白洋淀位于河北省，是华北地区最大的内陆浅水草型湖泊。近年来白洋淀流域年平均降水量显著下降，流域径流量急剧减少，从而导致入淀水量骤减[1]，同时还伴随着工业废水、生活污水的污染。为维持白洋淀的生态功能，从其他区域（如黄河、王快水库、西大洋水库等）调水入淀，这导致白洋淀生境频繁变动，生态系统异常脆弱。鲥鯸淀作为白洋淀淀区之一，与其他淀区相连，白洋淀水环境的变化也意味着鲥鯸淀生态环境的变化。淀区东西长约1.2km，南北宽约1.2km，水深2～3m，周围围绕北田庄、大田庄、东田庄3个村庄，曾经整个淀区均为养殖区[2]，水体富营养化比较严重。现如今，国家大力发展雄安新区整治白洋淀，鲥鯸淀作为主要的污染区之一，已经施行了相关政策。因此，掌握该地区的水环境特征，对鲥鯸淀今后的治理是十分有必要的。

浮游植物是水体生态系统的初级生产者，是生态系统物质循环、能量流动的第一环，它们的种群结构与水环境密切相关，能够及时的反映水体营养状况、物理状况、以及水生生物种群结构变化等[3,4,5]。近年来，中国湖泊的富营养化问题日渐突出，藻类水华的暴发已成为目前主要水环境问题[6,7]，引起社会的广泛重视。由此可见，通过浮游植物和水体理化指标综合评价和监测鲥鯸淀水环境变化具有十分重要的意义。

目前，没有详细调查鲥鯸淀浮游植物群落特征及水质的相关文献，这对恢复淀区生态带来了很大的困难。为此，本研究于2018年10月份上游水库引水之后对鲥鯸淀浮游植物群落结构以及水质进行了全面的调查。充分了解鲥鯸淀浮游植物的种类组成，揭示鲥鯸淀富营养化程度，以期为鲥鯸淀水体发展变化的原因和趋势提供一定科学依据，同时也为鲥鯸淀水体的生态环境评价和综合治理提供一些参考。

1、材料与方法

1.1 采样时间与地点

2018年10月于鲥鯸淀开展浮游植物群落特征检测。在鲥鯸淀设置10个采样点，分别记为S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10。采样点如图1所示。

图1采样点位置

1.2 浮游植物采样与计数方法

浮游植物定性用25号浮游生物网在水表面“∞”型来回拖动5min采集；定量样品用1L采水器在水下0.5m处采水样1L,15mL鲁哥试剂固定保存，暗处静置24h后浓缩，定容至50mL供镜检[8]。浮游植物的种类鉴定和计数方法参照《环境微生物图谱》[9]、《中国淡水生物图谱》[10]、《淡水微型生物与底栖动物图谱》[11]、《福建省大中型水库常见淡水藻类图集》[12]。

1.3 水质理化指标采样方法

用采水器在各点位水面以下0.5m处取水样检测各项水质指标。检测指标有：总磷(TP)、高锰酸盐指数(CODMn)、叶绿素(Chl·a)、总氮(TN)、氨氮(NH4-N)、硝氮(NO3-N)、亚硝态氮(NO2-N)等指标，按《水和废水监测分析方法》检测。透明度(SD)以及溶氧(Do)用塞氏盘以及YSI便携式多参数水质检测仪现场检测。

1.4 数据分析

通过生物多样性指数(D,Shannon-Wiener)、优势指数(Y,Mcnaughton)、相似性指数(X,Jaccard)、均匀度指数(J,Pielou)对鲥鯸淀浮游植物的群落特征进行分析[13]；采用综合营养状态指数法(TLI)，对鲥鯸淀水质进行评价[14]。

2、结果与分析

2.1 浮游植物种类、数量及生物量

2018年秋季，鲥鯸淀区域共检出绿藻、硅藻、蓝藻、裸藻、隐藻、甲藻在内的6门99种。其中绿藻种类最多，共49种，占所有浮游植物的49.5%；其次是硅藻，共计22种，占比22.2%；其后依次是蓝藻16种、裸藻8种、隐藻3种、甲藻1种，占比分别为16.2%、8.1%、3%、1%。浮游植物的生物量通过公式：生物量=密度×体积×丰度计算得出。浮游植物密度默认为1g/cm3[15]。

从各个点位的浮游植物种类组成来看（图2），鲥鯸淀水域10个点位均以绿藻、硅藻、蓝藻为主，各点位浮游植物种类再43～74种之间，4号点种类最多，9号点最少；2018年秋季长江下游段的浮游植物数量变化在3.68×107～8.22×107cells/L之间，平均为5.11×107cells/L，其中8号点浮游植物数量最多，3号点最少；鲥鯸淀浮游植物生物量在18.96～200.9mg/L之间，平均值为88.24mg/L,1号点最多，6号点最低。

2.2 相似性分析

从相似性分析结果（表1）可以看出，鲥鯸淀各站点间的浮游植物相似性指数在0.26～0.52之间，其中7号点和9号点相似度最低，3和4号点、4和6号点相似度最高。

图22018年秋季鲥鯸淀浮游植物的种类、数量以及生物量

表1鲥鯸淀浮游植物相似性指数

2.3 优势种、多样性和均匀度

优势度指数Y>0.07界定为鲥鯸淀优势种[16,17],2018年鲥鯸淀优势种有5门19种（表2），分别是绿藻门的肥壮蹄形藻、扭曲蹄形藻、小形卵囊藻、并联藻、四足十字藻、四角十字藻、四尾栅藻、小空星藻、美丽网球藻，硅藻门的双头针杆藻、螺旋颗粒直链藻、喙头舟形藻、简单舟形藻、卵形藻，蓝藻门的美丽隐球藻、具缘微囊藻、微小平裂藻，裸藻门的圆形扁裸藻，隐藻门的尖尾蓝隐藻。由此可见，绿藻门、硅藻门、蓝藻门种类为主要的优势种类群，优势度在0.07～0.31之间；从浮游植物多样性分析结果（表3）可以看出秋季鲥鯸淀浮游植物多样性指数在4.05～4.82之间，均匀度分析结果（表3）表明各点位均匀度指数在0.7～0.85之间，多样性指数与均匀度指数均较高。

表2各点位浮游植物优势种

表3鲥鯸淀浮游植物多样性指数和均匀度指数

2.4 水质理化指标

鲥鯸淀秋季水体理化指标检测结果见表4。参照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)，各点位溶氧和pH符合Ⅰ类水标准，总氮为Ⅳ类，总磷在Ⅲ～Ⅳ类之间，氨氮为Ⅱ类，CODMn为Ⅴ类；通过综合营养状态指数对各个点位水体营养状态进行评价，参照营养状态分级标准，采用0～100的一系列连续数字对湖泊(水库)营养状态进行分级，70<TLI≤100为重度富营养，60<TLI≤70为中度富营养，50<TLI≤60为轻度富营养，30<TLI≤50为中营养，0<TLI≤30为贫营养。结果见表4，各点TLI值在53.98～62.48之间，处于轻度富营养状态与中度富营养状态。

2.5 生物因子与环境因子的相关性

对生物因子与环境因子进行相关性检验，分析结果表明（表5），鲥鯸淀水体中氨氮与浮游植物密度呈极显著正相关(P<0.01)；总磷与浮游植物生物量呈极显著正相关(P<0.01)；透明度、硝酸盐与浮游植物多样性指数分别呈显著负相关和显著正相关(P<0.05)；透明度与浮游植物均匀度呈显著负相关(P<0.05)，总氮、叶绿素与浮游植物均匀度呈显著正相关(P<0.05)。

表4鲥鯸淀水体水质参数

表5鲥鯸淀浮游植物与环境因子的Pearson相关性分析

3、讨论

3.1 浮游植物种类、数量及生物量

浮游植物作为水体中的初级生产者，其种群变化直接关系到水生态系统的正常运转。本次研究发现，鲥鯸淀浮游植物以绿藻、硅藻、蓝藻为主，与相关研究结果一致[18,19]，与2013年金磊等的检测结果相比，鲥鯸淀浮游植物种类增加了30余种，绿藻门、硅藻门、蓝藻门、裸藻门种类均有所增长，较2013年金磊等[20]监测的结果高。对比发现，鲥鯸淀水域浮游植物种类虽然增多但仍以绿藻-硅藻-蓝藻为主，是中-富营养型和富营养型湖泊水体中的常见群落类型[21]。

根据藻类学评价湖泊水质的营养类型[22]，藻类数量N≥10.0×107cells/L为极富营养，8.1～9.9×107cells/L为富营养，4.1～8.0×107cells/L为中富营养，1.0～4.0×107cells/L为中营养，N<1.0×107cells/L为贫营养；藻类生物量B≥10.0×107cells/L为极富营养，7.0～10.0×107cells/L为富营养，5.0～7.0×107cells/L为中富营养，3.0～5.0×107cells/L为中营养，N<3.0×107cells/L为贫营养；由此可知，鲥鯸淀浮游植物平均密度为5.11×107cells/L，处于中富营养状态，与水质综合营养状态指数评价结果一致；鲥鯸淀浮游植物平均生物量为88.24mg/L，处于极富营养状态，生物量在各点位之间的差异较大，这与不同浮游植物的细胞个体质量密切相关[8]。

3.2 相似性

相似性指数可以反映各点位的相似程度，数值为0～1。相似性指数的分级标准为0代表完全不相似，0.01～0.25代表极不相似，0.26～0.50代表轻度相似，0.51～0.75代表中度相似，0.76～0.99代表极相似，1代表完全相似[23]。对本次调查结果进行分析，鲥鯸淀10个站点中，仅有S3与S4、S4与S6之间为中度相似，其他点之间均为轻度相似。造成这一结果的原因可能是鲥鯸淀周边遍布着村庄、芦苇荡、农田、排水口、进水口，生境差异较大。

3.3 不同指数对浮游植物群落结构特征的评价

3.3.1 优势种

优势种种类和数量会影响浮游植物群落结构的稳定；若优势种多且优势度小，则表明群落结构复杂、稳定[24]。本次调查发现，鲥鯸淀浮游植物在秋季优势度较低，种类较多，这表明该地区浮游植物群落结构较稳定。鲥鯸淀浮游植物优势种以绿藻门、硅藻门、蓝藻门为主，这也反映出鲥鯸淀水域秋季富营养化较为严重。

3.3.2 物种多样性、均匀度

物种多样性可以衡量区域内生物资源的量，常用于评价群落的稳定程度和其种群分布的均匀程度以及群落的结构特征[13]。多样性指数可以分为5个等级，Ⅰ级指数代表多样性差(<0.6)；Ⅱ级代表多样性一般(0.6～1.5)；Ⅲ级代表多样性较好(1.6～2.5)；Ⅳ级代表多样性丰富(2.6～3.5)；Ⅴ级代表多样性非常丰富(>3.5)[25]。本次研究中，各站点浮游植物多样性指数评价为Ⅴ级(>3.5)，与2005—2006年沈会涛[26]的检测结果相差不大（平均值=3.439），但在2013年金磊[20]的研究结果中鲥鯸淀秋季的多样性指数在2左右，处于Ⅲ级多样性较好。这表明鲥鯸淀在2005—2018年经历了小幅度波动，但总体来说鲥鯸淀水域浮游植物非常丰富，结构复杂且稳定。

均匀度是评价群落结构的重要指标，其值在0～1之间，其可以反映出鲥鯸淀中浮游植物分布的均匀程度。通常认为稳定的群落多样性指数与均匀度指数较高[27]。本次研究中各点位均匀度指数在0.7～0.85之间，与2013年秋季结果相差不大[20]。由此可见，鲥鯸淀水域浮游植物群落结构较为稳定。

3.4 浮游植物与环境因子的关系

水环境中的营养元素对浮游植物的生长、繁殖至关重要。鲥鯸淀浮游植物与水环境因子相关性分析的结果表明，秋季该水域浮游植物密度主要受水中氨氮的影响，而浮游植物的生物量受总磷的影响最大。因为生物量的高低除与细胞数量有关外，还与细胞体积密切相关。由此可见，在鲥鯸淀地区，氨氮主要影响着相关浮游植物的数量，而总磷限制了浮游植物的种类。按《地表水环境质量标准》进行评价，氨氮含量较低为Ⅱ类水标准，这有效控制了藻类的密度，总磷含量较高处于Ⅲ～Ⅳ类之间，相关性分析显示本地区高浓度的磷可能是浮游植物种类增多的原因之一，它导致浮游植物多样性增加，同时也存在着促使藻类大量繁殖污染水质的风险；除此之外，透明度、总氮、硝酸盐氮、叶绿素也影响着该地浮游植物群落结构的变化。

综合营养状态指数TLI评价结果显示，鲥鯸淀2018年秋季水质为轻度富营养化与中度富营养化之间，与2005—2008年间赵倩对该地区水质综合评价结果一致[28]；本次浮游植物密度评价营养状态与水质综合营养状态指数评价结果一致，而多样性指数与均匀度指数评价结果显示秋季浮游植物群落结构复杂且稳定，这是由于该水域浮游植物以绿藻、硅藻、蓝藻为主，这是富营养化湖泊典型的藻类结构，因此浮游植物多样性指数与均匀度指数应结合水体理化指标综合评价水环境质量。

4、总结

(1)2018年秋季，鲥鯸淀水域共检出绿藻、硅藻、蓝藻、裸藻、隐藻、甲藻6门99种。其中绿藻种类最多，有49种，占所有浮游植物的49.5%；其次是硅藻，共计22种，占比22.2%；其后依次是蓝藻16种、裸藻8种、隐藻3种、甲藻1种，占比分别为16.2%、8.1%、3%、1%。浮游植物密度在3.68×107～8.22×107cells/L之间，平均为5.11×107cells/L；生物量在18.96～200.9mg/L之间，平均值为88.24mg/L。通过藻类生物学评价湖泊水体的营养状态，秋季该水域的水体处于中富营养与极富营养状态之间。

(2）同年秋季，鲥鯸淀水域浮游植物的相似性指数在0.26～0.52之间，各点位处于轻度相似和中度相似之间；优势度分析值在0.07～0.31之间，秋季鲥鯸淀浮游植物优势度不高，优势种较多；浮游植物的多样性指数结果在均大于3.5，处于Ⅴ级，多样性非常丰富。

(3）同年秋季，鲥鯸淀各点位的总氮为Ⅳ类，总磷在Ⅲ～Ⅳ类之间，氨氮为Ⅱ类，CODMn为Ⅴ类水；综合营养状态指数评价结果显示TLI值在53.98～62.48范围内，这表明该地区秋季水质处于轻度富营养状态与中度富营养状态之间。

(4）对浮游植物与环境因子的相关性分析结果可知，氨氮、总磷是影响该地区浮游植物群落结构的主要环境因子；除此之外，透明度、总氮、硝酸盐氮、叶绿素也与该地浮游植物群落结构密切相关。这几种指标的变化不仅影响到鲥鯸淀水环境质量，也影响到浮游植物的种群变化，但这种相互影响是良性还是恶性有待进一步研究。

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基金:农业农村部白洋淀专项资金资助“白洋淀水生生物资源环境调查及渔业生态修复示范工程”.