第3卷第3期2021年3月
Vol. 3 No. 3Mar. 2021
Environmental Ecology 环境生态学
雅鲁藏布江中上游浮游植物污染指示种及水质评价
索雨泽，刘洋，刘宇康，王陈，巴桑*
(西藏大学理学院青藏高原湿地与流域生态实验室，西藏拉萨850000)
摘要：为了解雅鲁藏布江中上游流域浮游植物污染指示种及其水质评价状况，在雅鲁藏布江中上游流域共设置33个采样点， 于2019年7月用浮游生物网(25*，孔径64 ^m)在各采样点采集水样共33 L，在实验室用活体观察和固定染色相结合的方法
鉴定浮游植物，并计算浮游植物污染生物指数，通过去除或保留稀有种或常见种建立“新”群落的方法来分析二者对水环境评 价的影响。结果表明：1)在雅鲁藏布江中上游流域共检测出浮游植物污染指示种61种(含变种)，属于4门6纲13目21科
29属，其中稀有种共39种(属)，常见种共8种(属)；2)通过计算得出雅鲁藏布江中上游流域污染生物指数的平均值为 1.469，表明雅鲁藏布江中上游流域水质为寡污型;3)通过去除或保留浮游植物污染指示种中的稀有种或常见种并利用污染 生物指数进行计算可知，污染指示稀有种对水质影响较小，去除或保留后整体水质均属于寡污型，污染指示常见种对水质影
响较大，去除常见种后整体属于寡污-0-中污型水体，保留常见种后整体上属于寡污型水体。由此可见，雅鲁藏布江中上游流
域水环境整体为寡污型。研究结果可为雅鲁藏布江中上游流域水质评价提供科学参考依据。关键词：雅鲁藏布江中上游；浮游植物；污染生物指数；污染指示种；水质评价中图分类号：X824
文献标识码:A 文章编号：2096-6830(2021)03-0026-07
Phytoplankton pollution indicator species and water quality asssment in the Middle and Upper Reaches of the Yarlung
Tsangpo. SUO Yu-ze , LIU Yang , LIU Yu-kang , WANG Chen , BA Sang * (Laboratory of Wetland and Catchments Ecology in Tibetan
Plateau ,Faculty of Natural Sciences , Tibet University , Lhasa 850000, China ). Environmental
Ecology , 2021,3(3) ,26 - 32.
Abstract : In order to understand the Phytoplankton pollution indicator species and water quality of the Middle and Upper Reaches of the
Yarlung Tsangpo ，33 sampling points were t up in the Middle and Upper Reaches of the Yarlung Tsangpo. A total of 33 litres of
phytoplankton samples were collected at each sampling site in July 2019 using 25# standard plankton net.The methods of microscopic obrvation in vivo and fixed-staining were applied for identification of phytoplankton species and the saprobic index was calculated in
the laboratory.The effects of rare species or common species on water environmental asssment were analyzed by removing or retaining rare species or common species establishing “new ” community.The results showed that ：1)61 species ( species and variety species ) of
phytoplankton pollution indicator species were detected in the Middle and Upper Reaches of the Yarlung Tsangpo ，belonging to 4 phyla ， 6 class ，13 orders ，21 families and 29 genera.There are 39 rare species ( genera) and 8 common species ( genera) ； 2) the average
value of saprobic index in the Middle and Upper Reaches of the Yarlung Tsangpo is 1. 469, which indicates that the water quality in the Middle and Upper Reaches of the Yarlung Tsangpo is Os ；3) the rare species and common species in phytoplankton pollution indicator
species are removed or retained and the saprobic index is ud to calculate ，which shows that the rare species in phytoplankton pollution
indicator species have less impact on water quality ， the water quality was Os ， while the common species in phytoplankton pollution indicator species have great influence on water quality.After the removal of common species,the water quality was between Os and0m, while after the retained of common species ，the water quality was Os.It can be en that the water environment in the Middle and Upper
Reaches of the Yarlung Tsangpo is Os.The results can provide scientific reference for water quality asssment of the Middle and Upper Reaches of the Yarlung Tsangpo.
Key words : The Middle and Upper Reaches of the Yarlung Tsangpo ； phytoplankton ； saprobic index ； pollution indicator species ； water
quality evaluation
浮游植物是河流、湖泊等水生生态系统的初级 生产者，在水生态系统的能量流动、物质循环和信息
传递中扮演着极其重要的角色茁。不同种类的浮
游植物对水体的敏感程度不同， 其群落结构特征及
其多样性指标能够直接或间接反映河流的水质状
况[2-5]-浮游植物对环境胁迫非常敏感，对特定生境
收稿日期：2021-02-03
基金项目：国家大学生创新创业训练计划项目(202010694006)；
东北酸菜国家自然科学基金(21667027)资助。
作者简介：索雨泽(2000-)，女，河北邯郸人，本科生，主要研究
方向为青藏高原湿地与流域生态学-通讯作者：巴桑，E-mail : hbasang2003@ 。
2021 年索雨泽等：雅鲁藏布江中上游浮游植物污染指示种及水质评价
・27・
耐受程度高，能为特定生境提供相关的物理或化学
信息，可作为污染指示生物［6,7］。因而，关于浮游植 物的污染指示种及其与水质评价的研究具有重要
意义。
近年来，国内外学者对浮游植物的研究如火如 荼取⑴。我国对于河流浮游植物研究及水质评价主
要集中在长江流域［12，13］、淮河流域［14，15］和东北地
区［16，17］，而关于青藏高原雅鲁藏布江中上游流域
的浮游植物污染指示种及水质评价的研究较为少
见［18-21］。与此同时，稀有种和常见种对物种多样
性空间格局影响的研究也越来越多［22-24］，而关于 浮游植物稀有种和常见种对水质评价的研究鲜有
报道。
雅鲁藏布江是中国最长的高原河流，也是世界
上海拔最高的大河之一，位于中国西藏自治区境内。 雅鲁藏布江起源于中国西藏喜马拉雅山脉北麓的杰
马央宗冰川，分上、中、下游三部分［25,26］，由西向东
横贯西藏南部，在维持区域生态平衡、调节气候、保 持生物多样性和提高居民生产、生活等方面都起着
重要作用［27］。本研究采用浮游植物污染指示种对
雅鲁藏布江中上游水质状况进行评价，通过去除或
保留稀有种或常见种建立“新”群落的方法来分析 二者对水环境评价的影响，为该流域污染指示种及
水质污染程度的演变积累基础数据。
1材料与方法
1.1研究区概况
雅鲁藏布江流域是中国最长的高原河流，位于
西藏自治区境内，流域内平均海拔在4 000 m 以 上［27-30］，是世界上海拔最高的大河之一。雅鲁藏布
江流域地处 82。00'〜97°07'E 、28°00'〜31°16'N，其
面积约为24. 2x104 km 2，东西最长约1 500 km，南北
最宽约290 km，平均宽度约166 km ［28］。雅鲁藏布
江上游地区的谷地年降水量不足300 mm，属于高原
寒温带气候；中游地区年降水量多在300-600 mm, 属于高原温带气候。流域年降水量的60%-90%主
要集中在6—9月［28］。在季风期（6—9月），由于受
南亚的印度季风影响，雅鲁藏布江流域降水相对集
中；在非季风期（10月至次年5月），由于受到西风 带影响，雅鲁藏布江流域气候干燥寒冷［29,30］。源头 所在地区的年平均气温为0〜3兀，中游地区的年平
均气温为5〜9兀［31］。由于流域内海拔差异较大,
因此流域内的气候具有明显的垂直变化，流域内的 海拔随地理位置的不同而有所变化［27］。1.2样品的采集与处理
雅鲁藏布江中上游流域共设置33个采样点 （图1），于2019年7月在各采样点采集浮游植物样
品。用浮游生物网（25#，孔径64⑷）在每个采样点
Y13 Y12
84°0'0"E 87°0'0"E 90°0'0"E
87°0'0"E
N O O O O E
N
=00
so z
南木林县
图1雅鲁藏布江中上游流域采样点分布示意图
Fig ・1 Sampling sites in the Middle and Upper Reaches of the Yarlung Tsangpo
样点-国界线
84°0'0"E
90°0'0"E
昂仁县
-28-环境生态学第3期
采集水样各1L，用波恩氏固定液进行固定，带回实验室进行处理。将固定液静置24h后浓缩至100mL，静置48h后浓缩至30mL保存。
将固定液充分摇匀后吸取0.1mL浓缩液于0.1mL的浮游植物计数框内［32］，在OLYMPUS CX23显微镜下，观察浮游植物形态特征，并参照文献［33-36］描述鉴定种类。
1.3水质污染评价标准
污染指示种和污染指示等级参照文献［37-40］确定。
应用潘特莱-巴克（Pantle-Buck）方法计算污染生物指数（S/）［37］，评价水质状况，公式如下：
SI=（Y S x h）/Y h
式中，S为浮游植物种类分值;h为出现频率。按照污染指示级别，将浮游植物种类分为寡污型、0-中污型、a-中污型和多污型，分别赋值1〜4分；指示多污染级别的物种按其平均值计算；出现频率h按W20%、20%~40%、40%~60%、60%~80%和>80%划分为5级，分别赋值1〜5分。当SI为1.0〜1.5时，为寡污型水体；当SI为1.5〜2.5时，为0-中污型水体；当SI为2.5〜3.5时，为a-中污型水体；当SI为3.5~4.0时，为多污型水体。
1.4稀有种和常见种对水质评价的影响
为了研究稀有种和常见种对水质评价的影响，本研究采用频度来定义浮游植物的稀有性和常见性，此
方法按照频度由低到高或者由高到底的序列对浮游植物依次排序，通过去除或保留稀有种或常见种，形成一个“新”群落，然后比较“新”群落污染生物指数与原群落污染生物指数间的变化，以此来间接度量稀有种或常见种对水质评价的影响［22,23］o 本研究将出现频度为1〜2的污染指示种定为稀有种，将出现频度为9~33的污染指示种定为常见种。
利用ArcGIS10.5对研究区域进行地理制图；通过Excel2016软件计算污染生物指数（SI）；利用Origin2019软件进行数据分析与制图。
2结果与分析
2.1浮游植物种类组成
本次调查共鉴定出浮游植物污染指示种61种（含变种），属于4门6纲13目21科29属。在鉴定出的浮游植物污染指示种当中，硅藻门和绿藻门在种类上较多，分别占浮游植物种类数的68.85%和26.23%；蓝藻门次之，占浮游植物种类数的3.28%；金藻门占浮游植物种类数最少，为1.64%（表1）。其中仅能指示寡污的浮游植物有16种（属），占污染指示种总数的26.23%；仅能指示0-中污的浮游植物有16种（属），占污染指示种总数的26.23%；能指示寡污和0-中污的浮游植物有14种（属），占污染指示种总数的22.95%；能指示寡污、0-中污和a-中污的浮游植物有13种（属），占污染指示种总数的21.31%；能指示0-中污、a-中污和多污的浮游植物有1种（属），占污染指示种总数
的1.64%；能指示0-中污和a-中污的浮游植物有1种（属），占污染指示种总数的1.64%（表2）。常见种有8种（属），占污染指示种总数的13.11%；稀有种有39种（属），占污染指示种总数的63.93%（图2）。
表1雅鲁藏布江中上游流域浮游植物种类组成
Table1Species of phytoplankton in the Middle and
Upper Reaches of the Yarlung Tsangpo
门属数种数种数百分比/%
硅藻门Bacillariophyta174268.85
绿藻门Chlorophyta91626.23
蓝藻门Cyanophyta22 3.28
金藻门Chrysophyta11 1.64
合计2961100.00
表2雅鲁藏布江中上游流域浮游植物污染指示种Table2Pollution-indicating species of phytoplankton in the Middle and Upper Reaches of the Yarlung Tsangpo
污染指示等级
污染指示种---------------------------
寡污0-中污a-中污多污弯月形舟形藻Navicula menisculus**
草鞋形波缘藻Cymatopleura solea***
粗糙菱形藻N让zschia paleacea*
端毛双菱藻Surirella capronii*
咼山菱形藻Nitzschia alpina*
谷皮菱形藻Nitzschia palea***
湖泊假鱼腥藻*
Pudanabaena Umnetica
颗粒直链藻Melosira granulata*
镰形纤维藻Ankisirodesmus falcaius***
偏肿桥弯藻Cymbella ventricosa***
普通肋缝藻Frustulia vulgaris***
曲膝菱形藻Nitzschia flexa*
锐新月藻Closterium acerosum***
四尾栅藻Scenedesmus quadricauda***
透镜壳衣藻Phacotus lenticularis*
微小异极藻Gomphonema parvulum***
维拉盖鱼腥藻Anabaena viguieri*
西藏扁圆卵形藻*
Cocconeis placeniula var.tibeticum
2021年索雨泽等：雅鲁藏布江中上游浮游植物污染指示种及水质评价・29・
续表
污染指示种
污染指示等级
寡污0冲污a-中污多污
细齿菱形藻Nitzschia denticula*
纤细菱形藻Nitzschia gracilis*
亚针尖菱形藻Nitzschia subacicularis*
隐生菱形藻Nitzschia inconspicua*
隐头舟形藻Navicula cryptocephala***
针状菱形藻Nitzschia acicularis***
直菱形藻Nitzschia recta*
中型菱形藻Nitzschia intermedia*
扁圆卵形藻Cocconeis placentula***波形鼓藻波形变种小变型** Cosmarium cymatopleurum var.
cymatopleurum f.minus
短棘盘星藻Pediastrum boryanum**
钝脆杆藻Fragilaria capucina**
二角盘星藻Pediastrum duplex**
尖针杆藻Synedra acus***近缘桥弯藻Cymbella affinis**
柯氏并联藻Quadrigula chodatii**
普通等片藻Diatoma vulgare**
自我
泉生菱形藻Nitzschia fonticola**
细鼓藻Cosmarium tenue**
整齐盘星藻Pediastrum integrum**
直角鼓藻Cosmarium rectangulare**
直立小桩藻Characium strictum**
肘状针杆藻Synedra ulna var.ulna***北方羽纹藻Pinnularia borealis*
粗糙桥弯藻Cymbella aspera*
冬季等片藻Diatoma hiemale*
分歧小环藻Cyclotella distinguenda*
分歧锥囊藻Dinobryon divergens*
弧形短缝藻Eunotia arcus*
机灵异极藻Gomphonema clevei*
尖布纹藻Gyrosigma acuminatum*
近弯曲短缝藻*
Eunotia subarcuatoides
克洛脆杆藻Fragilaria cortonensis**
强壮短缝藻Eunotia valida*
双月短缝藻Eunotia bilunaris*
水绵藻属Spirogyra sp.**
弯棒杆藻Rhopalodia gibba*
纤细新月藻Closterium gracile*
线形曲壳藻Achnanthes linearis*
小短缝藻Eunotia minor*
红肉
新月藻属Closterium sp.*
缢缩异极藻Gomphonema constrictum***锥形新月藻Closterium subulatum*
图2污染指示种各频度物种数及其占比情况
风与月Fig・2Number and proportion of pollution indicator
species in different frequency
2.2浮游植物污染生物指数
根据潘特莱-巴克(Pantle-Buck)方法计算污染生物指数(SI)得出，雅鲁藏布江中上游流域的污染生物指数波动范围为1.325〜1.639，污染生物指数的平均值为1.469(图3)。根据评价标准判断得出，雅鲁藏布江中上游流域水环境整体为寡污型。
岩白菜彖
迦
畀
不找了轴
琮
凹
样点编号
图3雅鲁藏布江中上游流域各样点污染生物指数
Fig・3Saprobic index of phytoplankton on sampling sites
in the Middle and Upper Reaches of the Yarlung Tsangpo
2・3稀有种与常见种对水质评价的影响
2.3.1稀有种对水质评价的影响
通过去除稀有种以非稀有种作为一个新群落并利用污染生物指数(S/)对雅鲁藏布江中上游的水质再做
评价得出，雅鲁藏布江中上游流域污染生物指数波动范围为1.263〜1.568，污染生物指数的平均值为1.458，整体上属于寡污型水体(图4)。
通过保留稀有种以稀有种作为一个新群落并利用污染生物指数(S/)对雅鲁藏布江中上游的水质再做评价得出，雅鲁藏布江中上游流域污染生物指数波动范围为1.250-1.679，污染生物指数的平均值为1.440，整体上属于寡污型水体(图4)
。国防的重要性
・30・环境生态学第3期1.70
1.65 1.60 1.55.苏武传原文
1.50i 1.45 1.40*去除稀有种的S/■保留稀有种的S/ ~^SI
1.35-J V
1.30-
1.25-II
190—————I―—―I———_—_—_1_1_______1_1_1_1_1_1_1_1—ICE寸S9L86OIZE寸S9L86OIZE寸S9O86OieE
AAAAAAAAR iiiiiiiiiizzzzzzzzzzeeee
样点编号
图4各样点去除稀有种、保留稀有种与原SI值的比较Fig・4Comparison of SI values of rare species removed, rare species retained and original in various sampling sites 2.3.2常见种对水质评价的影响
通过去除常见种以非常见种作为一个新群落并利用污染生物指数（SI）对雅鲁藏布江中上游的水质再做评价得出，雅鲁藏布江中上游流域污染生物指数波动范围为1.000-2.000，污染生物指数的平均值为1.678，属于寡污-0-中污型水体（图5）。
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图5各样点去除常见种、保留常见种与原SI值的比较Fig・5Comparison of SI values of common species removed, common species retained and original in various sampling sites 通过保留常见种以常见种作为一个新群落并利用污染生物指数（SI）对雅鲁藏布江中上游的水质再做评价得出，雅鲁藏布江中上游流域污染生物指数波动范围为1.250-1.528，污染生物指数的平均值为1.412，属于寡污型水体（图5）。
3讨论
（1）浮游植物对外界环境变化具有敏感的反应，因此可作为污染指示生物［41］。本研究共检测出雅鲁藏布江中上游流域浮游植物污染指示种61种（含变种），分属4门6纲13目21科29属。在种类上，硅藻门和绿藻门占比较大，分别占为68.85%和26.23%，这与姚绪姣［42］对三峡水库香溪河库湾的研究结果基本一致；蓝藻门次之，占浮游植物种类数的3.28%；金藻门占浮游植物种类数最少，为1.64%。其中仅能指示寡污和能指示0-中污的浮游植物各有16种（属），均占污染指示种总数的26.23%；仅能指示寡污和0-中污的浮游植物有14种（属），占污染指示种总数的22.95%；能指示寡污、0-中污和a-中污的浮游植物有13种（属），占污染指示种总数的21.31%；能指示0-中污、a-中污的 浮游植物与能指示0-中污、a-中污和多污的浮游植物各有1种（属），均占污染指示种总数的1.64%。常见种有8种（属），占污染指示种总数的13.11%；稀有种有39种（属），占污染指示种总数的63.93%。可能是因为各样点所处生境不同，所以本研究鉴定的浮游植物污染指示种在空间分布上具有一定差异，这与巴桑等［2］对拉萨河下游的研究结果基本一致。
一些研究指出，硅藻门在高原河流中占有一定的优势，其原因主要是大多数硅藻属于狭冷性物种，其生境主要为较寒冷和贫营养的水环境。同时，位于高寒缺氧地带的青藏高原地区，其河流的年平均气温为代，浮游植物在常年较低温水环境下生存，已形成了可在较低温水环境中生存的适应性机制，这一结果与巴桑等［2］对拉萨河下游、刘海平等［43］对西藏尼洋河和杨欣兰等［44］对拉萨河城区段的研究结果基本一致。本次研究充分体现了雅鲁藏布江中上游浮游植物生态学特征符合低温水体的生物学组成特点。
（2）污染生物指数（SI）是应用最广泛的水质评价指标，主要依据污染指示种的污染生物指数及其分布的相对多度来计算、评价水质［37］。根据经验值，当SI为1.0-1.5时，为寡污型水体；当SI为1.5-2.5时，为0-中污型水体；当SI为2.5-3.5时，为a-中污型水体；当SI为3.5-4.0时，为多污型水体。根据污染生物指数计算得出，雅鲁藏布江中上游流域污染生物指数的波动范围为1.325-1.639，污染生物指数的平均值为1.469，表明整个雅鲁藏布江中上游流域水体为寡污型。由于部分样点的生境距离公路、乡村、农田较近，或者是采样时正在下雨等自然条件的原因，可能受到人为因素或环境因素的影响较大，采样时会遇到水体浑浊等现象，导致出现个别样点SI值略高的情况。
（3）通过去除或保留稀有种或常见种，形成一个新群落，然后比较新群落污染生物指数与原群落污染生物指数间的变化，能够间接度量稀有种或常
