黄石水库浮游生物资源调查及多样性分析

■李梦军 谢春华 张小立 杨福忠 王晓艳 徐黎明

（1 大湖水殖股份有限公司 415000；2 湖南省水产技术工程研究中心 415000）

黄石水库地跨常德市桃源和张家界市慈利两县，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、发电、渔业及航运等综合利用的大（Ⅱ）型水利枢纽工程，控制流域集雨面积552km2。库区主要由芭茅洲河、龙潭河、樊家坊河、刘家溪河、洞潭河5条支流汇成，支流分布呈扇形河系。水库总库容6.02亿m3，正常水位90m，相应库容4.58亿m3，有效库容3.38亿m3，库容系数0.6，属多年调节水库。水库俗称湖南“千岛之湖”，库区大小岛屿几百个，完全独立岛屿数十个，区域植被保护良好，森林覆盖率85%以上。水库生态系统功能主要包括水资源综合利用与调节、渔业生产与休闲景观以及区域生态支持与调节（郭立平等，2010），是湖南省常德市饮用水备用水源地。随着库区水利工程、渔业生产、旅游开发和城镇化建设加剧，大量污染负荷迁移入库（卓文等，2020），如何保持当前水库优越的自然景观、良好水质环境以及物种多样性，求取生态最大功能效益，是库区水生态资源可持续利用发展需考虑的现实问题。本研究通过对库区浮游生物的定性、定量分析，并采用shannom-wiener生物多样性指数对该库区水质进行评价，以期为黄石水库生物多样性维护和水环境保护提供本底资料。

1 调查方法

1.1 调查地点与时间

水库由5 条河流汇集而成，呈扇形河系分布，根据水库形态，调查区域共设9个采样点（图1），各采样点分别标记为S1（洞潭）、S2（刘家溪）、S3（甘坪山）、S4（杉木哑）、S5（竹岩坪）、S6（曾家坪）、S7（茶厂）、S8（吴家坪）、S9（张家坪）。2014年8～9月在各采样点分别采集浮游植物和浮游动物。

表1 黄石水库各采样点浮游植物组成、密度及生物量

表2 黄石水库各采样点浮游动物组成、密度及生物量

表3 黄石水库各采样点浮游生物多样性指数

1.2 测定方法

浮游植物和浮游动物采用镜检计数和种类鉴别法，采集、定性、定量分析参照《水库渔业资源调查规范（SL167-2014）》方法进行，数据描述采用平均值。

1.3 群落多样性分析方法

浮游植物和浮游动物的生物多样性指数采用shannom-wiener多样性指数（H）进行分析，计算公式为：

式中：H为群落或调查生境中物种的多样性指数；S为群落或调查生境中的物种数；Pi为群落或调查生境中第i物种个体数占所有物种个体总数的比率；i 为1，…，S。

水质评价标准：0为严重污染；0＜H≤1为重污染富营养型；1＜H≤2为中污染中营养型；2＜H≤3为轻污染中营养型；3＜H为清洁贫营养型。

2 结果与分析

2.1 浮游植物种类组成、密度及生物量

本次调查检出浮游植物5门44种，根据镜检浮游植物的种类、数量，计算出各采样点浮游植物的平均密度和生物量（表1），其中：蓝藻门10种，占总种数的22.73%,地中尖头藻、鱼腥藻、色球藻、针状蓝纤维藻出现的频率较高；绿藻门21种，占总种数的47.73%，小球藻出现的频率较高；硅藻门8种，占总种数的18.18%，直链藻、针杆藻出现的频率较高；甲藻门4种，占总种数的9.09%,飞燕角甲藻、多甲藻出现的频率较高；隐藻门1种，占总种数的2.27%。浮游植物的密度平均为1020.5×104ind/L、生物量平均为6.594mg/L。

2.2 浮游动物种类组成、密度及生物量

本次调查共检出浮游动物43种，各采样点浮游动物的种类组成均包含有原生动物、轮虫类和枝角类，依据镜检的种类、数量，计算浮游动物的平均密度及生物量（表2），其中：原生动物12种，占总种数的27.91%；轮虫类19种，占总种数的44.18%；枝角类12种，占总种数的27.91%。轮虫类的壶状臂尾轮虫、裂足轮虫、萼花臂尾轮虫、螺形龟甲轮虫、薄达臂尾轮虫和枝角类的长肢秀体溞、短尾秀体溞、僧帽溞出现的频率较高。浮游动物的密度平均为5,533ind/L、生物量平均为5.384mg/L。

2.3 浮游生物多样性指数

采用shannom-wiener多样性指数，计算黄石水库调查水域各采样点浮游植物和浮游动物的多样性指数（表3），参照shannom-wiener指数水质污染评价标准对黄石水库水质进行评价，各采样点的多样性指数均在1～2的范围之间，水质处于中等污染程度。

3 讨论

3.1 调查流域生物多样性及水质评价

生物多样性是衡量生物群落结构特征和稳定性的重要尺度参数，物种组成越丰富，结构越稳定（邱小琮等，2011）。本次调查各采样点的生物多样性指数H值的变幅不大，说明调查流域浮游生物群落结构较为一致，群落稳定性较低，可能与本次调查采样时间（8～9月）相关，仅能代表采样时段的生物群落分布，周年变化规律尚需进一步探讨。而生物多样性亦与水质存在相关性，可作为反映流域健康的生物指标（唐汇娟等，2008；陈红等，2018）。调查时段各采样点生物多样性H值范围均在1～2之间，据此评价调查流域属中污染中营养型水体，且采样点S3和S8的浮游植物H值接近2，轮虫类中的螺形龟甲轮虫作为耐污种（施利民等，2016）也在本次调查中出现的频率较高，暗示调查流域水质可能正向富营养化趋势发展。

3.2 调查流域水资源综合利用及保护

调查流域属常德市饮用水备用水源地，流域范围执行Ⅱ级水质标准。本次调查采样时段生物多样性指数H值评价该流域属中污染中营养型水体，且耐污种暗示水质可能正向富营养化趋势发展。随着黄石水库水资源综合利用工程（又称“引黄入常”）启动，加强调查流域水生态环境保护，确保水源地供水水质安全显得尤其重要。防控污染物入库，实施污染总量控制（赵永宏等，2010；张万顺等，2011）和鱼类生物调控，开展增殖渔业（刘飞等，2018）需成为今后调查流域生态环境保护的主导措施。