元荡湖水域后生浮游动物群落特征与水质评价

胡 景， 钟俊生， 郁蔚文， 王 忆， 陈立婧*

(1.上海海洋大学省部共建水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室，上海 201306；2.中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海 200092)



元荡湖水域后生浮游动物群落特征与水质评价

胡 景1， 钟俊生1， 郁蔚文2， 王 忆1， 陈立婧1*

(1.上海海洋大学省部共建水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室，上海 201306；2.中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海 200092)

摘要[目的]研究元荡湖水域后生浮游动物群落特征，对元荡湖水域水质进行初步评价。[方法]于2013年对元荡湖水域后生浮游动物的种类组成、现存量、生物多样性等进行了调查研究。[结果]后生浮游动物共有11属20种，包括轮虫11种，枝角类6种，桡足类3种。主要优势种为萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)、裂足臂尾轮虫(Brachionus diversicornis)、唇形叶轮虫(Notholon labis)、卜氏晶囊轮虫(Asplanchna brightwel)、尾猪吻轮虫(Dicranophorus caudatas)、微型裸腹溞(Moina micrura)、长额象鼻溞(Bosmina longirostris)、简弧象鼻溞(Bosmina coregoni)、中华哲水蚤(Calanus sinicus)、毛饰拟剑水蚤(Paracyclops fimbriatus)和模式有爪猛水溞(Onychocamptus mohammed)。调查数据显示，元荡湖后生浮游动物生物密度最高峰出现在秋季，达184.7 ind/L，生物量最高峰在春季，达1.193 mg/L。[结论]利用多样性指数、轮虫B/T指数、后生浮游动物E/O值和污染指示种等综合判断，元荡湖水域处于中-富营养水平。

关键词元荡湖水域；后生浮游动物；群落结构

后生浮游动物包括轮虫、枝角类和桡足类，营养价值丰富，消化吸收率高，是鲢鳙等滤食性鱼类良好的生物饵料，其在食物链中制约着浮游植物和微生物的发生和发展[1]。在富营养化水体中，浮游动物还能够发挥一定的控藻作用[2]。某些种类对环境条件变化较为敏感，常根据浮游动物群落组成和动态等综合指标，来评价水质状况[3]。

元荡湖水域位于上海市青浦区西南约25 km处，与淀山湖相通，水域面积达12.9 km2，青浦区管辖2.8 km2。湖区渔业资源丰富，盛产鱼、虾、蟹、贝等优质水产品。近年来，地区经济的发展使得土地资源日渐紧张，陆基养殖水面积呈逐年下降趋势。2007～2011年，陆基养殖水面积的减少，对青浦区水产品造成的损失达7 000 t。青浦区类似元荡湖水域的自然生态水域缺乏科学的规划、合理开发和利用，湖区的生态环境、水生生物资源正面临着破坏和衰竭。与元荡湖相连的淀山湖，作为上海市重要的居民用水水源地，是上海市最大的淡水湖泊。受上游生活污水和湖泊养殖废水的影响，水体污染问题严重。近年来，我国学者对淀山湖的蓝藻毒素和污染源进行了研究[4-6]。元荡湖是与淀山湖相连的最大水域，其水体营养状况对于淀山湖有着不可忽略的影响。然而，元荡湖一直处于未完全开发状态，有关湖区后生浮游动物群落结构及动态的相关研究鲜见报道。笔者调查研究了元荡湖水域后生浮游动物资源的分布，以期为该水域的渔业资源生态评价提供科学依据。

1材料与方法

1.1采样点设置根据浮游生物采集的要求和元荡湖水域形态与水文条件，设置7个采样点(图1)。

注： S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7分别为7个采样点。Note: S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7are 7 sampling sites. 图1　元荡湖水域采样点分布Fig.1　Sampling sites in Yuandang Lake area

1.2样品采集与处理于2013年分4个季度采集元荡湖水域后生浮游动物定性和定量样品。样品采集和固定处理按《淡水浮游生物研究方法》[7]进行。该水域属于浅水性湖泊，在水面下0.5 m采样。用25号浮游生物网(网目64 μm)拖捞5 min,获取定性样品，用5%甲醛溶液固定带回。

轮虫定量样品，用5 L有机玻璃采水器于水面下0.5 m处共采集10 L水样，混匀后取1 L水样，加入4%鲁哥氏碘液和5%甲醛溶液固定，静置48 h后浓缩至50 mL。计数采用1 mL浮游生物计数框，混匀取样后置于奥林巴斯显微镜下全部计数，3次平行。

枝角类与桡足类定量样品，用5 L有机玻璃采水器于水面下0.5 m采集10 L水样，混匀后经13号浮游生物过滤网(网目86 μm)过滤，加入4%福尔马林固定，静置浓缩后均匀取样，显微镜下全片计数，3次平行。生物量的计算是用体积公式计算出生物体积，假定比重为1，获得生物量[7]。参考文献[8-11]进行种类鉴定。

1.3数据分析采用优势度(Y)[12]、Shannon-Wiener物种多样性指数(H)[13]分析浮游动物的优势种和物种多样性。公式如下：

式中，Ni为第i种密度，N为该类群总密度，S为该类群总种类数，fi为i种在1年中出现的频率。H为0～1.0表示重污染；1.0～3.0为中度污染；>3.0为轻度污染至无污染[14-15]。

轮虫的B/T指数：臂尾轮虫属(B)多是富营养型种，异尾轮虫属(T)几乎都是贫营养型种。B/T<1时，为贫营养型；1≤B/T<2为中营养类型；B/T≥2为富营养类型[16]。

E/O指数：浮游动物富营养总数和贫营养总数的比值，Hakkari(1978)等应用该指数来判定水质，即E/O<0.5为贫营养型；0.5≤E/O<1.5为中营养类型；1.5≤E/O<5.0为富营养类型；E/O≥5.0为超富营养类型[16]。

2结果与分析

2.1后生浮游动物种类和优势种由表1可知，2013年元荡湖水域后生浮游动物共有15属19种。其中，轮虫8属10种，占总种数55.00%；其中，长足轮虫为7月偶见种，不作为优势种；枝角类4属6种，占30.00%；桡足类3属3种(不含无节幼体和桡足幼体)，占15.00%。Y>0.02，判定为优势种[12]，其中萼花臂尾轮虫为轮虫中的第1优势种，长额象鼻溞和中华哲水蚤为全年优势种，微型裸腹溞为春、夏、秋季的优势种，且优势度很高。优势种中污染指示种所占比例较高。

表1　元荡湖水域后生浮游动物优势种及其优势度

2.2后生浮游动物生物密度、生物量时空变化从图2可见，2013年元荡湖生物量为0.158～1.193 mg/L,以春季最高，达1.193 mg/L,夏季下降，秋季有所回升；生物密度为63.1～174.7 ind/L,以秋季最高，达174.7 ind/L,冬季下降。该水域后生浮游动物生物密度、生物量终年由轮虫占主要部分。轮虫生物密度占总浮游动物的96.12%，夏季最高可达到98.42%。桡足类生物量比例有所上升，秋季最高时可达38.53%。

图2　元荡湖水域后生浮游动物生物密度和生物量的季度变化Fig.2　Seasonal variation in density and biomass of metazoan zooplankton in Yuandnag Lake area

2.3后生浮游动物多样性指数由表2可知，元荡湖水域不同采样点不同季节后生浮游动物的H无显著差异，除S6(0.238)站点外，其他站点之间差异不显著，S1站点稍高(0.971)。从季节上看，春季最高(0.982)，冬季最低(0.326)。根据H对污染程度的评价标准[14-15]可知，元荡湖水域全年整体呈现中度污染局面。不同站点之间差别并不明显，春季污染程度较轻。

表2元荡湖水域各站点后生浮游动物群落多样性指数(H)

Table 2Shannon-Wiener index of metazoan zooplankton community in sampling sites in Yuandang Lake area

采样点SamplingsitesH春季Spring夏季Summer秋季Autumn冬季Winter平均MeanS11.0400.9950.9000.9500.971S21.3300.6930.56200.862S31.4680.9500.86000.820S40.9561.2340.4510.6930.834S51.0400.6930.9560.6370.832S600.950000.278S71.0401.3320.34900.680平均Mean0.9820.9780.5830.326—

2.4生态学水质和污染评价元荡湖水域中臂尾轮虫属有2种(萼花臂尾轮虫和裂足臂尾轮虫)，异尾轮虫属有1种(纵长异尾轮虫)。轮虫的B/T指数为2，水质属于中营养型。

元荡湖水域的后生浮游动物富-中营养类型种(E)有尾猪吻轮虫、萼花臂尾轮虫、裂足臂尾轮虫、卜氏晶囊轮虫、微型裸腹溞和长额象鼻溞6种，且长额象鼻溞、萼花臂尾轮虫为全年优势种。贫-中营养类型种(O)为唇形叶轮虫和纵长异尾轮虫等2种。因此，元荡湖后生浮游动物的E/O值为3，水质属于富营养型。

3讨论

3.1元荡湖水域后生浮游动物群落结构分析2013年元荡湖水域初次调查显示，元荡湖后生浮游动物群落结构表现为大型浮游动物(枝角类和桡足类)数量比例较小，小型浮游动物(轮虫)所占比例较大的结构特征，这与国内已知江河、湖泊和水库浮游动物各类群的组成比例情况相似[17-19]。后生浮游动物群落结构在生物量和生物密度的组成上主要为轮虫。轮虫个体较小，在生物密度上占主导地位，而在生物量上，由于桡足类个体较大，所占总体比重有所上升。鱼类捕食对浮游动物个体大小有明显的选择性，通常在同等条件下优先选择个体较大的浮游动物[20]，这就解释了在生物密度和生物数量上，个体较大的枝角类和桡足类都不占优势的情况。后生浮游动物群落结构的变化受食物链中所处营养级的影响。区域经济发展的需要，水体中每年都会被投放一定的经济鱼类。这些鱼所形成的捕食压力，会影响群落结构。夏季时，鱼类代谢活动增强，摄食强度增大，使水体生物量相比于春季有所下降，秋季由于摄食强度的减弱和浮游动物的相对生长，有一定回升。另外，在群落的组成上，轮虫占主要地位，对于群落的变化趋势有显著影响。而王丽卿等对淀山湖轮虫的群落动态分析表明，淀山湖水体轮虫生物量每年均呈双驼峰趋势，春秋季出现高峰值，夏冬季出现低值[21]。这与元荡湖水域后生浮游动物群落的动态变化一致。出现该现象的原因，主要是受水温和食物对轮虫优势种的影响。

3.2元荡湖水域水质生态学评价冯德祥等[22]研究认为，水体的营养状况不同，会造成浮游动物种类组成和分布的差异，一般来说，严重污染水体中绝大部分敏感生物会逐渐消失，取而代之的是一些较耐污型种类，如萼花臂尾轮虫和长足轮虫等。对元荡湖水域的初步调查研究显示，目前该水域已经出现一些富营养型生物种类，如微型裸腹溞、长额象鼻溞、萼花臂尾轮虫、裂足臂尾轮虫等，结合多样性指数评价与后生浮游动物E/O值，判定元荡湖水域属于富营养类型。谭渝峰[23]通过研究元荡高等水生植物群落结构，结合以各季度营养物主要因子为基准的营养状态指数与各季度综合评价营养状态指数，得出该水体呈富营养状态的结论，这也与笔者的调查结果一致。

4结论

笔者通过对元荡湖水域后生浮游动物群落结构的调查分析，得出元荡湖水域水体已呈富营养状态。而淀山湖与元荡湖相连，水质必然受到影响，淀山湖作为上海市重要的水源地，其水体水质的监测与保护具有重要的战略意义。因此，要注重该水域生态养殖功能的开发，开展“以渔养水、合理捕放、生态修复”等水域生态维护与修复试验，浅水区围荡种草养蟹，阔水区布置浮水植物带，传统网围改生态网围和减排网箱，增殖放流鲢鳙、螺蛳，合理捕放等生态修复技术模式，同时加强对元荡湖水域水体的实时监测，控制其他污染源，构建良好、高效的生态系统。

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基金项目上海高校知识服务平台上海海洋大学水产动物遗传育种中心(ZF1206);元荡湖渔业资源生态评价项目(D-8006-13-0049)。

作者简介胡景(1995- )，男，安徽宣城人，硕士研究生，研究方向：水产养殖。*通讯作者，副教授，博士，硕士生导师，从事水环境的生物调控和生态修复、浮游生物的物种多样性和优势种演替机制等研究。

收稿日期2016-04-29

中图分类号S 181

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)16-051-03

Features of Metazoan Zooplankton and Water Quality Assessment in Yuandang Lake Area

HU Jing1, ZHONG Jun-sheng1, YU Wei-wen2, CHEN Li-jing1*et al

(1. Ministry of Education Key Laboratory of Exploration and Utilization of Aquatic Genetic Resources, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306; 2 Fishery Machinery and Instrument Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Shanghai 200092)

Abstract[Objective] The aim was to study community features of metazoan zooplankton in Yuandang Lake area and evaluate its water quality. [Method] The species, existing quantity, biological diversity of metazoan zooplankton in Yuandang Lake area was investigated in 2013. [Result] There were 20 species of metazoan zooplankton in the lake, belonging to 11 genera, including 11 species of rotifer ,6 species of cladocera and 3 species of copepoda. The dominant species were Brachionus calyciflorus, Brachionus diversicornis, Notholon labis , Asplanchna brightwel, Dicranophorus caudatas, Moina micrura, Bosmina longirostris, Bosmina coregoni , Calanus sinicus, Paracyclops fimbriatus and Onychocamptus mohammed. The statistics indicated that the highest density of metazoan zooplankton was in autumn(184.7 ind/L). The highest biomass was in spring(1.193 mg/L). [Conclusion] Based on the Shannon-Wiener index, the B/T index of rotifer, the E/O index of metazoan zooplankton and the species sensitive to eutrophication, biological assessment of water quality suggested that the Yuandang Lake area is on mid-eutrophication.

Key wordsYuandang Lake area; Metazoan zooplankton; Community structure