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京津冀重要水源地潘大水库水生生物群落结构及水质生物学评价

生态学杂志 Chinese Journal of Ecology2016, 35( 10) : 2774-2782DOI: 10.13292 / j.1000-4890.201610.001京津冀重要水源地潘大水库水生生物群落结构 及水质生物学评价张 敏1渠晓东1*陈勇1张睿昊2解莹1张海萍1余杨1( 1 中国水利水电科学研究院水环境研究所 ,北京 100038;2海河流域水资源保护局 ,天津 300170)) 是京津冀区域重要的饮用水源地, 摘 要 潘家口和大黑汀水库 ( 合称“潘大水库 ” 其水 生态系统状况可以直接反映受水区域的供水安全 。

本研究通过浮游植物、 浮游动物和大型 基于水生生物群落结构分析了潘大水库水生态系统现状并进行 底栖动物的野外生态监测, 密度以金藻和蓝 了生物学评价。

结果表明: 潘大水库浮游植物种类以硅藻和绿藻占优势, -1 7 藻占优势, 浮游植物密度最高密度达 14.45 × 10 ind · L , 呈现水华状态, 主要由金藻贡献; 浮游动物主要由轮虫、 枝角类和桡足类组成, 空间差异较小, 种类以轮虫占优势, 密度上则 以桡足类占优势; 浮游动物 Shannon 多样性指数( H) 较高, 为 2.31 ~ 2.50; 底栖动物种类以摇 -2 蚊科和颤蚓科为主, 密度上表现出明显的空间差异, 最高密度达 14400 ind · m , 主要由指 底栖动物多样性较低, 除最上游的 H 为 0. 92 外, 其余均低于 示有机污染的颤蚓科贡献, 0.40。

基于浮游植物和底栖动物进行的生物学评价结果表明 , 潘大水库部分区域的污染状 态较重。

关键词 饮用水源地; 京津冀; 浮游植物; 底栖动物; 生物评价The aquatic organism communities of the PanjiakouDaheiting Reservoir and the bioasdong 1* ,CHEN Yong 1 ,ZHANG Ruihao 2 , sessment of water quality. ZHANG Min 1 ,QU Xiao1 1 1 1 XIE Ying ,ZHANG Haiping ,YU Yang ( Department of Water Environment,China Institute of Water Resources and Hydropower Research,Beijing 100038,China; 2 Water Resources Protection Bureau of Haihe River Basin,Tianjin 300181,China) . Abstract : Panjiakou and Daheiting reservoirs ( known as PanDa Reservoir) serve as the important drinking water source for the BeijingTianjinHebei area. The status of the reservoir ecosystem is an important indicator to water supply security. Based on field investigations of phytoplankton,zooplankton and macroinvertebrates,we analyzed the community composition and evaluated the status of the aquatic ecosystem and water environment. The results showed that phytoplankton community was dominated by Bacillariophyta and Chlorophyta,while the density was mainly contributed by Chrysophyta and Cyanophyta. The maximum density of phytoplankton in the reservoir bloom status. Zooplankton community was mainly was up to 14.45 × 10 7 ind·L -1 ,showing a algalcomposed of Rotifer,Cladocera and Copepoda,and their spatial difference was not identified. Rotifer dominated the community,while Cladocera dominated the density. The Shannon diversity index ( H) of zooplankton ranged from 2.31 to 2.50. Macroinvertebrate community was dominated by Chironomidae and Tubificidae. Their densities showed significant difference in spatial distribution; the highest value was up to 14400 ind · m -2 ,mainly contributed by Tubificidae indicating severe organic pollution. H of macroinvertebrates of all sites was lower than 0.40,except a value of 0.92 for one site in the most upper reach. Bioassessment of phytoplankton and macroinvertebrates indicated that the reservoir suffered serious pollution in the study period. Key words: drinking water source area; BeijingTianjinHebei; phytoplankton; macroinvertebrate; bioassessment.国家自然科学基金项目 ( 51309031) 和中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室项目( 2015TS02) 资助。

0111 0624 收稿日期: 2016接受日期: 2016mail: quxd@ iwhr.com * 通讯作者 E-张敏等: 京津冀重要水源地潘大水库水生生物群落结构及水质生物学评价2775) 潘家口水库和大黑汀水库 ( 合称“潘大水库 ” “引滦入津” 是 工程的源头, 是京津冀地区的重要饮 随着水库周边经济的发展, 水库 用水源地。

近年来, 水质也受到了点源、 面源输入以及水库内网箱养殖 的影 响, 水 体 逐 渐 呈 现 富 营 养 化 状 态 ( 吴 敏 等, 2013; 吕艳, 2014; 王丽婷等, 2014) 。

水库, 作为一个生态系统, 其生态系统各组分都 会因水质的变化发生一系列响应, 如浮游植物密度 可能会因营养盐浓度的升高而相应增加, 网箱养殖 投饵的增加也会导致饵料沉积从而导致沉积物中有 1997 ) 。

有关潘家口水库水 机污染加重( 刘家寿等, 环境的状况已开展了部分研究, 包括水质现状、 水体 富营养化状况等, 结果表明潘大水库水质一般在 V 类和劣 V 类的水平, 水体呈现富营养化状态 ( 柴增 2013; 吕艳, 2014 ) 。

由于富营养化问题的出 凯等, 现, 潘大水库开展的浮游植物群落结构的研究相对 2011; 李文君等, 2012; 柴增凯等, 增加( 臧常娟等, 2013) 。

但关于其他水生生物的状态并未有阐述 。

水生生物是水生态系统的重要组分, 浮游生物生存 在水体中, 底栖动物生存在底泥中, 其群落结构及多 样性状态均可反映不同的 生 境 状 况 ( Stenert et al. 2008; Wu et al. 2012) 。

由于水生生物受到生境中各 种因子的共同作用, 其对生境的反映也更具综合性, 因而在近年来一直被广泛地应用于水质生物学评价 ( 马徐发等, 2004; 张敏等, 2010) 。

京津冀区域的饮用水安全问题在近两年一直受 到广泛关注。

本研究基于 2015 年对潘大水库浮游 植物、 浮游动物、 底栖动物群落的调查, 分别阐述不 同生物类群的群落结构及多样性特征, 了解潘大水 库水生态系统现状格局, 为潘大水库的水生态学研 究提供基础数据; 并通过生物学参数对水环境进行 综合评价, 阐明目前水库综合污染状况, 为水库的管 理提供决策的依据, 对保障京津冀区域的供水安全 具有重要意义。

1 1. 1 研究地区与研究方法 研究区概况图 1 潘大水库采样点分布图 Fig.1 Location of the sampling sites in PanjiakouDaheiting Reservoir1. 2样品采集及处理 2015 年 5 月 对 潘 家 口 水 库 浮 游 植 物、 浮游动 、 3 物 底栖动物 种生物类群进行了群落结构调查 。

采样方法参照中国生态系统研究网络 ( CERN ) 规范 ( 蔡庆华 2007) 执行。

浮游植物采用鲁哥试剂沉淀法, 取 1.2 L 水样, 加鲁哥试剂固定, 沉淀 48 h 后浓缩, 加 10% 福尔马 林固定保存, 后在显微镜下分类计数。

浮游动物中轮虫的采集参照浮游植物; 其余浮 每样点采集 10 游动物的采集使用 25# 浮游生物网, L 水样进行过滤, 加 10% 福尔马林保存, 后在显微镜 下分类计数。

2 底栖动物采集使用 1 /16 m 的改良 Peterson 采 泥器, 每个样点采集 2 个重复样品, 采集底泥后经 500 μm 纱网筛洗干净, 在解剖盘中将底栖动物检置入 50 mL 的塑料标本瓶中, 用 10% 福尔马林 出, 保存。

标 本 鉴 定 后 计 数, 折算成每平方米的密度 ( ind·m -2 ) 。

1. 3 数据处理 生物多样性采用 Shannon 多样性指数表示; 并 Whitley 生物指数对水质进行生物学 结合 Goodnight评价, 计算公式分别如下: Shannon 多样性指数( H) ( Shannon, 1948) : H =-本研究调查区域主要为潘大水库的水库区, 但 为进行对比分析, 同时对潘家口水库上游的河流态 进行了部分调查, 主要涉及乌龙矶和柳河口两个样 点; 并对潘家口水库和大黑汀水库之间的下池和洒 河桥两个样点进行了调查。

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