摘要：應用PFU（PolyurethaneFoamUnite，聚氨酯泡沫塑料塊）人工基質并結合浮游生物網采集原生動物群落,對白洋淀水質現狀進行了綜合評價。結果表明，白洋淀水質受到工業化污染及淀區村莊的生產生活污染，同時對白洋淀原生動物群落造成了影響。與90年代中期的資料相比，由于近年來白洋淀流域長期處于低水位狀態，富營養化趨勢加劇。
關鍵詞：白洋淀；原生動物；PFU法；水質
引言
原生動物是單細胞動物，它通過細胞膜直接與周圍的環境接觸，因此對外界環境的微小變化非常敏感[1]。原生動物群落中既有自養性的種類（植鞭毛蟲和含有共生綠藻的纖毛蟲），又有異養性的種類（包括腐生的和吞噬的），在水環境中，作為捕食者和被捕食者，原生動物在物質循環和能量流轉中發揮了十分重要的作用。通過它們的攝食作用，又能夠刺激藻類和細菌的生長，促進有機物的分解，加速水體中物質循環與能量流動。另一方面，原生動物的種群動態以及群落結構與功能的變化能夠直接或間接地反映水體的水質狀況及其發展趨勢。因此在水環境監測及污染物的毒性評價中發揮著重要作用[1-8]。
白洋淀地處北京、天津、河北之間，是華北地區最大的淡水湖泊。50～60年代白洋淀水質清澈，水產資源豐富，自70年代以后，隨白洋淀流域內工農業迅速發展和人口劇增，大量城市污水及工業廢水經府河、唐河等排入白洋淀，白洋淀從此遭受污染，水體富營養化趨勢日趨嚴重，水產資源下降[10,11]。
近幾年來，白洋淀流域持續干旱，上游河流來水量減少，淀區只能靠上游水庫補水勉強維持低水位狀態，白洋淀已變成半封閉性湖泊。白洋淀在正常水位狀態下，對污染物有很強的自凈能力[12]，但長期處于低水位狀態下，其對污染物的稀釋作用和自凈功能必然會減弱。本實驗試圖通過原生動物群落的結構和功能參數的監測，評價白洋淀處于低水位狀態下的水質現狀，為治理白洋淀提供科學依據。
材料與方法
1.采樣站的設置及研究方法
共設八個采樣站，見圖1。分兩次采樣，方法一用浮游生物網采集，現場固定，實驗室內進行定性觀察和定量分析。方法二用PFU法采樣。
2.PFU的掛放與采集
實驗采用的PFU人工基質孔徑為100～150μm，切割成長7.5cm、寬6.5cm、高5.5cm的小塊。將PFU塊掛放于水下20cm處每個采樣點布設3塊PFU，在水中浸泡24h后采集。

圖1白洋淀簡圖及采樣站設置
1.    端村2.采蒲臺3.圈頭4.光淀5.棗林莊6.王家寨7.燒車淀8.南劉莊
3.原生動物群落的采集和定量定性分析
采集后的PFU用無菌塑料袋包裝，帶回實驗室后，將PFU中的水液擠出，置于燒杯中。待沉淀后，用細吸管從杯底吸取沉淀底質（含原生動物種類較多），在顯微鏡下進行活體原生動物種類的鑒定。共檢查三片，分別在高、中、低倍鏡下進行定性觀察。然后搖勻PFU擠出液，吸取0.1ml水樣于計數框中，進行原生動物活體計數。按下列公式換算成單位體積中的個體數量：
N=(Vs×n)/(V×Va)
式中，N為1L水中原生動物的個體數（ind./L）；V為采樣體積（L）；Vs為沉淀體積（ml）；Va為計算體積（ml）；n為計數所得的個體數。
4.多樣性指數（d）的計算。
根據公式d=(S-1)/lnN,式中S為原生動物種類數，N為1LPFU擠出液中的原生動物個體數。
5.植鞭毛蟲百分比
植鞭毛蟲在原生動物群落中為自養性成分，如果所占的比重大，表示水質好。
6.采樣點的水質指標
采用國家標準方法監測各采樣點的TP、TN、化學耗氧量、生化耗氧量、水溫、pH值、陰離子洗滌劑等指標。
結果與討論
1.各采樣點的水質指標
各采樣點的水質指標見表1。從表1可以看出，八個采樣站的水質指標有明顯差異。南劉莊、燒車淀、棗林莊、王家寨等采樣站水質較差，水體富營養程度比較高。棗林莊、南劉莊兩采樣點類似，溶解氧低而總磷總氮含量高。端村、圈頭、采蒲臺、光淀遠離府河，基本不受影響，受人為活動影響較大。其中圈頭總氮含量和亞硝酸鹽含量最高。推測近幾年圈頭受到有機氮污染較嚴重。而端村、采蒲臺水質較好。南劉莊、端村、王家寨由于受周圍村莊的影響（周圍村莊的人口均超過一萬人），陰離子洗滌劑含量濃度較高。由于王家寨位于開放淀區，離府河污染源距離較遠，加上水體自凈功能，總磷總氮含量相對較低。
采樣點名稱    端村    采蒲臺    圈頭    光淀    棗林莊    王家寨    燒車淀    南劉莊
水溫    23    23    23    23    24    24    22    22
pH值    8.4    8    8.4    8.6    8.2    8.4    8.7    7.8
溶解氧    11    11    11    12    7.9    11    16    3.6
亞硝酸鹽    0.1    0.1    0.1    0.1    0    0    0    0.1
生物需氧量    4.6    3.1    3    3.9    4.3    4.7    4.8    13
總磷    0.1    0    0    0    0.1    0.1    0.1    0.2
總氮    0.9    1.9    2.4    1.5    1    1    1.9    1.7
化學需氧量    25    18    16    22    25    25    29    39
陰離子洗滌劑（L)    0.3    0.1    0.2    0.1    0.1    0.1    0.1    0.2
表1：白洋淀理化指標
2.原生動物群落的種類組成
4月份用浮游生物網采集原生動物共采到74種，其中，植鞭毛蟲39種，動鞭毛蟲9種，纖毛蟲24種，肉足蟲12種。
5月份用PFU法,通過1d的群集共采到107種（屬）原生動物，其中植鞭毛蟲44種，動鞭毛蟲12種，纖毛蟲46種，肉足蟲5種。
3.PFU原生動物群落的群集速度
八個采樣點的原生動物種類數從1號到8號逐漸下降隨后上升而后下降，見圖2。這反映了府河污染源及人類活動對該生態環境的影響狀況。端村原生動物種類最多，共36種。群集種數比較少的采樣點有南劉莊（20種）、燒車淀（22種）、圈頭（20種）。其余采樣點群集種數為25～30種。
從圖中看，1號到5號采樣點距府河較遠，受其影響較小，而主要受村莊點污染源的影響。從原生動物的群集速度并結合各采樣點的水質指標來看，1號端村水質最好，2、4、5次之，圈頭PFU法20種，網采也只得到15種原生動物；與1993年許木啟研究員的研究結果（一天群集了74種）相比，圈頭淀區的水質明顯下降。結合水質數據看，圈頭總氮量比其它幾個采樣點高出很多，這可能會對某些原生動物的繁殖造成抑制。推測近幾年圈頭水域受到有機氮污染。
6號到8號距離府河污染源較近，受其影響較大。8號南劉莊和7號燒車淀原生動物的群集速度緩慢，可能受府河污水影響。6號離府河較遠，有機污染得到稀釋，加上水體自凈功能，水質得以改善。網采柱形圖表現了和圖(a)類似的變化曲線。

圖2(a)PFU原生動物的群集速度
1.    端村2.采蒲臺3.圈頭4.光淀5.棗林莊6.王家寨7.燒車淀8.南劉莊

(b)四月份網采固定原生動物
4.多樣性指數d值的變化
一般來說,在環境壓迫(如污染)條件下的水生生物群落,其種類多樣性或種類豐度均呈減少的趨勢,而健康群落的發展依賴于水質的改善[11,12]。各采樣點原生動物多樣性指數的變化情況見圖3。比較圖2（a）與圖3（a）、2（b）與圖3（b）會發現，不論是PFU法，還是網采原生動物，其多樣性指數與原生動物群集速度具有很好的相關性。d值的變化從1號到8號同樣是逐漸下降，隨之上升又下降。從圖（a）看，南劉莊最低1.17，端村最高2.23。近幾年白洋淀長期處于低水位狀態，淀旁村莊生活污水和鄉鎮企業廢水的排放，加上網箱養魚等對白洋淀水環境造成的影響不容忽視。從1號到5號，1號端村人為活動造成的污染最小，水質最好。3號圈頭最差。2、4、5號不及1號，優于3號。8號到6號，隨離府河污染漸遠，d值漸高，水質改善。這是有機物得到稀釋，加之水體自凈功能的結果。

圖3（a）PFU一天群集d值變化
1.    端村2.采蒲臺3.圈頭4.光淀5.棗林莊6.王家寨7.燒車淀8.南劉莊

（b）網采原生動物d值變化
5.原生動物豐度的變化
原生動物豐度變化情況見圖4，水體中原生動物的個體數量的高低往往被作為判斷水體富營養化程度的一個重要指標。一般認為，在有機污染較嚴重的水體，耐污種類將形成優勢種群而導致個體數量劇增。白洋淀各采樣點原生動物的個體數量從1號到8號變化曲線與d值圖相反。為先下降，隨之上升又下降。其中，7號和8號采樣點的個體數量很高，分別達到1.206×108ind/L、1.156×109ind/L，這可能由于燒車淀、南劉莊兩采樣站距離府河較近，受其影響而水質較差，富營養化程度較高。
與90年代許木啟研究員的研究結果相比[13]，原生動物個體豐度上升很大，分析原因：一是由于淀區有機污染物因白洋淀水位較低得不到稀釋使水體富營養化程度上升。二是由于許木啟實驗數據測于豐水區。淀區水體屬于流水，污染物得到稀釋。本次實驗中，白洋淀處于枯水期，整個淀區為半封閉水體，有機污染物得不到稀釋，造成有機污染物的沉淀、積累，致使一些耐污物種大量繁殖，形成很高的個體數量。在封閉水體中，隨著離污染源越遠，水體受影響越小，水質也就越好。采蒲臺、端村原生動物個體豐度比光淀稍高，并不意味著這兩個淀區水質不好，結合上邊種類數、d值在各淀區變化情況，可以看出，這兩個淀區種類數較多，相對個體數量也上升，其d值也上升。

圖4.PFU原生動物豐度變化
1端村2.采蒲臺3.圈頭4.光淀5.棗林莊6.王家寨7.燒車淀8.南劉莊
6.植鞭毛蟲百分比變化
一般說來，植鞭毛蟲在原生動物群落中為自養性成分。植鞭毛蟲百分比與水質好壞成正相關。從圖5來看，1號到8號采樣點鞭毛蟲比變化是先下降后上升。1號站端村的植鞭毛蟲百分比較高，為58.3%。而2~5號站均較低，其中3號圈頭最低，為25.0%。推測是因為高有機氮污染對一些植鞭毛蟲種類的繁殖造成嚴重抑制作用。7號、8號采樣站植鞭毛蟲百分比陡增，但多為耐污的裸藻、隱藻等。這可能是由于有機污染物造成這些耐污種類大量增殖的結果。

圖5各采樣站植鞭毛蟲百分比
1端村2.采蒲臺3.圈頭4.光淀5.棗林莊6.王家寨7.燒車淀8.南劉莊
小結
1.水質理化指標資料指出：水體中TP、TN、COD、BOD5、陰離子洗滌劑濃度各采樣點明顯不同。其中棗林莊和南劉莊溶解氧低而總磷總氮高，有機污染比較嚴重，水質較差。燒車淀溶解氧很高，但總磷總氮濃度相對較高，總體污染較重。端村和光淀的共同點是較高的溶解氧和較低的總磷總氮，污染相對較輕，水質較好。圈頭的溶解氧低但總氮濃度最高（2.35mg/L），與1993年許木啟的實驗數據0.27[13]相比，有機污染加劇，水質富營養化程度上升。
2.用PFU法采取原生動物總的種類數、多樣性指數、個體豐度指標表明，1號端村水質最好，2號采蒲臺、4號光淀、5號王家寨次之。圈頭的原生動物種類數、多樣性指數、個體豐度都很低，從生物指標推測，圈頭水質變壞，富營養化程度加劇。7號燒車淀、8號南劉莊有機污染較重，富營養化程度加劇。
3.本次實驗白洋淀各采樣點原生動物個體豐度平均值為7.3325×106ind/L,與90年代數據13642ind/L[13]相比，上升了近500倍。原因在于白洋淀長期處于低水位狀態，湖泊對有機污染物稀釋能力下降，自凈功能減弱，富營養化程度呈顯著加劇趨勢。

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