黑龙江上游江段着生藻类群落结构与水质状况研究

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　　摘 要：2017-2018年的5-10月，调查黑龙江上游漠河至黑河江段不同河道的五个断面，监测水环境因子，分析着生藻类的群落组成、优势种的时空分布和生物量.研究结果表明，黑龙江上游水质状况较好，五个断面均为国家II-III类水质标准;上游江段着生藻类主要以沙型藻类和附泥型藻类为主，共检测出6门98属种;水温和总氮是影响着生藻类分布的主要限制因子.
　　关键词：黑龙江;着生藻类;群落结构;水质状况
　　[中图分类号]Q89 [文献标志码]A
　　文章编号：1003-6180（2019）02-0031-05
　　着生藻类生长位置相对稳定，附着在河流基底的沉积物、水草、沿岸砂石、水生植物和水生动物上，是河流生态系统的重要初级生产者和水化学调节者[1]，对污染物反应灵敏，可依据不同物种的生物指示作用，显示对环境变化的耐受性，所以被广泛用于环境污染和水质监测.着生藻类固定在一定位置，在流速较大的河流，能比浮游植物更为准确地反映水质状况.[2]笔者于2017-2018年的5-10月，对黑龙江上游江段漠河至黑河不同河道的五个断面采样调查，对水环境因子进行监测，分析着生藻类的群落组成、优势种的时空分布、细胞密度等，探讨着生藻类的群落分布和水环境理化指标的关系，为江河水质的变迁、评价与管理提供生物学依据.
　　1 材料与方法
　　1.1 研究区域概况
　　黑龙江发源于我国大兴安岭的石勒喀河，流经漠河、塔河、呼玛、黑河、萝北、同江、抚远等县市，至哈巴罗夫斯克与南来的支流乌苏里江汇合后流入俄罗斯境内.洛古河村至黑河市为上游，地处中高纬地区，属寒温带与温带气候，江宽水深，流速较快，水生生物资源丰富，全长900公里，流经大兴安岭.上游每年11月份进入长达6个月的结冰期.春季气温回升，积雪融化后补给河流，河水上涨.黑龙江上游较大支流呼玛河位于呼玛县南部，上游右岸支流拖牛河在三卡村附近注入，法别拉河在上马场乡附近注入黑龙江.采用GPS定位设置五个断面作为采样点：Ⅰ号断面欧浦乡，Ⅱ号断面金山乡，Ⅲ号断面呼玛县，Ⅳ号断面三卡乡，Ⅴ号断面黑河市区的长发屯.[3]
　　1.2 样品分析及主要理化因子测定
　　着生藻类采集用天然基质采样和人工基质采样器相结合的方法.[4]人工基质采样：将采样器上插入玻片作为人工基质，悬挂在水下10 cm或更深一些，一段时间后刮下玻片上的着生物.天然基质采样：直接用尼龙刷将天然基质一定面积上着生的藻类刷下即可.刷下的液体充分混合摇匀，其中一部分转入50 mL标本瓶中定容，用作定量计数，另一部分立即加鲁哥固定液固定，按照文献[5]的方法进行标本鉴定和计数，计算种类数、单位体积细胞数（细胞密度）、生物量.在标本采集的同时，采集水样，避光保存.分析水温（WT）、溶解氧（DO）、生物需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、酸碱度（pH）、高锰酸盐指数、总氮（TN）和总磷（TP）等理化指标.
　　2 结果与分析
　　2.1 水质指标
　　黑龙江上游各断面不同季节的水质理化指标见表1.水温年变化差异不大，季节变化范围为6～25 ℃，呈现夏季略高春秋季略低现象.每年基本上是春季到夏季逐渐回升，然后又在10月末下降至最低，11月份后结冰封冻.pH值较为稳定，江水中性偏弱碱性.DO浓度5.08～7.4 mg/L，呈现出明显的季节变化——春秋季高夏季低.化学需氧量（COD）的波动范围11～20 mg/L，高锰酸盐指数的波动范围4.1～5.8 mg/L，二者的变化趋势表现一致.生物需氧量（BOD）1.9～2.1 mg/L，总磷0.070～0.085 mg/L，五个断面的差异均不显著，均符合国家的II-III类水质标准.Ⅴ号断面夏季硝酸盐稍高（0.96 mg·/L），主要原因是经过七月份雨季降水后，大量有机物质自然输入和河床沉积物质被扰动，导致河流的可溶性养分总氮升高，喜盐和固氮着生藻类生物量增多.
　　2.2 着生藻类的群落结构特征
　　黑龙江上游江段的着生藻类主要以生长在致密砂粒上的沙型藻类和生长在无机或有机沉积物表面上的附泥型藻类为主，共检测出着生藻类6门98属种.其群落结构组成为：硅藻40属种，绿藻20属种，蓝藻 14属种，其他藻类约24属种.大量清洁水体的指示生物出现在Ⅰ号断面欧浦乡、Ⅱ号断面金山乡.如绿藻门胶毛藻科的竹枝藻（Draparnaldia plumosa），以及适宜生活在水体透明度较大的绿藻门鼓藻科的鼓藻（Cosmarium quadrum）;我国北方温带河流特有的喜低温种类金藻门锥囊藻科的锥囊藻（Dinobryon cylindricum）和山区寡盐种类硅藻门直链藻科的颗粒直链藻（Melosira granulata），金藻门黄群藻科的黄群藻（Synuraceae.urella）.
　　2.3 着生藻类生物量的季节变化
　　黑龙江上游着生藻类生物量以硅藻细胞密度为最高，各采样点差异不著异，平均生物量为6.51×106个/L，硅藻在一年四季都可以形成优势种群.春秋季水温偏低是硅藻生长的驱动因素，春秋两季均以喜低溫的硅藻为主，但种类组成有变化，夏季硅藻的生物量较春季略低，冬季成为冰下生物增氧的重要组成部分.随着夏秋季光照的增加和水温的升高，绿藻和蓝藻的生物量均有所增加，其平均细胞密度分别为3.11×106个/L和3.16×106个/L，但是它们的生长速度比硅藻慢，所以不能成为优势种群.黄藻门夏季的最低密度为1.1×105个/L，金藻门夏季的最低密度为1.02×105个/L，春秋季黄藻最高值为5.3×105个/L，金藻细胞密度最高值为6.2×105个/L，金藻门和黄藻门植物群落的生长有明显的季节变化，多生活在透明度大、有机质含量低的水体中，生物量变化趋势是春秋季高，夏季偏低，与水温有较高的相关性. 　　3 结论
　　研究结果表明，黑龙江上游水质状况较好，五个断面均为国家II-III类水质标准.从已检出的优势种群看，水温和总氮是影响着生藻类分布的主要限制因子，尤其绿藻门中的四孢藻、金藻门的黄群藻和硅藻门中的异极藻都表现出与水温较高的相关性.夏季蓝藻和绿藻的生物量升高也与江河可溶性养分总氮的升高表现一致.着生藻类中贫营养的指示种类较多，富营养的指示种类较少.硅藻以寡盐种类舟形藻和针杆藻居多，夏季蓝藻以固氮的蓝纤维藻居多，绿藻以喜清洁的鼓藻为主.着生藻类群落结构的多样性较高，山区冷水种类、江河普生种类都发挥着明显的生物指示作用，与水质标准高度吻合.
　　参考文献
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　　编辑：琳莉
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