于橋水庫浮游植物群落時空動態及影響因素分析

高鍇，李澤利，趙興華，張曉緒，梅鵬蔚，張震

（1.天津市生態環境監測中心，天津 300191；2.天津天濱瑞成環境技術工程有限公司，天津 300191；3.天津天濱同盛環境科技有限公司，天津 300191）

大型淺水湖泊具有獨特的生態系統特征，在保持自然生態平衡、調蓄和凈化水資源等方面具有重要作用[1]。近年來受氣候變化和人類活動的干擾，我國越來越多的湖泊面臨著水量減少、水質惡化、生物多樣性脆弱和生態服務功能衰退的困境[2]。浮游植物作為水生態系統中主要的初級生產者之一，是食物鏈的基礎環節，對水生生態系統中的能量流動、物質循環及信息傳遞起著決定性作用[3]。同時，浮游植物的種類組成、數量分布及群落特征等直接或間接地受水環境因子影響，能夠客觀反映水環境的變化規律，具有指示作用，在水環境監測及水生態系統健康狀況評價中具有極為重要的應用意義[4-5]。

我國學者近年來對湖庫浮游植物與環境因子的相互關系已展開一定量的相關研究，由于自然條件、地理位置及氣候的不同，各學者的研究結果不盡相同。徐明等[6]對大縱湖浮游植物群落結構及環境因子進行綜合評價，發現水溫、透明度及總氮濃度是影響大縱湖浮游植物群落結構的主要水質因子。代培等[7]對五里湖浮游植物進行逐月調查分析，解析了湖泊綜合整治后五里湖沿岸的浮游植物群落變化特征，并且發現藻類密度、生物量和物種數與水體濁度、pH 和水溫具有顯著相關關系。王國濤等[8]對浙南大羅山天河水庫浮游植物群落結構的季節變化及水質狀況進行調查，冗余分析（RDA）顯示，水庫的水溫、總氮濃度、化學需氧量和pH 值是浮游植物群落結構的主要影響因子。

于橋水庫是天津市重要水利工程，屬于淺水型水庫，以防洪和城市供水為主，是兼顧發電、灌溉等多重任務的大（Ⅰ）型水庫。作為天津市引灤工程中最為重要的調蓄水庫，于橋水庫是天津市民生活飲用水及工農業用水的主要來源，也是目前天津最為重要的飲用水水源地。我國目前對于飲用水環境質量的監測主要通過水體理化性狀和微生物指標來反映，較少考慮水源環境生態系統健康問題[9]。近十余年來已有學者對于橋水庫浮游植物群落開展了相關研究，值得注意的是，2017 年底水庫上游重要飲用水水源地潘大水庫網箱養魚清理工作完成，而2017 年以后對于于橋水庫水源環境生態系統的相關研究較少。鑒于此，本研究對天津市于橋水庫2020 年浮游植物種類、豐度、群落特征及水質因子展開監測及分析，進一步探討研究浮游植物與環境因子之間的相關性，對于橋水庫水環境狀況進行評價，揭示庫區污染物的時空分布特征和變化規律。

1 研究區域與方法

1.1 采樣位置與時間

于橋水庫位于天津市薊州區城東州河出山口處，屬山谷與平原過渡型盆地淺水型水庫，入庫河流包括沙河、淋河及黎河三條自然河流，總庫容15.6 億m3，正常蓄水水位水面面積86.8 km2，最大水深12 m，平均水深4.74 m，總面積135 km2。于橋水庫屬于溫帶大陸性季風性半濕潤氣候，全年氣溫1月最低，7月最高，流域降水豐沛，降水的季節分配差異較大，主要集中在汛期6—9月。

本研究于2020 年5—12 月期間每月開展浮游植物和水質樣品的采集，根據于橋水庫的地理特點，共設置5個采樣點位（圖1）。其中三岔口點位為于橋水庫三條主要入庫河流交匯處，壩下點位為水庫出口。

圖1 于橋水庫采樣點分布示意圖Figure 1 Distribution of sampling sites in Yuqiao Reservoir

1.2 樣品采集與分析

1.2.1 浮游植物調查及分析方法

浮游植物采用定量和定性兩種采集方法，具體操作參照《湖庫水生態環境質量監測與評價技術指南（征求意見稿）》。定量樣品根據水深設置采樣層次，用1 L 規格的有機玻璃采水器分別在水體表層、中層及底層各采集水樣1 L，混合均勻后再從混合樣中取1 L，立即加入15 mL 魯哥氏液固定并貼好標簽，靜置沉淀24 h。靜置后樣品使用虹吸管緩慢吸去上清液，留下含沉淀物的水樣轉移至30 mL 定量樣品瓶，使用少量的吸出上清液沖洗沉淀器2～3次，一并放入樣品瓶中。定性樣品用25 號浮游生物網在表層緩慢拖拽采集后立即用魯哥氏液固定，帶回實驗室后補加4%福爾馬林固定液，靜置沉淀24 h。

定性分析標本的鑒定采用視野計數法，取0.1 mL樣品注入0.1 mL 浮游植物計數框，在生物顯微10×40倍鏡下進行物種鑒定計數。浮游植物優勢種類鑒定到種，其他種類至少鑒定到屬，主要參考《中國淡水藻類——系統、分類及生態》[10]進行鑒定。

1.2.2 水質樣品

水質因子的取樣測定與浮游植物樣品的采集同步進行。監測因子為透明度、高錳酸鹽指數及總氮、總磷和葉綠素a 濃度。水質樣品的采集和分析參考《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）。

1.3 數據處理與統計分析

1.3.1 浮游植物豐度與生物量分析

1 L水樣中浮游植物豐度計算公式如下：

式中：N為1 L 水樣中浮游植物的豐度，cells·L-1；Cs為計算框面積，mm2；Fs為視野面積，mm2；Fn為每片計數過的視野數；V為1 L 水樣經濃縮后的體積，mL；V0為計數框容積，mL；Pn為計數的浮游植物個數。

浮游植物生物量測定參照藻類濕質量表計算其生物量。

1.3.2 浮游植物群落特征指數

利用浮游植物群落的優勢度指數（Y，Y＞0.02即確定為優勢種）[11]、多樣性指數（H′）[12]、藻類豐富度指數（d）[13]和均勻度指數（J）[14]對于橋水庫水體的浮游植物生態學特征進行分析評價，評價標準見表1，公式如下：

表1 浮游植物群落特征指數評價標準[8]Table 1 Community characteristic index and evaluation criteria[8]

Shannon-Weaver 多樣性指數：

式中：ni為第i種的總個體數；fi為第i種在各樣品中出現的頻率；N為樣品中所有點位的個體總數；S為樣品中的種類總數；Hmax為log2S，表示多樣性指數最大值。

1.3.3 綜合營養狀態指數

水體營養狀態評價參照《地表水環境質量評價辦法（試行）》進行，即采用綜合營養狀態指數法。采用透明度、高錳酸鹽指數、總氮、總磷及葉綠素a 作為水體綜合營養狀態評價指標，綜合營養狀態指數（TLI）計算公式如下：

式中：Wj為第j種參數營養狀態指數的相關權重，其中透明度、高錳酸鹽指數、總氮、總磷和葉綠素a 的權重值分別為0.183 4、0.183 4、0.179 0、0.187 9和0.266 3；TLIj為第j種參數的營養狀態指數；m為評價參數的數量。

綜合營養狀態指數評價標準：TLI＜30 為貧營養；30≤TLI＜50 為中營養；50≤TLI＜60 為輕度富營養；60≤TLI＜70為中度富營養；TLI≥70為重度富營養。

1.4 數據處理

采用ArcGIS 10.1 軟件作為空間分析工具，對于橋水庫各采樣點浮游植物群落結構特征進行空間格局分析，使用IBM SPSS Statistics 22.0 軟件進行Pearson 相關性分析，顯著性小于0.05 為顯著相關，小于0.01為極顯著相關，制圖在Origin 8.5軟件中完成。

2 結果與分析

2.1 浮游植物種類組成

浮游植物定性樣品中，共鑒定出浮游植物7門86屬194 種（含變種），包括藍藻門、硅藻門、甲藻門、金藻門、裸藻門、隱藻門和綠藻門。于橋水庫浮游植物種類組成以綠藻門、藍藻門及硅藻門為主，占總計種類數75%以上。其中綠藻門31 屬83 種，占總種類數的42.78%；藍藻門其次，21 屬46 種，占總種類數的23.71%；硅藻門18 屬32 種，占總種類數的16.49%；裸藻門4 屬14 種，占總種類數的7.22%；金藻門6 屬11種，占總種類數的5.67%；甲藻門4 屬5 種，占總種類數的2.58%；隱藻門2 屬3 種，占總種類數的1.55%。于橋水庫浮游植物種類組成具有明顯的時空變化特征（圖2）。種類數最大值出現在7 月，為129 種，最小值出現在12 月，為52 種。在全年8 次調查中，綠藻門種類數始終處于首位，其次為藍藻門及硅藻門，7—10月藍藻門種類數大于硅藻門。

圖2 于橋水庫浮游植物種類分布Figure 2 Distribution of phytoplankton species in the Yuqiao Resevoir

2.2 優勢種

根據浮游植物優勢度的計算結果（表2），優勢種共有17 種，其中藍藻門14 種，種類最多，其次為硅藻門2 種，隱藻門1 種，最大優勢度種類為出現在5 月的偽魚腥藻屬（0.757）。5—12 月優勢度最高的藻種均為藍藻門，在這些優勢種中，Pseudanabaenasp.是5—7 月優勢度最高的藻種，柔細束絲藻（Aphanizomenon gracile）是8 月優勢度最高的藻種，Phormidiumsp.是9—12 月優勢度最高的藻種。藍藻門的Pseudanabaenasp.、不定微囊藻（Microcystis incerta）、銅綠微囊藻（Microcystis aeruginosa）、細小平裂藻（Merismopedia minima）及細小隱球藻（Aphanocapsa elachista）主要在5—8 月出現，藍藻門的柔細束絲藻（Aphanizomenon gracile）、Oscillatoriasp.、Raphidiopsisssp.、Phormidiumsp.及固氮魚腥藻（Anabaena azotica）從8 月開始成為優勢藻，硅藻門的尖針桿藻（Synedra acus）、顆粒直鏈藻（Melosira granulata）及隱藻門的尖尾藍隱藻（Chroomonas acuta）則在11—12月為優勢種。此外，有些藻類優勢度值雖然不高，但出現頻率較高，如藍藻門的依沙束絲藻（Aphanizomenon issatschenkoi）、Oscillatoriasp.及硅藻門的尖針桿藻（Synedra acus）。

表2 于橋水庫各月份優勢種及其優勢度Table 2 Dominant species and dominance degree of phytoplankton in different months of Yuqiao Reservior

2.3 豐度與生物量

2.3.1 季節變化

由表3 可知，調查期間，浮游植物細胞豐度在6.21×107～2.56×108cells·L-1之間，平均為1.35×108cells·L-1。最高值出現在9 月，最低值出現在12月。生物量在19.75～162.65 mg·L-1之間，平均為67.73 mg·L-1，最高值出現在9 月，最低值出現在5 月。豐度與生物量變化趨勢相同。

表3 于橋水庫各月份浮游植物豐度及生物量Table 3 Abundance and biomass of phytoplankton in different months of Yuqiao Reservior

由圖3 可知，藍藻門在調查期間各月均處于最高占比，全年最高值出現在9月，占比為95.17%，最低值出現在6 月，占比為78.75%。綠藻門占比在5—10 月均處于第二，6 月綠藻門豐度占比為11.62%，為全年最高值；9月占比為2.13%，為全年最低值。硅藻門11—12月占比居第二，除5月以外其余月份硅藻門占比均高于隱藻門。甲藻門、金藻門及裸藻門在調查期間占比均較小，除金藻門在12 月占比高于1%以外，其余月份占比均小于1%，三個藻門合計占比在0.10%～1.48%之間。綜合來看，藍藻門、綠藻門、硅藻門及隱藻門為調查期內主要藻類，占比高達98.52%～99.94%。

圖3 于橋水庫5—12月浮游植物各門豐度Figure 3 Phytoplankton abundance of different genus in Yuqiao Reservior from May to December

2.3.2 空間變化

本次調查按于橋水庫區域特征共設置5 個點位，各采樣點的浮游植物總豐度變化在調查期內具有相似性，5—12 月均呈現先上升后下降的趨勢，各采樣點間浮游植物豐度存在空間差異。庫中心浮游植物豐度在調查期內處于較高水平，全年平均豐度為1.87×108cells·L-1，三岔口處于較低水平，全年平均豐度為7.87×107cells·L-1（表3）。

針對5 個點位各月份浮游植物豐度占比進行分析（圖4），藍藻門在全年各月份各點位均占據優勢，8—9 月最為明顯，各點位藍藻門占比均在90%以上；藍藻門占比較大點位為東馬坊，占比較小點位為三岔口。綠藻門5—10 月豐度占比較高點位為三岔口和庫中心，11—12 月為壩下豐度占比較高。隱藻門5—6 月占比最高點位為庫中心及九百戶，7—12 月三岔口最明顯，東馬坊隱藻門在各月占比均較小，最大值為5 月4.73%，最小值為8 月0.04%。硅藻門5—7 月占比較高點位為壩下，8—12 月為三岔口及九百戶。金藻門5 月未出現，6—7 月主要出現在三岔口，其他點位占比均小于1%，8—9 月三岔口及東馬坊均未出現，8—12 月主要出現在九百戶及庫中心。甲藻門5—9 月在三岔口占比較高，10—12 月壩下較高。裸藻門主要于6—10月在三岔口及九百戶出現。

圖4 于橋水庫5—12月各采樣點浮游植物群落結構組成Figure 4 Phytoplankton relative abundance from May to December at each sampling point in Yuqiao Reservoir

調查期內藍藻門、綠藻門、隱藻門及硅藻門在庫區5 個調查點位內均有出現，其空間分布大致呈以下規律：藍藻門呈現庫區北部較高、入庫口處較低的趨勢；綠藻門冬季水庫出口相對豐度較高，其余季節主要分布在庫中心及入庫口處；隱藻門相對豐度較高范圍集中在庫區的中部和東南部，北部始終最低；硅藻門春季及初夏主要集中在水庫出口，盛夏至冬季相對豐度較高區域轉變為水庫東南部。金藻門、甲藻門及裸藻門作為出現頻率較低的藻門類，其分布規律具有一定的指示作用。金藻門對水溫變化敏感，喜透明度高、有機質含量低的水體，主要出現在庫區的中部及東南部，春季及初夏相對豐度較高位置為入庫口處，隨著氣溫升高直至冬季遷移至水庫中部和南部；甲藻門在氣溫較高時多分布于入庫口，隨著氣溫降低出庫口相對豐度升高；裸藻門在調查期內相對豐度較高區域集中在水庫入庫口及南部。

2.4 浮游植物種類多樣性指數及水質生物學評價

2.4.1 豐富度指數

評價結果（圖5）顯示，豐富度指數（d）年平均值為2.45，月均值變化范圍為1.32～4.13。其中12 月為調查期內最低值，評價結果為α-中污型，三岔口點位數值最小，為0.80，評價結果達到嚴重污染。7月為調查期內最高值，評價結果為清潔，庫中心點位數值最高，為4.58。調查期內，6—7月浮游植物豐度較高，水質評價結果在寡污型以上，8—10 月均為β-中污型，11—12 月及5 月均為α-中污型。從空間上看，三岔口、九百戶、東馬坊、庫中心及壩下各點位調查期內d指數平均值分別為2.60、2.18、2.40、2.80 和2.39，九百戶點位d指數平均值最低，庫中心最高，各點位評價結果均為β-中污型。

圖5 于橋水庫5—12月各采樣點豐富度指數（d）Figure 5 Richness index（d）of phytoplankton of each sampling point in Yuqiao Reservior from May to December

2.4.2 均勻度指數

評價結果（圖6）顯示，均勻度指數（J）年平均值為0.48，月均值變化范圍為0.38～0.60。其中5 月為調查期內最低值，評價結果為中污染，以九百戶點位數值0.14 為最小值，評價結果達到重污染。6 月為調查期內最高值，評價結果為中污染，以九百戶點位數值0.63 為最高值。從空間上看，三岔口、九百戶、東馬坊、庫中心及壩下各點位調查期內J指數平均值分別為0.61、0.46、0.40、0.48 和0.51，東馬坊J指數平均值最低，物種均勻度低，污染程度較高；三岔口J指數平均值最高，物種均勻度較高，污染程度低。

2.4.3 多樣性指數

評價結果（圖7）顯示，多樣性指數（H′）年均值為2.61，月均值變化范圍為1.90～3.68。其中5 月為調查期內最低值，評價結果為中污染，以九百戶點位數值0.63 為最小值，評價結果達到重污染；6—7 月H′指數評價結果均為清潔，6 月為調查期內H′指數最高值，評價結果最好，各點位H′指數評價結果均達到清潔水平；8—12 月H′指數評價結果均為輕污染。從空間上看，三岔口、九百戶、東馬坊、庫中心及壩下各點位調查期內H′指數平均值分別為3.23、2.39、2.19、2.72和2.70，三岔口H′指數平均值最高，生物多樣性較好，水質評價結果較好；東馬坊H′指數平均值最低，生物多樣性較差，水質評價結果相對較差。

圖7 于橋水庫5—12月各采樣點多樣性指數（H′）Figure 7 Shannon-Weaver diversity index（H′）of each sampling point in Yuqiao Reservior from May to December

2.5 綜合營養狀態指數

評價結果（圖8）顯示，調查期內于橋水庫除9月、11 月及12 月營養狀態為中營養外，其余月份均為輕度富營養，8 月最高，達到55.80，12 月最低，TLI指數為49.46，5—12 月綜合TLI指數為52.52，營養狀態為輕度富營養。5—12 月TLI指數較低點位為三岔口及東馬坊，最大值出現在庫中心及九百戶，全年TLI指數均值最?。?1.38）點位為壩下，最大（53.14）點位為九百戶，各點位間TLI指數值無明顯規律。

圖8 于橋水庫5—12月各采樣點綜合營養狀態指數（TLI）Figure 8 TLI of each sampling point in Yuqiao Reservior from May to December

2.6 于橋水庫主要水環境因子時空變化

各月份于橋水庫主要水環境因子情況如表4所示，各月份間水溫及透明度變化差異顯著。葉綠素a和總磷隨季節變化明顯，春夏較高，秋冬較低。高錳酸鹽指數及總氮各月份間差異不顯著。水體pH變化范圍為8.35～9.88，均值為8.78，整體偏堿性。

表4 于橋水庫主要水環境因子（平均值±標準差）Table 4 Environmental factors of water in Yuqiao Reservior（Mean±SD）

2.7 于橋水庫浮游植物群落結構與環境因子的響應關系

Pearson 相關性分析結果（表5）表明，于橋水庫浮游植物種類多樣性指數與主要環境因子存在顯著的相關性。Margalef 豐富度指數與pH 及總氮呈顯著負相關（P＜0.05），與水溫及葉綠素a 呈極顯著正相關（P＜0.01）；Pielou均勻度指數與pH及高錳酸鹽指數呈極顯著負相關（P＜0.01）；Shannon-Weaver多樣性指數與水溫呈極顯著負相關（P＜0.01）。各浮游植物種類多樣性指數之間，Shannon-Weaver 多樣性指數與Margalef 豐富度指數及Pielou 均勻度指數間均存在極顯著正相關（P＜0.01）。

表5 于橋水庫浮游植物群落指標與主要環境因子的相關性Table 5 Correlation between phytoplankton community index and environmental factors in Yuqiao Reservior

3 討論

3.1 于橋水庫浮游植物種類組成及豐度

浮游植物作為一個典型的生態學概念，其不同門類單元組成異質性較高，適宜生長的營養條件也存在不同，成為不同營養水平的指示種，可以根據浮游植物群落組成特征來評定水體營養狀態[15]。硅藻門是水體水質污染較輕的典型指示，而藍-綠藻型是水質營養化程度較高的表征[16]。本次調查顯示，于橋水庫浮游植物種類構成中綠藻門種類數最多，藍藻門豐度在于橋水庫各點位各月均處于最高占比，17 個優勢種中有14 個均為藍藻門。這可能與于橋水庫水體pH 偏堿性有關。有研究表明，水體酸堿度變化會導致浮游植物群落結構發生變化[17-18]。偏堿性水體適于浮游植物的生長，pH＞8的環境下可促進藍藻生長。于橋水庫2020 年年均pH 值為8.78，浮游植物處于弱堿性水體中能夠更好地從大氣中攝取CO2，從而促進浮游植物的光合作用，實現更高的初級轉化[19]。與2012—2017年研究[20-22]比較發現，2020年于橋水庫浮游植物種數及年均豐度均有大幅增長，浮游植物群落組成由綠藻-硅藻型變化為綠藻-藍藻型，優勢種依舊保持以綠藻及藍藻為主。造成水庫中浮游植物變化的主要原因是人類活動及氣候變暖。河流建壩之后水動力條件逐步趨向穩定，平穩的水流速度使得以附著藻類為主的群落結構轉變為以浮游藻類為主，藻類種類數及豐度增加[23]。此外，2012 年至今，于橋水庫年均氣溫呈上升趨勢，Visser等[24]的研究表明，氣溫升高對藻類生長具有促進作用，尤其藍藻具有氣囊，氣溫升高可增加水柱的穩定性、延長熱分層期，有利于藍藻上浮至水面，獲得更充足的陽光進而占據生長優勢。

3.2 于橋水庫浮游植物季節變化

浮游植物群落結構受水體營養鹽、水動力學、浮游動物覓食及水文動態變化直接作用的同時，也受時間與地理空間變化的影響[25]。Sommer 等[26]對大量湖庫浮游植物數據進行研究分析發現，浮游植物隨季節的變化規律通常表現為冬季及春季以隱藻和硅藻為主，藻類種類及密度都相對較低，夏季主要為綠藻門，夏末秋初轉為藍藻門占據優勢。本研究調查發現，于橋水庫浮游植物種類組成具有明顯的時間變化特征。從絕對數量來看，汛期（6—7 月）浮游植物的種類數及門類數大于非汛期，可見汛期與非汛期的浮游植物群落結構存在差異。造成這種差異的原因可能與不同月份的環境差異有關：第一，水溫是影響浮游植物生長繁殖、豐度及結構變化的重要環境因子[27]。研究顯示，在10～30 ℃環境下硅藻均有出現，綠藻則在18～30 ℃下適宜生長[28]，而藍藻能在40 ℃以上的高溫水體中生存，水溫影響浮游植物營養鹽的吸收速率，而不同藻種細胞的構成元素各有不同[29]，各物種浮游植物對所需營養鹽存在競爭關系，藍藻以快速生長的r對策獲得競爭優勢[30]。隨著氣候變化水溫升高，夏季較高的溫度和光照條件有利于藍藻類優勢種的大量生長，非汛期的隱藻門、硅藻門優勢種優勢度降低，汛期浮游植物優勢種轉變為以藍藻門為主，浮游植物豐度也大幅升高，顯著大于非汛期，優勢種相對豐度更高。第二，汛期降雨量增多，水位波動調節了浮游植物的群落結構，汛期與非汛期相比水位波動更為頻繁，可能會抑制某些門類浮游植物的生長[31]。此外，汛期水量增加還會沖刷土壤中的營養鹽，對水庫沉積物中的營養物質造成再懸浮，從而導致水體營養水平升高，進而影響浮游植物群落結構的變化。

于橋水庫作為引灤入津的重要調蓄水庫，承接上游大黑汀水庫來水，經黎河干流順流而下注入于橋水庫。據統計，2020年黎河入庫水量7.5億m3，其中3月為全年引水量最高值，11 月引水量為全年第二次高峰。吳濤等[32]的研究顯示，大黑汀水庫冬季水體氮磷比最高，在153.09～220.98 之間，冬末春初冰雪消融期大黑汀水庫水質較差，夏季氮磷比為全年最低，在82.30～113.81 之間，庫區水體氮磷比最低。Schindler[33]研究發現在低氮磷比條件下藻類大量生長導致藍藻水華的暴發。此外，受風向和水流的影響，藻類向下游聚集，加之大黑汀水庫下游水量較大，氮磷比較高，致使引水口藻類密度較高。大黑汀水庫來水對下游于橋水庫水質及浮游植物變化具有一定影響。

3.3 于橋水庫浮游植物空間變化

于橋水庫的浮游植物群落結構在空間上也存在差異。本研究設置的5 個點位中，三岔口點位為于橋水庫三條主要入庫河流交匯處，東馬坊、九百戶及庫中心屬于庫區中心點位，壩下為水庫出口處。流量及流速等水文條件可顯著影響藻類群落特征的演變[34]。通常情況下，藍藻及綠藻較適合在靜置或弱紊動水體中生長，而硅藻在流動或者紊動環境下增殖優勢明顯[35-36]。本研究中，各采樣點間浮游植物豐度存在空間差異，其空間分布規律可能與上游來水有關。三岔口為水體入庫點位，水體攪動使水體無法長時間保持較高溫度進而抑制了藍藻的繁殖，而靠近水庫北部位置的東馬坊點位的沉積帶營養鹽較高，同時隨著水庫中心水深的增加，熱分層更明顯，給浮游植物的生長繁殖提供了更加適宜的條件。以往研究同樣指出，于橋水庫北岸發生藍藻水華頻次較高[37-38]。

3.4 于橋水庫浮游植物多樣性指數及生物學評價

于橋水庫是重要的飲用水水源地，維持其良好的水質狀況具有重要意義。浮游植物能夠快速響應環境因子的變化，其群落特征也可從側面反映水生態系統的結構特征和功能狀態[32]。本研究選用三種識別浮游植物群落結構及指示水生態系統健康的常用水質生物學指數對于橋水庫進行評價[39]，Margalef 豐富度指數、Pielou 均勻度指數及Shannon-Weaver 多樣性指數評價結果分別為β-中污型、中污染及輕污染。但單一的浮游植物評價方法易受水體類型、計算方法和鑒定種類的影響，不夠全面[40]，故結合綜合營養狀態指數（TLI）進行評價。評價結果顯示，調查期內于橋水庫TLI平均值為52.86，營養狀態為輕度富營養。在時間分布上，各多樣性指數在6—7 月數值較高、污染程度低，水質評價結果較好，12 月及5 月水質評價結果較差；在空間分布上，各采樣點位間東馬坊水質評價結果較差，三岔口水質評價結果較好。TLI值與多樣性指數季節變化趨勢相似，表明水體富營養化狀態越嚴重，物種群落結構穩定性越差，對環境的反饋功能越弱，應對水生態環境變化的緩沖能力也越弱[41]。水庫北部水質評價結果較差可能與庫周村莊污染物匯入溝渠，由徑流過程輸入有關。李澤利等[42]對于橋水庫庫周31 條大小溝渠的調查顯示，水質較差的14條溝渠中有8條位于水庫北岸，其中倉上屯溝總磷超過地表水Ⅲ類標準11.0倍。

3.5 環境因子對于橋水庫浮游植物群落的影響

浮游植物細胞內代謝過程主要為酶促反應，受酶活性影響明顯，而溫度及pH 均對酶活性有決定作用[43]，因此水溫及pH 影響和決定著浮游植物種類組成多樣性及豐度的變化。葉綠素a 是直接體現浮游植物生長狀況的重要指標，已有研究表明水體中浮游植物豐度的變化可以通過葉綠素a 濃度的變化反映，且葉綠素a 濃度與其他環境因子的變化存在聯系[44]。營養鹽是浮游植物生長的必需物質，對浮游植物群落結構具有重要影響。氮鹽作為一種營養元素，對浮游植物的生長具有一定的促進作用，竇勇等[45]的研究提出氮鹽對浮游植物的正常生長繁殖可能存在毒害作用。有研究表明，綠藻及裸甲藻對氮含量高的水體耐受性較高[46]，生長占有優勢。大黑汀水庫來水量較大、氮磷比較高，加之于橋水庫庫周溝渠污染源的匯入，造成于橋水庫水體氮元素占比較高，對浮游植物豐富度造成影響。而高錳酸鹽指數是反映水體中可氧化物質污染的常規指標，與湖庫富營養化存在明顯關聯。由此可見，作為天津地區重要的飲用水水源，于橋水庫水生態環境的治理及管理工作仍需進一步加強。在采取措施控制水體浮游植物生長時應根據季節和地理水文環境等條件進行相應調整。

4 結論

（1）本研究對于橋水庫浮游植物的鑒定結果表明，浮游植物共鑒定出7 門86 屬194 種（含變種），包含藍藻門、硅藻門、甲藻門、金藻門、裸藻門、隱藻門和綠藻門。浮游植物種類組成以綠藻門、藍藻門及硅藻門為主。

（2）于橋水庫浮游植物種類組成具有明顯的時空變化特征。種類數最大值出現在7 月，最小值出現在12月。浮游植物豐度與生物量最高值均在9月，最低值分別在12月和5月。

（3）優勢度值大于0.02 的優勢種共有17 種，藍藻門種類最多，最大優勢度種類為出現在5 月的偽魚腥藻屬（0.757）。不同月份于橋水庫各點位浮游植物群落數量及組成存在一定差異，庫中心豐度最高，三岔口豐度最低，藍藻門在全年各月份各點位均占據優勢，同一月藍藻門占比較大的點位為東馬坊，占比較小的點位為三岔口；金藻門相對豐度較高位置集中在三岔口、九百戶及庫中心范圍，北部東馬坊較低。

（4）水質生物學指數評價結果顯示，于橋水庫整體水質處于輕度富營養狀態，豐富度指數、均勻度指數及多樣性指數評價結果分別為β-中污型、中污染及輕污染。6—7月水質評價結果較好，12月和5月水質評價結果較差。東馬坊水質評價結果較差，三岔口水質評價結果較好。

（5）水溫、pH、總氮濃度、高錳酸鹽指數及葉綠素a 濃度是影響于橋水庫浮游植物群落結構的重要因子。