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無定河流域源頭區浮游生物和底棲動物群落特徵與環境因子分析

2022-03-17由 水利水電技術 發表于 漁業

腎形藻屬什麼科

摘 要:

為探究無定河流域源頭區河流浮游生物和底棲動物的種類、數量、多樣性等群落結構特徵和環境因子的關係,以無定河流域源頭區幹流紅柳河以及兩條重要支流海流兔河和納林河為研究物件,對河流浮游生物與底棲動物進行野外調查取樣,採用Shannon-Wiener多樣性指數、典範對應分析(CCA)等方法分析了無定河流域源頭區浮游動植物和底棲動物群落特徵及與環境因子的關係,識別影響群落分佈的關鍵影響因子。結果顯示:無定河源頭區浮游生物和底棲動物較為豐富,共監測到浮游植物7門51種,以藍藻門為優勢門;浮游動物23種,以原生動物為優勢門;底棲動物5門20科36種,以扁形動物門中的渦蟲為優勢種。支流的生物種類、數量和多樣性指數均優於幹流,上游均優於下游,其中納林河生物多樣性最豐富。典範對應分析的生物群落與水質關係表明,氨氮、COD和總氮是影響無定河流域源頭區浮游生物和底棲動物群落結構的主要水環境指標。綜合生物多樣性指數與水體理化指標評估無定河源頭區目前水質狀況為中汙染。

關鍵詞:

無定河流域; 浮游生物; 底棲動物; 群落特徵; 環境因子; 水環境; 水質;

作者簡介:

趙鑫(1994—),女,碩士,主要從事水文與水資源研究。E-mail:2511433082@qq。com;

*王琳(1978—),女,正高階工程師,博士,主要從事水資源水生態保護與修復方面的研究。E-mail:wlin@iwhr。com;

基金:

國家重點研發計劃專案(2018YFC0408103);

中國水科院重點專案(WR0202A092020);

引用:

趙鑫, 王琳, 鄭帥, 等。 黃河中游支流無定河流域源頭區浮游生物和底棲動物群落特徵與環境因子分析[J]。 水利水電技術(中英 文), 2021, 52(10): 121- 132。

ZHAO Xin, WANG Lin, ZHENG Shuai, et al。 Analysis on community characteristics and environmental factors of plankton and zoobenthos in headwater area of Wudinghe River Watershed: a tributary of Mid Yellow River[J]。 Water Resources and Hydropower Engineering, 2021, 52(10): 121- 132。

0 引 言

黃河流域是我國地質環境最為複雜、生態最為脆弱的區域之一。近年來,流域內生態環境保護取得積極進展,生態環境持續向好,但仍存在生態環境脆弱、水土流失嚴重、水資源短缺,水質汙染惡化、生物多樣性減少等問題,以黃河流域中游的黃土高原地區最為突出。無定河為黃河一級支流,地處北方乾旱半乾旱農牧交錯帶,黃土高原和毛烏素沙地過渡帶,流域氣候乾旱,暴雨集中,水土流失嚴重,一直被列為黃土高原典型流域和國家水土保持八大重點治理區,粗沙輸沙量多,是陝西輸出粗沙最多的河流。長期以來,在自然和人為因素綜合作用下,流域水資源供需矛盾尖銳,區域性河段水環境汙染嚴重,生態環境脆弱,多種因素疊加使得生態環境呈現多樣性、波動性和脆弱性。無定河流域源頭區水量較豐,泥沙較少,以草地、未利用地和耕地為主。結合流域特點及面臨的主要生態環境問題,無定河的研究多集中於土壤侵蝕、水土保持和流量變化等方面,對於流域內尤其是源頭區水生生物群落及環境因子方面的研究鮮有涉及。

浮游生物和底棲動物對環境變化極為敏感,是維持食物網豐富和穩定的重要組成部分,其優勢種、多樣性及群落結構等均可作為衡量水環境的關鍵指標,也可表徵水體富營養化狀態,因此常被選擇作為水環境變化的生物指示類群,瞭解和掌握浮游生物和底棲動物群落結構變化對於水生態系統穩定和健康十分重要。浮游植物是水生態系統的初級生產者,是水環境變化最直接的反映者,其優勢種的改變和群落結構可作為水質評價的指標。王國濤等採用冗餘分析和多樣性指數等方法對溫州大羅山天河水庫浮游植物的研究發現,天河水庫水體介於寡汙染到清潔水體帶之間,為貧-中營養型水體。徐明等採用冗餘分析和多樣性指數方法對大縱湖浮游植物的研究表明,大縱湖處於輕度富營養化狀態,且水溫、透明度、濁度和總氮是影響大縱湖浮游植物群落結構的主要水質指標;浮游動物在不同水質中的種類及群落結構不同,可利用其對水質的變化評價水體。朱浩等採用多變數統計方法分析白洋淀典型湖泊鰣鯸澱浮游動物群落結構及水體營養狀況,評估出鰣鯸澱水域處於中度汙染狀態,氨氮、COD和總磷是輪蟲群落分佈的主要影響因子。陳昕等採用多樣性指數和相關性分析對連環湖浮游動物群落時空分佈和環境因子研究,得出連環湖阿木塔與牙門喜湖區水質狀況整體為α-中汙型、輕度富營養水平。底棲動物遷移能力差,只能被動地耐受和適應環境,可有效反映水體長期的營養或汙染程度,也多用於水環境監測及評價。陸曉晗等採用典範對應分析和指示物種生物學分析等方法對山東日照付疃河流域中下游大型底棲動物的研究表明,付疃河整體處於中汙染水平。侯易明等採用冗餘分析和底棲動物生物指數法等對漢江上游幹流和秦嶺南麓典型支流的底棲動物的研究表明,流速、總磷和電導率為影響漢江干支流底棲動物分佈的關鍵環境因子。

綜合現有研究,針對水生生物群落結構及動態表徵水體水質的研究集中於浮游植物、浮游動物、底棲動物的單一型別與環境因子的關係,開展三種類型綜合分析的很少,而三種水生生物之間存在複雜食物鏈關係和能量流動與物質迴圈過程,以單一型別進行評價不夠全面。基於此,本文選取黃河中游支流無定河流域源頭區幹流紅柳河及兩條主要支流納林河和海流兔河,調查研究河流浮游生物和底棲動物種類、數量及多樣性,探討水生生物群落與環境因子關係,為無定河流域源頭區生態環境保護提供基礎支撐。

1 材料與方法

1.1 流域概況

無定河流域位於黃土高原與毛烏素沙地過渡帶,幹流全長491 km, 為黃河中游一條較大的支流,發源於陝西靖邊縣白于山北麓,途經陝西內蒙古兩省,於清澗縣河口村注入黃河。無定河上游稱紅柳河,北岸主要支流有納林河、海流兔河、榆溪河等。無定河流域氣候屬於溫帶大陸性季風氣候型別,年平均溫度7。9~12 ℃,冬春幹寒,雨雪稀少,夏秋炎熱,雨量較多。年降水量300~550 mm, 呈現由東南向西北減少的趨勢,其中65%以上的雨量集中在7—9月,多暴雨。

1.2 河流取樣點及方法

1.2.1

取樣點佈置及時間

2020年8月,選擇無定河流域源頭區幹流紅柳河(37。8°E—38。02°E,108。63°N—109。03°N)及兩條重要支流納林河(38。04°E—38。25°E,108。7°N—109。02°N)和海流兔河(38。37°E—38。45°E,108。92°N—108。99°N)進行取樣分析,分別在3條河流上下游各設定一個取樣點,共計6個取樣點(見

圖1

)。在每一個取樣點測量河寬水深,採用行動式流速儀測定流速,幹流紅柳河河寬5~10 m、水深0。5~1。0 m、流速0。9~1。2 m/s, 海流兔河河寬4。2~5。2 m、水深0。25~0。41 m、流速0。3~0。5 m/s, 納林河河寬5。1~5。5 m, 水深0。22~0。25 m, 流速0。1~0。3 m/s(見

表1

)。

無定河流域源頭區浮游生物和底棲動物群落特徵與環境因子分析

圖1 河流取樣點佈置

無定河流域源頭區浮游生物和底棲動物群落特徵與環境因子分析

1.2.2

樣品採集與處理

浮游動植物與底棲生物的樣本採集與分析參照《河流水生生物調查指南》、《淡水浮游生物研究方法》和《內陸水域漁業自然資源調查手冊》,浮游植物在每個樣點採集0。5 m處水樣1L,立即加入1%魯哥氏溶液固定,靜置24~48 h後,用虹吸原理(輸液管)吸出上層液體對樣品進行濃縮,保留底部100~200 mL溶液倒入小瓶後在實驗室分析;浮游動物採用25號浮游生物網,將底部閥門關閉,用採水器採集水下0。5 m深水樣2 L,倒入浮游生物網後,開啟底部閥門收集液體水樣,滴加濃度為3%~5%的甲醛溶液後在實驗室分析。輪蟲和無節幼體使用浮游植物定量樣品進行分析;底棲樣品採用25 cm×25 cm的索伯網採集,將大的石塊和凋落物清洗乾淨後揀出,裝進密封袋後帶回,在實驗室將泥樣過60目篩放入白色瓷盤挑揀後,用5%的甲醛固定儲存並在實驗室分析。

利用採水器採集水面下0。5 m處的水樣,每個點位採集3個水樣,現場混勻後取其中的1 L作為該樣點的代表性樣品,在低溫條件下帶回實驗室,用於水質分析。水質指標測定pH值、化學需氧量(CODCr)、氨氮、總氮、總磷5項。

1.3 資料分析與處理

用Shannon-Wiener多樣性指數H′和優勢度Y指數表徵群落特徵,計算公式如下。

Shannon-Wiener指數

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優勢度指數

無定河流域源頭區浮游生物和底棲動物群落特徵與環境因子分析

式中,ni為所有物種中i種的個體數;N為樣品中所有物種的總個體數;fi為i種個體出現的頻率。

優勢度Y≥0。02定為優勢種。Shannon-Wiener多樣性指數H′評價等級如下:0~1為重汙染,1~3中汙染,>4為輕汙染或者無汙染。

浮游生物與底棲動物現存量和水體理化因子資料進行log(x+1)轉換以縮小不同屬間的差異[22],採用典範對應分析(CCA)的數量生態學方法,對水生生物與環境因子間關係進行分析。CCA排序圖中,環境因子用箭頭表示,某個環境因子與研究物件相關程度的大小用箭頭連線長度表示,環境因子與排序軸之間正負相關用箭頭所處象限表示。環境因子對研究物件的分佈影響越大,連線越長。箭頭連線與排序軸的夾角代表環境因子與排序軸的相關性大小,夾角越小,相關性越高。物種點到環境因子箭頭的投影點位置次序代表該物種在這個因子的最適值的排序。

2 研究結果

2.1 水體理化因子特徵

2所列,流域整體pH值範圍在7。84~8。42之間,為弱鹼性;CODCr變化範圍為14~45 mg/L,氨氮範圍為0。06~0。366 mg/L,總磷範圍為0。03~0。06 mg/L,總氮範圍為0。39~3。88 mg/L,礦化度範圍為299~2 560 mg/L,根據《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002),研究區整體水質處於III類—劣V類之間,氨氮和總磷指標均符合Ⅱ類水質標準,CODCr和總氮值較高。納林上取樣點CODCr和總磷含量均較高,總體看,上游較下游水質好,幹流紅柳河較兩個支流的水質好。

無定河流域源頭區浮游生物和底棲動物群落特徵與環境因子分析

2.2 浮游生物與底棲動物群落結構

2.2.1

種類組成與空間分佈

研究區共檢出浮游植物7門51種,矽藻門25種,綠藻門11種,藍藻門8種,金藻門3種,甲藻門2種,隱藻門和裸藻門各1種;浮游動物23種,原生動物8種,輪蟲11種,甲殼動物中枝角類1種(尖額溞),橈足類3種;底棲動物5門20科36種,搖蚊科12種,顫蚓科、紋石蛾科和石蛾科各2種,其餘底棲生物各1種。

水生生物種類在各河流及上下游差異較大。納林河河段浮游植物4門27種,浮游動物4類15種,底棲動物3門19種;海流兔河河段浮游植物6門26種,浮游動物3類10種,底棲動物5門19種;紅柳河河段浮游植物5門30種,浮游動物2類3種,底棲動物1門11種。浮游植物上游4門30種,矽藻門為優勢門,下游7門36種,藍藻門為優勢門;浮游動物上游22種,下游有3種分別為1種原生動物,2種橈足類;底棲動物上游4門13科19種,下游3門13科27種。如

圖2

(a)所示,各河流比較,支流納林河和海流兔河種類豐富,幹流種類少;如圖2(b)所示,上下游相比,上游水生生物種類相對豐富。

無定河流域源頭區浮游生物和底棲動物群落特徵與環境因子分析

圖2 種類數對比

2.2.2

現存量與空間分佈

以細胞密度表示浮游植物現存量,結果表明藍藻門為優勢門,矽藻門次之。海流兔河上下游浮游植物現存量平均值最高,為22。3×106 cells/L,紅柳河上下游浮游植物現存量平均值最低,為4。85×106 cells/L。上游現存量平均值為14。8×106 cells/L,下游現存量平均值為12。3×106 cells/L。

浮游動物現存量以密度表示。各取樣點浮游動物現存量大小順序依次為:納林上>海流兔上>海流兔下>紅柳上>納林下>紅柳下。上游浮游動物佔比94%,遠高於下游佔比6%。

底棲動物現存量以數量表示。各取樣點底棲動物現存量大小為:納林下>海流兔下>紅柳上>納林上>紅柳下>海流兔上。渦蟲數量最多,佔取樣點總量的64%,其次為紋石蛾科紋石蛾屬。底棲動物上游佔比30%,優勢種為紋石蛾屬,下游佔比70%,主要為渦蟲。如

圖3

所示,各河流相比,納林河現存量更大,上下游相比,上游現存量更大。

無定河流域源頭區浮游生物和底棲動物群落特徵與環境因子分析

圖3 現存量對比

2.2.3

優勢種

表3

所列,無定河流域各取樣河段優勢種組成差異較大。浮游植物優勢種為8~11種,矽藻門小環藻在各河段出現頻率均較高,納林河優勢度最高的為矽藻門肘狀針杆藻和連結脆杆藻,海流兔河優勢度最高的為藍藻門的微囊藻和擬柱孢藻,紅柳河優勢度最高的為矽藻門小環藻和藍藻門小席藻。浮游動物優勢種為3~13種,橈足類無節幼體在各河段出現頻率較高,在納林河中,鈍角狹甲輪蟲在輪蟲中優勢度最高,纖毛綱腎形蟲在原生動物中優勢度最高,橈足類在甲殼動物中優勢度較高;在海流兔河中,曲腿龜甲輪蟲在輪蟲中優勢度最高,肉足綱盤狀錶殼蟲和纖毛綱的草履蟲、漫遊蟲在原生動物中優勢度最高,橈足類劍水蚤橈足幼體在甲殼類中優勢度最高;在紅柳河未發現輪蟲和原生動物,無節幼體在紅柳河優勢度最高。底棲動物優勢種為6~15種,納林河優勢度最高的為扁形動物門渦蟲,海流兔河優勢度最高的為搖蚊科環足搖蚊屬,紅柳河優勢度最高的為紋石蛾科紋石蛾屬。

無定河流域源頭區浮游生物和底棲動物群落特徵與環境因子分析

無定河流域源頭區浮游生物和底棲動物群落特徵與環境因子分析

2.2.4

生物群落多樣性

一般而言,生物多樣性指數越高,水質越好。各種間分配越均勻,多樣性指數H′值越大。浮游植物Shannon-Wiener多樣性指數H′變化範圍為1。52~2。21,浮游動物H′範圍為0~1。91,底棲動物H′範圍為0。91~2。63。納林河範圍在0。69~2。18,紅柳河H′變化範圍為0~2。12,海流兔河H′變化範圍為0~2。63。幹流多樣性指數低於支流(見

表4

)。

無定河流域源頭區浮游生物和底棲動物群落特徵與環境因子分析

2.3 生物群落與水質的關係

2.3.1

藻類與環境因子關係分析

利用環境因子與藻類密度典範對應分析,辨識影響研究區浮游植物群落組成的水環境因子,分析結果如

表5

所列和

圖4

所示。

無定河流域源頭區浮游生物和底棲動物群落特徵與環境因子分析

無定河流域源頭區浮游生物和底棲動物群落特徵與環境因子分析

圖4 藻類與環境因子CCA排序

a—矽藻門;b—甲藻門;c—金藻門;d—隱藻門; e—裸藻門;f—藍藻門;g—綠藻門

藻類種類與排序軸的相關性比較高,第一、二軸的特徵值分別為0。73和0。67,物種-環境關係累積百分率高達56%,說明排序軸很好地反映了藻類與環境因子間關係。同時兩個物種排序軸垂直相關係數近似為0,兩個環境排序軸相關係數為0,說明排序結果可靠。由表5可知,氨氮與第一軸相關性最大,故第一軸代表氨氮梯度,第二軸與COD、總磷和氨氮相關係數分別為0。99、0。92、0。71,第二軸代表COD、總磷和氨氮的梯度。

從箭頭連線長度看出,環境因子對藻類屬種分佈相關性大小為:氨氮>COD>總磷>總氮>pH值。每個取樣點與其優勢種的對應性都比較高,納林上優勢種矽藻門的連結脆杆藻、肘狀針杆藻均在第一象限,與COD和氨氮正相關,說明其能適應較高的COD和氨氮;海流兔下優勢種藍藻門擬柱孢藻在第二象限,與pH值和總磷正相關,與總氮負相關,說明其能適應較高的總磷,生長主要受總氮限制;海流兔上優勢種微囊藻、納林下優勢種假魚腥藻和曲殼藻在第三象限,與COD和氨氮負相關,說明COD和氨氮是限制其生長的主要因子;紅柳河上下采樣點的優勢種都在第四象限,與總氮正相關,與pH值和總磷負相關,說明其可以適應較高的總氮,生長主要受pH值和總磷限制。大部分藻類都分佈在第三、四象限,說明無定河流域源頭區河流藻類分佈受總氮影響較大,總磷是限制因子。

2.3.2

浮游動物與環境因子關係分析

浮游動物與第一、二排序軸的相關係數較高,特徵值分別為1。0和0。88,它們共解釋了累計方差值的72%,表明第一、二排序軸能夠真實反映主導因子對浮游動物屬種分佈的影響程度。由排序軸與環境因子相關係數判斷,第一軸代表總氮和COD的梯度,第二軸代表氨氮和pH值的梯度。根據

圖5

,由箭頭連線長度可以看出,主導因子對浮游動物屬種分佈的相關性大小為:氨氮>COD>pH值>總氮>總磷。海流兔下游優勢種原生動物透明壇狀曲頸蟲位於第一軸上,且位置上遠離其他物種,說明取樣期8月份透明壇狀曲頸蟲能適應較高的總氮,總磷、氨氮和COD限制其生長,壇狀曲頸蟲也是太湖的常見種;區域內唯一的枝角類尖額溞位於第一軸的二三象限,與總氮成負相關,說明其不適應氮含量較高的營養水體;其餘浮游動物均沿第二軸均勻分佈,其中11種輪蟲中有7種位於第三象限,說明其能適應較高的氨氮,對氨氮有較高耐受性。

無定河流域源頭區浮游生物和底棲動物群落特徵與環境因子分析

圖5 浮游動物與環境因子CCA排序

2.3.3

底棲動物與環境因子關係分析

利用底棲動物密度與環境因子進行典型對應分析得

圖6

。第一、二排序軸特徵值分別為0。78和0。67,第一軸與總氮相關係數較高(0。51),第二軸與COD、氨氮、總氮和總磷相關係數高(分別為0。93、0。91、0。81和0。77),說明第二軸能顯著表徵COD、氨氮、總氮和總磷的相關梯度,可看作環境因子軸。環境因子對底棲動物屬種分佈的相關性大小為:總氮>氨氮>COD>總磷>pH值。底棲動物可以分為4組,納林河上游的沼蝦、蜻蜓目圓臀大蜓、鞘翅目龍蝨科幼蟲、水龜甲科成蟲和半翅目仰泳蝽屬位於第一象限;納林下優勢種渦蟲,以及雙翅目牛虻屬、大蚊屬、幽蚊屬、隱搖蚊屬、菱跗搖蚊屬,毛翅目小石蛾屬和毛翅目蛹位於第四象限集中分佈,與總氮位置相近,表明受總氮影響較大;紅柳上下和海流兔上集中分佈於第一軸最左側,海流兔下集中分佈在第三象限,這兩組物種雖分佈在第一軸附近,但第一軸與總氮的相關係數與第二軸相比較低,說明受第一、二軸環境因子的影響都較小,與環境因子相關性不大,可能與浮游生物等生物因子及河道形態等物理因子關聯性更強。

無定河流域源頭區浮游生物和底棲動物群落特徵與環境因子分析

圖6 底棲動物與環境因子CCA排序

3 結果與討論

3.1 群落特徵分析

關於無定河水生生物的研究較少,本次取樣只有8月豐水期一次的資料,沒有各個季節的樣本對比,但8月是水量豐富、溫度最高的季節,基本能反映水生生物區系和種類組成。與黃河陝西段和陝西漢中三河口水庫相比,黃河陝西段浮游動物只有20種,原生動物4種,三河口水庫浮游植物5門48種,浮游動物2門20種,本區浮游動植物更加豐富;與同為北方河流的太子河和清潩河(許昌段)相比,本區河流浮游植物和底棲動物種類更加豐富;與白洋淀和連環湖相比,浮游植物與動物均不如其豐富,原生動物種類數相差不大,河流生物種類不如湖泊豐富。總體看,無定河流域源頭區水生生物較為豐富。

PACE等對美國哈德遜的浮游動物群落調查中發現河流流動狀態與浮游動物丰度的緊密相關性,由於水體滯留時間差異導致湖泊、河口以及河流之間浮游動物丰度的差異,流速快的水域生物豐富度也要低於流速慢的水域。本研究在與支流、幹流浮游動物群落的對比中印證了這一觀點。相比於支流,幹流紅柳河流速較大,生物丰度較低。

3.2 群落特徵的環境指示與環境因子分析

納林河浮游植物優勢種矽藻門肘狀針杆藻和連結脆杆藻,指示受到汙染但較輕[30];浮游動物優勢種鈍角狹甲輪蟲為寡汙類種類;底棲動物上游優勢種為節肢動物門長臂蝦科沼蝦屬,下游為扁形動物門渦蟲,均為清潔水體指示種。海流兔河浮游植物優勢種為藍藻門的微囊藻和擬柱孢藻,是水華的重要成分,也是水體富營養化重要指示物種;浮游動物優勢種曲腿龜甲輪蟲為汙染指示種,原生動物優勢種草履蟲、漫遊蟲,均出現在中汙或多汙的生態環境中;底棲動物優勢種搖蚊科為耐汙指示種。紅柳河浮游植物優勢種為矽藻門小環藻和藍藻門小席藻,小環藻是貧中營養水體指示種;浮游動物優勢種枝角類尖額溞一般生活在富營養化程度較低的水體中;底棲動物優勢種紋石蛾科多生活在清潔水體中,說明紅柳河水質較好。本次調查中水生生物種類、現存量和多樣性均指示納林河為最優,上下游相比,上游較下游物種更加豐富。

綜合浮游生物和底棲動物分佈與環境因子的關係,發現氨氮、COD與總氮是影響無定河流域源頭區種類與分佈的主要環境指標。氮磷營養鹽是植物生長和代謝的的重要營養元素,朱浩等研究發現,氮磷是影響白洋淀鰣鯸澱浮游動物群落分佈的重要環境因子,而小型浮游生物主要以攝食藻類為主,氮磷的影響主要透過直接作用藻類繼而對浮游動物等產生間接影響。COD是一種常用的評價水體汙染程度的綜合性指標,COD越大,說明水體受有機汙染越嚴重,本研究中河流上游COD值較高,存在一些有機汙染的指示種,如柵藻、草履蟲、腎形蟲、顫蚓科等。在浮游動植物與環境因子的CCA圖中,小環藻和透明壇狀曲頸蟲與總氮距離最近,同時小環藻和透明壇狀曲頸蟲也是太湖的常見種,總氮是太湖首要汙染物,說明其能適應較高的氮濃度,11種輪蟲中有7種位於第三象限,說明其能適應較高的氨氮,對氨氮有較高耐受性,輪蟲繁殖世代較短使得它們能夠在高氨氮的水環境中佔相對較高的丰度;在底棲動物與環境因子的CCA圖中,鞘翅目龍蝨科幼蟲與氨氮距離最近,氨氮對其分佈影響最大,這與太子河流域龍蝨幼蟲與氨氮成正相關的結論一致。

3.3 水質生物學評價

Shannon-Wiener多樣性指數(H′)用於反映生物群落複雜性和穩定性,該指數數值越大,生物多樣性越高。無定河流域源頭區Shannon-Wiener多樣性指數H′變化範圍在0~2。63之間,平均值為1。5,且大部分值在1~3之間。依據綜合多樣性指數與水體理化指標評估無定河源頭區目前水質狀況為中汙染。

納林河上游COD高,下游總氮高,均超過地表水V類標準,但從水生生物種類組成、現存量、優勢種分析,納林河均表現為最優,水體理化性質與生物指標評價結果不一致,主要是因為納林河流速慢,更適合浮游動植物生長繁殖。大量研究表明,浮游動植物與底棲動物的種類數量密度多樣性受到水溫、溶解氧、流速和營養鹽濃度等物理化學因子的共同影響,且浮游動植物與底棲動物間又存在捕食和生長必需營養物質迴圈利用等關係,會互相影響其群落結構。綜上可以看出,單純利用某一種生物、某一個指標表徵水體好壞並不全面,應進行全面綜合分析。下一步研究可進行多期取樣資料對比分析。

4 結 論

(1)無定河流域源頭區共鑑定出浮游植物7門51種,矽藻門種類最多,藍藻門現存量最大;浮游動物23種,輪蟲種類最多,原生動物現存量最大,枝角類和橈足類缺乏;底棲動物5門20科36種,昆蟲綱搖蚊科種類最多,渦蟲現存量最大。納林上多樣性指數最高,紅柳河上下游多樣性指數均較低。從種類、數量和多樣性指數看,支流均優於幹流,上游均優於下游。

(2)運用典範對應分析進行的生物群落與水質關係表明,影響無定河流域水生生物種類與分佈的主要環境因子為氨氮、COD和總氮。水質指標指示幹流優於支流,上游優於下游。

(3)納林河、紅柳河優勢種多指示清潔水體,海流兔河多為耐汙指示種,納林河多樣性最豐富,但存在一定的汙染,建議重點關注和保護。綜合多樣性指數與水體理化指標評估無定河源頭區目前水質狀況為中汙染。

水利水電技術(中英文)

水利部《水利水電技術(中英文)》雜誌是中國水利水電行業的綜合性技術期刊(月刊),為全國中文核心期刊,面向國內外公開發行。本刊以介紹我國水資源的開發、利用、治理、配置、節約和保護,以及水利水電工程的勘測、設計、施工、執行管理和科學研究等方面的技術經驗為主,同時也報道國外的先進技術。期刊主要欄目有:水文水資源、水工建築、工程施工、工程基礎、水力學、機電技術、泥沙研究、水環境與水生態、執行管理、試驗研究、工程地質、金屬結構、水利經濟、水利規劃、防汛抗旱、建設管理、新能源、城市水利、農村水利、水土保持、水庫移民、水利現代化、國際水利等。

無定河流域源頭區浮游生物和底棲動物群落特徵與環境因子分析