从北京怀柔水库浮游生物群落结构看优水渔业潜力

◎ 文/吴嘉俊 赵文 魏杰 黄丰

为了解怀柔水库水环境特征、浮游生物群落结构、鱼产力及优水渔业开发前景，作者对该库进行了水资源调查。结果表明该库为轻度富营养型，调查共检出浮游植物66种，密度为3.18×106ind/L，生物量为1.49mg/L，多样性指数2.83，均匀度指数0.70；浮游动物54种，密度1055ind/L，生物量1.37mg/L，多样性指数2.11，均匀度指数0.56；鲢鳙鲤鲫等鱼产力为2.67×105kg。基于水质和饵料基础，怀柔水库可作为增殖放流水域，大力发展以鱼养水的优水渔业。

怀柔水库始建于1 9 5 8 年，位于怀河上游的怀九河与怀沙河交汇处，属于潮白河的支流怀河水系。经过三次改建后，怀柔水库的总库容达到1.4 4×1 08m3，控制的流域面积为5 2 5 k m2。其中一级水源保护区占地24.5km2，二级水源保护区占地84.5km2，三级水源保护区占地416km2。怀柔水库最大下泄流量为3036m3/s，蓄水面积12km2。

怀柔水库的建设和运行对于保障北京市经济建设有着重要作用。多年来，怀柔水库通过京密引水渠向北京输水，为北京市提供重要的水资源。自2015年起，怀柔水库开始参与南水北调的反向输水调节工作，并和密云水库一起确保水资源的供应、安全输水和防洪工作。本文报道怀柔水库浮游生物的群落结构、水资源健康状况，旨在为水生生物多样性保护和优水渔业开发提供科学依据。

一、材料方法

（一）采样站点设置

根据怀柔水库的水文条件和水库形态，一共设置了六个采样站（见图1），分别于2023年6月15日、9月12日、10月25日进行采样调查，根据实际水深采样，由于水深变化较大，依据实际情况采混合样，一般表层采集深度小于0.5m，中层采集深度在4m～5m，底层采集深度8m左右。

图1 怀柔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Y（Y>0.02）确定，浮游生物的多样性指数采用Shannon-Wiener指数H'、Pielou均匀度指数J。

（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

怀柔水库理化指标测定结果如表1所示，调查期间怀柔水库水型总体为CINa，即碳酸盐类钠组I型水。pH值显示怀柔水库为碱性水体，透明度范围为1.1m～1.7m，平均1.4m，水温为13.5℃～25.9℃。

表1 怀柔水库的水体理化特性

（二）浮游生物群落结构

1.物种组成

怀柔水库浮游植物种类组成见图2。调查期间怀柔水库浮游植物共发现7门66种，其中，硅藻门最多，25种，占总种数的37.88%；绿藻门次之，为18种，占比为27.27%；蓝藻门第三，为11种，占比16.67%；金藻门和隐藻门各4种，占比分别为6.06%，甲藻门3种，占比4.55%，黄藻门1种，占比为1.52%。

图2 怀柔水库浮游植物种类组成

怀柔水库浮游动物种类组成见图3。共鉴定出浮游动物5类54种，其中，轮虫门最多，25种，占总种数46.30%；原生动物门次之，15种，占比为27.78%；桡足类第三，7种，占总种数的12.96%，枝角类6种，占比为11.11%，其他（蛛形类水螨）1种，占比为1.85%。

图3 怀柔水库浮游动物种类组成

2.优势种和优势度

怀柔水库不同时间段浮游植物优势种和优势度见表2。2023年6月优势种有9种，其中普通小球藻（Chlorella vulgaris）优势度最高为0.27；2023年9月优势种有11种，其中链状伪鱼腥藻（Pseudanabaena catenata）优势度最高为0.67；2023年10月优势种有12种，其中钝脆杆藻（Fragilaria capucina）优势度最高为0.24。

表2 怀柔水库浮游植物优势种及其优势度

怀柔水库不同时间段浮游动物优势种和优势度见表3。2023年6月优势种有5 种，其中尖尾疣毛轮虫（Synchaeta stylata）优势度最高为0.74；2023年9月优势种有10种，其中尖尾疣毛轮虫优势度最高为0.19；2023年10月优势种有5种，其中绿急游虫（Strombidium viride）优势度最高为0.49。

表3 怀柔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

3 次调查怀柔水库浮游植物平均密度为3.18×106ind/L，其中绿藻门最多，占比为35.47%；蓝藻门次之，为29.27%；第三为硅藻门，占比20.32%；金藻门占比7.46%；隐藻门占比4.7%；甲藻门占比2.72%；黄藻门占比0.07%。从图4可见，浮游植物密度组成呈现季节变化，2023年9月蓝藻密度比例较大，其余时间绿藻密度占优，6月绿藻密度增大。

图4 怀柔水库浮游植物密度百分组成

3次调查怀柔水库浮游植物平均生物量为1.49mg/L，其中硅藻门最多，占比41.57%；甲藻门次之，占比24.12%；蓝藻门第三，占比9.79%；隐藻门占比8.94%；金藻门占比8.9%；绿藻门占比6.19%；黄藻门占比0.5%。从图5可见，浮游植物生物量组成呈现季节变化，浮游植物生物量9月大于6月、10月。

图5 怀柔水库浮游植物生物量百分组成

3次调查怀柔水库浮游动物平均密度为1055ind/L，其中轮虫最多，占比为58.67%；原生动物次之，占比为36.16%；桡足类第三，占比为4.29%；枝角类第四，占比为0.87%；其他占比0.004%。从图6可见，怀柔水库浮游动物密度组成有季节变化，10月密度最大，6月最小。

图6 怀柔水库浮游动物密度百分组成

浮游动物平均生物量为1.37mg/L，其中轮虫最多，占比为35.62%；桡足类次之，占比为35.24%；枝角类第三，占比为35.62%；原生动物门占比为12.94%；其他占比1.22%。从图7可见，怀柔水库浮游动物生物量组成有明显的季节变化。9月生物量最大，达3.31mg/L，桡足类占优；6月次之，为0.52mg/L，轮虫占优；10月最小，为0.29mg/L，且轮虫占优势。

图7 怀柔水库浮游动物生物量百分组成

4.怀柔水库浮游生物的生物多样性指数

浮游植物多样性指数平均值为2.83，均匀度指数平均值为0.70，其中2023年6月多样性指数最高，2023年9月多样性指数和均匀度指数最低（见图8），这与9月怀柔水库浮游植物生物量较大优势种突出有关。浮游动物多样性指数平均值为2.11，均匀度指数平均值为0.56，其中2023年9月多样性指数最高，2023年6月多样性指数和均匀度指数最低（见图9）。这主要与9月浮游植物生物量较大，浮游动物食物丰富有关。

图8 怀柔水库浮游植物多样性指数和均匀度指数

图9 怀柔水库浮游动物多样性指数和均匀度指数

三、结论与讨论

（一）怀柔水库水体富营养化程度

从表1以及参照《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）可知，怀柔水库的COD、DO、氨氮总体均值属于国家I类标准；总氮除样站6为III类标准，其余皆为V类标准及以上；总磷平均为II类标准，6月、9月和10月分别为I、III、II类标准。通过2023年3次调查，怀柔水库溶氧适宜，氨氮、化学需氧量符合Ⅰ类水标准，这些为鱼类的正常生长、发育和繁殖提供优质基础，加权综合营养状态指数（TLI）显示，怀柔水库总体属于轻度富营养型。

据赵文等未发表资料，2016年6月、9月，2017年6月、9月和2019年8月对怀柔水库5次调查透明度1.40m，叶绿素a含量13.30µg/L，TP为0.63mg/L，计算得出TLI为59.13，而2023年3次调查TLI为51.66，虽然TLI值有所降低，但仍属于轻度富营养型。

（二）怀柔水库生物特点和鱼产力

2023年怀柔水库浮游植物平均生物量为1.49mg/L，生物量组成上属于硅藻—甲藻型，浮游动物生物量为1.37mg/L，以轮虫和桡足类占优。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）数据来计算理论上怀柔水库的鲢鳙等鱼产力，通过实际调查怀柔水库水面为1200hm2，有效水深（一般为2倍透明度）为2.8m，底栖动物生物量为20.70g/m2，计算得出其鲢鳙鲤鲫等鱼产力为2.67×105kg，反映了该水库鱼产潜力，也证明了饵料基础能满足增殖放流鱼类的摄食需要。

（三）怀柔水库应大力发展优水渔业

水质的化学和物理因子反映了水体中溶解物质的含量和性质以及水体的物理特性，在评估水体质量和污染程度方面起着关键作用，因此应当定期监测，同时建立富营养化预警机制和水质预测模型，快速了解和把握水体的变化趋势，并找出富营养化问题的根源，以便进行科学的治理。水体富营养化是指水中营养元素，如氮、磷等大量输入，导致水中浮游植物过度生长的现象。因此，我们通常使用叶绿素a含量作为评价水体富营养化的基本指标，并将水质管理的目标定为达到并维持Ⅱ类水体的标准，即叶绿素a浓度低于10µg/L的水平。这样的措施有助于保护水体生态系统健康。

综上所述，根据本次调查结果，对于怀柔水库的开发利用，应坚持绿色生态的可持续发展道路，以确保水生态的健康状况，并有效进行鱼类的增殖放流工作，面临的新问题需要借助科技创新和产学研合作来解决。因此，在保护怀柔水库水生生物多样性基础上，我们需要将重点放在大力发展以鱼养水的优水渔业事业上。