全 文 ：第 33卷 第 3期 生 态 科 学 33(3): 586−593
2014 年 5 月 Ecological Science May 2014

收稿日期: 2012-07-17; 修订日期: 2013-02-03
作者简介: 钟诗群(1966—), 男, 安徽庐江人, 副教授, 主要研究方向为大水体渔业开发和水环境生态, E-mail: zhongshiqun7532@sina.com

钟诗群, 陈荣坤, 周杰, 等. 大通湖浮游植物群落结构与富营养化动态研究[J]. 生态科学, 2014, 33(3): 586−593.
ZHONG Shiqun, CHEN Rongkun, ZHOU Jie, et al. Study on the phytoplankton community structure and eutrophication dynamic of
Datong Lake[J]. Ecological Science, 2014, 33(3): 586−593.

大通湖浮游植物群落结构与富营养化动态研究
钟诗群 1, 5, *, 陈荣坤 2, 周杰 3, 邢艳 4
1. 常德市红珊瑚生物科技有限公司, 湖南常德 415000
2. 安徽省萧县新庄镇畜牧水产站, 安徽萧县 235200
3. 埇安徽省宿州市 桥区永安镇畜牧兽医水产站, 安徽宿州 234100
4. 埇安徽省宿州市 桥区芦岭镇畜牧兽医水产站, 安徽宿州 234100
5. 安徽生物工程学校, 安徽合肥 230031

【摘要】 2009 年 5 月至 2012 年 4 月对大通湖水体中的总氮、总磷、浮游生物进行了调查和分析。数据显示: 大通湖
水体已中度富营养化。三年内, 总氮富营养化评价指数平均升高了 15, 总磷富营养化评价指数平均升高了 13, 浮游植
物的 Sannon-Weiner 指数平均下降了 0.08, Margalef 指数平均下降了 1.65, Simpson’s 指数平均下降了 0.09, McNaughton
指数平均上升了 0.01, Pielou 指数平均上升了 0.05。一年中, 富营养化最严重的时期是 8、9 月份, 最轻的是 1 月份。
大量施肥和不科学的放养模式是导致大通湖水体富营养化迅速加重、蓝藻比例逐年增大和浮游生物多样性下降的主要
原因, 螺、蚌、蚬过多是导致大通湖水域生产力下降的重要原因之一。

关键词：大通湖; 富营养化; 生物多样性指数
doi:10.3969/j.issn. 1008-8873.2014.03.029 中图分类号：X824 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2014)03-586-08
Study on the phytoplankton community structure and eutrophication
dynamic of Datong Lake
ZHONG Shiqun1,5,*, CHEN Rongkun2, ZHOU Jie3, XING Yan4
1. Hongshanhu Bio-technology Co. Ltd. of Changde, Changde, Hunan 415000, China
2. Animal Husbandry and Fisheries Station of Xinzhuang Town of Xiaoxian Anhui Province, Xiaoxian, Anhui 235200, China
3. Aquatic Animal Husbandry and Veterinary Station of Yongan Town of Yongqiao District of Suzhou Anhui Province, Suzhou, Anhui
234100, China
4. Aquatic Animal Husbandry and Veterinary Station of Luling Town of Yongqiao District of Suzhou Anhui Province, Suzhou, Anhui
234100, China
5. Anhui Biological Engineering School, Hefei 230031, China
Abstract: Total nitrogen, total phosphorus and plankton of Datong Lake were studied from March 2009 to April 2012. The
results showed that Datong Lake was in mesoeutrophic state. Mean evaluation index of available nitrogen and available
phosphorus for eutrophication increased for 15 and 13, respectively. Sannon-Weiner indexes and Margalef indexes of
phytoplankton decreased for 0.08 and 1.65, respectively. Simpson’s indexes, McNaughton indexes and Pielou indexes of
phytoplankton increased for 0.09, 0.01 and 0.05 respectively. The content of nutrients reached the highest in August and
September, the lowest in January. The results indicated that intensive fertilization and unscientific stocking models were the
main reasons for the eutrophication, annual increasing of Cyanobacteria and decreasing of biodiversity indexes and mollusks
was one of the reasons for decreasing of water production in Datong Lake.
Key words: Datong Lake; eutrophication; index of biodiversity
3 期 钟诗群, 等. 大通湖浮游植物群落结构与富营养化动态研究 587
1 前言
大通湖位于洞庭湖腹地, 原为洞庭湖的一部分,
因人工围垦, 现已完全与洞庭湖分开。大通湖原为
草型湖泊, 二十世纪八十年代, 沉水植物覆盖率多
在70%以上[1], 九十年代末期仍有10%左右, 进入二
一世纪后, 只有围拦以外的部分湖岔区域残存着极
少量的水草。大通湖是湖南省最大的渔业生产基地,
现有面积 82.67 km2, 平均水深 2.0 m 左右。因渔业
生产的需要, 大通湖现被拦网分隔成 6 大区域, 每
个区域中又设置 1—2 处围网。由于大量围网的阻隔
和水草的消失, 天然产卵场不复存在。每年除冬季
捕捞放水外, 大通湖与洞庭湖的水体交换基本不存
在。从多年来的捕捞情况来看, 大通湖的野生鱼类
基本消失。从大通湖天泓渔业股份有限公司的财务
统计数据来看, 每年向大通湖投放的各种肥料、饲
料在逐年增加, 2011 年向大通湖施入的碳酸氢铵
16.83×105 kg、尿素 0.35×105 kg、各种复混肥 67.90×
105 kg, 鸡粪 189.04×105 kg。大量施肥使大通湖水体
富营养化程度迅速加重, 底栖软体动物大量增殖,
现已完全转变成了富营养型湖泊。有关大通湖水域
生态系统的演化、水生生物资源、水体富营养化程
度等研究尚未见报导。本次研究旨在为了解大通湖
现有水域生态系统特征及水体富营养化程度等, 为
大通湖的渔业生产提供参考依据。
2 材料与方法
2.1 水样采集
2.1.1 水样采集日期与地点
为了解大通湖水体富营养化程度不同年份变动
情况, 分别于 2009 年、2010 年、2011 年的 5、6、7、
8、9、10 月份, 对水体中的浮游生物种类、组成、
生物量、pH、水温、透明度及氮、磷含量等进行了
检测。为了解大通湖水体富营养化程度周年变动情
况, 从 2011 年 5 月—2012 年 4 月, 对大通湖水体进
行了每月一次的调查分析。大通湖湖盆呈宽三角形,
为了能够较全面了解整个湖泊的水质情况, 共设置
四个采样点: 分别是进水口区、湖湾区、中心区和
出水口区(见图 1)。
2.1.2 采样方法与水样处理
用 1000 mL 的采水器分别采集表层(0.2 m 以下)
水、1.5 m深水层的水各1000 mL, 放入塑料桶中, 充

图 1 大通湖采样点分布图
Fig. 1 The sampling sites in the Datong Lake
分混合后, 装入 250 mL 矿泉水瓶中。每个点取二个水
样: 用于检测浮游生物的水样加入 5 mL 鲁古氏液进
行固定、密封; 用于检测氮、磷指标的水样加入 1 mL
氯仿进行固定后、密封; pH、溶解氧等指标进行现
场测定。
2.2 数据分析与处理
2.2.1 氮、磷等指标分析
用 C200 系列多参数台式离子浓度分析仪分别测
出氨态氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总氮、总磷等。
对总氮和总磷进行富营养化状态分析。计算方法如下:
总磷(TP): TLI(TP)=10(9.436+1.624 lnTP)
总氮(TN): TLI(TN)=10(5.453+1.694 lnTN)
2.2.2 浮游生物统计分析
浮游植物以门为单位进行统计: 浮游植物种类
数、个体总数、各门藻类所占比例等。浮游动物只
检测出原生动物和轮虫, 枝角类和桡足类很少见到,
不进行多样性分析, 只统计总数。浮游植物多样性
指数采用下列公式进行计算:
(1) Margalef 指数(丰度指数): M= 1
ln
S
N
−
(2) Shannon-Weiner 指数 (多样性指数 ): H=
– 2
1
log
s
i i
i
p P
=
∑
(3) Pielou 指数(均匀度指数): E=H/lnS
(4) Simpson’s 指数(优势度指数): D=1– 2
1
( / )
s
i
i
N N
=
∑
(5) McNaughton 指数(优势度指数): DN= 1 2N N
N
+
其中, Ni 为种 i 的个数, N1、N2 为数量优势种排序居
于第一、二位物种的数量, N 为观察到的全部物种个
体数。S 为物种数目, Pi 为属于种 i 的个体在全部个
体中的比例。
2.2.3 数据处理
从各采样点的水质检测数据来看, 大通湖水体
588 生 态 科 学 33 卷
中的浮游生物组成、数量及氮、磷含量等都没有明
显的水平分布特点, 这可能是由于大通湖水体吞吐
不明显, 水体中的氮、磷多来自于人工施肥有关。为
此, 将各点的检测值进行平均, 并进行分析和计算。
3 结果与分析
3.1 氮、磷变动与富营养化状态分析
3.1.1 不同年份氮、磷含量变动情况
因渔业生产的需要, 大通湖每年的主要施肥季
节为 5、6、7、8、9、10 月份, 其它月份很少或不
施肥。为了解人工施肥的效果及其对大通湖水体富
营养化演化进程的影响, 将 2009 年、2010 年和 2011
年的施肥期间, 水体中的氮、磷检测数据进行比较
(见图 2、图 3)。
从图 2、图 3 的数据来看, 2011 年, 大通湖的氮、
磷含量普遍高于2009年和2010年, 大于浮游植物对
氮、磷的最适需求量(淡水浮游硅藻对氮、磷的最适
需求量[2]分别为 1.70 mg⋅L–1和 0.233 mg⋅L–1; 盘星藻对

图 2 不同年份的总氮含量
Fig. 2 Total nitrogen content for different years

图 3 不同年份的总磷含量
Fig. 3 Total phosphorus content for different years

图 4 不同年份的亚硝酸盐氮含量
Fig. 4 Nitrite nitrogen content for different years
氮磷的最适需求量[3]分别为 1.70 mg⋅L–1和 0.19 mg⋅L–1)。
由于人工施肥, 水体中的氮、磷含量很不稳定, 2011
年 9 月, 氮的含量高达 7.404 mg⋅L–1, 超过了氮、磷
对浮游植物生长繁殖的抑制浓度(N: 4.843 mg⋅L–1、P:
3.1844 mg⋅L–1)[4]。过量施肥使大通湖水体毒性增大,
氨氮、硝酸盐氮及亚硝酸盐氮含量逐年攀升(见图 4、
图 5、图 6)。
3.1.2 不同年份的氮、磷富营养化状态分析
从 2009 年、2010 年和 2011 年的氮、磷富营养
化评价指数来看(见图 7、图 8、图 9), 两者并没有明
显差异。因此, 大通湖水体富营养化是由氮、磷共
同影响的结果, 氮和磷对水体富营养化程度的贡献
并不存在主次之分。
从图 10、图 11 来看, 2011 年的氮、磷富营养化
评价指数明显高于 2009 年和 2010 年。氮富营养化

图 5 不同年份的氨氮含量
Fig. 5 Ammonia nitrogen content for different years

图 6 不同年份的硝酸氮含量
Fig. 6 Nitrate nitrogen content for different years

图 7 2009 年氮、磷富营养化评价指数
Fig. 7 Evaluation indexes of nitrogen and phosphorus for
eutrophication in 2009
3 期 钟诗群, 等. 大通湖浮游植物群落结构与富营养化动态研究 589

图 8 2010 年氮、磷富营养化评价指数
Fig. 8 Evaluation indexes of nitrogen and phosphorus for
eutrophication in 2010

图 9 2011 年氮、磷富营养化评价指数
Fig. 9 Evaluation indexes of nitrogen and phosphorus for
eutrophication in 2011

图 10 不同年份总氮富营养化评价指数
Fig. 10 Evaluation indexes of total nitrogen for
eutrophication for different years

图 11 不同年份总磷富营养化评价指数
Fig. 11 Evaluation indexes of total phosphorus for
eutrophication for different years
评价指数从 35(2009 年 5 月)上升到 88(2011 年 9 月);
磷富营养化评价指数从 44(2010 年 5 月)上升到
84(2011 年 8 月)。根据金相灿, 屠清瑛的《湖泊富营
养化调查规范》[5]等: 采用 0—100 的一系列连续数
字对湖泊(水库)营养状态进行分级:
TLI(∑)<30 贫营养(Oligotropher)
30≤TLI(∑)≤50 中营养(Mesotropher)
TLI(∑)>50 富营养(Eutropher)
5060TLI(∑)>70 重度富营养(Hyper eutropher)
大通湖水体富营养化程度, 在 2009 年徘徊于
轻度富营养化状态与中度富营养化状态之间, 2010
年徘徊于中度富营养化状态与重度富营养化状态
之间, 2011 年已完全步入重度富营养化状态。人工
施肥是导致大通湖水体富营养化程度迅速加重的
根本原因。
3.1.3 氮、磷含量周年变动情况
从氮、磷含量周年变动曲线(图 12、图 13)来看,
总氮和总磷都表现出不平稳状态, 变动幅度较大,
这是由于人工间歇性施肥和浮游植物光合作用共同
影响的结果。到了冬季, 由于停止施肥, 氮含量变化
较为平稳, 但仍然保持较高的水平, 这说明了大通
湖水体富营养化程度较为严重; 磷含量随着温度的
下降而下降。但到了 2 月份, 大通湖开始大规模捕捞
螺蛳、河蚌、黄蚬等底栖软体动物, 底拖网将大量底
泥带入水体中, 从而使水体中的磷含量大幅度上升,
这也说明大通湖底泥中磷的含量是非常丰富的。

图 12 总氮周年变动曲线
Fig. 12 Annual variations of total nitrogen

图 13 总磷周年变动曲线
Fig. 13 Annual variations of total phosphorus
590 生 态 科 学 33 卷
3.1.4 氮、磷富营养化状态周年变动分析
从图 14 的氮、磷富营养化评价指数变动曲线来
看, 从 2011 年 5 月 9 日到 2012 年 4 月 18 日, 氮富
营养化评价指数徘徊于 62—88 之间, 大部分在 70
以上; 磷富营养化评价指数徘徊于 55—84 之间, 大
部分也在 70 以上。因此, 进入 2011 年后, 大通湖水
体基本处于重富营养状态。

图 14 总氮、总磷富营养化评价指数周年变动曲线
Fig. 14 Annual variations of evaluation indexes of total
nitrogen and total phosphorus for eutrophication
3.2 浮游生物组成、生物量及生物多样性分析
3.2.1 不同年份浮游生物组成、生物量及生物多样
性分析
大通湖浮游植物种类检测结果: 2009 年为 8 个
门 53 种, 2010 年为 8 个门 48 种, 2011 年为 8 个门
29 种, 种类逐年减少。从表 1 统计数据来看, 2009
年、2010 年、2011 年的相同月份相比, 浮游植物数
量在逐年增加, 蓝藻(Cyanophyta)比例在逐年加重,
隐藻(Cryptophyta)和裸藻(Euglenophyta)的数量在不
断上升。这说明了, 大通湖水体富营养化程度在逐
年加重。
从图 15 来看, 大通湖浮游植物的 Margalef 指数
逐年下降, 特别是 2011年的Margalef指数值同 2010
年相比, 发生了大幅度下降。这说明了 2011 年的过
量施肥对浮游植物产生显著影响。从图 16、图 17、
图 18、图 19 来看: 大通湖浮游植物的 Shannon-
Weiner指数、Pielou指数、Simpson’s指数及McNaughton

表 1 浮游生物量及组成
Tab. 1 Composition and biomass of plankton
日期 浮游植物/ (万个⋅L–1)
浮游动物/
(个⋅L–1) 蓝藻/% 绿藻/% 硅藻/% 隐藻/% 裸藻/% 甲藻/% 金藻/% 黄藻/%
2009-5 508.68 7500 17.10 63.00 19.85 0.01 0.03 0.01 0 0
2009-6 525.42 12950 10.25 62.20 23.45 0.02 4.04 0.02 0.01 0.01
2009-7 681.48 3650 62.35 17.20 18.55 1.85 0.03 0.01 0.01 0.01
2009-7 341.82 10850 25.40 42.05 32.00 0.31 0.15 0.06 0.02 0.01
2009-9 295.92 2850 29.45 47.50 15.35 3.60 3.10 0.07 0.02 0.01
2009-10 261.58 2200 25.02 35.95 33.25 3.40 2.23 0.09 0.04 0.02
2010-5 511.92 5600 60.93 17.73 12.00 2.92 3.16 3.17 0.07 0.02
2010-6 864.54 14900 23.47 59.90 8.97 2.32 1.75 3.49 0.07 0.03
2010-7 840.24 19600 56.07 27.62 8.60 4.57 1.66 1.39 0.08 0.01
2010-8 464.40 13200 62.77 23.75 5.65 5.02 2.68 0.11 0.01 0.01
2010-9 1052.22 18600 33.67 43.75 6.35 14.40 1.71 0.10 0.01 0.01
2010-10 388.67 22000 39.00 30.42 8.82 18.87 2.21 0.66 0.01 0.01
2011-5 298.62 4400 22.85 51.32 14.50 10.21 1.06 0.03 0.02 0.01
2011-6 1146.69 7400 14.25 12.87 28.72 40.05 3.12 0.78 0.18 0.03
2011-7 876.95 10200 54.85 7.37 18.57 15.11 3.46 0.66 0.37 0.03
2011-8 2612.00 6450 89.10 1.75 2.57 6.35 0.19 0.02 0.01 0.01
2011-9 2013.87 3400 86.32 2.12 2.98 5.53 2.55 0.02 0.02 0.01
2011-10 198.84 1300 50.01 2.72 16.21 25.02 5.22 0.79 0.02 0.01
2011-11 2.98 6100 1.54 2.73 16.44 56.44 22.84 0 0.01 0
2011-12 2.90 1050 1.03 59.63 5.67 27.96 4.95 0.04 0.69 0.03
2012-1 2.02 800 0.02 55.54 24.97 16.98 2.20 0.02 0.25 0.02
2012-2 2.72 2600 0 6.32 25.24 20.90 46.85 0.01 0.66 0.02
2012-3 2.01 10850 1.58 45.22 24.61 5.01 14.19 4.04 4.37 2.56
2012-4 3.88 7000 1.85 45.91 16.02 16.07 11.46 3.89 3.31 1.49
3 期 钟诗群, 等. 大通湖浮游植物群落结构与富营养化动态研究 591

图 15 不同年份 Margalef 指数变动曲线
Fig. 15 Margalef index of different years

图 16 不同年份 Shannon-Weiner 指数变动曲线
Fig. 16 Shannon-Weiner index of different years

图 17 不同年份 Pielou 指数变动曲线
Fig. 17 Pielou index of different years

图 18 不同年份 Simpson’s 指数变动曲线
Fig. 18 Simpson’s index of different years

图 19 不同年份 McNaughton 指数变动曲线
Fig. 19 McNaughton index of different years
指数在 2009 年和 2010 变动都较平稳, 且没有明显
的差异, 2011 年出现了较大的波动。生物多样性指数
一般变化较平稳, 只有在水环境发生重大变化, 并出现
藻类水华时, 才会波动。浮游植物的 Shannon-Weiner
指数、Pielou 指数、Simpson’s 指数及 McNaughton 指
数四种生物多样性指数在 2011 年都出现了较大幅
度波动状态, 说明了 2011 年, 大通湖人工施肥量过
大, 水体富营养化在迅速加重, 藻类组成和数量在
急剧调整, 种类减少, 蓝藻优势明显, 从而导致浮
游植物的生物多样性下降, 优势度上升。到了 10 月
份后, 由于水温下降和停止施肥, 蓝藻大量减少,
2009年、2010年、2011年的浮游植物Shannon-Weiner
指数、Pielou 指数、Simpson’s 指数及 McNaughton
指数趋于一致。三年内, Margalef 指数平均下降了
1.65, Shannon-Weiner 指数平均下降了 0.08, Simpson’s
指数平均下降了 0.09, McNaughton 指数平均上升了
0.01, Pielou 指数平均上升了 0.05。说明了大通湖富
营养化程度在不断加重, 生物多样性在不断下降,
优势藻类比重不断增大。Pielou 指数平均值出现反
向变动状态, 并不是大通湖浮游植物组成变得均匀
合理, 而是由于浮游植物种类大量减少所至。
3.2.2 浮游生物组成、生物量及生物多样性周年变
动分析
从浮游生物量上看(表 1), 大通湖浮游动植物量
很不稳定, 变化幅度大, 除了季节性影响外, 其主
要原因是螺、蚌、蚬、鱼对浮游生物消耗量过大。
由于大通湖水体中的氮、磷含量始终维持在较高的
水平, 当天气较好, 光照充分时, 浮游植物迅速繁
殖, 数量急剧升高。由于大通湖的螺、蚌、蚬、鱼
数量较大, 对浮游生物的消耗量大, 消耗速度快,
一但遇到阴雨天气, 光照不足, 浮游生物的增殖能
力下降时, 浮游生物量就会急剧下降。从浮游生物
组成来看, 大通湖浮游生物小型化十分明显。铜绿
微囊藻(Microcystis aeruginisa Kütz.)是大多数富营
养化程度较严重湖泊的优势种类。在大通湖, 优势
种类却为线形粘杆藻(Gloeothece linearis Näg.), 少
量的微囊藻大多是由几个细胞组成的小型群体。从
浮游植物多样性指数变动曲线(图 20)来看, 一年中,
Margalef 指数冬天高于夏天, 8、9 月份为全年最低。
Shannon-Weiner 指数、Pielou 指数、Simpson’s 指数
及 McNaughton 指数并没有明显的季节性差异, 只
是在 8、9 月份, 蓝藻比例急剧增大, 从而导致曲线
出现较大幅度的波动。
592 生 态 科 学 33 卷

图 20 五种生物多样性指数周年变动曲线
Fig. 20 Annual variations of five biodiversity indexes
3.2.3 大通湖水质的生物学评价
根据 Margalef 指数分析水体富营养化程度的
评价标准: 指数值为 0—1 时, 水体为超富营养化; 指
数值为 1—2 时, 水体为重富营养化; 指数值为 2—3
时, 水体为中富营养化; 指数值为 3—4 时, 为轻富
营养化; 指数值为 4—5 时, 为中营养化, 指数值大
于 5 时, 为贫营养化[6–7]。2011 年 5 月之后, 大通湖
浮游植物的 Margalef 指数在夏季处于 1.64—1.93 之
间, 在冬天处于 2.64—2.83 之间, 其水体在夏季为
重富营养化水体, 在冬季为中富营养化水体。
根据 Shannon-Weiner 生物多样性指数分析水体
富营养化程度: 指数值为 0—1 时, 水体为富营养化;
指数值为1—2时, 水体为轻富营养化; 指数值为2—3
时, 为中营养化; 指数值大于 3 时, 为贫营养化[8–9]。
2011 年 5 月之后, 大通湖浮游植物的 Shannon-
Weiner指数, 除 8、9月份处于 0.66—0.82之间外, 其
它时间波动于 1.53—2.25 之间, 因此, 大通湖水体
除 8、9 月为富营养型水体外, 其它时间应属于轻富
营养型水体。
根据 Pielou 指数评价水质标准: 指数值为 1.0—
0.8 时, 水体为清洁型水体; 指数值为 0.5—0.8 时,
水体为贫营养化; 指数值为 0.3—0.5 时, 水体为中
营养化; 指数值为 0.2—0.3 时, 水体为轻富营养化;
指数值为 0~0.2 时, 水体为富营养化[9–10]。2011 年 5
月之后, 大通湖水体浮游植物的 Pielou 指数除 8、9
月份位于 0.20—0.24外, 其它时间变动于 0.45—0.67
之间, 因此, 大通湖水体除 8、9 月为轻富营养化外,
其它时间应为中营养化到贫营养化之间。
根据 McNaughton 指数分析水体富营养化程度
的评价标准: 指数值小于 0.5 时, 水体为贫营养型;
指数值为 0.5—0.7 时, 水体为中营养型; 指数值为
0.7—0.85 时, 水体为轻富营养型; 指数值为 0.85—
1.0 时, 水体为富营养型[9]。2011 年 5 月之后, 大通
湖浮游植物的 McNaughton 指数除 8、9 月份远大于
0.85外, 其它大部分时间变动于 0.70—0.85之间, 因
此, 大通湖水体除 8、9 月份为富营养型水体外, 其
它时间应为轻富营养型水体。
在评价大通湖水质富营养化状态方面, Shannon-
Weiner 指数与 McNaughton 指数评价结果一致。
Pielou 指数的评价结果与实际情况显然不符。
Margalef 指数评价结果最严重, 为中富营养型。综合
上述四种生物学评价结果, 大通湖水质可评定为中
富营养型。
4 讨论
4.1 浮游植物多样性指数对水体富营养化程度评
价标准的思考
浮游植物的 Margalef 指数、Shannon-Weiner 指
数、Pielou 指数及 McNaughton 指数等生物多样性指
数在评价大通湖水体富营养化程度时, 结果出现不
一致的现象。这种不一致现象在很多类似评价过程
中都出现过。朱英、沈根祥等认为 Pielou 指数评价
大莲湖水体富营养化程度是最准确的, Margalef 指
数、Shannon-Weiner 指数等只能作为评价水体富营
养化程度的参考[7]。在评价水体富营养化程度上, 浮游
植物的 Margalef 指数、Shannon-Weiner 指数、Pielou
指数及 McNaughton 指数等不存在敏感性和准确性
等差异, 而是各种指数的评价标准需要根据不同类
型的水体进行适当调整。在渔业生产基地的水体中,
人工施肥、鱼类数量、品种等会对浮游植物种类、
组成、数量等产生较大的影响, 养鱼水体与天然非
养鱼水体等都采用相同的评价标准是不合理的。另
外生物多样性指数评价水体富营养化程度常轻于
氮、磷富营养化评价指数的评价结果。这是由于生
物多样性指数法具有相对稳定性、长效性和滞后性,
氮、磷富营养化评价指数法具有相对的敏感性、时
效性, 两者之间具有互补性, 只有将二种评价方法
结合起来, 才能更准确判断水体富营养化程度[7]。
4.2 大通湖水体富营养化程度的评定
氮、磷富营养化评价指数评价大通湖水体为重
度富营养化水体。生物多样性指数评价大通湖水体
为中富营养化水体。考虑到大通湖是人工养鱼水体,
其中的氮、磷多来自于人工施肥。人工施肥常常使
水体局部区域的氮、磷含量, 在瞬间达到很高。随
着水体的对流稀释、氮、磷扩散及浮游植物的吸收
3 期 钟诗群, 等. 大通湖浮游植物群落结构与富营养化动态研究 593
利用, 这种高含量将逐渐消失。由于氮、磷富营养化
评价指数法反应的是水样采集时的瞬间结果, 具有
偶然性和暂时性。生物指数评价法反应的是某一时段
水体浮游生物的演化结果, 具有相对的滞后性和稳
定性。因此, 二种评价方法评价的结果出现了轻微差
异是正常现象。综合以上二种评价方法的评价结果,
大通湖水体应评定为中度近重度富营养型水体。
4.3 螺、蚌、蚬对浮游生物组成和数量的影响
对于中度近重度富营养型水体, 在夏季, 藻类
水华的发生是常见现象。然而, 大通湖在三年中, 并
未出现过明显的大面积藻类水华, 甚至于出现了浮
游动植物量过低, 鲢、鳙鱼摄食量严重不足的现象。
从浮游植物数量(表 1)上看, 大部分时间内, 浮游植
物量都在 4000 万个⋅L–1 以下, 根据细胞数量评价水
体富营养化程度[5–10], 大通湖水质只能属于中营养
型, 这显然与实际情况不符。造成大通湖浮游生物
量偏低的主要原因是, 较大的螺、蚌、蚬资源量。
具调查: 2010 年 8 月份, 大通湖螺、蚌、蚬资源总量
为 1.20×108 kg; 2011 年 8 月份为 1.09×108 kg。巨大
的螺、蚌、蚬资源量不仅有效地控制了藻类水华的
发生, 而且使大通湖浮游生物量长期维持在较低的
水平, 激化了浮游生物供求矛盾, 严重地影响了鲢、
鳙鱼的生长。一定量的螺、蚌、蚬资源可维护湖泊
生态系统平衡, 减缓水体富营养化步伐, 为河蟹、青
鱼、鲤鱼等水产品提供天然饵料等, 但当螺、蚌、
蚬资源量过大时, 就会抑制浮游生物增殖能力, 大
大降低水体中的浮游生物量。在过低的浮游植物量
下, 水体光合作用能力低下, 施入水体中的氮、磷肥
就不能迅速转化成能量物质, 从而使湖泊的生产力
水平大幅度下降。因此, 要想进一步提高大通湖鲢、
鳙鱼产量, 已不是简单的施肥问题, 而是要大幅度
降低螺、蚌、蚬的资源量, 使水体中的浮游植物量
能够维持在一定的水平。
过量的螺、蚌、蚬使浮游生物数量下降, 种类
减少, 组成小型化, 从而影响了浮游植物多样性指
数, 使得浮游植物多样性指数评价水体富营养化状
态发生了偏差。
4.4 以鳙鱼为主的放养模式对水体浮游生物组成
的影响
在我国传统渔业生产中, 鲢、鳙鱼的放养比是
7︰3, 这种放养比与水体中的浮游动植物量是相对
应的[11]。近年来, 由于市场对鳙鱼的需求量大, 鳙鱼
销售价格远高于鲢鱼, 于是人们纷纷降低鲢鱼放养
量, 增加鳙鱼放养量。在大水体渔业中, 鲢、鳙鱼的
放养比被逐渐调整到 3 比 7、2 比 8、1 比 9, 仍至 1
比 12 或更大。这种倒置的鲢鳙鱼放养比, 必然导致
浮游植物供过于求, 浮游动物供不应求的现象。在
鳙鱼的过滤选择下, 浮游动物量逐渐降低, 浮游植
物量逐渐增大; 同时, 因捕食者(浮游动物)的减少,
浮游植物增殖能力进一步增强; 于是藻类过度繁殖
和藻类水华的出现就成为必然。由于蓝藻生命力强,
细胞中含有大量伪空泡, 浮力强, 大多浮于水体表
层, 光合作用充分, 增殖速度快, 很快蓝藻就成为
了水体中的优势种群[12]。因此, 在采用了倒置的鲢、
鳙鱼放养比的大水体中, 蓝藻水华的出现和水华逐
年加重就成为了必然。大通湖的鲢、鳙鱼放养比多
年来都采用 1︰12, 蓝藻比例必然会逐年增加, 这与
实际调查结果也是一致的。在人工养殖水体, 由于
不同放养模式能显著影响到浮游生物组成和数量,
从而影响了浮游植物多样性指数对水体富营养化程
度的评价结果。
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