摘要：為了明晰西溪河南充市區段浮游植物與底棲動物的近期情況，并開展該區段的水質生態評價，本研究在枯水季節調查了該區段的浮游植物和底棲動物群落組成，并基于二者進行了水質評價。結果顯示：(1)氨氮(0.85mg·L)、總磷(0.18mg·L)含量偏高。(2)浮游植物門29屬，以硅藻門(Bacillariophyta)為主，直鏈藻屬(Melosira)、針桿藻屬(Synedra)、舟形藻屬(Navicula)等是優勢類群;(3)底棲動物綱12種，以腹足綱(Gastropoda)和雙殼綱(Bivalvia)為主;方格短溝蜷(Semisulcospiracancellata)、秀麗白蝦(Exopalaemonmodestus)和河蜆(Corbiculafluminea)是優勢種。(4)基于調查結果，郊區樣點S1、S2水質評價為寡污染狀態，城市排污口附近樣點S4水質為α中污染重污染狀態，沿河植被豐富的樣點S3、S5水質為清潔狀態。

　　關鍵詞：西溪河;浮游植物;大型底棲無脊椎動物;城市河流;生態評價

　　西溪河是嘉陵江的一級支流，起源于西充縣青獅鄉苦竹埡，由西北方向進入南充市區，于南充市南門壩匯入嘉陵江，全長96km，流域面積796km，其中市區河段2.3km。雖然南充市已建設了西溪河截污主干管，但目前還未能完全吸納主要排放口的污水，仍有大量污水直接流入西溪河。枯水季節徑流量小，沿途污水排入后，水污染更為嚴峻[1]，主要表現為富營養化嚴重，氮營養鹽含量超標[2];重金屬(Cu、Pb、Cd、Ag、Zn)在底泥和水生植物中富集明顯[3]。

　　從2000年初開始，西溪河綜合整治工程全面啟動，目前已建成8.8km西溪河防洪堤以及沿河護坡綠化帶;完成鋪設西溪河順慶城區3.6km排污主管網;建成南充污水處理廠和垃圾處理場[1]。上述整治工程完成后，西溪河水質與水生態環境有何變化?值得關注。生態評價是了解河流健康狀況的重要手段。浮游植物作為水生態系統的初級生產者，能直接反映水環境的變化;而大型底棲無脊椎動物(以下簡稱底棲動物)由于遷移能力弱，只能被動耐受和適應環境，也可有效反映水環境長期的營養或污染程度，因此二者常被用來監測與評價城市受脅水體[48]。

　　例如，浮游植物中的橋灣藻屬(Cymbella)、直鏈藻屬(Melosira)和菱形藻屬(Nitzschia)為污水指示性類群，舟形藻屬(Navicula)、菱形藻屬(Nitzschia)和雙菱藻屬(Surirella)等屬于運動型硅藻，多棲息于水流較大、水體較渾濁的環境中，可通過這類指示性硅藻比例反映水環境特征[912]。

　　另外，底棲動物昆蟲綱(Insecta)的蜻科(Libellulidae)幼蟲多見于清水環境，搖蚊科(Chironomidae)幼蟲等多見于污水環境，可根據不同種類的耐污值計算底棲動物科級生物指數(FamilyBiologicalIndex，FBI)來反映水環境清潔程度[68,13]。為了明晰西溪河浮游植物與底棲動物的基本情況，并開展西溪河水質的生態評價，本研究在枯水季節調查了西溪河浮游植物和底棲動物群落組成并對西溪河水質進行評價，旨在為西溪河“一河一策”精準治河的“河長制”積累水生生物基礎背景資料。

　　1研究方法

　　1.1研究區域概況與采樣點設置

　　西溪河流域及南充市城區屬于中亞熱帶濕潤區，多年平均氣溫17.6℃，極端最高氣溫41.3℃，最低氣溫–2.6℃。平均降雨量1046mm，5—9月降雨量占全年的70%。污染主要來自生活污水、工業和農業面源污染。枯水季節由于降雨量銳減，上游來水減少，是西溪河水質污染最易頻發的時節[1]。

　　沿河共設置5個采樣點，其中S1位于農田附近，附近有畜禽養殖;S2位于城鎮附近;S3位于騎游大道中段，周圍人煙稀少;S4位于市區排污口附近;S5位于市區綠化帶河段。S1—S3為郊外上游河段，S5以下河段由于“西溪河印象”項目圍堰施工，水深不足50cm，水體渾濁，未設置樣點。調查時間為2020年11月。

　　1.2水體理化因子測定各樣點監測項目包括水深、河寬、水溫、透明度、pH、溶解氧、氨氮和總磷項指標。水樣采集和測定依照文獻[14]進行。現場利用卷尺測定各采樣點水深、河寬，便攜式溶解氧測定儀(YSIPro20)測定水溫、溶解氧(DO)和pH，黑白盤測定水體透明度。利用有機玻璃采水器(2L)采集水面下0.5m表層水樣，帶回實驗室后用LHA015便攜式水質分析儀分析氨氮和總磷。氨氮用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(GB11894—89)測定，總磷用鉬酸銨分光光度法(GB11893—89)測定。

　　1.3樣品采集、鑒定和計數

　　浮游植物：采樣方法依照文獻[15]進行，定性樣品采集使用25號浮游生物網(孔徑64μm)在表層呈“∞”字形來回拖動約3~5min，將收集的過濾濃縮樣品裝入50mL離心管，加入滴魯哥氏液固定。定量樣品在水面下0.5m處用2L有機玻璃采水器采集，每個樣點采40L水樣，采集的樣品用離心管收集后加魯哥氏液固定，定容至50m。每個樣點采集個重復樣品。樣品鑒定參考文獻[16]。利用0.1mL浮游生物計數框進行計數。

　　底棲動物：利用彼得森采泥器、型網(孔徑40目)在岸邊采集底棲動物樣品。每個樣點采集個重復樣品。樣品經40目紗網曬洗干凈后，封袋保存帶回實驗室。在白色解剖盤中挑揀出底棲動物，置于50mL塑料標本瓶中，加入10%福爾馬林溶液保存。在解剖鏡下對底棲動物進行鑒定、計數，并以每平方米個體數量計算底棲動物密度(ind)。底棲動物群落中優勢物種類群計算公式同浮游植物。樣品鑒定參照參考文獻[18]，盡可能鑒定到最低分類單元。

　　1.4數據分析

　　分別計算浮游植物和底棲動物的ShannonWiener指數、Margalef指數、Pielou均勻度指數[19]、浮游植物運動型硅藻百分比、污水型硅藻百分比[9,12]、底棲動物科級生物指數(FBI)[13]，計算方法和評價標準見表。各底棲動物耐污值從文獻[2023]中獲取，有多個參考值時，取平均值。數據分析和作圖主要在Sigmaplot12.5和Statistica10.0中完成。數據以平均值標準差表示。

　　2結果

　　2.1采樣點水體理化因子

　　調查期間樣點平均水深(1.47±0.40)m，平均透明度(67±21)cm，平均水溫(19.1±1.8)℃，平均pH(8.46±0.29)，呈弱堿性，平均溶氧(8.62±0.48)mg·L-1。水體中氨氮和總磷普遍偏高，平均氨氮濃度(0.85±0.54)mg·L-1，平均總磷濃度(0.18±0.05)mg·L-1。

　　其中河寬隨水流方向增加;水深沿水流方向有增加趨勢，但由于S3和S5岸邊有護坡延伸至水中，近岸水深低于S2和S4;透明度與水深變化趨勢一致;溫度受水深影響，淺水樣點(S3、S5)溫度稍高于深水樣點(S2、S4)。總磷濃度和pH隨水流方向逐漸升高(S1除外);氨氮濃度在S4處最高(位于城市生活污水排污口下方)，其次為S1(位于農田附近，附近有畜禽養殖);溶氧濃度在S4處最低，在S5處最高(圖2h)。

　　2.2浮游植物

　　共鑒定出浮游植物門29屬。其中，硅藻門(Bacillariophyta)10科15屬，占52%;藍藻門(Cyanophyta)科屬，占21%;綠藻門(Chlorophyta)4科屬，占17%;裸藻門(Euglenohyta)1科屬，占3%;甲藻門(Dinophyta)1科屬，占3%;;金藻門(Chrysophyta)1科屬，占3%。其中，直鏈藻屬、針桿藻屬、舟形藻屬、異極藻屬(Gomphonema)、橋彎藻屬、短縫藻屬(Eunotia)、平板藻屬(Tabellaria)、雙菱藻屬、雙眉藻屬(Amphora)、肋縫藻屬(Frustulia)為優勢類群。

　　調查樣點平均浮游植物密度5.15╳10ind.·L，其中S4浮游植物密度最高，約7.78╳106ind.·L，S5密度最低，約為3.91╳10ind.·L。各樣點優勢浮游植物組成見圖：郊區上游樣點S1—S3主要由舟形藻屬、異極藻屬、橋彎藻屬等構成;城市段樣點S4、S5主要由針桿藻屬、直鏈藻屬等構成。

　　2.3底棲動物

　　共鑒定出底棲動物門綱11科12屬12種。其中腹足綱(Gastropoda)占41%;雙殼綱(Bivalvia)占25%;昆蟲綱(Insecta)和甲殼綱(Crustacea)分別占17%。白蝦屬(Exopalaemon)、蜆屬(Corbicula)、蘿卜螺屬(Radix)、短溝蜷屬(Semisulcospira)、圓田螺(Cipangopaludina)、色蟌屬(Calopteryx)、沼蛤屬(Limnoperna)、環棱螺(Bellamya)、多脈扁卷螺屬(Polypylis)是優勢類群。調查樣點底棲動物平均密度34.8ind·m，其中S2底棲動物密度最高，約為64ind·m，S1密度最低，約2ind·m。

　　2.4西溪河水質評價

　　各樣點浮游植物和底棲動物的多樣性指數 。根據各指標的水質判斷標準，表列出了本次調查基于各指標的水質評價結果。其中基于底棲動物科級生物指數結果，西溪河郊區樣點S1、S2水質為寡污染狀態，城市排污口附近樣點S4水質為α中污染重污染狀態，沿河植被豐富的樣點S3、S5水質為清潔狀態。

　　3討論

　　3.1西溪河枯水期浮游植物和底棲動物群落

　　西溪河枯水期浮游植物主要以硅藻為主;這與嘉陵江干流枯水期浮游植物種類組成類似，但種類數明顯低于嘉陵江干流枯水期浮游植物調查結果，而密度高于嘉陵江干流枯水期浮游植物[2427]。這可能與西溪河富營養化程度更高有關[2]。例如，宋琳等[25]對嘉陵江南充出境段秋季浮游植物調查共鑒定門30科46屬80種，浮游植物密度0.14╳10~4.53╳104ind.·L。

　　底棲動物主要以軟體動物中的腹足綱和雙殼綱為主;未采集到常見環節動物門類，例如搖蚊(Chironomussp)、霍甫水絲蚓Limnodrilushoffmeisteri[1011,22]等。這可能與調查季節水溫低以及不同門類動物的生活史有關，例如李金晶等[13]對橋邊河枯水期和豐水期底棲動物比較發現，枯水期缺少豐水期出現的環節動物門寡毛綱(Oligochaeta)和蛭綱(Hirudinea)動物。

　　3.2西溪河枯水期水質生態評價

　　本次調查中，利用浮游植物和底棲動物的ShannonWiener指數、Margalef指數、Pielou均勻度指數、運動型硅藻百分比、污水型硅藻百分比和底棲動物科級生物指數對西溪河水質生態評價進行了初步探索。

　　其中利用多樣性指數對相同樣點水質污染程度的評價結果差異較大。例如，基于浮游植物多樣性指數結果，ShannonWiener指數水質污染程度評價明顯高于Pielou均勻度指數和Margalef指數結果，調查樣點整體評價介于寡污染和β中污染程度。而基于底棲動物多樣性指數結果，ShannonWiener指數評價結果與Margalef指數結果相似，二者又明顯高于Pielou均勻度指數結果;調查樣點整體評價介于α中污染重污染程度。由于ShannonWiener指數、Margalef指數、Pielou均勻度指數僅從物種數量和豐度考慮了生物對環境污染的指示性，當群落受水溫、物種種群動態、營養因子等限制時，多樣性指數通常也會受到影響。

　　例如，一些位于高海拔地區的水生生物群落，雖然屬于類水質，但水生生物群落多樣性較低。因此單純依靠群落多樣性指數來判斷水質污染程度，可能會有偏差[2830]。另外，本調查中由于S4位于城市排污口附近，預判其為所有調查樣點中水質污染程度最高的樣點，然而基于ShannonWiener指數、Margalef指數、Pielou均勻度指數指標的判定結果并未體現出該趨勢。基于上述原因，本次調查中浮游植物和底棲動物多樣性指數不太適宜西溪河枯水期水質生態評價。

　　相反，基于硅藻指示物種和底棲動物科級生物指數的水質評價結果與樣點的實測環境理化因子相符。從上游郊區至下游城市河段，水面逐漸開闊，水流速度減緩，運動性硅藻百分比逐漸降低;市區受排污口影響，水中總磷、氨氮含量陡增、溶氧下降，富營養化程度加劇，污水型硅藻比例升高(S4處比例達最高)，此處水質由底棲生物科級指數評價為α中污染重污染程度。

　　尤其值得強調的是，本調查中兩處岸邊水生植被豐富的樣點(S3和S5)水質皆為清水狀態。這一結果預示著沿河兩岸綠化帶建設對于水質改善，水生生物多樣性維持的積極作用。已有大量研究表明，城市河道濱岸帶植物在凈化水體、截留污染、景觀效果等方面起著極為重要的作用[31]。此外，大型水生植物還能為許多水生生物提供被敵害捕食的避難場所，以及繁殖、攝食和捕食的優良環境[32]。

　　建議西溪河水污染防治建設進一步加強河岸帶水生植被的栽種。河流健康評價是河流生態文明建設的基礎。國內外目前已報道過諸多的評價指數，例如藻類中包括硅藻屬指數[33]、生物硅藻指數[34]、硅藻模型相似性指數[35]、硅藻污染耐受指數[36]等;而底棲動物中包括科級生物指數法、底棲動物BI指數法、綜合水質標識指數法[13]，以及BMWP-ASPT體系方法[3738]等。本研究只初步利用了硅藻的指示物種，底棲動物的科級生物指數對西溪河水質健康進行了評價，還存在諸多不足。今后會嘗試更多的評價指數，并通過篩選以得出與該區域相適宜的指示類群和生物指數[30]，為西溪河“一河一策”精準治河的“河長制”積累更全面科學的背景資料。

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　　作者：李錦，鮮東麗，吳楊，吳念欣，曾燏