渭河干流陜西段枯水期浮游動物群落結構及多樣性研究

賈秋紅，李文香，王博涵，侯淑敏，* ，沈紅保，，高 志，齊喜榮，白海鋒

(1．陜西省水產研究所，陜西西安710068;2．大連海洋大學水產與生命學院，遼寧大連116023)

渭河是黃河流域最大的一級支流，發(fā)源于甘肅省渭源縣，流經甘肅、寧夏、陜西3個省(區(qū))，在陜西省潼關港口鎮(zhèn)注入黃河，干流全長818 km。渭河陜西段地處渭河中下游，流經寶雞、咸陽、西安、渭南和華陰等4個大中型城市，沿途接納支流眾多［1］。渭河上游為林家村以上河段，河段長123 km;中游為林家村至咸陽河段，河段長171 km;下游為咸陽至潼關入黃口，河段長208 km。渭河干流陜西段地理坐標位于 104°00′～110°20′E，33°50′～37°18′N［2］。作為陜西省關中地區(qū)的主要河流，渭河對該地區(qū)的工農業(yè)生產和人民的生活具有重要意義。

浮游動物(Zooplankton)是水體中具有較弱或沒有游動能力的微小生物類群，具有種類多、世代時間短、對環(huán)境反應敏感等特點，通常被作為極佳的類群來指示河流水環(huán)境質量特征［3］。近年來，隨著渭河干流陜西段區(qū)域經濟的快速發(fā)展和沿河人類活動的不斷加劇，該河段水質受到了嚴重影響，而且目前針對該河段浮游生物的相關研究報道還較少?；诖?，通過對渭河干流陜西段浮游動物群落結構的調查初步評價目前的水環(huán)境狀況，以期為渭河干流陜西段水生態(tài)環(huán)境保護提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1．1 設置采樣點位 根據(jù)渭河干流在陜西段的流向、地勢地貌特征以及人類活動的影響范圍，2014年3月在調查區(qū)段共設置7個采樣點(W1～W7)，采樣點位的地理位置如圖1所示。

1．2 采集、處理與觀察樣品 根據(jù)渭河干流陜西段的水質特點，浮游動物樣品用有機玻璃采水器在各采樣點取水樣100 L，用25#浮游生物網進行現(xiàn)場過濾，過濾所得樣本中立刻用5%的甲醛溶液進行固定，固定的樣本帶回實驗室靜置24 h后，待處理。觀察前用虹吸法將樣本濃縮定容至30 ml，混勻并濃縮樣品，依據(jù)相關的浮游動物種類鑒定書籍和文獻［3-4］，在生物顯微鏡下用1 ml生物計數(shù)框進行種類鑒定和計數(shù)。

1．3 指標計算 浮游動物密度的計算公式:N=(V1×n)/V。式中，N為1 L水中浮游動物個體數(shù)(ind/L)，V為水樣體積(L)，V1為濃縮體積(ml)，n為計數(shù)所得的個體數(shù)。

浮游動物生物量的計算是通過相關文獻［3］中各種類個體濕重換算獲得。浮游動物Shannon-Weaner多樣性指數(shù)(H)、Margalef豐富度指數(shù)(D)和Pielou均勻度指數(shù)(J)使用Biodiversity Profession 2．0 軟件計算。

2 結果與分析

2．1 浮游動物種類組成 經過2 d的現(xiàn)場調查，渭河干流陜西段枯水期共檢出浮游動物有25種，隸屬4類。其中，輪蟲有12種，占總種數(shù)的48．0%;原生動物有9種，占總種數(shù)的36．0%;枝角類有1種，占總種數(shù)的4．0%;橈足類有3種，占總種數(shù)的12．0%(圖2)。在種類組成中，輪蟲和原生動物占優(yōu)勢。從各采樣點的種類數(shù)來看，W7采樣點出現(xiàn)最多，有19種;W6和W1采樣點出現(xiàn)較少，分別有7種和8種(圖3)，其中種類出現(xiàn)頻率較高的有綠游仆蟲(Strombidium viride)、萼花臂尾輪蟲(Brachionus calyciflorus)和角突臂尾輪蟲(Brachionus angularis)。

2．2 浮游動物密度與生物量 從圖4可以看出，渭河干流陜西段浮游動物密度變化為81．00～499．50 ind/L，均值為249．21 ind/L。其中，原生動物占浮游動物總密度的39．83%，輪蟲密度占浮游動物總密度的54．08%，枝角類占浮游動物總密度的0．36%，橈足類占浮游動物總密度的5．73%。浮游動物生物量變化范圍為 0．046 7～0．542 0 mg/L，均值為0．249 3 mg/L。其中，原生動物占浮游動物總生物量的2．73%，輪蟲生物占浮游動物總生物量的73．38%，枝角類占浮游動物總生物量的4．49%，橈足類占浮游動物總生物量的19．40%。原生動物因其個體相對較小，所占生物量的比重小于枝角類和橈足類(圖4)。從浮游動物密度的空間分布來看，采樣點W3采集的浮游動物密度相對較大，為499．50 ind．/L，W6 采樣點密度相對較小，為 81．00 ind．/L。生物量空間分布與密度存在差異，最小值出現(xiàn)在W1采樣點，為0．046 7 mg/L，W3采樣點生物量相對較大，為0．542 0 mg/L。浮游動物現(xiàn)存量的空間差異性的存在，表明渭河干流陜西段水環(huán)境因子具有明顯的空間異質性。

2．3 浮游動物物種多樣性 從圖5可以看出，渭河干流陜西段浮游動物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)的變化范圍為1．74 ～3．49，均值為 2．69;Margalef豐富度指數(shù)變化范圍為0．41～0．91，均值為 0．61;Pielou 均勻度指數(shù)變化范圍為0．47 ～0．89，均值為 0．77。其中，Pielou 均勻度指數(shù)和 Margalef豐富度指數(shù)變化較小，空間分布趨勢較為一致，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)空間則變化相對較大。一般而言，多樣性指數(shù)相對越高，水質相對越好。調查發(fā)現(xiàn)，渭河干流陜西段W3采樣點的多樣性指數(shù)出現(xiàn)相對較低值(1．76)，表明此處水質受污染相對較為嚴重，而W2采樣點多樣性指數(shù)出現(xiàn)了相對較大值(3．54)，表明此區(qū)域水質受污染相對較小。依據(jù)浮游生物多樣性指數(shù)的水質評價標準［5］，對渭河干流陜西段水質狀況的初步評價結果表明此河段水質受到中度污染，個別點位水質污染相對較為嚴重。

3 討論

在河流生態(tài)調查中，調查時間一般選擇在河流的豐水期、平水期、枯水期3個時期進行。此次調查選擇在渭河干流枯水期進行。此次調查共采集到浮游動物25種，其中輪蟲種類相對較多，占總種類數(shù)的48．0%;原生動物次之，占36．0%。這種以輪蟲和原生動物為主的群落結構符合典型河流型浮游動物群落組成［6-7］。但種類數(shù)與國內其他河流相比較少，群落結構相對不穩(wěn)定［8-10］。通過現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，渭河干流北岸是獨具特色的黃土高原地帶，來自北岸的兩大支流(涇河和北洛河)攜帶大量泥沙進入渭河，致使渭河陜西段水質出現(xiàn)混濁，透明度降低，在這種環(huán)境下浮游植物的生長受到不同程度抑制，導致渭河干流浮游動物種類數(shù)處于一個較低水平。從浮游動物現(xiàn)存量來看，渭河陜西段的浮游動物生物量與袁永鋒等［11］調查的黃河干流中上游浮游動物生物量以及賈秋紅等［12］調查的黃河蘭州段浮游動物生物量的結果存在差異。這說明渭河干流陜西段浮游動物群落結構不僅具有所有典型河流群落特征的共性，而且因其所處的地理環(huán)境的不同又在空間分布上存在較大差異。

陜西省是渭河干流中下游地區(qū)重要的省份，也是渭河流域重要的工農業(yè)生產基地。隨著陜西關中地區(qū)經濟的飛速大發(fā)展，城鎮(zhèn)化程度的快速提高，沿岸土地過度開發(fā)和不合理的水資源利用已經造成渭河干流陜西段水質出現(xiàn)不同程度的污染，對水生生物的棲息、繁殖和生長造成重大影響。因此，渭河干流陜西段進行生態(tài)調查及水質健康評價對渭河干流的生態(tài)保護具有重要意義。浮游動物多樣性指數(shù)被用于直觀地反映特定水環(huán)境條件下水體水質的污染情況，根據(jù)浮游生物多樣性指數(shù)水質評價標準，Shannon-Weiner多樣性指數(shù)表明渭河干流陜西段水環(huán)境受到中污染，這一結果與其兩大支流——涇河和北洛河的水質調查報道較為一致［13-14］。因此，渭河干流陜西段水質同樣受自然環(huán)境和人為活動的共同影響，保護和恢復流域生態(tài)平衡形勢依然嚴峻，建議渭河干流陜西段沿河各地區(qū)加大污染治理力度，同時提高全民的流域生態(tài)保護意識。

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