玉渡山水库水生态健康评价及细鳞鲑资源增殖保护研究

文/尹东鹏 李博 赵文 魏杰 陈春山 王璐 方慧

玉渡山风景区地处京郊延庆县西北，毗邻松山和龙庆峡，景区拥有着山、石、林、泉、花、草、瀑的独特景致，以及清幽静雅的天然风貌，深受中外游客的喜爱。玉渡山水库又名忘忧湖，是镶嵌在玉渡山风景区中的一颗明珠，水库发源于海坨山区的三岔河，由高山峡谷筑坝拦截而成，流域面积100km2，库龄距今已有18年。

目前围绕玉渡山水库开展的研究主要集中于景区风光、温室气体排放和细鳞鲑（Brachymystax lenok）增殖放流等方面，其中对细鳞鲑的研究较多。细鳞鲑作为国家二级保护动物中的冷水鱼，在北京地区开展其资源保护和恢复具有重要意义，然而北京地区细鳞鲑增殖放流时，对选择放流水域的水文、水体理化特征和生物饵料情况往往掌握不足，细鳞鲑的增殖放流可能存在一定盲目性。因此，本文通过对玉渡山水库水体理化特征、浮游生物群落结构开展研究，并以此探明饵料基础和水生态健康状况，从而为玉渡山水库细鳞鲑资源恢复和保护提供数据支持和科学参考。

一、材料和方法

（一）站位设置

分别于2018年夏季（6月）和秋季（9月）对玉渡山水库进行样品采集，采样点分别为A点和B点（图1），共计采样2次。样品采集时物理指标现场测定，化学指标和生物指标均带回实验室进行测定。

图1 玉渡山水库站位示意图

（二）样品采集和定性

用水生80型采水器采集水样，对其理化特征进行测定，用分光光度计法测定叶绿素a含量。浮游生物与水样同步采集。

（三）数据处理及分析

水质评价标准采用单因子评价方法，计算综合营养状态指数MTSI和加权综合营养状态指数TLI（Σ）。计算浮游生物密度、生物量、多样性指数Shannon-Wiener指数H＇和Pielou均匀度指数J。优势种利用优势度Y（Y>0.02）确定。数据分析及绘图制表采用Excel软件进行。

二、结果

（一）水体理化特征及其时空变化

玉渡山水库水体理化特征总结于表1，表1显示，水温和pH属于正常变化范围，夏秋季溶氧和氨氮符合国家Ⅰ类水质标准，总氮夏秋季处于Ⅲ类，总磷夏秋季存在差异，夏季处于Ⅰ类，秋季处于Ⅲ类，总体处于Ⅱ类，化学需氧量夏秋季存在差异，夏季处于Ⅲ类，秋季处于Ⅰ类，总体处于Ⅰ类。

（二）水体富营养化状态

（三）浮游植物群落结构及其多样性

1.浮游植物种类组成及分布

调查期间玉渡山水库共检出浮游植物8门63种，其中绿藻门30种，占总种数的47.62%，硅藻门18种，占28.57%，蓝藻门6种，占9.52%，裸藻门4种，占6.35%，隐藻门2种，占3.17%，甲藻门、金藻门、黄藻门各一种，各占1.59%。玉渡山水库为绿藻—硅藻型水库。

表1 玉渡山水库的水体理化特征

2.浮游植物密度和生物量

玉渡山水库浮游植物密度和生物量及其百分比如图2和图3所示。浮游植物平均密度为12.9×106ind./L，变动在6.70×106ind./L～23.60×106ind./L之间，总体上绿藻和硅藻占优，裸藻和蓝藻次之。密度百分组成以绿藻和硅藻为主，绿藻密度平均占比最高，占53.16%，硅藻占31.64%，蓝藻占4.65%，其余藻门占比较少，绿藻夏季各站位密度百分比远大于秋季，硅藻则秋季大于夏季。浮游植物平均生物量为5.55mg/L，变动在1.69mg/L～13.40mg/L之间，总体上看绿藻和硅藻占优，裸藻次之。生物量百分组成以绿藻和裸藻为主，硅藻次之，绿藻占31.68%，裸藻占27.04%，硅藻19.91%，隐藻7.71%，蓝藻占4.83%，其余藻门较少，绿藻夏季各站位生物量百分比远大于秋季，硅藻则秋季大于夏季。

3.浮游植物优势种

玉渡山水库浮游植物共检出优势种27种，其中绿藻14种，硅藻4种，蓝藻3种，隐藻和裸藻各2种，金藻和黄藻各1种，绿藻门椭圆小球藻（Chlorella ellipsoidea）和蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidesa）出现频率最多，夏季各站位优势种数量大于秋季，其中夏季B点最多。

4.浮游植物多样性指数

2017年，法国国民教育部部长在出席文化艺术高等教育委员会会议时再次重申将艺术与文化教育作为国家重点发展领域的观点：让100%的孩子接受三方面的艺术教育——艺术实践、接触艺术品和艺术家以及了解艺术文化知识。

图2 玉渡山水库浮游植物密度和生物量

图4 玉渡山水库浮游动物密度和生物量

图3 玉渡山水库浮游植物密度和生物量百分比

图5 玉渡山水库浮游动物密度和生物量百分比

浮游植物多样性指数变动在2.49～3.84之间，平均多样性指数为2.97，均匀度指数变动在0.53～0.81之间，平均均匀度指数为0.63，污染程度处于轻污染和中污染之间，各点位夏季多样性指数和均匀度指数普遍大于秋季，其中B点夏秋季节差异最为显著。

（四）浮游动物群落结构及其多样性

1.浮游动物种类组成及分布

调查期间玉渡山水库共检出浮游动物41种，其中原生动物14种，占总种数34.15%，轮虫19种，占46.34%，枝角类3种，占7.32%，桡足类5种，占12.20%。轮虫和原生动物为主要组成种类。

2.浮游动物密度和生物量

玉渡山水库浮游动物密度和生物量及其百分比如图4和图5所示。浮游动物平均密度为2303ind./L，变动在66ind./L～5787ind./L之间，总体上轮虫和原生动物占优，枝角类和桡足类占比较少；密度百分组成以轮虫和桡足类为主，原生动物次之，轮虫平均占比最高，占53.79%，桡足类占23.92%，原生动物占20.36%，枝角类占比较少，夏季各站位桡足类密度占比大于秋季，夏季B点大于A点，秋季各站位轮虫密度占比大于夏季，秋季A点大于B点。

浮游动物平均生物量为1.54mg/L，变动在1.26mg/L～3.91mg/L之间，总体上原生动物和桡足类占优；生物量百分组成以桡足类和原生动物为主，桡足类平均占比最高，占37.02%，原生动物占28.50%，枝角类占21.72%，轮虫占12.76%，夏季各站位桡足类生物量占比大于秋季，且B点大于A点，秋季各站位轮虫生物量占比大于夏季，且A点大于B点。

3.浮游动物优势种

玉渡山水库浮游动物共检出优势种15种，原生动物4种，轮虫9种，枝角类1种，桡足类1种，优势种中针簇多肢轮虫（Polyarthra trigla）和尖尾疣毛轮虫（Synchaeta stylata）出现频率最高，透明溞（Daphnia hyalina）在夏季B点成为优势种。

4.浮游动物多样性指数

浮游动物多样性指数变动在1.94～2.84之间，平均多样性指数为2.46，均匀度指数变动在0.52～0.74之间，平均均匀度指数为0.59，污染程度处于轻污染和中污染之间。夏季A点的多样性指数和均匀度指数显著大于夏季B点，秋季A点和B点则差异不大。

三、讨论

（一）水质健康状态

水质理化因子对水生生物生长和生存起着至关重要的作用，水质的好坏和污染程度往往可以通过理化特征来反映，因此，理化特征成为水质监测的重要环节。细鳞鲑喜居水质清澈的水体中，最适水温为9℃～22℃，溶氧至少保持在6mg/L以上，玉渡山水库在水温、溶氧以及透明度方面已基本满足细鳞鲑最适生存环境需求。玉渡山水库氮磷处在较高水平，总氮含量偏高，其原因是亚硝酸态氮含量高，总磷夏秋季节存在差异，调查发现原因可能与秋季游客增多有关。玉渡山水库营养状态为中富营养型，且中营养趋势明显，水质良好。虽然玉渡山水库营养状态较好，但作为细鳞鲑重要增殖放流基地和景区核心展示部分，中富营养对于渔业和旅游观光来说均不利，因此景区进一步控制氮磷和加强保护宣传仍十分必要。

（二）浮游植物群落结构

浮游植物作为水库重要的优质饵料，是水库鱼产力中关键的一环，沉积形成的有机淤泥也是优质肥源，此外，浮游植物对污染物敏感性不同，群落组成又可显示水质状况，由于浮游植物具有渔业以及水污染指示方面的优点，因此对其开展研究具有重要意义。

玉渡山水库浮游植物从种类和数量上看，均以绿藻和硅藻为主，密度和生物量处于中等水平，这与北京官厅水库、海子水库和怀柔水库区别很大，这可能与北京水库普遍富营养化严重有关。玉渡山水库水质较好营养状态适中，因此以绿藻和硅藻为主，这与密云水库水质较好时相符。硅藻密度和生物量百分比显示，存在着季节分布差异，秋季各站位大于夏季。相关研究表明光照和硅酸盐可使硅藻成为优势类群，本研究中玉渡山水库硅酸盐含量秋季远高于夏季，且水库处于中国北方，秋季光照强度和光照时间均有所加强，从而促使秋季硅藻在数量上占优，这也符合硅藻在秋季最盛的一般规律。绿藻则与硅藻相反，其原因可能是硅藻生长所需硅酸盐夏季含量低，而夏季绿藻利用氮磷等营养盐能力强，竞争力优于硅藻，从而夏季最盛。蓝藻密度和生物量及其百分比均较少，这预示着玉渡山水库水质处于较好水平，但监测蓝藻仍不可忽视。

玉渡山水库优势种中多为绿藻和硅藻中水质较好的指示种，夏季B点优势种最多，优势种中小球藻属（Chlorella）的出现频率最高。小球藻含有丰富的蛋白质和维生素，夏秋季占据一定比例，可为鱼卵、小鱼虾和昆虫幼虫提供优质饵料，而这些小型水生生物又可为细鳞鲑所捕食。蓝藻虽然出现3种，但都集中于夏季A点，秋季A点没有出现，夏秋季B点也没有出现，这种趋势可能与玉渡山水库水质良好且绿藻和硅藻占据一定优势有关。玉渡山水库浮游植物多样性与北京其他水库相比处于中等水平，两种指数显示这里污染程度介于轻污染和中污染之间，这与水质评价结果显示结果相一致。浮游植物群落结构整体显示玉渡山水库夏季B点可能更适合细鳞鲑增殖放流。

（三）浮游动物群落结构

浮游动物营养丰富全面，可作为水库优质饵料，是鱼产力的重要组成部分。通过摄食细菌和腐质，浮游动物能对水体起到自净作用，由于对污染物敏感，也常常被当做污染水体的监测生物，因此对浮游动物开展研究具有重要意义。

玉渡山水库浮游动物从种类和数量上看以原生动物和轮虫为主，这与北京官厅水库、白河堡水库和密云水库相一致。密度和生物量处于北京水库中等水平，密度和生物量百分比显示桡足类和轮虫存在季节和地理分布差异，桡足类夏季大于秋季，且夏季B点大于A点，轮虫则与之相反，桡足类占据优势时轮虫占比较少，其原因可能是广布中剑水蚤（Mesocyclops leuckarti）和近邻剑水蚤（Cyclops vicinus）等桡足类主要以摄食枝角类和轮虫为主，并且桡足类随温度升高摄食率升高，而桡足类也可成为细鳞鲑幼鱼的优质活饵料。

玉渡山水库优势种多为原生动物和轮虫，且轮虫中多为中营养型水体的过渡种，这与水质为中营养保持一致；其中出现频率最高的为针簇多肢轮虫和尖尾疣毛轮虫为中污性种类指示物种，水质与浮游动物显示出的污染状态保持一致。此外，透明溞往往存在于营养程度较低的水体，其在玉渡山水库夏季B点成为优势种，这从侧面说明水库夏季B点的水质最好。浮游动物优势种中存在中营养型水体过渡种，且多为小型浮游动物，这可能预示着水体营养状态存在增加的风险。玉渡山水库浮游动物多样性与北京其他水库保持一致，两种指数显示水库污染程度介于轻污染和中污染之间，这也与水质评价结果相一致。浮游动物群落结构整体显示玉渡山水库夏季B点可能更适合细鳞鲑增殖放流。

（四）鱼产力

鱼产力计算作为水库生态系统的重要研究方面，对于鱼类增殖放流和保护具有重要的指导意义。玉渡山水库鱼产力采用基础饵料法进行计算，腐质按浮游生物供饵的50%计算，能提供鲢鳙鱼产量为6.29×104kg，细鳞鲑为肉食性鱼类，平均体长可达39.5cm，因此鲢鳙幼鱼可为细鳞鲑提供充沛的饵料，保证其正常生长和生存。

综上所述，玉渡山水库水生态健康状态较好，浮游生物群落结构复杂，存在季节和地理分布差异，饵料丰富多样，可满足细鳞鲑增殖放流和生长繁殖所需条件，但在确保水质安全和细鳞鲑资源保护方面仍需开展大量工作。