汤溪水库藻类监测与富营养状态分析

朱 婷

（广东省水文局汕头水文分局，广东 汕头 515041）

汤溪水库位于广东省饶平县黄冈河中游，集雨面积667km2，集水区内大部分属高山丘陵与低山之间，植被良好，水库总库容3.81亿m3、兴利库容2.747亿m3，是粤东库容最大的水利工程，是饶平县黄冈河中下游地区的主要饮用及农业灌溉水源，在《广东省水功能区划》中，该水库的水质管理目标为Ⅱ类水质。然而由于集雨面积内人为因素的影响，如大量使用化肥饲料、山上大量种植桉树、村民生活污水随意排放等，大量氮、磷等营养元素流入水库，导致水质恶化和水体富营养化，水库浮游植物群落结构也会相应发生变化。因此，分析水库中藻类（浮游植物）的组成变化，对于全面评价水库营养化程度，预防水华的发生，保护珍贵的水库水资源，保障人民群众饮水安全具有十分重要的意义。

1.工作概述

1.1 采样时间及分析项目

2013年度每个季度采样一次，全年共4次。每次采样均现场测定水温、透明度；按照规范采集《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）规定的基本项目（另加叶绿素a）的水样，并加入保存试剂，运回实验室尽快分析，分析方法均为国标或部标方法。

浮游植物的采样，取表层以下0.5m处水样1000mL，加入15 mL鲁哥试剂固定；实验室中把该样品摇匀并静置48h，用虹吸法取出30 mL沉淀浓缩液，使用0.1mL计数框作定量计数[2]，对照《中国淡水藻类》[2]进行鉴定并计数。

1.2 营养状态指数评价法

根据《地表水资源质量评价技术规程》（SL395-2007）[3]的规定，通过高锰酸盐指数、总磷、总氮、叶绿素a和透明度的检测值，计算水库营养状态指数（EI）。EI值越高，其营养程度越重，具体为：EI≤20 为贫营养，20＜EI≤50 为中营养，EI＞50为富营养。

13 Shannon-Wiener多样性指数评价法

据每种浮游植物的丰度占所有浮游植物总丰度的比例，式中，H表示Shannon-Wiener多样性指数，S表示样品中生物的种类数，ni表示样品中第i种生物个体数，N表示样品中生物总个体数。H值越大，表明水质越好，其中：H=0表示全部个体均属于一种生物；H≤1 为重度污染（ps）；1＜H≤2为中度污染（αm）；2＜H≤3为轻度污染（βm）；H＞3为水体清洁（os）[5]。

2 分析评价结果

2.1 水质类别及营养状态分析评价

根据所有检测项目，采取单因子评价法，评价水库的水质类别，根据是否达标水功能区水质管理目标，判断是否超标；通过高锰酸盐指数、总磷、总氮、叶绿素a、透明度的检测值计算EI，汤溪水库各季度的EI值变化趋势见图1所示。

由图1可看出，汤溪水库各季度的EI值始终都在50左右，各季度均处于或十分接近富营养状态；其中第二季度的营养化程度最高，说明初汛期的雨水将大量氮、磷等生活及农业产生的废污水冲入水库中，加之气温升高，更适合浮游植物的大量繁殖，导致营养化程度升到较高水平。

2.2 浮游植物的群落构成

通过显微镜观察鉴定水库中的浮游植物，经统计发现，汤溪水库全年共检出6门47种浮游植物。各季度检出的种类数目及浮游植物总丰度，详见表1及表2所示。

图1 营养状态指数趋势图

图2 Shannon-Wiener多样性指数趋势图

表1 浮游植物检测种类数统计表

由表1可看出，在各季度中，第二季度所检出的浮游植物种类数最多，达到36种，占全年检出种类数的76.6%；第四季度仅检出17种浮游植物，仅占全年的36.2%。

表2 浮游植物总丰度及优势门所占比例统计表

由表1及表2可以看出，汤溪水库浮游植物的种类数和总丰度随季节而变化，呈现出汛期（二、三季度）较高、非汛期（一、四季度）较低的特点，这反映出绿藻、蓝藻、硅藻对温度、氮磷等营养物质敏感性较强，这些藻类就得到优先大量繁殖。

通过计算各种浮游植物的丰度可知，前3季度，蓝藻门占据了绝对优势，而从第3季度开始，就出现蓝藻门所占比例下降，硅藻门和绿藻门开始增加的现象，由于水体较清洁时，甲藻和硅藻占优势[2]，而蓝藻为富营养化水体的优势种[5]，绿藻为中营养型水体的优势种[6]，因此可发映出，第4季度汤溪水库的水质有所好转。

有研究表明，梅尼小环藻属于硅藻，一般生活在较清洁的水体中[2]；鱼腥藻、微囊藻的大量出现，容易发生水华[6]。汤溪水库前3个季度的蓝藻占据绝对优势，优势种是伪鱼腥藻，说明发生水华的可能性较大，第四季度浮游植物的丰度大幅减少，并且绿

前3个季度的的多样性指数均小于1.5，第二季度甚至只有0.2，属于重度-中度污染，反映出汤溪水库的浮游植物组成比较单一，表明其水质比其他水库差，产生蓝藻水华的危险性较高。到第4季度，多样性指数达到3.3，表明水质处于较清洁的状态，这与第4季度EI值的变化、及浮游植物优势种的变化，具有较好的一致性。

总结

（1）浮游植物的群落结构、种类和数量的变化能反应水体的污染状况。使用营养状态指数（EI）、计数优势藻类、Shannon-Wiener多样性指数这3种方法综合判断水体污染及富营养状态，具有较强的关联性，能综合直观评价水质和营养化状态的变化趋势。

（2）汤溪水库的营养化程度较高，接近富营养，综合全年监测统计数据，蓝藻占绝对优势，藻类生物多样性指数较低。特别是初汛期时，阳光充足、水温升高，大量氮、磷等营养盐随雨水流入水库中，水库受到外界污染物质影响，极易发生蓝藻水华。

（3）为从根本抑制水库富营养化加剧，防止藻类水华发生，要强化水库水资源的保护措施，制定水库水资源保护规划，推进库区村落的生态湿地处理工程，对水库周边山林加大植树力度（不能大量种植桉树），严格控制库区化肥施用量，禁止在库中养殖水产，从源头严控氮、磷等营养盐入库，削减入库负荷。

[1]GB3838-2002,地表水环境质量标准[S].

[2]胡鸿钧,魏印心.中国淡水藻类[M].北京:科学出版社,2006:310,941-946

[3]SL395-2007,地表水资源质量评价技术规程[S].

[4]喻林.水质监测分析方法标准务实手册[M].北京:中国环境科学出版社,2002:495-503

[5]徐宁,段瞬山,林秋奇等.广东大中型供水水库的氮污染与富营养化分析[J].生态学杂志, 2004,23(3):63-67.

[6]胡韧,林秋奇,王朝晖等.广东省典型水库浮游植物组成与分布特征[J].生态学报,2002,22(11):1939-1943