贵州省舞阳河浮游生物群落特征

吴 婷，汤 建，袁 鸿，王加品，陈敦学

(1.黄平县水产站，贵州 黄平 556100； 2.贵州大学动物科学学院，贵州 贵阳 550025；3.毕节市水产技术推广站，贵州 毕节 551700)

水生态系统中浮游生物作为其他生物生产力的基础[1]，在水生食物网中起着物质循环和能量流动的重要作用[2]。在水生态系统中浮游植物为初级生产者，具有生命周期短、繁殖速度快等特点，对水环境的变化极为敏感，因此，浮游植物丰度和分布的变化常被视为水环境评价的重要指标[3]。浮游动物作为以浮游植物为食物的消费者，同时又是鱼类和脊椎动物的饵料，在水生态系统中作为承接上行效应和下行效应的关键枢纽[4]，在调节水域生态系统初级生产力及渔业资源等方面具有重要作用[5]。此外，不同生境对不同特征的浮游生物具不同响应，浮游生物的群落特征能客观地反映水域生态系统的质量状况[6]，浮游生物调查已成为水生生态学研究最重要的领域之一，也是水生环境评价的重要组成部分[7]。水质监测总体可归纳为生物监测与非生物监测两类，生物群落特征能客观反映水域生态系统质量状况，通过分析浮游生物群落特征有助于对水质状况作出准确评估，弥补理化监测评价的不足[8]。

河流对人类的生存和发展具有诸多生态服务功能[9-10]，其生态系统具有脆弱性和敏感性。随着现代社会的发展，河流受人类活动的干扰越来越严重[11]。舞阳河属长江沅水支流，近年来其旅游产业发展迅速。作为旅游发展型河流，舞阳河周边的人口增加，生活用水及旅游垃圾入河，严重影响了舞阳河水体的生态环境及物种多样性[12]。我们通过对舞阳河浮游生物群落结构和空间差异特征的研究，从生物角度反映舞阳河水质状况，为旅游发展中的舞阳河水质监测提供参考。

1 研究区概况

舞阳河属长江沅水支流，发源于贵州省瓮安县(108°19′8.90″E，27°03′30.99″N)，流经黄平县、施秉县、镇远县、岑巩县，最后从玉屏侗族自治县出贵州省，入湖南省汇入洞庭湖[13]。干流全长超过400km，流域面积11030km2，总落差490m，以喀斯特地貌为主体。气候属亚热带湿润季风气候，温差变化小，冬暖夏凉，平均气温为22～25℃，雨季明显，阴天多，日照少。

2 研究方法

2.1 采样点设置

2023年5—6月，在国家级风景名胜区舞阳河共设置8个采样点，其中采样点S1位于舞阳湖国家级森林公园舞阳河水源源头，S2位于舞阳湖水库，S3位于黄平县县城，S4位于黄平县龙王阁，S5位于黄平县黄平村，S6位于施秉县县城，S7位于镇远县县城库区，S8位于玉屏侗族自治县县城。详见图1。

图1 舞阳河浮游生物采样点Fig.1 Sampling point of plankton in Wuyang River

2.2 样品采集与处理

2.2.1 浮游生物

先用25号浮游生物网在水面下0.5 m内作“∞”状缓慢拖曳采集3min，再将采集的样品用鲁哥试液和4% 的甲醛溶液固定保存[14]。

2.2.2 浮游植物

先用水生生物采水器采集1 L水样，然后加鲁哥试剂固定，带回实验室沉淀48 h，浓缩至30～50mL，再进行镜检、分类与计数。种类鉴定与分类参照《中国淡水藻类——系统、分类及生态》[15]。浮游植物丰度换算公式[16]如下。

(1)

式中：N为原水样中浮游植物总丰度(ind·L-1)；A为计数框面积(mm2)；Ac为计数视野面积(mm2)；Vs为1L原水样沉淀浓缩后的体积(mL)；Va为计数框的体积(mL)；ni为计数所得浮游植物的数目。

2.2.3 浮游动物

先用水生生物采水器采集50 L水样，以13号浮游生物网过滤浓缩，再用甲醛溶液固定保存，带回实验室镜检、分类与计数。种类鉴定参照《中国动物志》[17]进行分类。浮游动物丰度换算公式[18]如下。

(2)

式中：C为浮游动物丰度(ind·L-1)，V为采样体积(L)，Vs为沉淀体积(mL)，Va为计数体积(mL)，n为计数所获得的个体数。

水温(WT)、酸碱度(pH)、电导率(EC)、溶解氧(DO)与可溶解性固体(TDS)用YSI便携式水质检测仪现场测定；水体透明度(SD)用赛氏盘现场测定。

2.3 数据分析

以浮游生物Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Margalef指数(D)和Pielou均匀度指数(J′)对舞阳河水质进行生态学评价[19-20]。根据优势度指数(Y)[21]确定浮游生物的优势种，即Y≥ 0.02的为优势种[21]。生态指数水质评价标准见表1。

表1 生态指数水质评价标准Tab.1Water quality evaluation criteria of the ecological indexShannon-Wiener指数Margalef指数Pielou指数水质类型>3>3>0.8无污染2≤H'≤32≤D≤30.5≤J'≤0.8轻污染1≤H'<21≤D<20.3≤J'<0.5中污染H'<1D<1J'<0.3重污染

3 结果与分析

3.1 种类组成

3.1.1 浮游植物

由表2可知：舞阳河共鉴定出107种浮游植物，隶属于8门73属，主要隶属于硅藻门、绿藻门、蓝藻门，分别鉴定出23属38种、22属31种、14属20种，分别占总种数的35.51%、28.97%、18.69%。

表2 舞阳河浮游植物各门属、种数Tab.2 Number of genera and species of phytoplankton门属数种数占总种数的比例/%蓝藻门(Cyanophyta)142018.69隐藻门(Cryptophyta)110.93甲藻门(Pyrrophyta)221.87金藻门(Chrysophyta)110.93黄藻门(Xanthophyta)354.67硅藻门(Bacillariophyta)233835.51裸藻门(Euglenophyta)798.41绿藻门(Chlorophyta)223128.97

3.1.2 浮游动物

由表3可知：舞阳河共鉴定出50种浮游动物，隶属4门39属，其中原生动物门12属13种，占总种数的26.00%；轮虫类16属20种，占总种数的40.00%；枝角类6属9种，占总种数的18.00%；桡足类5属8种，占总种数的16.00%。

表3 浮游动物各门类属、种数Tab.3 Number of genera and species of zooplankton门属数种数占总种数的比例/%原生动物(Protozoa)121326.00轮虫类(Rotifera)162040.00枝角类(Cladocera)6918.00桡足类(Copepoda)5816.00

3.2 丰度

3.2.1 浮游植物

调查结果(图2)显示：舞阳河浮游植物平均丰度为1458ind·L-1，其中采样点S2、S3、S8的浮游植物丰度相对较高，分别为1993、2554、2409ind·L-1，其他采样点的浮游植物丰度相对较低。舞阳河浮游植物主要以蓝藻门、硅藻门、绿藻门为主，其丰度分别为4317、5424、1172ind·L-1。

图2 舞阳河浮游植物各采样点丰度Fig.2 Abundances of each sampling point of phytoplankton

3.2.2 浮游动物

调查结果(图3)显示：舞阳河浮游动物平均丰度为20ind·L-1，其中采样点S2、S7、S8的浮游动物丰度相对较高，分别为43、37 、29ind·L-1，其它采样点的浮游动物丰度相对较低。舞阳河浮游动物主要以桡足类为主，其丰度为64ind·L-1。

3.3 优势种

调查结果(表4)显示：舞阳河共有浮游生物优势种14种，其中浮游植物优势种6种，浮游动物优势种8种。浮游植物优势种中以铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)、小环藻(Cyclotellasp.)和简单舟形藻(Naviculasimples)的优势度较高；浮游动物优势种中以广布中剑水蚤(Mesocyclopsleuckarti)、长额象鼻溞(Bosminalongirostris)和无节幼体(Nauplius)的优势度较高。整体上，浮游植物优势种的优势度要高于浮游动物优势种的。

表4 舞阳河浮游生物优势种Tab.4 Dominant plankton species in the Wuyang River浮游植物优势种Y铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)0.307 5小环藻(Cyclotella sp.)0.120 7简单舟形藻(Navicula simples)0.085 7尖针杆藻(Synedra acus)0.032 3鱼形裸藻(cenedesmus quadricauda)0.023 1四尾栅藻(Euglena pisciformis)0.024 5浮游动物优势种Y中华哲水蚤(Sinocalanus sinensis)0.049 2温剑水蚤(Thermocyclops)0.024 6模式有爪猛水蚤(Onychocamptus mohammed)0.024 6广布中剑水蚤(Mesocyclops leuckarti)0.123 0长额象鼻溞(Bosmina longirostris)0.204 9弯尾溞(Camptocercus)0.024 6前节晶囊轮虫(Asplanchna priodonta)0.030 7无节幼体(Nauplius)0.461 1

3.4 水质理化指标

舞阳河水质理化指标检测结果(表5)表明：WT、SD、DO、EC、TDS和pH的均值分别为20.96℃ 、1.38m、7.13mg·L-1、331.68us·cm-1、233.95mg·L-1和8.19。S8采样点的WT最高，为23.27℃；S2采样点的SD最高，为2.33m；S4、S5采样点的DO相对较高，分别为8.86、8.85mg·L-1；S6、S8采样点的EC相对较高，分别为399.13、395.37us·cm-1；S6、S7采样点的TDS相对较高，分别为289.40 、274.00mg·L-1；各采样点的pH都为弱碱性。

表5 舞阳河各采样点理化指标检测结果Tab.5 Physicochemical factors of each sampling point in Wuyang River采样点WT/℃SD/mDO/(mg·L-1)EC(us·cm-1)TDS(mg·L-1)pHS120.370.906.99269.63192.508.35S222.832.335.67265.27179.278.63S320.270.487.01283.53203.337.79S420.572.018.86314.83223.338.31S520.782.138.85345.67244.238.27S619.671.106.09399.13289.408.07S719.831.196.74379.97274.007.99S823.270.906.82395.37265.538.14

3.5 多样性指数评价

3.5.1 浮游植物

计算结果(图4)显示：舞阳河浮游植物Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Margalef指数(D)和Pielou均匀度指数(J′)的均值分别为2.05、2.99 和0.63。根据以上结果对舞阳河进行整体评价，结果表明，舞阳河为轻污染。

图4 舞阳河浮游植物多样性指数Fig.4 The phytoplankton diversity index

3.5.2 浮游动物

计算结果(图5)显示：舞阳河浮游动物Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Margalef指数(D)和Pielou均匀度指数(J′)的均值分别为2.81 、2.33 和0.81。根据以上结果对舞阳河进行整体评价，结果表明，舞阳河为轻污染。

图5 舞阳河浮游动物多样性指数Fig.5 The zooplankton diversity index

4 结论与讨论

4.1 浮游植物和浮游动物群落

舞阳河共鉴定出107种浮游植物，主要隶属于硅藻门、绿藻门和蓝藻门，与国内众多河流研究结果相似[22-23]，其平均丰度为1458ind·L-1，其中优势种6种，以硅藻门优势种种数最多。温度是影响浮游植物生长与繁殖的关键环境因子之一[24]，能够影响浮游植物体内酶的活性和细胞代谢周期，进而影响浮游植物获取营养盐的能力及其生长和繁殖的速度[25]，在S8采样点(舞阳河玉屏城镇)，浮游植物丰度相对较高，且该处的水温偏高。流速是影响浮游植物群落结构的重要因素，在河流生态系统中，较高的流速会降低藻类的沉降速率，不利于藻类的生长[26]。舞阳河浮游植物群落结构为硅藻-绿藻-蓝藻门型，硅藻门外壳具有较硬的硅质，且耐摩擦和耐滚动，在河流水域中有生长优势[27-28]，而蓝藻门与绿藻门则适宜在静止或弱紊水体中生长[29]，无论是在群落结构上，还是优势种种数上，硅藻类都占绝对优势。

安婉玉等[30]、吴湘香等[31]的调查结果显示，河流浮游动物都以轮虫类为主，舞阳河共鉴定出50种浮游动物，隶属4门39属，也以轮虫类为主，其平均丰度为20ind·L-1。舞阳河共有浮游动物优势种8种，以桡足类无节幼体的优势度(Y=0.461 1)最大，证明舞阳河水体悬浮细菌资源量丰富[19]，桡足类无节幼体有较充足的食物来源。浮游动物游泳能力弱，对湍急流水的抵抗能力弱[32]，相比于其它采样点，S2(舞阳湖水库)和S7(舞阳河镇远城镇库区)采样点的浮游动物丰度相对偏高。水温能够影响浮游动物的生长与繁殖，决定着浮游动物的体温和新陈代谢速率[33]，水温对浮游动物的摄食效率、生长与繁殖以及群落的演替都起到了积极作用[34]，S8采样点的水温最高，其浮游动物的丰度也相对较高。

同为库区的S2和S7采样点，其浮游植物与浮游动物的丰度都相对较高，说明湍急的水流对浮游植物与浮游动物群落的影响都是巨大的。在S3(舞阳河黄平城镇)、S7和S8采样点，浮游植物与浮游动物的丰度都呈不规则升高或者降低，其影响因子还需进一步研究。

4.2 浮游植物和浮游动物生物多样性

Shannon-Wiener多样性指数(H′)能够反映区域群落多样性，Margalef丰富度指数(D)能反映群落物种数目多寡，Pielou均匀度指数(J′)能反映群落物种分配状况。根据浮游植物与浮游动物以上3种指数对舞阳河水质进行评价，评价结果均为舞阳河水质是轻污染，与2012年局部的调查结果相比[13]，舞阳河水质有所好转，说明近年国家相关政策对水环境的保护是有成效的。一般而言，较为稳定的群落具有较高的多样性和均匀度[35]，舞阳河各采样点浮游植物比浮游动物多样性和均匀度更高，浮游动物对水生态系统的物质循环和能量流动具承上启下的作用，为次级消费者[5]，相比于浮游植物，其影响更大。