1、浮游植物群落结构指示环境方法的研究摘要：浮游植物的群落结构可以灵敏而迅速地反映环境的变化，不同浮游植物的群落结构决定了其在生态系统中的功能差异，可反映出水体的营养水平及污染状态1 。因此，浮游植物群落结构评价水体状态方法的研究具有重要作用。综述国内外浮游植物群落结构指示环境质量方法，以期为我国浮游植物群落结构指示水体质量方法的应用及相关研究提供参考。 关键词：浮游植物、群落结构、环境 中图分类号：J522.3 文献标识码： A 1 浮游植物群落结构指示环境的方法 1.1 污水生物系统法 当水体受污染时, 对于清洁性种类而言, 其种群数量将逐渐减少甚至消失, 而耐污性种类则会大量出现甚至成为优势
2、种2。陶忠华认为水质污染越严重, 藻类的种类及数量越少;水质越好, 藻类种类及数量越多, 且常以硅藻类居多。但是他没有明确地提出污染等级3。Kolkwit-Morsson 污水生物系统是判定环境质量的方法之一，其生物特征（表 1） 。该种判定方法很少被学者引用，主要的局限是鉴定种名必须具有丰富的专业知识和经验特别是涉及到的藻类种类繁多、种属鉴定存在争议时,使用该法会对水质评价的准确性产生较大的影响。*通讯作者：李今（1968-） ，男，副教授，博士，主要从事水体生态恢复方面研究。联系电话：13971772815，邮箱：。 基金项目：湖北师院资源枯竭城市转型与发展研究中心资助； 表 1 Kolk
3、witz-Morsson 污水生物系统中各污染带的特征 多污带 -中污带 -中污带 寡污带 生物种类数 很少，100 种 优势种 很强，1 种 强，23 种 几种或不明显 无优势种 1.2 现存量法 目前，按浮游植物数量划分湖泊营养状态尚未统一,通过浮游植物密度指示环境最早是由 Sladecekti 提出的标准：当浮游植物个体数为102103 个/L 时，水体营养水平为寡营养；浮游植物个体数为 103104 个/L 时，营养水平为中营养 ；浮游植物个体数为 104106 个/L 时，营养水平为 -富营养 ；当浮游藻类个体数为 104105 个/L 时，营养水平为 -富营养 ；当浮游藻类个体数为
4、 105106 个/L 时，营养水平为极富营养4。金相灿等于 1990 年提出新的评价标准5 :浮游植物数量小于 3105 个/L 为贫营养型，数量于 310510105 个/L 为中营养型，数量大于 10105 个/L 为富营养型，该评价标准被广泛接受。 浮游植物生物量指示环境质量是反映湖泊富营养化程度的重要指标，Sladecekti 提出当浮游植物生物量达到 20100mgC/m3 营养水平为寡营养，当浮游植物生物量为 100300 mgC/m3 营养水平为中营养 ；当浮游植物生物量大于 300 mgC/m3 营养水平表现为富营养。于后，王明翠等在湖泊富营养化评价方法及分级标准中确定评价标
5、准为：生物量的范围在 11.5mg/L 为贫营养型；生物量为 1.55mg/L 为中营养型；生物量大于5mg/L 的水质为富营养性6；但是生物量随浮游植物的大小、体积变化有所差别，因此浮游植物密度结合生物量一起评价水质会更客观与真实。1.3 污染指示种 浮游植物的污染指示种是生物学评价水质的重要参数，可以通过各污染带污染指示种种数及其占总污染指示种的比值大小来判断水体状态，如刘智峰等在汉江汉中段浮游植物群落结构与水质评价中认为，-中污型污染指示种出现种类最多，故该指标判定水体为 -中污型水质7。而汪立祥8等提出仅仅从各污染带指示种数占总污染指示种的比例来判定水体污染状况是不全面的，还应结合该污
6、染指示种在各采样点的分布情况。如在黟县宏村水系浮游植物调查与水质评价中，指示水体乙型中污带的浮游植物占总污染指示种的 56%, 甲型中污带与微污带浮游植物虽不及乙型中污带的浮游植物种类多，但是分布都较广泛 。故汪立翔等评价黟县宏村水系为微污-甲型中污水体。 1.4 污染指示群落 藻类各类群在群落中所占比例常作为污染的指标。詹玉涛等9利用指示性浮游植物群落划分的污染等级标准评价水质：蓝藻门占 70%以上，耐污种大量出现为多污带；蓝藻门占 60%左右，浮游植物较多为 -中污带；硅藻门及绿藻门为优势类群，各占 30%左右为 -中污带；硅藻门为优势类群，占 60%以上为寡污带。通过污染指示种群落指示环
7、境质量的方法较少，在我国仅发现这一种评价方法。 1.5 优势种 浮游植物优势种是浮游植物群落中最具代表性的种类，最能反映水质的情况。金相灿等提出贫营养型水体中浮游植物以金藻、黄藻类为主，中营养型水体中常以甲藻、隐藻、硅藻类占优势，富营养型水体中则常以绿藻、蓝藻类占优势5。而根据 RUAN R I. 对优势种群的评价标准为：金藻门的大量出现往往表示所在水体为贫营养；隐藻门代表贫、中营养水体；甲藻门代表中营养水体；硅藻门代表中富营养水体；硅藻门和绿藻门代表富营养水体；蓝藻门和绿藻门代表重富营养水体10。按湖泊分型标准11与 RUAN R I. 对优势种群的评价不同在于富营养型水体优势浮游植物为硅藻
8、、蓝藻的大量出现，重富营养型水体为绿藻、裸藻 。然而孟顺龙等认为 Kolkwit-Morsson 污水生物系统中各污染带的生物优势种特征（表 1）结合 RUAN R I. 优势种群指示环境的标准评价水体环境，评价结果更加符合实际的湖泊与河流的水体状况2。 1.6 生物多样性指数 多样性指数是常用的水质评价指标，群落多样性指数法通过监测群落中物种多样性的变化来表征生境，指数愈大，表示多样性越高，生态环境状况愈好。分析藻类群落结构的多样性指数很多,包括 Shannon - Wiener 指数、Simpson 指数、Brillouin 数、Margalef 指数、Pielou 均匀度指数、Menhi
9、nick 指数等。其中被广泛采用的方法有 Shannon Wiener 多样性指数、Margalef 多样性指数、辛普森多样性指数及Pielou 均匀度指数 。Shannon Wiener 多样性指数样品不要求一定要鉴定到种，但一般分类越细，灵敏性越好，H 值越精确。而 Mgaralef 多样性指数反映植物群落与环境之间的关系，指数愈大，指示环境愈稳定。但 Mgaralef 指数忽略了个体数在各种间的分配状况，故其结果仅反映出种类数变化趋势，与群落实际的多样性变化有所出入。辛普森多样性指数中稀有物种所起的作用较小，而普遍物种所起的作用较大，该方法估计出的群落物种多样性需要较多的样本。Pielo
10、u 指数是浮游植物群落均匀度测度中较好的一种指数，该指数基本上能反映群落的多样性，但对物种丰富度不敏感，且分辨率很低 。 多样性指数法判定水体状况、营养化程度和发展趋势，具有结果可靠、操作方便、实验仪器要求不高等优点，故被广泛应用。 然而单独使用任何一个指数往往不能达到全面准确地反映水质状况的目的，为更准确地评价水体状况，应结合水体实际情况及多样性指数特点，谨慎地应用生物多样性参数。 1.7 生物指数法 浮游植物生物指数是根据藻类的种类特征和数量组成情况,用简单的数字评价水质状况。相对指示生物法而言,藻类生物指数更容易操作和掌握，因此, 被广泛采用。生物指数法种类很多,包括浮游植物营养指数、硅
11、藻指数、藻类综合指数、藻类种类商、藻类污染指数等。在藻类生物指数中,国外学者大多选用硅藻指数,而国内学者则多选用硅藻指数、藻类种类商和藻类综合指数。 2.总结 浮游植物群落结构指示环境质量方法虽然存在缺陷，但利用藻类评价水体存在显著优越性。目前，浮游藻类群落结构指示环境作用的方法有很多，以上介绍几种常见的评价方法。但由于单一的方法对水质评价的准确性产生较大的影响，故在采用浮游藻类群落结构评价环境质量时，应结合水体的实际情况选择合适的评价方法，从而提高评价结果的准确性。 参考文献： 1 刘宇, 沈建忠. 藻类生物学评价在水质监测中的应用J. 水利渔业, 2007(4): 5-7. 2 孟顺龙, 陈家长, 胡庚东等. 太湖蠡湖浮游植物群落特征及其对水质的评价J. 长江流域资源与环境, 2010, 19(1): 30-36. 3 陶忠华. 利用浮游藻类对水质进行监测J. 中学生物教学, 2001,( 6): 37-38. 4蒙仁宪, 刘贞秋. 包河浮游植物与水质评价J. 安徽大学学报, 1990(4): 81-89.
