黃河蘭州市區(qū)段浮游動物群落結(jié)構(gòu)調(diào)查及水質(zhì)初步評價(jià)

賈秋紅等

摘要：為了解黃河蘭州段浮游動物群落結(jié)構(gòu)特征及水質(zhì)狀況，于2014年秋季對蘭州市區(qū)段進(jìn)行了浮游動物群落調(diào)查。調(diào)查期間共檢出浮游動物4大類27種屬，其中輪蟲和原生動物在種類組成中占主導(dǎo)地位。浮游動物密度范圍為1.9～11.1 ind./L，均值為4.6 ind./L，生物量范圍為0.001～0.004 mg/L，均值為0.003 mg/L。浮游動物常見種有4種，以小口鐘蟲（Vorticella microstoma）出現(xiàn)頻率最高。Shannon-Weiner多樣性指數(shù)范圍為1.6～2.2，平均值為1.9，根據(jù)物種多樣性指數(shù)結(jié)果對水質(zhì)狀況進(jìn)行評價(jià)，結(jié)果表明黃河蘭州市區(qū)段水質(zhì)受到中度污染，浮游動物群落結(jié)構(gòu)趨于簡單化。

關(guān)鍵詞：黃河蘭州市區(qū)段；浮游動物；群落結(jié)構(gòu)；水質(zhì)評價(jià)

黃河蘭州段西起永靖縣境內(nèi)的劉家峽水庫，東至景泰縣的無佛寺，河段全長358 km，河段流域面積8.5萬km2。蘭州市位于該河段中部的河谷盆地中，市區(qū)段河道全長78 km，流經(jīng)西固區(qū)、安寧區(qū)、七里河區(qū)、城關(guān)區(qū)和什川鎮(zhèn)，沿途接納了雷壇河、宛川河等。

浮游動物是懸浮在水體中的微小生物，具有種類多、世代時(shí)間短、對環(huán)境敏感和方便采集等特點(diǎn)[2]，是指示河流水環(huán)境質(zhì)量特征的極佳類群，尤其是輪蟲這種模式生物。目前針對黃河流域蘭州段的浮游動物的詳細(xì)調(diào)查研究僅僅在上世紀(jì)90年代[3-4]?；诖耍疚耐ㄟ^調(diào)查黃河蘭州市區(qū)段浮游動物的群落結(jié)構(gòu)特征以及進(jìn)行水質(zhì)初步評價(jià)，以期為黃河蘭州段水生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)提供基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù)。

1研究方法

1.1采樣斷面設(shè)置

于2014年秋季，根據(jù)黃河蘭州市區(qū)段的地勢地貌以及人類活動影響程度，在研究區(qū)域共設(shè)7個(gè)調(diào)查斷面，其中市區(qū)中上游設(shè)置6個(gè)斷面，市區(qū)下游設(shè)置1個(gè)斷面，斷面具體位置見圖1。

1.2樣品采集與觀察

根據(jù)黃河蘭州市區(qū)段具體地理情況及黃河水質(zhì)特征，浮游動物樣品用有機(jī)玻璃采水器取100 L混合水樣，用25#浮游生物網(wǎng)過濾濃縮至50 mL后，現(xiàn)場加入4%～5%（體積比）甲醛溶液固定。混勻濃縮樣品，依據(jù)文獻(xiàn)[5-6]，在生物顯微鏡下鑒定浮游動物種類，并記錄個(gè)體數(shù)量。

1.3數(shù)據(jù)處理與分析

浮游動物密度計(jì)算公式：N=（Vs ×n ）/（ V ×Va ）

式中：N 為1 L水中浮游動物的個(gè)體數(shù)（ind·L-1），V 為采樣體積（L），Vs為沉淀體積（mL），Va 為計(jì)數(shù)體積（mL），n為計(jì)數(shù)所得的個(gè)體數(shù)。

浮游動物生物量依據(jù)文獻(xiàn)中各種類個(gè)體濕重?fù)Q算。

物種多樣性指數(shù)采用Shannon- Weiner指數(shù)（H）計(jì)算公式： H=-∑ Pi log2 Pi

式中，H 為Shannon指數(shù)；Pi為第i種的個(gè)體數(shù)與總個(gè)體數(shù)的比值，Pi = ni / N，ni為第i種個(gè)體數(shù)，N 為所有種個(gè)體數(shù)。所有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用軟件SPSS19.0。

2結(jié)果與分析

2.1浮游動物群落結(jié)構(gòu)特征

2.1.1浮游動物種類組成黃河蘭州市區(qū)段7個(gè)斷面共檢到浮游動物4大類27種屬。其中原生動物9種屬，占總種屬33.3%，輪蟲10種屬，占總種屬37.1%，枝角類5種屬，占總種屬的185%，橈足類3種屬，占總種屬11.1%（見圖2），種類組成主要以輪蟲和原生動物為主。

2.1.2浮游動物現(xiàn)存量黃河蘭州市區(qū)段浮游動物密度變動范圍1.88～11.09 ind./L，平均密度4.64 ind./L。其中，原生動物密度占浮游動物總密度的73.43%，輪蟲密度占浮游動物總密度的22.28%，枝角類密度占浮游動物總密度的148%，橈足類密度占浮游動物總密度的2.82%（見圖3）。

浮游動物平均生物量為0.002 5 mg/L，變化范圍0.001 3～0.004 4 mg/L。其中采集到的原生動物生物量占總生物量的7.27%，輪蟲生物量占總生物量的45.86%，枝角類生物量占總生物量的30.15%，橈足類生物量占總生物量的1671%（見圖3）。

2.2浮游動物多樣性

黃河蘭州市區(qū)段浮游動物Shannon-Weiner多樣性指數(shù)（H）變化幅度不大，如圖5所示，最大值出現(xiàn)在H2斷面，指數(shù)值為2.23，最小值出現(xiàn)在H6斷面，指數(shù)值為1.57，平均值為1.89。根據(jù)浮游生物多樣性指數(shù)水質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，H大于4.5為無污染；H在4.5～3之間為輕度污染，H在3～1之間為中污染，H小于1為重污染。綜合多樣性指數(shù)結(jié)果可初步評價(jià)出黃河蘭州市區(qū)段水質(zhì)受到中度污染。圖4浮游動物多樣性指數(shù)

3討論

蘭州市作為新型的石油、化工為主要產(chǎn)業(yè)的城市，每年均有大量的各類廢水及污水排入黃河。其中大量有毒有害物質(zhì)勢必會對水生生物的棲息、繁殖和生長造成影響。因此，對黃河蘭州段進(jìn)行生態(tài)調(diào)查勢在必行。此次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，黃河蘭州市區(qū)段浮游動物群落結(jié)構(gòu)在種類組成上較為單一，主要以輪蟲為主，原生動物次之。這一調(diào)查結(jié)果與國內(nèi)大部分河流浮游動物種類組成較相似[8]。從現(xiàn)存量來看，浮游動物的密度和生物量較小，這與黃河水體獨(dú)有的特征有很大關(guān)系，黃河水體具有透明度低，含沙量大等特點(diǎn)，這些環(huán)境條件對浮游生物的生存影響較大。本次調(diào)查中，與黃河蘭州段上世紀(jì)90年代的兩次調(diào)查結(jié)果[3-4]相比，浮游動物種類數(shù)相對較少，

現(xiàn)存量也相對較小，而與黃河上游瑪曲段的浮游動物調(diào)查[9]結(jié)果相比較，種類數(shù)有所增加，種類組成較為多樣。這說明浮游動物隨著環(huán)境的時(shí)空變化能表現(xiàn)出敏感的相應(yīng)。

浮游動物多樣性指數(shù)通常用來反映河段生物種群組成的豐富度和種群結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在特定的水環(huán)境條件下能相對地反映出河段水質(zhì)的污染情況。根據(jù)浮游生物多樣性指數(shù)水質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)黃河蘭州市區(qū)段水質(zhì)發(fā)現(xiàn)，Shannon-Weiner多樣性指數(shù)顯示水環(huán)境質(zhì)量為中污染。這與同流域的渭河和北洛河的水質(zhì)評價(jià)結(jié)果較相似[10-11]。因此，黃河蘭州市區(qū)段水質(zhì)污染除自身自然環(huán)境污染外，人類活動影響比較嚴(yán)重，需加大污染治理力度和河段生態(tài)保護(hù)建設(shè)。

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（收稿日期：2015-04-01）