东洞庭湖沿岸带浮游生物群落结构与多样性分析

罗华辉 汪小冬 魏朝宇 谢永广 陈敦学

摘 要：为探究东洞庭湖沿岸带浮游生物多样性与空间分布特征，在2018年8月对东洞庭湖沿岸带浮游生物多样性进行了调查研究。调查结果显示东洞庭湖沿岸带共有浮游植物7门54属92种，浮游植物平均密度和生物量分别为96.46×104 ind/L和2.0240 mg/L，以硅藻和绿藻为优势种。浮游动物共34属55种，浮游动物平均密度和生物量分别为1402.86 ind/L和5.51 mg/L，浮游动物分布以轮虫为主。生物量上，浮游植物以S6（君山区沿湖3）生物量最大，浮游动物以S8（君山区沿湖5）生物量最大，利用Shannon Wiener指數分析，东洞庭湖目前生物多样性有减少趋势，且水质属于轻度污染状态。

关键词：浮游生物;东洞庭湖;优势种;Shannon Wiener指数;密度

中图分类号：Q179.1

文献标识码：A

文章编号：1008-0457（2021）03-0015-06

国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2021.03.003

The Structure and Diversity Analysis of Plankton Community in the Coastal Zone of East Dongting Lake

LUO Huahui1，WANG Xiaodong2，WEI Zhaoyu1，XIE Yongguang1，CHEN Dunxue1*

（1.College of Animal Science/Research center of fishery resources and environment，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China;2.College of Animal Science，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410003，China）

Abstract：

In order to explore the spatial variations and biodiversity of the phytoplankton and zooplankton in the East Dongting lake，the surveys were carried out in the coastal zone in August，2018.The results showed that 92 species of phytoplankton belonging to 54 genera and 7 phylum in the coastal zone of East Dongting lake，dominated by Bacillariophyta and Chlorophyta.The average density and biomass values of phytoplankton were 96.46×104 ind/L and 2.0240 mg/L.A total of 55 zooplankton species from 34 genera were identified with the average density and biomass values of 1402.86 ind/L and 5.51 mg/L，respectively.Among them，that was dominated by Rotifera.On the spatial distribution，the highest biomass of phytoplankton was S6，while zooplankton was S8.The results demonstrated that the species diversity is declining by Shannon Wiener index analysis，and the water environmental parameters was light pollution.

Keywords：

Plankton;East dongting lake;dominant species;Shannon Wiener;density

洞庭湖位于湖南省北部、长江南岸，分为东西南三个区域，其中东洞庭湖位于湖南省岳阳市，介于北纬28°59″～ 29°38″，东经112°43″～ 113°15″之间，地处亚热带湿润气候区，日照充足，雨量充沛，年均气温17℃，是中国政府指定的21个国际重要湿地自然保护区之一，具有重要的生态价值。

浮游生物作为水体食物网的基础，为其他大型水生生物提供重要的生物饵料，对环境变化极其敏感，其分布状况、种类和数量在一定情况下可以作为水体环境监测指标[1]。加强涉水信息收集和共享，突出全过程节约管理，加大自然生态系统和环境保护力度是生态文明建设的重要内容。近年来，受山峡大坝蓄水影响，洞庭湖入湖水量严重减少，换水周期延长，氮、磷等污染物浓度增加迅速[2-3]，同时随着湖区经济的发展，入湖河流污染通量及周边污染物都在迅速加大，且入湖氮、磷以硝态氮和磷酸盐为主[4-6]，进一步加速了水体浮游生物的生长[7]。以往研究洞庭湖水质状况及生物多样性均通过多时间点采样[3]，或者多水平面采样并结合水质指标进行分析[8]，以上方法能较好反映洞庭湖水质状况，但均费时费力，迫切需要寻找一种简单的方法用于快速判断水质状况。东洞庭湖背靠岳阳市君山区，受人们生产经营活动影响较大，沿岸带浮游生物具有群落结构特征变化迅速的优点，可以快速高效反应水质状况，因此我们利用沿岸带生物多样性分析水质状况，并于2018年8月在东洞庭湖沿岸带设置14个采样点对该湖区进行浮游生物调查取样，研究结果对于阐明洞庭湖水质状况，研究东洞庭湖物种多样性以及实施水生生态环境保护将提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 采样点设置

沿岸带浮游生物受人类活动影响较大，按照控制性与代表性原则（有水草区和无水草区）在东洞庭湖沿岸带设置14个调查点，具体采样点见图1。GPS定位见如下表1。

1.2 采样与数据分析

浮游生物的定性定量采集方法参考章宗涉和黄祥飞（1991）[9]，浮游生物鉴定方法主要参考沈盎绿（2019）[10]，多样性分析主要依据Shannon-Wiener 多样性指数（H）进行，Shannon-Wiener指数（物种多样性）：H=-∑ri=1[piLnpi][8]。

2 结果与分析

2.1 浮游生物种类组成与分布特征

2.1.1 浮游植物种类组成与空间分布

调查区域共检出浮游植物7门54属92种，其中绿藻门24属34种，占总种类数的36.96%，然后依次为硅藻门13属29种，占比31.52%;蓝藻门10属16种，占比17.39%;裸藻门3属8种，占比8.70%;甲藻门2属2种和黄藻门1属2种，占比均为2.17%，隐藻门最少，仅发现1属1种，占比1.09%。绿藻门和硅藻门在每个采样点均有发现，其中绿藻门分布最多为S6（君山区沿湖3）和S1（团东村），硅藻门分布最多点为S11（太平咀）和S6（君山区沿湖3），在所有调查点中，以S13（鹿角）的种属分布最少，仅发现了硅藻门和绿藻门，以S11（太平咀）和S2（中洲站）发现的种属最多，均为六门（未见隐藻门），隐藻门仅在S7被发现（图2）。

2.1.2 浮游动物种类组成与空间分布

调查区域共检出浮游动物4门34属55种。其中包括原生动物门14属22种，占总种类数的40%;轮虫12属23种，占比41.82%;枝角类6属8种，占比14.55%;桡足类2属2种，占比3.64%。轮虫类在每个采样点均有发现，最高点为S4（君山区沿湖1）和S8（君山区沿湖5）;原生动物仅在S3（华容河汇合口）点未被检出，桡足类仅在S5（君山区沿湖2）点未被检出，枝角类在S1（团东村）、S2（中洲站）、S4（君山区沿湖1）、S7（君山区沿湖4）、S13（鹿角）、S14（湘江入河口）点均未被检出;调查点中S6（君山区沿湖3）、S9（长江入湖口1）、S10（长江入湖口2）、S11（太平咀）、S12（麻糖镇）浮游动物四大类均有检出（图3）。

2.2 浮游生物密度与生物量分析

2.2.1 浮游植物密度及生物量

14个采样点中，浮游植物平均密度为96.46×104 ind/L，密度范围为13.2～291.02×104 ind/L;其中以S6 （君山区沿湖点3） 的密度最高，S13（鹿角）密度最低（图3）。其所发现的藻种中密度最大的是硅藻门，占比36.4%;其次是蓝藻门，占比32.1%;再其次是绿藻门，占比26.2%。余下四门密度较小，分别是甲藻门、裸藻门、黄藻门和隐藻门，分别占比3.4%、1.10%、0.7%和0.1%（表2）。

浮游植物生物量上，其总体生物量范围为0.2445～7.3752 mg/L，平均生物量为2.0240 mg/L（图3），浮游植物生物量最大的是硅藻门，占总数比高达55.7%，其次为蓝藻门，占比16.2%。再其次便是甲藻门，占比16%;绿藻门占比8.9%;裸藻门占比2.8%;黄藻门占比0.3%;生物量最小的是隐藻门。根据浮游植物生物量评价标准，浮游植物生物量小于1 mg/L 的为极贫营养型，生物量在1 mg/L～3 mg/L的为贫—中营养型，生物量在3 mg/L～5 mg/L的为中—富营养型，生物量在 5 mg/L～10 mg/L的为富营养型，由此可见东洞庭湖沿岸带中只有S6（君山区沿湖点3）和S11（太平咀）属富营养型，其余各处均处于贫—中营养型（表2、图4）。

2.2.2 浮游动物密度及生物量

调查结果显示，东洞庭湖沿岸带浮游动物的密度范围为600～2 500 ind/L，平均密度为1 402 ind/L，其中轮虫密度最大，达到387 ind/L，占比47.1%;其次是原生动物，占比27.6%;再其次是桡足类，占比23.0%;密度最小的是枝角类，仅占比2.3%。按采样点划分，以S8（君山区沿湖5）和S7（君山区沿湖4）两点，浮游动物密度最大，分别达到2 500 ind/L和2 100 ind/L，以S14 （湘江入河口）点密度最小，仅为600 ind/L。

总体的生物量范围在1.72（S14）～13.23（S8） mg/L，平均生物量为5.51 mg/L，其中桡足类的生物量最大，达到3.46 mg/L，占总数的62.8%，其次是枝角类、原生动物和轮虫，分别占比16.9%、16.5%;和4.0%（表3，圖5）。

2.3 浮游生物多样性分析

多样性分析结果显示浮游植物Shannon Wiener指数除S10（长江入湖口2）和S13（鹿角）在1～2之间之外其余各点都在2～3之间，分析可能由于S10和S13点河湾较大，引起水流平缓，氨、氮进一步积累所致。而浮游动物的多样性指数较同地区的浮游植物整体看略有下降，但是在S4、S11、S13点多样性指数高于浮游植物。其中S2（中洲站）、S3（华容河汇合口）、S5（君山区沿湖2）、S6（君山区沿湖3）、S7（君山区沿湖4）、S10（长江入湖口2）和S14（湘江入河口）的Shannon Wiener均在1～2之间，揭示东洞庭湖沿岸带水质属于轻度污染（表4）。

3 结论与讨论

3.1 浮游生物空间分布特征分析

本次东洞庭湖调查共检出浮游植物7门54属92种，平均密度和平均生物量为96.46×104 ind/L和2.0240 mg/L，傅圆圆[8]的调查结果显示浮游植物共有8门65属159种，浮游植物平均密度为6.11万个/升，较之本次的调查结果显示东洞庭湖区域浮游植物种类数呈减少趋势，而生物密度却上升数倍有余。分析原因可能是由于我们采样点为沿岸带，水流速度较缓慢，人为干扰较重，营养物质较多，同时水深较浅，导致浮游植物大量生长[11]。同时水温也是影响浮游植物生长与繁殖的重要理化因子之一[12]，本次采样时间在8月，水温高，浮游生物生长速度快，进一步提高了浮游植物密度[13]。但是浮游植物物种数的减少表明东洞庭湖区域的浮游植物生物多样性在逐年减少，需要引起关注。

相比浮游植物，东洞庭湖浮游动物的生物量就显得较少，统计出浮游动物仅有4门34属55种，平均密度为1402 ind/L，在丰度分布中，以轮虫和原生动物为主，这与在众多江河湖泊的调查结果相吻合[14]，将为湖区鱼类提供了良好的饵料条件。

3.2 东洞庭湖浮游生物多样性分析

Shannon Wiener 物种多样性指数可以反映水体的水质状况，一般来说多样性指数越大，说明水质越好[15]，在本调查中，浮游植物Shannon Wiener指数均在2～3之间（S10（长江入湖口2）和S13（鹿角））除外，反应东洞庭湖整体处于轻度污染状态，而傅圆圆（2015）调查结果中，Shannon Wiener 物种多样性指数在3.24～4.77之间，指示为水质清洁，说明近几年洞庭湖水质在逐渐变差[16]，需要引起大家的重视，分析原因可能与三峡大坝蓄水导致洞庭湖入湖水量减少以及人类生产活动加剧，引起氮、磷的大量排放有关[2-3]。

东洞庭湖浮游动物的Shannon Wiener指数较同地区的浮游植物整体看略有下降，但是整体种属分类与前人基本一致，其中汪梦琪等[17]2018年调查洞庭发现浮游生物有4 门 20 属，以原生动物和轮虫为主;曾春芳等[18]2005年调查南洞庭湖也发现浮游动物20属。此外不同生物种类对水体水质状态的敏感度不同，在水体受到污染时，少数种类的种群数量增加[19]，在本调查中，发现S4（君山区沿湖1）、S11（太平咀）、S13（鹿角）采样点浮游动物Shannon-Wiener指数高于浮游植物，也在一定程度上说明东洞庭湖处于轻度污染状态了。

3.3 东洞庭湖污染源分析与水质评价

浮游植物个体小，生长快，对环境变化极其敏感，常被用做水环境变化的指示生物[1]。一般认为，在水质较好的水域，以硅藻为主，蓝藻、绿藻数量较少，在较差的水中，蓝藻会成为优势种[20]，东洞庭湖浮游植物由2015年的以硅藻为主[8]，变为2018年的硅藻与绿藻并重，说明东洞庭湖水质已经处于由好变坏的过程中了，郭晶等[21]分析东洞庭湖水质指标也得到类似的结果。有研究表明，水体营养化会导致小型轮虫和枝角类成为优势种[22-23]，且浮游动物的丰度与水体富营养化程度正相关[23]，在本调查中，轮虫和原生动物成为优势种，也侧面验证了，洞庭湖水质正在变差。分析原因认为导致水质变化的关键TN 和 TP[21];而氮磷超标主要以硝态氮和磷酸盐为主要来源;同时受三峡蓄水影响，氮磷沉积较为严重[3]。

致谢：本调查实施感谢湖南洞庭湖湿地生态系统国家定位观测研究站相关工作人员的积极配合，同时给与调查用船的支持。

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