第二松花江长春段浮游生物群落结构动态特征分析——以2023年为例

綦天华 杨翼羽 修磊 李霞 杨立军 邓瑞 段伟东 陈倩

(吉林省长春市水产品质量安全检测中心，吉林 长春 130000)

引言

第二松花江长春段作为吉林省主要流域，是松花江中、上游鱼类天然的种质资源库，也是我国重要的种植业、渔业基地，该流域在生物、水域等自然资源方面都具有显著特点。由于该流域与人类生活密切相关，当前水环境养护变得尤为重要，因此了解该水域当前的水环境现状变得势在必行。

浮游生物个体微小、生命力强、繁殖速度快，对环境因子的变化十分敏感，具有较好的指示作用，能够间接反映河流生态系统的生态演替及其他生态过程[1]。浮游生物主要包括浮游植物和浮游动物，是水生生态系统的重要组成部分。浮游植物是水中的初级生产者，浮游动物是浮游植物重要的消费者[2]，两者均对水环境变化敏感，可表征水体受污染情况，能作为水环境监测的指示生物，反映水体健康状况[3]。群落的分布规律能作为反映水生态系统长期变化的指标[4，5]。

目前对第二松花江长春段浮游生物的研究鲜有报道，本文基于2023年度春夏秋3季浮游生物监测结果，对第二松花江长春段流域浮游生物群落结构周年变化进行分析，较全面分析表述了该流域浮游生物周年变化情况，以期为该流域资源保护、水生态养护提供数据支持。

1 材料及方法

1.1 区域概况与采样点布设

松花江南端发源于长白山天池，在同江市注入黑龙江，南源全长1927km，本研究涉及流域为第二松花江长春段，主要流经地区包括九台区、农安县、德惠市及榆树市。共布设6个点位，分别为九台区龙鹏、其塔木镇，农安县唐家村、镇江口村，德惠市后口子渡口和榆树市五棵树镇，见图1。

图1 第二松花江长春段监测点位

1.2 设备与材料

1.2.1 采样设备

有机玻璃采水器，25号浮游生物网(网孔0.064mm)。

1.2.2 观测分析设备

生物显微镜(OLYMPUSCX23)，其中目镜1对(10×)、物镜4个(4×、10×、40×、100×)，0.1mL浮游生物计数框(面积20mm×20mm)，0.1mL定量吸管，载玻片，盖玻片(面积20mm×20mm)，生物计数器，1000mL筒形沉淀器，50mL广口瓶。

1.2.3 生物样品固定保存剂

甲醛溶液，含HCHO 37%～40%，市售分析纯；碘溶液(碘化钾及碘)，市售分析纯。

1.3 研究方法

浮游生物的研究主要通过定性与定量的方法进行分析。水样收集日期主要在2023年5月、8月、10月(春夏秋3季)开展。

1.3.1 浮游植物的调查方法

1.3.1.1 收集方法

在采样点位上游、下游各100m内，使用有机玻璃采水器在一定水层采集500mL水样置于广口瓶中。在水样中添加适量碘溶液进行固定，水样呈棕黄色即可。将固定后的水样完全转移至筒形沉淀器中，沉淀48h后浓缩至40mL。

1.3.1.2 鉴定

吸取0.1mL藻类样本置相对应的计数框中，400倍显微镜下，对藻类种类及数量进行鉴别，鉴别不低于100个视域的藻类。将其划分为最小等级(属或种)。

1.3.2 浮游动物的调查方法

1.3.2.1 收集方法

采用5L的玻璃采水器，根据实际情况收集5～10L混合水样，用25号浮游生物网过滤，将过滤后水样(20mL)置100mL的容量瓶中后添加2mL甲醛固定液。

1.3.2.2 鉴定

样本摇匀后吸取2mL置浮游动物计数框中，在100～400倍显微镜下，对浮游动物的种类及数量进行鉴别。鉴别到最低的分类水平(属或种)。

2 结果与分析

2.1 浮游植物的周年动态分析

2.1.1 浮游植物物种分布

2023年，第二松花江长春段流域内，共监测到浮游植物5个门类，包括硅藻门、绿藻门、黄藻门、裸藻门和蓝藻门，28种(属)，见表1。5个门类中，硅藻门最多，共12种(属)，占全部种类的42.86%；其次为绿藻门，9种(属)，占全部种类的32.14%；蓝藻门4种(属)，占全部种类的14.30%；裸藻门2种(属)，占全部种类的7.14%；黄藻门1种，占全部种类的3.57%，见图2。

图2 松花江长春段浮游植物各门类种(属)数占比

2.1.2 浮游植物物种季变化特点

从第二松花江长春段水域不同季浮游植物种(属)组成和数目变化来看，共监测到浮游植物28种(属)。其中，春季22种(属)，夏季18种(属)，秋季21种(属)。该水域浮游植物种(属)数春季高于夏秋2季。各季均以硅藻门种(属)数最多，其中，春季11种(属)，占当季总种(属)数50.00%；夏季9种(属)，占当季总种(属)数50.00%；秋季9种(属)，占当季总种(属)数42.86%。其次为绿藻门，春季共发现8种(属)，夏季共发现5种(属)，秋季共发现7种(属)，分别占当季总种(属)数的36.36%、27.78%和33.33%，见图3。

图3 松花江长春段浮游植物各门类种(属)数各季变化

2.1.3 浮游植物密度水平分布

基于2023年3季6个点位的监测数据，浮游植物平均密度水平达到45.06×104ind·L-1，其中硅藻门最高，平均密度水平为33.42×104ind·L-1，占总平均密度水平的74.18%；其次为绿藻门，平均密度水平为9.33×104ind·L-1，占总平均密度水平的20.71%；蓝藻门为1.03×104ind·L-1，占总平均密度水平的2.28%；裸藻门为0.90×104ind·L-1，占总平均密度水平的2.01%；黄藻门为0.37×104ind·L-1，占总平均密度水平的0.82%，见图4。

图4 第二松花江长春段浮游植物平均密度水平分布

2.1.4 浮游植物密度水平的季变化特点

根据第二松花江长春段流域3季中6个监测点位浮游植物平均密度水平分析可知，春季浮游植物平均密度水平高于夏秋2季，见图5。春季浮游植物的平均密度水平为92.75×104ind·L-1，优势种为针杆藻、星杆藻、黄丝藻；夏季平均密度水平为20.84×104ind·L-1，优势种为平板藻、针杆藻、小球藻；秋季浮游植物平均密度水平为21.58×104ind·L-1，优势种为舟形藻、直链藻、辐节藻、小环藻。各季中，春季硅藻门平均密度水平最高，其次为绿藻门，其余分别为裸藻门、蓝藻门和黄藻门。夏秋季中，硅藻门平均密度水平最高，其次为绿藻门，其余分别为蓝藻门、黄藻门和裸藻门。

图5 第二松花江长春段浮游植物平均密度水平季变化

2.2 浮游动物周年动态分析

2.2.1 浮游动物物种分布

2023年，第二松花江长春段流域共监测到浮游动物3个门类，包括轮虫类、枝角类和桡足类，共21种(属)，见表2。以轮虫类为主，共13种(属)，占总种(属)数的61.90%；枝角类4种(属)，占总种(属)数的19.05%；桡足类4种(属)，占总种(属)数的19.05%，见图6。

表2 松花江长春段浮游动物种类组成及分布

图6 第二松花江长春段浮游动物各门类种数占比

2.2.2 浮游动物物种分布季变化规律

通过对第二松花江长春段水域3季的监测，共发现浮游动物21种(属)。其中，春季16种(属)，夏季12种(属)，秋季10种(属)。该水域环境浮游动物在春季种(属)数高于夏秋2季。各季均以轮虫类种(属)数占比最多，其中，春季10种(属)，占当季总种(属)数的62.50%；夏季9种(属)，占当季总种(属)数的75.00%；秋季6种(属)，占当季总种(属)数的60.00%。其次为桡足类，春季2种(属)，夏季和秋季监测到3种(属)，分别占当季总种(属)数的12.50%、25.00%和30.00%。枝角类春季监测到4种(属)，秋季监测到1种，夏季未发现，见图7。

图7 松花江长春段浮游动物物种季变化规律

2.2.3 浮游动物密度水平分布

基于第二松花江长春段水域3季6个监测点位的调查结果，浮游动物平均密度水平为28ind·L-1，其中轮虫类平均密度水平最高，为18ind·L-1，占总平均密度水平的64.29%；其次为桡足类，平均密度水平为9ind·L-1，占总密度水平的32.14%；枝角类平均密度水平为1ind·L-1，占总密度水平的3.60%，见图8。

图8 第二松花江长春段浮游动物平均密度水平分布

2.2.4 浮游动物密度水平季变化规律

根据第二松花江长春段水域环境中每季中6个监测点位浮游动物平均密度水平变化可知，各季浮游动物平均密度水平由高到低的顺序为春季、夏季、秋季。春秋2季，浮游动物均由轮虫类、枝角类和桡足类组成；夏季，浮游动物由轮虫类、桡足类组成。春季浮游动物平均密度水平为74ind·L-1，优势种为萼花臂尾轮虫和无节幼体；夏季浮游动物平均密度水平为6ind·L-1，优势种为针状无节幼体、蒲达臂尾轮虫；秋季浮游动物平均密度水平为5ind·L-1，优势种为多肢轮虫、三肢轮虫，见图9。

图9 第二松花江长春段浮游动物平均密度水平季变化规律

3 讨论

3.1 浮游植物种群结构特征

在自然水体中，浮游植物的组成和现存量容易受环境梯度的影响，典型表现为生物量随季节改变而发生周期性变化[6-8]。在水生态系统中，浮游植物群落组成特征及其现存量是评价水体营养类型和生产潜力的重要指标，并能在一定程度上反映水质好坏，指示水体营养状态[9，10]。

本研究表明，第二松花江长春段水域2023年度浮游植物物种丰富，适合鱼类生长。浮游植物类群中硅藻门类占比最高，其次为绿藻门。硅藻门优势种为针杆藻、星杆藻、直链藻，绿藻门优势种为鼓藻、纤维藻，这些优势种主要分布在榆树市五棵树镇，农安县唐家村及镇江口村，表明该段水域环境适合硅藻类和绿藻类生长，对提高水体鱼产力具有积极作用。

通过季节变化分析可知，本次调查浮游植物密度水平春季最高。通常浮游植物中硅藻类和绿藻类为温带河流中常见类群，硅藻类在低温环境有较高适应性[11]，本研究春季采样时间为5月，该季水域水温较低且鱼类种群还未迅速增长，适合硅藻类生长，故春季浮游植物密度水平高于夏秋2季。夏季采样时间为8月，水温升高但鱼类种群处于生长期，故浮游植物密度水平略有下降。

3.2 浮游动物种群结构特征

浮游动物作为消费者多以浮游植物为食，是食物链中的重要纽带，其种类构成、数量变化和群落结构特征等可以体现水环境的变化情况[12]。

本研究表明，第二松花江长春段水域2023年度浮游动物以轮虫类为主，其优势种为三肢轮虫、无柄轮虫和萼花臂尾轮虫。轮虫喜好富营养环境[13]，由此可见，该水域水体营养状态良好。

通过季节变化分析可知，本次调查研究浮游动物密度水平春季最高，与浮游植物密度水平结果一致。其中，春季和秋季，浮游动物物种较为丰富，轮虫类、枝角类、桡足类均有观测到；夏季未观测到枝角类。

4 结论

河流生境是水生生物赖以生存的基础和栖息空间。生境研究是河流生态修复和环境管理的重要基础，水生生物处于水生态系统中不同的生态位和营养级，可较好地反映水环境质量。由于各湖区、水库和河段水环境因素的差异，使得水生生物在空间上的分配呈现出一定的差异，在同一个水域不同层级中，浮游生物的种类和数量也存在较大差异[14]。

第二松花江长春段2023年度水域环境中浮游生物种群结构较为丰富，尤其在春季，浮游生物密度水平较高，利于鱼类幼鱼期的生长与生存。本研究表明，分析和识别该水域浮游生物群落结构组成，对第二松花江长春段的生态保护具有重要意义。