北京遥桥峪水库水生态健康评价与增殖放流研究

文/乔星晔 李博 赵文 杜迎春 黄丰 尹东鹏 张湾

为了解遥桥峪水库水质、浮游生物群落结构、鱼产力及细鳞鲑放流可行性，作者于2016年～2021年对该库进行了水域资源调查。该库为中-富营养型。调查共检出浮游植物87种，多样性指数2.60，均匀度指数0.65；浮游动物60种，多样性指数1.72，均匀度指数0.72；鲢鳙鱼产力为1.58×10kg。基于水质和饵料基础，遥桥峪水库仍可作为细鳞鲑增殖放流水域，但潜在的生态风险仍不容忽视。

遥桥峪水库位于北京市密云区，建成于1984年，注入水库的河流有南峪淘、大沟，下游为安选术河，其主要功能为灌溉、发电、旅游。遥桥峪水库相关研究较少，1996年～1997年刘学迅等对遥桥峪水库的水质、浮游生物及香鱼增殖开展过研究，近年未见有对其水质、浮游生物的报道，有的研究只集中于大坝设计、蓄电站开发和旅游资源开发等方面。调查浮游生物群落物种组成、生物量和物种多样性等结构特征，能更好理解并调控该群落在生态系统中物质循环和能量流动的生态过程，以便更好发挥水域生态系统服务功能。

细鳞鲑（）是国家二级重点保护水生野生动物，属陆封型冷水肉食性鱼类，喜栖息于水温较低、水质清澈的水体中，是北京地区物种多样性最具代表的水生野生动物之一。遥桥峪水库是满足北京地区细鳞鲑增殖放流的重要水体之一，2012年～2015年进行了细鳞鲑增殖放流工作，取得一定效果。2016年6月和9月对该水库进行了渔业资源调查，随后没有继续实施细鳞鲑放流。2021年6月我们再次在此进行渔业资源调查，旨在探明水库近年来的饵料基础和水生态健康状况，为在该水库继续开展细鳞鲑资源恢复和增殖工作提供一定数据支持和科学参考。

一、材料方法

（一）采样站点设置

根据遥桥峪水库的水文条件和水库形态，全库共设置3个采样站点（见图1），于2016年6月、9月以及2021年6月进行采样调查，其中2016年只采集A点一个站位。根据实际水深分表、中、底3层采混合样，一般表层采集深度小于2m，中层采集深度在4m～5m，底层采集深度在8m左右。

图1 遥桥峪水库采样站点设置示意图

（二）水体理化因子测定

水体的温度、pH值当场测定，透明度使用Secchi盘测定，水体溶氧含量使用便携式溶氧仪测定。其他化学指标叶绿素a、化学需氧量、氮磷含量、碱度、硬度按照《水和废水监测分析方法》测定。

（三）浮游生物采集和测定

浮游生物与水样的采集同步进行，采样方法依照《内陆水域渔业资源调查手册》和《水和废水监测规范》（第四版）进行。浮游生物密度和生物量计算公式按照《水生生物学》进行，优势种利用优势度（＞0.02）确定，浮游生物的多样性指数采用Shannon-Wiener指数’、Pielou均匀度指数。

（四）数据处理

数据处理采用Excel和SPSS软件进行。

二、结果

（一）水体理化特征

遥桥峪水库三个不同时间段水体理化指标如表1所示，2021年6月水温显著低于其他时间点（＜0.05），pH值显著高于其他时间点（＜0.05）。2016年9月TN显著低于其他两时间点（＜0.05），COD含量显著高于其他时间点（＜0.05）。2016年6月TP和NH

表1 遥桥峪水库的水体理化特性

-N显著高于其他时间点（＜0.05）。其他指标在三个时间点无显著性差异（＞0.05）。

（二）浮游生物群落结构

1.物种组成

遥桥峪水库浮游植物种类组成如图2，2016年～2021年3次采样共鉴定出浮游植物6门87种，硅藻门和绿藻门是主要类群，物种数分别为44种和26种，占比分别为50.57%和29.88%。其次是蓝藻门9种，占比为10.34%，裸藻门和甲藻门各为3种，占比为3.45%。隐藻门种类最少，鉴定物种数为2种，占比为2.30%。

图2 遥桥峪水库浮游植物种类组成

遥桥峪水库浮游动物鉴定结果如图3，共鉴定出浮游动物4门60种，其中原生动物和轮虫占主要组成部分，物种数分别为28种和26种，占比分别为46.67%和43.33%；其次是枝角类和桡足类，物种数各为3种，占比均为5.00%。

图3 遥桥峪水库浮游动物种类组成

2.优势种优势度

遥桥峪水库不同时间段浮游植物优势种和优势度如表2。2016年6月优势种集中在绿藻和甲藻，分别为普通小球藻s、针形纤维藻、镰形纤维藻、二角多甲藻、蹄形藻和水华束丝藻，其中针形纤维藻优势度最高为0.676；2016年9月优势种分别为硅藻门的尖脆杆藻、梅尼小环藻和绿藻门的普通小球藻以及甲藻门的二角多甲藻，其中尖脆杆优势度最高为0.373；2021年6月优势种最多，共有15种。优势种主要集中在蓝藻、硅藻、绿藻和甲藻，水华束丝藻优势度最高为0.535。

表2 遥桥峪水库浮游植物优势种及其优势度

不同时间段浮游动物优势种和优势度如表3，三个时间段优势种主要集中在轮虫和原生动物，2016年6月共鉴定优势种7种，其中广布多肢轮虫优势度最高为0.43。2016年9月共鉴定优势种14种，其中绿急游虫和王氏拟铃虫、尖尾疣毛轮虫优势度最高为0.12，2021年6月共鉴定优势种7种，绿急游虫优势度最高为0.299。

表3 遥桥峪水库浮游动物优势种及其优势度

3.浮游生物密度和生物量

遥桥峪水库三次采样浮游植物平均密度为2.06×10ind/L，平均生物量为5.23mg/L。

遥桥峪水库浮游植物密度百分组成如图4所示。2016年6月浮游植物平均密度为0.46×10ind/L，绿藻门占比为91.89%，甲藻门占比为8.10%；2016年9月浮游植物平均密度为3.13×10ind/L，其中蓝藻门占比为54.52%，硅藻门占比为37.5%，硅藻门占比为7.05%，甲藻门和裸藻门总共占比不足1%；2021年6月浮游植物平均密度为2.58×10ind/L，其中硅藻门占比为69.67%，绿藻门占比为13.97%，蓝藻门占比为13.55%，隐藻门占比为1.94%，甲藻门占比为0.86%。

图4 遥桥峪水库浮游植物密度百分组成

遥桥峪水库浮游植物生物量百分组成如图5所示，2016年6月浮游植物平均生物量0.19mg/L，甲藻门占比为97.48%，绿藻门占比2.51%；2016年9月浮游植物平均生物量为10.51mg/L，其中硅藻门占比为66.85%，蓝藻门占比为32.01%，绿藻门、甲藻门、裸藻门占比较少；2021年6月浮游植物平均生物量为5.50mg/L，其中硅藻门占比为87.97%，蓝藻门占比为5.88%，绿藻门占比为3.03%，甲藻门占比为2.18%，隐藻门占比为0.94%。

图5 遥桥峪水库浮游植物生物量百分组成

遥桥域水库三次采样浮游动物平均密度为1834.83ind/L，平均生物量为0.92mg/L。

浮游动物密度百分组成结果如图6。结果显示，2016年6月浮游动物平均密度为1214ind/L，其中原生动物占比为31.41%，轮虫占比为68.09%，枝角类占比为0.37%，桡足类占比为0.12%；2016年9月浮游动物平均密度为2771ind/L，其中原生动物占比为73.74%，轮虫占比为25.69%，枝角类占比为0.41%，桡足类占比为0.15%；2021年6月浮游动物平均密度为1518ind/L，其中原生动物占比为86.72%，轮虫占比为13.19%，桡足类占比为0.09%。因此，浮游动物以原生动物和轮虫占绝对优势。

图6 遥桥峪水库浮游动物密度百分组成

浮游动物生物量百分组成结果如图7。结果显示，2016年6月浮游动物平均生物量为0.45mg/L，其中原生动物占比9.24%，轮虫59.48%，枝角类30.27%，桡足类1.01%；2016年9月浮游动物平均生物量为1.63ind/L，其中原生动物占比24.89%，轮虫51.70%，枝角类21.21%，桡足类2.20%；2021年6月浮游动物平均生物量为0.20mg/L，其中原生动物占比为42.74%，轮虫55.27%，桡足类1.98%。

图7 遥桥峪水库浮游动物生物量百分组成

4.遥桥峪水库浮游生物的生物多样性指数

遥桥峪水库浮游植物多样性指数平均值为2.60，均匀度指数平均值为0.65，其中2021年6月多样性指数和均匀度指数最高（图8）；浮游动物多样性指数平均值为1.72，均匀度指数平均值为0.72，其中2016年6月多样性指数最高，2016年9月多样性指数和均匀度指数最低（图9）。

图8 遥桥峪水库浮游植物多样性指数和均匀多指数

图9 遥桥峪水库浮游动物多样性指数和均匀多指数

三、讨论与结论

（一）遥桥峪水库水质营养化程度

采用《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中的单因子评价方法，对遥桥峪水库水质进行评价。氮磷指标中的氨氮（NH-N）正常，总氮（TN）和总磷（TP）显著升高，TN由2016年的Ⅱ类～Ⅴ类变化为2021年的Ⅴ类，2021年TN含量远超1996年～1997年和2016年的调查均值，造成TN升高的可能原因是NO-N含量的升高，化学需氧量（COD）变化不大，溶氧相对充足。叶绿素含量与以往调查相比，变化不大，但仍处于中高水平，叶绿素含量与TP和TN含量密切相关，TP和TN含量的升高，也预示着叶绿素含量的升高，遥桥峪水库溶氧适宜和氨氮符合Ⅰ类水标准，这为细鳞鲑正常的生长、发育和繁殖提供优质基础，但总氮、总磷和叶绿素对于细鳞鲑增殖而言存在不容忽视的潜在生态风险。

采用叶绿素a含量（Chla）、透明度（SD）以及总磷（TP），计算加权卡尔森综合营养状态指数（），结果显示，2021年遥桥峪水库的=48.7，这表明遥桥峪水库为中营养状态，污染程度尚轻，与2016年该水库TLI值为52.3～56.8相比，2021年该水库营养化有着减轻的趋势，而水质中的总氮总磷可以侧面反映水质有变坏的趋势，且叶绿素含量仍较高，作为细鳞鲑重要增殖放流基地，水体营养状态变化应引起重视。

（二）遥桥峪水库水生生物群落现状与历史资料比较

2021年浮游生物密度和生物量与2016年数据相比（见表4），浮游植物的密度大于2016年的调查，而生物量则变化不大，浮游动物密度和生物量均有所减少，浮游动物密度和生物量呈现密度大生物量低的趋势，这可能预示着其小型化趋势。浮游植物优势种以硅藻门和绿藻门为主，且大多数为优质藻类，这从侧面反映遥桥峪水库对于细鳞鲑增殖放流具有一定优良饵料基础。

表4 遥桥峪水库浮游生物指标

浮游动物优势种均以原生动物为优势种，这也从侧面说明其存在着一定的小型化趋势，同时潜在富营养化风险在增加。

（三）基础饵料法估算遥桥峪水库鱼产力

细鳞鲑为冷水性肉食性鱼类，幼鱼喜食浮游生物和其他小型水生生物，而成鱼则需摄食以鲢鳙为代表的大型水生生物，因此，本文采用浮游植物、浮游动物、底栖动物和腐质（腐质计算按照牧食链的一半计算）数据来计算理论上遥桥峪水库的鲢鳙鱼产力，通过实际调查遥桥峪水库水面为61.2ha，计算得出其鲢鳙鱼产力为1.58×10kg，反映了该水库鱼产潜力，也证明了饵料基础能满足放流增殖细鳞鲑的摄食需要。

（四）遥桥峪水库增殖放流工作展望

1.控制外界污染源，大力持续优化水质

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，遥桥峪水库在水温、溶氧以及透明度方面可以达到细鳞鲑最适生存环境要求。

遥桥峪水库氮磷升高则可能与地表径流有关，作为细鳞鲑重要增殖放流基地，这对于增殖放流和旅游观光来说均不利，因此进一步控制遥桥峪水库氮磷和加强水生态保护宣传仍十分必要。控制氮磷一定要尽量控制水库的外界污染源，减少污染物进入水体的量。比如水库周边的山体土壤中大量营养盐通过的表径流进入水体，会造成水中营养物质增加，容易使水体富营养化，所以必须改善周边生态环境，加大植树造林，减少土壤径流对水体的污染。在污染源减少的基础上，大力优化水质。通过鲢鳙的放养，每年可从水中提出大量的氮磷。所以鲢鳙的合理放养，对减轻水体富营养化有很大的作用。同样鲢鳙幼鱼可为肉食性的细鳞鲑提供一定的饵料基础。

2.定期监测，建立富营养化预警机制及水质预测模型

通过定期监测、富营养化预警机制及水质预测模型，能快速了解和掌握水体的动态，找出富营养化的原因，以便科学治理。水体富营养化是由于水中氮、磷等营养元素的大量进入，导致水中浮游植物过量生长的现象，所以采用叶绿素a作为水体富营养化评价的基本因子，将水质管理的目标定为达到并保证Ⅱ类水体标准，即叶绿素浓度低于0.0lmg/L的水平。

针对以上分析，对增殖放流水库制订了分级预警方案，如表5所示。本研究显示，遥桥峪水库浮游植物叶绿素a含量平均值为0.00975mg/L（9.75µg/L），根据预警机制分级，遥桥峪水库预警等级为无警，虽然目前无警，但叶绿素含量是水体富营养化预警机制的重要组成部分，且处于较高水平，应引起重视。

表5 水库水体富营养化预警机制

3.科学指导增殖放流

通过本调查结果，并结合以往数据分析，遥桥峪水库饵料基础可满足细鳞鲑正常增殖放流，而群落结构反映的生态风险仍然存在，对于细鳞鲑增殖放流仍存在一定的影响。

针对遥桥峪水库增殖放流地点而言，从浮游植物群落结构综合考虑，C点优于A点，A点优于B点；从浮游动物群落结构综合考虑，B点优于A点，A点优于C点，因此结合以往的水质理化状况，全盘考虑建议增殖放流地点选择在遥桥峪A点。

此外，建议今后增殖放流工作应结合鱼类资源繁殖学角度进行，亦应探明细鳞鲑的繁殖区、洄游区、越冬区，根据研究结果和鱼类繁殖特性，进一步优化细鳞鲑繁殖场所，如在有需要的繁殖区域栽植大型水生植物，在繁殖场所清除特定有害野杂鱼，保证孵化率。此外，在探明洄游路线基础上，保护春冬鱼类洄游路线；另一方面，在探明越冬区域的基础上，对冬季细鳞鲑极其重要的越冬场所，采用大型机械设备清雪、凿冰、破除乌冰，并进行冬季特定区域增氧，也可在探明冬季浮游生物资源的基础上，采用生物增氧，保证细鳞鲑存活、生长和繁殖。

综上所述，从本次调查结果显示，遥桥峪水库开发利用应坚持走生态、绿色的可持续发展道路，才能确保水生态健康以及细鳞鲑增殖放流的有效进行，同时对面临的新问题仍需通过科技创新和产学研合作加以解决。