嘉陵江出口段浮游生物群落特征及水质评价

摘要：为掌握嘉陵江出口段浮游生物群落结构及揭示水环境污染状况，对嘉陵江出口段浮游生物种类构成、细胞密度、优势种及浮游生物多样性开展研究，并评价水质状况。结果表明，嘉陵江出口段浮游生物种群丰富，共采集到浮游植物8门57属129种，浮游植物细胞密度在（17.90～21.81）×104 ind/L之间，均值为19.60×104 ind/L。Shannon-Weaver多样性指数H范围为2.55～3.31，均值为2.89。优势种也以硅藻门种类最为常见。浮游动物共发现轮虫类14种，枝角类10种，桡足类8种，浮游动物细胞密度范围在9.68～11.69 ind/L之间，均值为10.92 ind/L。Shannon-Weaver多样性指数H范围为2.07～2.50，均值为2.24。轮虫占比最大，為主要优势种种类。浮游生物优势种生境状况及Shannon-wiener多样性指数值分析表明，嘉陵江出口段水质为中度污染等级。

关键词：嘉陵江;浮游生物;多样性;水质

中图分类号：X826 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）03-000-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.002

Plankton community structure and water quality assessment in the outlet area of Jialing River

Wang Tujin

（School of River and Ocean Engineering，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China）

Abstract：In order to understand the plankton community structure and reveal the pollution status in the outlet area of Jialing River， the plankton species composition， cell density， dominant species， and Shannon-wiener diversity index were analysed and the water quality was evaluated. The results show that a total of 129 species of phytoplankton are collected， belonging to 8 phylum and 57 genus. The cell density of phytoplankton is in the range of 17.90～21.81×104 ind/L with the mean value of 19.60×104 ind/L. The diversity index is in the range of 2.55～3.31， with the mean value of 2.89. The dominant species are mainly diatoms. A total of 32 species of zooplankton are detected. Among them， the species number of rotifer， cladocera and copepods are 14， 10 and 8， respectively. The cell density of zooplankton is in the range of 9.68～11.69 ind/L with the mean value of 10.92 ind/L. The diversity index is in the range of 2.07～2.50， with the mean value of 2.24. The dominant species are mainly rotifers. Habitat status of dominant species of plankton and Shannon-wiener diversity index analysis show that the water quality in the outlet area of Jialing River belong to mesosaprobic zone.

Key words：Jialing River;Plankton;Diversity;Water quality

嘉陵江是长江水系中流域面积最大的支流，经重庆主城区汇入长江。嘉陵江是重庆主城区工农业生产、生活的重要水源，同时也是长江上游的重要水源涵养地。嘉陵江的水质状况对重庆社会经济的发展起着至关重要的作用。对嘉陵江开展水环境质量研究对于保障嘉陵江生态环境安全具有重要意义。

浮游生物个体微小，种类繁多，浮游生物群落结构与水质变化关系密切，浮游生物直接影响着水生态系统其他生物的生理代谢以及水环境理化性质[1，2]，同时浮游生物对水环境污染状况响应迅速，水质的改变也影响着浮游生物的个体、种群和群落结构。因此浮游生物是反映水环境质量状况的重要指示生物，对水生态系统中浮游生物的分析是水生态环境监测的重要方法之一，在国内外得到广泛的应用[3-6]。以往对嘉陵江浮游生物的调查已有零星研究报道，但多集中于对浮游植物种群的单一分析，尚缺乏对重要水域同一时期的浮游植物和浮游动物的系统研究。本研究以磁器口至朝天门河段为研究水域，对该出口段水域浮游生物群落结构分布特征开展研究，分析浮游生物种群构成、细胞密度、优势种及多样性，对浮游生物群落结构所反映的水环境质量进行评价，以期为嘉陵江生态环境保护提供基础数据和依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

以嘉陵江重庆出口段作为研究水域，在磁器口、石门大桥、渝澳大桥、朝天门设置4个采样点。

浮游生物的采集包含定性和定量样品采集。浮游植物定性分析样品使用25号浮游生物网，在水下作“∞”字型缓慢拖曳采集。定量分析则使用采水器采集水样，水样立即用卢戈氏碘液固定，用量为水样体积的1.5%，运回实验室后向沉淀器中倒入1000 mL水样，经过 24 h 以上的静置沉淀，充分沉淀后通过虹吸管吸取上清液，留下30 mL浓缩水样作定量分析。轮虫的定性分析样品使用25号浮游生物网，在水下作“∞”字型缓慢拖曳采集，将网头中的水样转移至样品瓶中，加福尔马林液进行固定。定量分析则使用采水器采集10000mL水样，经过滤后作定量分析。枝角类和桡足类的定性分析样品使用13号浮游生物网在水下作“∞”字型缓慢拖曳采集，网头中的样品转移至样品瓶中，加福尔马林液进行固定。定量分析则使用采水器采集20000mL水样，经过滤后作定量分析。

1.2 分析方法

1.2.1 种类鉴定

浮游植物的分类鉴定参照《中国淡水藻类——系统、分类及生态》[7]进行，浮游动物的分类鉴定主要参照文献[8-10]进行。

1.2.2 浮游生物优势度及多样性分析

本研究使用Mcnaughton优势度指数来判定水样中的浮游生物优势种。Mcnaughton优势度指数计算公式如下：Y= （ni/N）·fi，式中ni为第i物种个体细胞总数，N为群落细胞总数，fi为所有第i物种在样点中出现的频率。优势度指数Y>0.02，该种即为优势种。

浮游生物的多样性分析采用Shannon-Weaver多样性指数H进行表征，计算公式为：

式中，N 为同一水样中观察到的个体总数，ni为水样第i种的个体数。多样性指数H与水质的关系为：H<1.0，重度污染;H =1.0～2.0，α中度污染;H =2.0～3.0，β中度污染;H>3.0，轻度污染或无污染。

2 结果与讨论

2.1 浮游植物群落结构特征

对嘉陵江出口段的浮游植物进行鉴定，共发现浮游植物8门57属，其中硅藻门22属66种、绿藻门17属36种、金藻门1属1种、黄藻门1属2种、蓝藻门7属11种、裸藻门4属4种，隐藻门1属3种，甲藻门4属6种，共计129种。浮游植物细胞密度如图1所示。由图可知，浮游植物细胞密度在（17.90～21.81）×104 ind/L之间，均值为19.60×104 ind/L。从不同采样点浮游植物细胞密度分布特征来看，各点之间差异较小，细胞密度在瓷器口最高，渝澳大桥最低。嘉陵江出口段水体中的浮游植物以硅藻为主，硅藻占据绝对优势地位，硅藻细胞密度均值为14.38×104 ind/L，占比73.36%。其次为隐藻，占比9.74%。

通常水體中的浮游植物随着水体富营养化程度的不同呈现不同优势藻类，贫营养型水体中的浮游植物通常以黄藻、金藻为主，中营养型水体以硅藻、甲藻以及隐藻类占优势，而富营养型水体主要以蓝藻、绿藻为主[11]。根据本文分析，嘉陵江出口段是以硅藻为主的浮游植物群落结构，推断嘉陵江出口段在监测期间处于中营养状态。

对浮游植物群落进行多样性分析，结果表明各采样点Shannon-Weaver多样性指数H范围为2.55～3.31，均值为2.89。多样性分析结果反映出嘉陵江出口段浮游植物种群丰富，种群分布格局均匀，水体污染程度为β中度污染等级。

2.2 浮游植物优势种

硅藻细胞密度占比73.36%，为浮游植物优势类群，在各个采样点中浮游植物优势种也主要以硅藻门藻类为主（表1）。尤其以硅藻门的直链藻属、小环藻属、等片藻属、针杆藻属、舟形藻属的硅藻种类较为常见，在嘉陵江出口段水体中出现频率和细胞密度较高。

2.3 浮游动物群落结构特征

对嘉陵江出口段浮游动物进行鉴定，共发现轮虫类14种，枝角类10种，桡足类8种。浮游动物密度如图2所示。浮游动物细胞密度范围为9.68～11.69 ind/L，平均密度为10.92 ind/L。各个采样点轮虫的数量占比均最高，平均占比达到78.15%，其次为桡足类，占比16.43%，枝角类所占比例最小。四个采样点浮游动物Shannon-wiener 指数分别为2.07～2.50，均值为2.24。反映出浮游动物的种群较丰富，分布格局均匀。水体污染程度为β中度污染等级。

2.4 浮游动物优势种

嘉陵江出口段的浮游动物优势种主要为轮虫类（表2），尤其以螺形龟甲轮虫、壶状臂尾轮虫、萼花臂尾轮虫、曲腿龟甲轮虫在各个采样点出现的频率较高，均为优势种。而枝角类和桡足类在各个采样点水样中出现频率较低。尤其是枝角类在各个采样点的种群数量少，均未成为优势种。轮虫对环境的适应能力强，生长发育速度快，通常快速占领水体中的生态位，成为优势种，同时也较易受到外界诸多环境因素的影响而发生种群变化[12]。各个采样点浮游动物优势种多为生活在中污染环境中的种类，表明嘉陵江出口段的水质不甚清洁，受到一定程度污染。

3 结论

嘉陵江出口段共发现浮游植物8门57属129种，细胞密度在（17.90～21.81）×104 ind/L之间，其中硅藻占比73.36%，占据绝对优势地位，优势种以直链藻属、小环藻属、等片藻属、针杆藻属、舟形藻属的硅藻最为常见。浮游动物共发现轮虫类14种，枝角类10种，桡足类8种。浮游动物平均密度为10.92 ind/L，轮虫占比最高，达到78.15%，优势种也主要以轮虫类为主。浮游植物和浮游动物优势种主要为生活在中污性环境中的种类，同时通过Shannon-wiener 多样性指数分析表明嘉陵江出口段浮游生物种群较丰富，多样性较高，所反映的水体污染程度为中度污染等级。

参考文献

[1]郝媛媛，孙国钧，张立勋，等.基于黑河流域浮游植物群落特征与环境因子的关系[J].湖泊科学，2014，26（1）：121-130.

[2]胡俊，池仕运，郑金秀，等.基于CoCA分析的长江干流浮游动植物群落交互影响研究[J].生态环境学报，2018，27（12）：2200-2207.

[3]Tas T， Yilmaz I N， Okus E. Phytoplankton as an Indicator of Improving Water Quality in the Golden Horn Estuary[J]. Estuaries and Coasts， 2009， 32： 1205-1224.

[4]García-Chicote J， Armengol X， Rojo C. Zooplankton abundance： A neglected key element in the evaluation of reservoir water quality[J]. Limnologica， 2018， 69： 46-54.

[5]Pourafrasyabi M， Ramezanpour Z. Phytoplankton as bio-indicator of water quality in Sefid Rud River-Iran （South Caspian Sea）[J]. Caspian Journal of Environmental Sciences， 2014， 12（1）： 31-40.

[6]劉建康.高级水生生物学[M].北京：科学出版社，1999.

[7]胡鸿钧，魏印心.中国淡水藻类——系统、分类及生态[M].北京：科学出版社，2006.

[8]王家楫.中国淡水轮虫志[M].北京：科学出版社， 1961.

[9]沈嘉瑞.中国动物志·节肢动物门·甲壳纲·淡水桡足类[M].北京：科学出版社，1979.

[10]蒋燮治，堵南山.中国动物志·节肢动物门·甲壳纲·淡水枝角类[M].北京：科学出版社，1979.

[11]金相灿，屠清英.湖泊富营养化调查规范[M].2版.北京：中国环境科学出版社，1990.

[12]薛俊增，袁林，唐庆蝉，等.三峡水库主要支流库湾轮虫的分布和季节变化[J].海洋湖沼通报，2013（2）：161-170.

收稿日期：2020-02-21

基金课题：重庆市基础与前沿研究计划项目（No.cstc2017jcyjAX 0086）

作者简介：王图锦（1981-），男，博士，副教授，研究方向为水生态环境保护。