长江刀鲚国家级水产种质资源保护区（安庆段）浮游动物群落结构

叶卿，代培，刘凯

（1.上海市水生野生动植物保护研究中心，上海200092；2.江苏省淡水水产研究所，江苏 南京210017；3.农业农村部长江下游渔业资源环境科学观测试验站，中国水产科学研究院淡水渔业研究中心，江苏 无锡214081）

长江刀鲚国家级水产种质资源保护区位于长江河口区和长江安庆段，总面积为190 415 hm2，其中长江安庆段总面积为7 135 hm2，核心区面积为3 811 hm2，实验区面积为3 324 hm2，保护区安庆段位于刀鲚洄游通道的上段，核心区有安庆江段最大的江心洲，自然岸线较长，两岸植被丰富，且有较多洄水区分布，是长江刀鲚较为理想的繁育场。在长江禁捕前保护区的刀鲚资源现状不容乐观，其数量密度仅为（0.09±0.07）×10-4尾/m3[1]。

浮游动物是水生态系统中的重要组成部分，参与水生态系统中的物质转化、能量流动及信息传递等生态过程[2-3]，同时浮游动物还是许多鱼类的饵料生物。此外，由于浮游动物对水环境的变化较为敏感，因此很多研究利用浮游动物的群落结构和现存量来评估水域生态环境的好坏[4-5]。长江为河流生境，其浮游动物群落结构有其独特的特征[6]，保护区又有典型的沙洲分布，作为基础研究，调查该水域浮游动物群落结构有十分重要的意义。该研究对评价长江禁捕后保护区水域环境的现状十分必要，也将为保护区及长江流域生态环境保护和渔业资源管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 采样点设置与采样时间

于2020年8月、10月和2021年1月对保护区开展3个频次浮游动物群落结构调查。综合考虑保护区水域规划和水环境特征，在保护区共设置7个调查断面，其中实验区3个（1#、2#和7#），核心区4个（3#—6#），每个调查断面又分别于长江南岸、江中心和长江北岸设置3个采样点（图1）。

图1采样断面示意

1.2 样品的采集与分析

原生动物和轮虫样品采集使用1 L有机玻璃采水器采集水体表层（0.5 m）和底层（离底0.5 m）的混合水样1 L，现场加入15 ml的鲁哥试液固定，带回实验室沉淀48 h后浓缩并定容到60 mL。分别吸取0.1 mL（计数原生动物）和1 mL（计数轮虫）的浓缩液注入0.1和1 mL的计数框中，在10×20的放大倍数下计数2片，取其平均值，然后按下式换算单位体积中原生动物或轮虫的个体数量。

式中：N为1 L水中浮游动物的个体数，ind./L，V为采样体积，L，Vs为沉淀体积，mL，Va为计算体积，mL，n为计数所得的个体数[7]。

枝角类与桡足类样品采集使用5 L有机玻璃采水器采集水体表层（0.5 m）和底层（离底0.5 m）的混合水样20 L，用25号浮游生物网过滤浓缩，收集的样品用4%的甲醛溶液固定，浓缩后样品带回实验室全部计数[7]。

参照《水生生物学》[7]进行浮游动物生物量换算，参照相关文献资料对浮游动物进行鉴定[8-11]。

1.3 数据处理与统计分析

优势度Y=（Ni/N）fi，以优势度指数Y＞0.02定为优势种；利用Shannon-Wiener指数（H'）[12]和Pielou均匀度指数（J）[13]对保护区浮游动物群落多样性进行描述，计算公式如下。

式中：S为物种总数，N为所有种类的总个体数，Ni为第i种的个体数。

利用SPSS17.0软件对各季节浮游动物密度和生物量进行单因素方差分析（one-way ANOVA）并取P＜0.05作为差异显著性的判定标准，用Excel完成数据的分析与处理。

2 结果与分析

2.1 群落组成

调查共鉴定出浮游动物31属56种，其中原生动物9属16种，占浮游动物物种总数的百分比为28.57%；轮虫13属29种，占比为51.79%；枝角类5属6种，占比为10.71%；桡足类4属5种，占比为8.63%。整体上，保护区浮游动物种类以原生动物和轮虫为主。就季节而言，浮游动物的物种数差异较大，其中夏季物种数最多，为46种，冬季最少，为15种（图2）；就各采样断面而言，1#断面物种数显著高于其他断面，为34种，其余断面则差异较小；就保护区功能分区而言，实验区浮游动物物种数高于核心区，为46种（图3）。

图2浮游动物物种组成的时间特征

2.2 群落优势种

保护区浮游动物优势种共有6种，其中原生动物3种、轮虫3种，针簇多肢轮虫（Polyarthra trigla）为3个季节共有优势种，螺形龟甲轮虫（Keratella cochlearis）为夏、秋季共有优势种，其余优势种均为单一季节所有。从优势种个数来看，秋季优势种最多，为4种，冬季最少，为2种（表1）。

图3浮游动物物种组成的空间特征

表1浮游动物优势种及其优势度的季节变化

2.3 密度和生物量

保护区浮游动物密度变幅为80.1～3 920.1 ind./L，均值为495.65 ind./L，生物量变幅为0.00～4.61 mg/L，均值为0.37 mg/L。其中原生动物和轮虫是浮游动物密度主体，二者密度占浮游动物密度的百分比分别为40.22%和59.69%，浮游动物生物量的主体则为轮虫，其生物量占比为95.86%，枝角类和桡足类密度和生物量均较低。

时间上，保护区各季节浮游动物密度（P＜0.05）和生物量（P＜0.05）差异显著，其中密度和生物量均以夏季最高，分别为678.58 ind./L和0.75 mg/L，秋季最低，分别为347.40 ind./L和0.22 mg/L。轮虫密度和生物量变化趋势与浮游动物密度和生物量的变化相似，呈上升趋势，而原生动物表现为下降趋势，枝角类和桡足类则表现为先升高后降低的趋势（图4和图5）。

图4保护区水域浮游动物密度的时间特征

图5保护区水域浮游动物生物量的时间特征

空间上，浮游动物各断面及各门类密度和生物量的特点表现一致，其中1#断面的密度和生物量显著（P＜0.05）高于其他断面，分别为1 476.04 ind./L和1.56 mg/L。其他断面间差异则较小，其中7#断面浮游动物密度和生物量最小，分别为258.02 ind./L和0.12 mg/L。保护区功能分区上，浮游动物密度和生物量则表现为实验区高于核心区，其中实验区分别为673.00 ind./L和0.61 mg/L，核心区分别为362.63 ind./L和0.19 mg/L（图6和图7）。

2.4 多样性特征值

保护区浮游动物Shannon-Weiner指数（H'）和Pielou均匀度指数（J）年均值分别为0.78和0.56。时间上，H'夏季最高，为0.98，秋季最低，为0.61，整体呈现下降趋势；J变化趋势则同H'相反，其在冬季最高，为0.79，夏季最低，为0.56（图8）。空间上H'在1#、3#和4#断面较高，分别为1.21，1.05和1.04，2#和5#断面最低，分别为0.36和0.45，核心区高于实验区。J的空间特征与H'相一致，最大值出现在1#断面，为0.65，最小值在2#断面，为0.44（图9）。

图6保护区水域浮游动物密度的空间特征

图7保护区水域浮游动物生物量的空间特征

图8保护区水域浮游动物多样性指数的时间特征

图9保护区水域浮游动物多样性指数的空间特征

3 讨论

保护区水域为河流生境，其径流量、水体的流速及泥沙含量均影响着其浮游动物的群落结构和现存量，也因此同湖泊、水库的浮游动物群落结构形成了较大差异[14]。该研究中保护区共鉴定出浮游动物56种，平均密度为495.65 ind./L，平均生物量为0.37 mg/L，远低于附近及长江中下游的湖泊[15-17]，这也符合浮游动物的分布特点，一般而言水体流速、泥沙含量高及水体营养程度低均不利于浮游动物的生长与繁育，特别是枝角类和桡足类[18-19]。在该研究中原生动物和轮虫密度和生物量占比达到99.92%和98.5%，枝角类和桡足类密度、生物量占比极低，这也正印证了该观点。同已有的长江下游干流浮游动物调查结果相较，保护区浮游动物密度和生物量高于长江江苏段（47.96 ind./L和0.37 mg/L）[20]、常熟段（42.92 ind./L）[21]和南京段（98.33 ind./L和0.23 mg/L）[22]，这可能与保护区生态环境相关。一方面，保护区有沙洲分布，有较多的洄水区，自然岸线较长且植被覆盖度较高，特别是洲头靠近南岸的水域，喜旱莲子草覆盖度较大，形成了水流缓且泥沙含量较低的水域，这可为浮游动物提供较优的生长与繁殖场所。另一方面该研究水域有皖河入江口，皖河流域面积为6 442 km2，经七里湖入江[23]，七里湖水生植物丰富，较适合浮游动物的生存与繁育，其浮游动物可随水流入保护区，这将丰富保护区的物种数并增加浮游动物现存量。此外，该研究中浮游动物物种数和现存量均高于该水域2017年的调查结果[6]，这可能与采样点的设置、采样时间及长江安庆段径流量相关。

保护区浮游动物物种数、现存量季节差异显著，均表现为夏季显著高于秋季和冬季，这种特征同轮虫的季节特征一致，整体上，轮虫为保护区浮游动物的主体，其季节特征决定了浮游动物的季节特征。研究显示，水温为12～25℃时，大部分轮虫的发育时间与温度呈反比，夏季水温高于20℃，利于轮虫的繁殖[24]。此外，研究水域夏季沿岸湿生和水生植物密度较大加上皖河流域浮游动物的补充，这些都可能是保护区夏季浮游动物物种数和现存量最高的原因。空间上，保护区浮游动物物种数和现存量均表现为实验区高于核心区，这主要是因为1#断面位于实验区且其密度远高于其他断面，1#断面设于皖河入江口，该水域的浮游动物物种数、密度和生物量受皖河流入水体的浮游动物影响极大，且入河口为汇流区，多河漫滩地，适合浮游动物生长与繁殖。从各采样点看，除了1#断面，4#断面浮游动物的物种数和现存量也较高，4#断面位于鹅毛洲洲尾，由鹅毛洲分流的两条支流汇合于此，水流缓，且南岸为新洲的自然岸线。

综上，保护区有两个沙洲分布，又有皖河流域的河流及湖泊水体汇入，生态环境较好，特别是江河交汇区、江心洲分汊交汇区都是浮游动物及其他水生生物较为理想的生活水域[25-26]。这种独特的水域特点可为长江刀鲚、长江江豚等重点保护对象提供丰富的饵料及理想的繁育场所。