济南地区丰、枯水期浮游动物群落结构特征的研究

李　萌（1.山东省枣庄市水文局　枣庄　277800　2.济南市水文局　济南　250014）

济南地区丰、枯水期浮游动物群落结构特征的研究

李萌1，2
（1.山东省枣庄市水文局枣庄2778002.济南市水文局济南250014）

为了解济南地区浮游动物群落结构特征，于2014年丰水期（5月）和枯水期（11月）对济南地区22个采样点位进行了调查。结果表明，两个时期共鉴定出浮游动物86种，丰水期浮游动物共计4类74种，平均密度为38.77 ind./L；枯水期浮游动物共4类27种，平均密度为3.99 ind./L。根据多样性指数、均匀度指数、丰富度指数对济南地区浮游动物进行评价，丰水期均匀度指数与枯水期相似，其余指数均高于枯水期。

济南浮游动物群落结构环境因素

浮游动物是水域生态系统中重要的组成部分。具有分布广泛、种类多、繁殖迅速，世代周期短等特点。浮游动物多样性是水域生态系统中重要的评价指标，其种类和密度的变化，可以准确地反映出水域生态系统环境的好坏。浮游动物与水质有密切关系，经常被作为水体污染的重要指示物种，对水体环境变化较敏感，在环境监测和环境保护中起着重要作用。

本文以浮游动物为指标，研究了2014年济南地区丰水期和枯水期浮游动物的种类数、密度、物种多样性等指数动态，探究了影响济南地区浮游动物群落结构特征的主要水质因子，并从水质理化指标、浮游动物指标等多个角度评价了济南地区水质的状况，旨在为济南地区水质健康评价和可持续发展提供理论依据。

1　材料与方法

1.1采样点位设置

济南位于山东省中西部，南依泰山，北跨黄河，背山面水，占地面积为8177.21km2，境内河流主要有黄河、小清河两大水系。丰水期和枯水期是冬季转夏季、夏季转冬季的过渡季节，风向多变。于2014年丰水期和枯水期对济南地区进行采样调查，根据济南生态环境特点，共设立22个采样点位（图1）。

1.2样品采集与处理

使用采水器在各水层采混合水样100L，用25号浮游生物网过滤，将滤取过的样本放入100mL标本瓶中，加4% ～5%的甲醛溶液固定。固定的样本在室内静止24h后虹吸上清液，浓缩至50mL。在100～400倍Olympus—CX21生物显微镜下鉴定浮游动物种类，记录个体密度。浮游动物种类鉴定参考主要根据相关文献。

1.3数据分析和处理

计算Shannon-Wiener指数（H'）、Pielou均匀度（J）、Margalef种类丰富度指数（D）来研究浮游动物多样性。

（1）Shannon-Wiener-多样性指数（H'）：H'=－Σ（ni/N）×log2（ni/N）；

（2）Pieiou均匀度指数（J）：J=H'/lns；

（3）Margalef多样性指数（D）：D=（s－1）/lnN。

Shannon-Wiener指数和Margalef种类丰富度指数评价水质标准均分为5个等级：0～1为多污型，1～2为α-中污型，2～3为β-中污型，3～4为寡污型，大于4为清洁水体。

式中：s为轮虫的种类数；N为浮游动物的总密度，ni为第i种的密度。

1.4数据统计分析

运用Origin7.5完成箱型图分析，Shannon-Wiener-多样性指数、Pieiou均匀度指数、Margalef多样性指数计算用BiodiversityProfession 2.0完成，济南地区图在ArcMap 9.3上完成。

2　结果及分析

济南地区丰、枯水期共鉴定出浮游动物共4类86种。其中，丰水期74种，枯水期27种，丰水期种类相比枯水期较多。从时间上看，丰水期共鉴定出浮游动物4类74种。其中，轮虫最多，共30种，占种类组成的40.54%；其次为原生动物，共25种，占33.78%；枝角类13种，桡足类6种，分别占17.57%和8.11%。枯水期共鉴定出浮游动物4类27种，其中轮虫和原生动物最多，均8种，占种类组成的29.63%；其次为枝角类，共7种，占25.93%；桡足类4种，占14.81%（图2）。

丰水期浮游动物主要由轮虫组成，浮游动物密度为0～853.00ind./L，平均值为38.77 ind./L。密度最高的点位为J22，密度值为266.25 ind./L，密度最低点位为J9，密度值为0.25 ind./L。轮虫的密度相对较大。枯水期浮游动物主要有原生动物和轮虫组成，密度相对较小，为0～175.50ind./L，平均值为3.99 ind./L。各种类密度相差不大。密度最高点位为J15，密度值为42.00 ind./L，密度最低点位为J16和J19，密度值均为0.50 ind./L。丰水期和枯水期浮游动物密度差异性较大（P＜0.05）（见图2）。

图1　济南采样点分布图

图2　不同时期浮游动物密度的组成图

济南地区丰水期除均匀度指数与枯水期相差不大，平均值分别为0.88和0.91，密度及各个指数均要高于枯水期。Shannon-Wiener-多样性指数H'值平均值为2.75，枯水期Shannon-Wiener-多样性指数H'平均值为1.83，两个时期相关性不显著（P＞0.05）；丰水期Margalf丰富度指数（D）平均值为2.47，枯水期Margalf丰富度指数（D）平均值为1.75，两个时期相关性不显著（P＞0.05）（图3）。

图3　济南地区丰水期和枯水期全流域浮游动物群落结构特征的比较分析图

表1　不同季节浮游动物的种类组成及其所占比例表

3　讨论

此次调查济南地区浮游动物共鉴定出4类86种。其中，轮虫33种，原生动物28种，枝角类16，桡足类6种；丰水期各种类数分别为30、25、13、6种，枯水期各种类数分别为8、8、7、4种。枯水期相比丰水期而言种类下降32.50%。从各季节种类组成来看，轮虫占绝对的优势，其次为原生动物。丰、枯水期浮游动物密度为38.77 ind./L和3.99 ind./L，主要原因可能是由于丰水期温度升高，食物、温度、光照等条件充足，适合浮游动物生长繁衍。而枯水期温度下降，各方面条件都达不到丰水期时标准，导致浮游动物的种类数量下降。枯水期季节更替，导致浮游动物群落结构进行了演替和种类发生了改变，浮游动物种类和密度均有不同程度的下降。

有研究表明，浮游生物多样性指数在一定程度可以鉴定水质状况，浮游动物多样性指数越大，水质越良好。根据水质评价标准，得出结论：济南地区丰水期与枯水期的Shannon-Wiener-多样性指数H'平均值为2.75和1.83，说明济南地区丰水期水体整体为β-中污染，枯水期水体整体为α-中污染。利用Margalf丰富度指数（D）评价，得出相同结论。说明济南地区水体不同季节受到不同程度污染，综合评价济南地区，水体呈中度污染。

研究表明，济南地区丰水期和枯水期浮游动物群落种类和数量受到季节影响较大。济南位于山东省中部地带，人口密集，人类的活动可能引起水体污染和水体富营养化，丰水期相比枯水期各种因素更适合浮游动物生长繁殖，浮游动物群落发生季节性演替，使得物种和数量都有明显的差距。济南地区水质相对较好，更有大明湖、趵突泉等文明全国的旅游景点。合理开发水资源，保护水体生态环境，会使得环境保护和经济发展起到双丰收■

（济南市水生态时空变异驱动机制及自动监测模式；国家自然科学基金（51279005）；山东省水利厅、山东省财政厅《水生态文明试点科技支撑计划》（SSTWMZCJH-SD02）资助。）