梁江河段为例[J].中国农村水利水电,2019(9):111-120.

[15]付博雷.清水江流域花溪段水污染协同治理研究[D].贵阳:贵州大学,2021.

[16]刘志,吴巍,杨秀良.丰水期清水江旁海大桥附近浮游动物调查[J].凯里学院学报,2015,33(3):92-94.

[17]孟立霞,潘娟,张凤燕.清水江下司段浮游植物组成及水质分析[J].凯里学院学报,2018,36(6):41-46.

[18]孟立霞,王召,梁朝美.清水江普舍寨段冬季浮游植物及水质分析[J].乡村科技,2021,12(13):113-115,118.

[19]余业鑫,李艳,向罗京,等.汉江下游干支流浮游植物群落特征及其对水质的指示评价[J].中国环境监测,2022,38(1):124-135.

[20]文威,孙婷婷,李红涛,等.贵州印江河浮游植物群落特征及其与环境因子的关系[J].生物资源,2022,44(3):247-256.

[21]康元昊,施军琼,杨燕君,等.三峡库区汝溪河浮游植物动态及其与水质的关系[J].水生态学杂志,2018,39(6):23-29.

[22]余业鑫,李艳,向罗京,等.汉江下游干支流浮游植物群落特征及其对水质的指示评价[J].中国环境监测,2022,38(1):124-135.

[23]况琪军,马沛明,胡征宇,等.湖泊富营养化的藻类生物学评价与治理研究进展[J].安全与环境学报,2005,5(2):87-91.

[24]丁一桐,潘保柱,赵耿楠,等.黄河干流全河段浮游植物群落特征与水质生物评价[J].中国环境科学,2021,41(2):891-901.

[25]魏秘,朱爱民,王瑞,等.赤水河春季浮游植物群落结构变化及其优势种生态位分析[J].水生态学杂志,2022,43(5):49-58.

[26]张旭芳,冯佳,谢树莲.汾河上游藻类群落结构及水质评价[J].应用与环境生物学报,2013,19(5):734-741.

Phytoplankton Status and Water Quality Analysis of the Liandaowan Section of the Qingshui River

Meng Lixia1Shi Jinbao1Zhu Xiufang2

（1.School of Sports and Health Science,Kaili University, Kaili,Guizhou, 556011; 2.School of Chemistry and Environmental Engineering, Hanjiang Normal University, Shiyan, Hubei, 442000）

In order to understand the water quality of the Liandaowan section of the Qingshui River, the phytoplankton in the Liandaowan section of the Qingshui River was investigated from May to July 2021, and the physical and chemical indicators of the water body were tested and the water quality was analyzed. The investigation results showed that the eight physical and chemical indexes of ammonia nitrogen, nitrite, dissolved oxygen, etc. in the water body did not exceed the standard, and the Liandaowan section of Qingshui River met the Class II water standard. During the survey, 87 species of phytoplankton belonging to 52 genera and 8 phyla were identified, among which diatoma was the dominant phyla. Average phytoplankton density was 3.3×104cell/L, the average values of Shannon Wiener index H ', Pierou evenness index J and Margalef richness index D were 3.08, 0.81 and 2.52, respectively. All the sites in Liandaowan section of the Qingshui River were clean and less polluted in May and June, and all the sites were moderately polluted in July. The survey can provide the basic data for phytoplankton research and river ecological protection and management in Liandaowan section of Qingshui River.

Liandaowan Section of Qingshui River; Phytoplankton; Biodiversity; Physical and Chemical Indexes; the Quality of Water

X52;X824

A

2095-1205(2022)12-36-07

10.3969/j.issn.2095-1205.2022.12.11

贵州省科技厅农业攻关项目（黔科合支撑[2016]2586号）；贵州省科技厅联合基金项目（黔科合LH字［2017］7177号）

孟立霞（1980- ），女，汉族，河北无极人，副教授，研究方向为渔业资源。

朱秀芳（1983- ），女，汉族，湖北武汉人，博士研究生，副教授，研究方向为动物学。