全 文 ：武汉植物学研究 2007，25(5)：467—472
Jolunal of Wuhan Botanical Research
黄浦江浮游植物群落结构及其对水环境的指示作用
吴波，陈德辉，吴琼，王全喜
(上海师范大学生命与环境科学学院，上海 200234)
摘 要：2004年 4月至 2005年 2月共 6次对黄浦江的浮游植物进行了调查，共设 5个采样点。每2个月在各样点
进行定性、定量采集浮游植物，同时测定了水体部分理化指标。采用生物指示法、香农(Shannon—Wiener)多样性指
数法和 Margalef多样性指数法等对水质进行了评价。结果表明，黄浦江在夏季为 V类水，其它时期为 Iv类 ；所受
的有机污染较为严重，属于中度一乙型(B一中污)阶段。其指示浮游植物为颗粒直链藻(Melosira granulata)及其变种
和四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda(Turp．)B b．)等。
关键词：浮游植物；群落结构；环境指示；黄浦江
中图分类号：Q948．881 文献标识码：A 文章编号：1000—470x(2007)05—0467—06
Study on the Structure of Phytoplankton Community and W ater
Quality Monitoring in Huangpu River
wU Bo，CHEN De—Hui，wU Qiong，WANG Quan—Xi’
(Colege ofLife and Endronme~Sciences，Shanghai Normal Umvers~y，Shanghai 200234)
Abstract：This paper reports the investigation on phytoplankton community of Huangpu River with 5
sampling sites during Apr．2004 to Feb．2005，with counting the cel number and identifying the species
composition of phytoplankton flora，and determination of SOme physical and chemical index of water
quality．The water quality was evaluated with biological indication，Shannon—Wiener and Margalef diversity
index．The results ilustrate that the water body of Huangpu River is in class V in summer an d in class IV
according to the National Standard(No．GB3838-2002)，Huangpu River is in B—mesosaprobic stage
assessed by the analysis of succession of dominan t species，species compositon of phytoplan kton，the
Shannon—Wiener’S index and Margalef index．The indicators of 13-mesosaprobic stage are the diatom of
Melosira granu~ta an d its varieties，an d the green algae of Scenedesmus quadricauda，etc．
Key words：Huangpu River；Phytoplankton；Community；Environmental indicator
黄浦江是上海城市兴起的摇篮，也是上海一千
多万人民赖以为生的饮用水水源。此外 ，黄浦江还
具有农田灌溉、船舶运输、旅游观光、排污通道等多
种功能。因此，黄浦江的水环境状况受到广泛关注。
目前，市政府虽加大环保力度，采取措施得当，使得
黄浦江的水质得了一定的改善，但由于工业污染、农
业污染以及生活污染的缘故，黄浦江水质状况依然
不容乐观。采用浮游植物对黄浦江的水质进行监测
是基于浮游植物对外界环境有敏感的反应，浮游植
物群落 的性 质 和数量 随着 水 的化学 成分而改
变-】 J。我们通过研究浮游植物的种类和数量组成
及季节变化，对水体的污染性质和程度进行评价，为
黄浦江的综合治理提供浮游植物方面的理论依据。
1 研究方法
1．1 采样点的设置与采集频次
根据黄浦江的地理位置及实际情况，共设置 5
个采样点(见图 1)，从上游至下游分别为：松江米市
渡、闵行轮渡 口、复兴东路码头、公平路码头、吴淞
码头。
于2004年 4月、6月、8月、10月、12月 以及
2005年2月，每月中旬对这5个点进行采样调查。
1．2 浮游植物的采集与处理
浮游植物主要分为定性和定量标本的采集。方
法按文献[3]进行。标本鉴定参照国内外相关工具
书进行 - 。
收稿日期：2007·O1·31，修回日期 ：2007·06·18。
基金项目：上海市教育发展基金资助项目(04DB12)。
作者简介：吴波(1980一)，男，上海师范大学生命与环境科学学院硕士研究生 ；王全喜(1956一)，男，博士，上海师范大学生命与环境科
学学院教授。
+ 通讯作者。
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武 汉 植 物 学 研 究 第 25卷
图 1 黄浦江采样点分布图
Fig．1 Distribution of Huangpu River sampling site
1．3 理化指标的测定
在采集水样的同时测定气温、水温、透明度、pH
值、总磷、溶解氧(DO)、高锰酸钾指数(cOD )等理
化指标。方法按文献[3]进行，数据分析参照文
献[8]进行。
1．4 多样性指数
Shannon—Wiener多样性指数公式为：
H=一∑(n／N)×1og2(n／N)。
式中，ni为第i种的浮游植物个体数，Ⅳ为浮游
植物个体总数。评价标准，日值：0—1为重污染，
1—3为中污染，其中 1—2为 仅一中污，2—3为 B一中
污，大于 3为清洁。
Margalef多样性指数的测定公式为：
H’=(．s一1)／lnⅣ’。
式中，日’为丰度；．s为浮游植物各类种类数 ；N’
为浮游植物总频数。一般而言，在健康的环境下，种
类丰度高；在污染环境下，种类丰度降低。
2 结果与分析
2．1 水质的理化指标
浮游植物的种类组成、数量分布与环境因子有
密切联系，其中水质状况也是重要因素，6次采样水
质的部分理化指标见表 1。
从表 1可以看出，黄浦江透明度全年变化不大；
溶解氧冬季较高，夏季较低。平均值在 12月份达到
最高值6．96 mg／L，8月份达到最低值 2．11 mg／L；
高锰酸钾指数夏季较高，秋冬季较低，在 8月份达到
最高值 13．57 mg／L，在 10月份 达到最低 值
7．32 mg／L；总磷夏季较高，秋季较低 ，在8月份达到
最高值0．73 mg／L，4月份和 12月份达到最低值
0．42 mg／L。总的来看溶解氧、高锰酸钾指数和总磷
的季节变化较明显。
2．2 黄浦江浮游植物组成及其季节变动
根据2004—2005年 6次对黄浦江浮游植物定
性、定量标本鉴定结果。浮游植物共计有 244种隶属
于 8门 83属。其中绿藻门(Chlorophyta)有 34属
108种，占浮游植物种类总数的44．26％；硅藻门
(Bacilariophyta)有 26属71种，占29．10％；裸藻门
(Euglenophyta)有 6属 32种，占 13．11％；蓝藻门
(Cyanophyta)有 10属 25种，占 10．25％；金 藻门
(Chrysophyta)有 3属 3种，占 1．23％；甲藻 门
(Pyrophyta)有2属3种，占1．23％；隐藻门(Crypto—
phyta)和黄藻门(Xanthophyta)各有 1属 1种 ，各 占
表 1 黄浦江部分理化指标
Table 1 Physico—chemical factors of Huangpu Rive
Sa
采
mp
样
lin
时
g
间
at
水
er
温(
P
℃) 透明度(cm) pH值 溶解氧(mg／L) 高锰酸钾
CO
指
D
数
M．time W temperature Diaphaneity pH value Dissolved oxygen
( g／L)
To
总
tal
磷
p
(
ho
Ⅱ
sph
L
o
)
rus
2o05年 2月
2004年 4月
2004年 6月
2004年 8月
2004年 10月
2004年 12月
9．04
14．80
26．60
31．62
15．10
8．20
23．40
27．6o
25．6o
22．20
26．o0
22．6o
7．84
6．86
7．90
7．50
7．80
7．9o
6．78
4．89
2．23
2．11
5．52
6．96
8．10
11．01
11．98
13．57
7．32
8．21
0．51
0．42
0．65
0．73
0．46
0．42
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第 5期 吴 波等：黄浦江浮游植物群落结构及其对水环境的指示作用
0．41％。其中有7个属全年各季节均可以见到，为
常见属。它们是蓝藻门中的颤藻属(Oscilatoria)，隐
藻门中的隐藻属(Crptomonas)，硅藻门中的直链藻属
(Melosira)、小环藻属(Cyclotela)、针杆藻属(Syne-
dra)，绿藻 门中的栅藻属(Scenedesmus)、盘星藻属
(Pediastrum)。各样点浮游植物种类及属数见表2。
从表2中可以看出，黄浦江浮游植物种数合计
4月最多，8月和lO月最少，这是因为4月水温上升，
在l4℃以上，浮游植物繁殖速度大大加快，种数增加；
而在8月和lO月，本应最适合浮游植物的繁殖，但由
于此时黄浦江的各项理化指标大都处于较高值，抑制
了浮游植物的生长，从而降低了种类数。在镜检中能
观测到大量的诸如骨条藻属(Skeletonema)、三角藻属
(Triceratium)、圆筛藻属(Coscinodiscus)等海洋浮游
植物，说明受到了潮汐的影响，海水倒灌人黄浦江。
从各个样点总体来看，在黄浦江上游的米市渡和闵
行，浮游植物种数较多；到中下游的复兴东路码头，
浮游植物的种数也逐渐减少；在公平路码头浮游植
表 2 黄浦江浮游植物种类的季节变化
Table 2 Seasonal changes of phtoplankton species in Huan gpu River
注：G代表属，SP代表种。
Notes：G =Genus．SP=Species．
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470 武 汉 植 物 学 研 究 第 25卷
物种数有所增加，是因为苏州河在复兴东路码头和
公平路码头之间注人黄浦江，致使浮游植物种数受
到影响；而在吴淞口的浮游植物种数又有一个跃升，
是因为此处为黄浦江、长江交汇之处，水文情况复
杂，汇集了许多海洋浮游植物。但从总体上看，各点
之间的种数差异不明显，吴淞口浮游植物种数累计
最多，有 132种；复兴东路码头最少，为 119种。
从图 2可以看出，黄浦江浮游植物种类以绿藻
门为主，占44．26％；其次是硅藻门，占29．10％；隐
藻门、甲藻门、金藻门和黄藻门种类数都较少。
图2 黄浦江浮游植物种类组成
Fig．2 Phytoplankton specific composition
in Huangpu River
2．3 黄浦江浮游植物数量变动
通过对定量标本的观察计数，计算出黄浦江各
样点和各门浮游植物的数量(表 3、表 4)，除硅藻采
用细胞计数外，其它类群以个体为单位计数。
从表3、表4可以看出，黄浦江各样点间浮游植
物数量存在一定差异，尤其是在6月至 12月份，各
样点之间差异显著。从各样点来看，复兴东路码头
浮游植物数量平均值最高，闵行轮渡口最低。各门
浮游植物年平均数量硅藻门最多为69．67×10 个／
L；其次是绿藻门为 29．08×10 L。根据浮游植
物定性鉴定结果，绿藻门浮游植物种类数最多，大大
低于硅藻门，说明黄浦江浮游植物中硅藻占有绝对
数量优势。从季节变化来看，黄浦江浮游植物数量
夏季最高，冬季最低。
2．4 优势种
总体来说黄浦江的优势种主要有蓝藻门的颤藻
(Oscilatoria sp．)，隐 藻 门 的 尖 尾 蓝 隐 藻
(Chroomonas acuta Uterm．)，硅藻门的颗粒直链藻
(Melosira granulate(Ehr．)Ralfs．)、颗粒直链藻最窄
变种( granulata var．angustisima Mal1．)、梅
尼小环藻(Cyclotela meneghiniana Ktitz．)、尖针杆藻
(Synedra 0c Ktitz)，绿藻门的四尾栅藻 (Scenedes—
m quadricauda(Turp．)Br6b．)。它们是黄浦江浮
游植物的代表种。
从表5可以看出，各优势种在全年分布中较为
均匀，差异性并不大，仅在4月份优势种有所减少，
而在这7个优势种中，硅藻门占到了57％。几乎所
有优势种都是水质污染中 B中污的指示种，因此从浮
游植物优势种角度来看，黄浦江水质属于B中污。
表 3 黄浦江各样点浮游植物数量季节变化 (1O 个／L)
Table 3 Seasonal changes of phytoplankton quantity in each sampling site in Huangpu River
表 4 黄浦江各门浮游植物数量季节变化 (1O 个／L)
Table 4 Seasonal changes of phytoplan kton quantity of each phylum in Huangpu River
各门浮游植物 Phylum 2005年2月 2004年4月 2004年6月 2004年 8月 2004年 10月 2004年 12月 平均 Average
蓝藻门Cyanophyta 0．18 0．17 0．50 64．31 1．73 0·40
隐藻门 Cryptophyta 4．20 3．89 12．04 10．84 3．31 3．50
甲藻门 Pyrrophyta 0．00 0．00 2．58 0．12 0．06 0·00
金藻门 Ch~sophyta 0．02 0．00 4．28 7．74 3．95 4·00
黄藻门 Xanthophyta 1．93 0．22 0．12 0．29 0．14 0·00
硅藻门Bacillariophyta 21．33 19．92 108．09 182．48 37．71 48·50
裸藻门Euglenophyta 0．31 1．O3 2．45 5．12 0·69 0·30
绿藻门Chlorophyta 3．72 6．95 68．33 72．96 12．19 10·35
合计 Total 31．69 32．18 198．39 343．86 59．78 67．05
l1．22
6．3O
0．46
3．33
0．45
69．67
1．65
29．O8
l22．16
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第5期 吴 波等：黄浦江浮游植物群落结构及其对水环境的指示作用 471
2．5 生物多样性指数评价
通过 Shannon Wiener多样性指数来表示生物群
落结构，反应环境变化的影响。水体所受的有机污
染越严重，水体中生物种类相对减少，而个别耐污种
类数量增多，多样性指数就会下降。各采样点浮游
植物生物多样性指数的季节变化计算结果见表6。
根据表 6，黄浦江在 2月、6月、8月以及 1O月
Shannon Wiener多样性指数几乎都大于3，水质较好，
但在4月和12月，平均值有所下降。而从地理位置
上看，从上游 的松江米市渡到下游 的吴淞码头，
Shannon Wiener多样性指数均值总体上呈下降趋势。
Margalef多样性指数反映的是植物群落与环境
之间的关系，理论上，浮游植物种类愈多，个体数量
分布愈均匀，所得的 Margalef多样性指数就愈大，指
示环境愈稳定。黄浦江浮游植物Margalef多样性指
数祥见表7。
从表7中可以看出，在 6月、8月和 1O月这三
个月中，Margalef多样性指数相对于其它几个月都
要高，这说明在温度较高的夏秋两季，黄浦江的环境
较为稳定，而在冬季环境相对不稳定。在各样点中，
位于中下游的复兴东路码头和公平路码头 Margalef
多样性指数平均值较高，说明此处的环境较为稳定，
而在吴松码头所得平均值最低，因为此处受潮汐的
影响最为严重，导致了环境的不稳定。
表 5 黄浦江各采样点优势种的季节变化
Table 5 Seasonal changes of dominant species in Huan gpu River
注：A．颤藻一p-中污；B．尖尾蓝隐藻一p-中污；C．颗粒直链藻一p-中污；D．颗粒直链藻最窄变种一p-中污；E．梅尼小环藻一d-中污，3-中
污；F．尖针杆藻一p-中污；G．四尾栅藻一p-中污。
Notes：A．Oscilatoria叩．-13-moderate polution；B．Chroomonas acuta Uterm．一p-moderate polution；C．Melosira granulate(Ehr．)Ralfs．)一
13-moderate polution；D．Melosira granulata vat．angustlssima Mul1．-13-moderate polution；E．Cyclotella meneghinlana Ktltz·-a-moderate
polution，13-moderate polution；F．Synedra acua Ktltz．-13-中污；G．Scenedesmus quadr~auda(Turp．)Br6b．-13。moderate pollution．
表 6 黄浦江各样点浮游植物 Shannon Wiener多样性指数
Table 6 Shanon Wiener index of each sampling site in Huangpu River
注：评价标准0～1为重污染；1-3为中污染，其中1-2为d-中污，2～3为 3-中污；大于 3为清洁。
Note8：Standard of value 0—1 serious p01lution；1—3 moderate polution，1-2 d-moderate polution，2—3 13-moderate pollution；Larger than 3 clean
表 7 黄浦江浮游植物 Margalef多样性指数
Table 7 M~galef index of phytoplankton in Huangpu River
样点 Sampling site 2005年2月 2004年4月 2004年 6月 2004年 8月 2004年 10月 2004年 12月 均值 Average
松江米市渡
Songjiang Mishidu
闵行轮渡口
Minhang Lundukou
复兴东路码头
East Fuxing Road Dock
公平路码头
GongpingRoad Dock
吴淞码头
Wusong Dock
均值
Average
1．91
2．04
1．76
1．63
1．83
1．48
2．o5
1．97
1．39
1．8O
1．85
2．52
2．96
2．16
2．38
1．82
2．96
2．5O
2．04
2．18
2．6O
2．06
2．57
2．O5
2．39
1．85 1．92
1．48 2．18
1．57 2．22
1．56 1．81
1．65
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472 武 汉 植 物 学 研 究 第 25卷
3 讨论
3．1 浮游植物与黄浦江水质状况的关系
上海市政府在对黄浦江经过一系列的整治之
后，黄浦江的水质得到了明显的改善，其周边的生态
环境也得到了恢复，表现在黄浦江浮游植物在 2004
年4月至2005年2月期间，月平均数量为 22．67×
1O 个／L，年平均量为 14．44×10 个／L。种类数达
到24种，较为丰富，内环境稳定。从浮游植物优势
种角度来看，黄浦江水质属于 B中污。从浮游植物
数量生物量角度来看，黄浦江通体有机污染除夏季
比较严重外，其它季节较轻。
按国内有关评价湖泊富营养化标准，水中藻类
数量大于 106个／L就可以认为是富营养型，因此从
浮游植物数量的角度上看，黄浦江处于向富营养过
渡阶段。在夏季有机污染达到最严重的时期，春季
水体有机污染程度为全年最好的时期。
3．2 黄浦江水质综合评价
根据地面水环境质量标准(GB3838-2002)：溶
解氧 >2 mg／L，定为 V类水；溶解氧 >3 mg／L，定为
IV类水；溶解氧 >5 mg／L，定为Ⅲ类水；溶解氧 >6
mg／L，定为Ⅱ类水。高锰酸钾指数<15 mg／L，定为
V类水；高锰酸钾指数<10 mg／L，定为 IV类水。总
磷 >0．4 mg／L，定为劣 V类水。因此从溶解氧上
看 ，在6月和8月为V类水，4月为 IV类水，1O月为
Ⅲ类水，2月和 12月甚至达到了Ⅱ类水的标准。从
高锰酸钾指数来看，黄浦江在 4月、6月和 8月为 V
类水，2月、1O月和 12月为 IV类水。从总磷上看黄
浦江全年为劣 V类水。
从理化指标来看，黄浦江的各项指标在夏季均
劣于其他季节，为V类水，其它时期为IV类水。
从 Shannon—Wiener生物多样性指数上看，黄浦
江4月和 12月水质为 B一中污，2、6、8和 1O月水质
较为清洁，从上游至下游水质逐渐污染。从 Mar-
galef多样性指数上看，黄浦江在6月至 1O月环境相
对稳定，12月至4月流动性相对较大。
综合上述条件可以得出结论：黄浦江所受的有
机污染较为严重，属于中度一乙型(B一中污)阶段，但
生物多样性指数较高，内环境较为稳定。加强对黄
浦江水环境的综合整治，水质将会得到更进一步的
改善。
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