小五臺水域浮游植物和底棲動物多樣性調(diào)查分析

喬艷珍　倪銘　王培培　王星　邢韶穎　王亞欣　王宏偉

摘 要：基于2016年8月對小五臺山的河流、水庫、池塘等水體14個樣點進(jìn)行的浮游植物和底棲動物調(diào)查，對小五臺水生生物的種類組成、均勻度、豐富度及其多樣性現(xiàn)狀進(jìn)行了研究，并據(jù)此評價小五臺水體的水質(zhì)狀況。研究結(jié)果表明：小五臺水域采集到的浮游植物共有8門109種，其中硅藻門種類占主要優(yōu)勢，占所有物種數(shù)的40.3%，綠藻和藍(lán)藻次之。主要底棲動物調(diào)查采用定性與定量相結(jié)合的方法，鑒定出底棲無脊椎動物34種，隸屬于28科32屬，并對它們的多樣性及分布進(jìn)行了初步分析。以多樣性指數(shù)為指標(biāo)對水體作評價，結(jié)果顯示大多數(shù)采樣點水體營養(yǎng)化程度不高，水質(zhì)總體良好。

關(guān)鍵詞：小五臺水域；浮游植物；底棲動物；多樣性

小五臺山國家級自然保護(hù)區(qū)位于位于河北省西北張家口地區(qū)的蔚縣和涿鹿兩縣境內(nèi)，被譽(yù)為“天然基因庫”和自然“試驗室”[1]。浮游植物的群落結(jié)構(gòu)、生物量以及發(fā)生水華的強(qiáng)度和頻度，都可以作為衡量水體生態(tài)系統(tǒng)長期變化的重要指標(biāo)[2]。周圍河流、水庫、池塘等水體中浮游植物的生態(tài)類型多種多樣。有些底棲動物對環(huán)境污染具有指示和凈化作用。因此研究水生生物多樣性，對了解小五臺水域中生態(tài)狀況和合理利用水資源等具有重要意義，同時可以促進(jìn)水生態(tài)環(huán)境的保護(hù)治理以及可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

采樣地點位于張家口小五臺自然保護(hù)區(qū)，實驗小組于河北省蔚縣金河口景區(qū)水源、小五臺水溝、壺流河水庫、白樂鎮(zhèn)上河灘等地共14個樣點進(jìn)行采樣，并檢測了采樣點水質(zhì)，具體情況見表1。

小五臺金河流域為采樣點1-6號，7-9號在松子口峪，壺流河水庫是10號樣點，白樂鎮(zhèn)上河灘不同水域的12-14樣點，在2016年8月進(jìn)行了定點采樣，在距水表面下10 cm處采水樣，用酒精固定樣品并做標(biāo)記，回實驗室充分靜置24 h，顯微鏡下鑒定種類和計數(shù)。從草叢、底泥、池底等采集底棲生物，鑒定，分析多樣性。水生生物功能群的出發(fā)點是把形態(tài)、生理和生態(tài)特征相似的歸為一組，群組內(nèi)具有相同或相近的生存策略（生態(tài)位），每一個組可以反映特定生境類型[3]。

2 結(jié)果

2.1 浮游植物分類

經(jīng)過14個樣點的浮游植物的調(diào)查，在小五臺水域中共鑒定出浮游植物有109種及變種，隸屬于8門藻類，其中硅藻門出現(xiàn)的種類數(shù)量最多，為44種（包括3種變種），占總類數(shù)的40.3%。優(yōu)勢種主要有水華微囊藻、卷曲魚腥藻、顆粒直鏈藻、鞘藻、新月藻等。小五臺水域浮游植物分類見圖1。

2.2 浮游植物多樣性

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)H通常描述種的個體出現(xiàn)的不確定性，H值越高，表明多樣性越高，一般 H>1屬于正常，H<1 可能受到環(huán)境因子的擾動。小五臺山金河流域各采樣點，圖2中浮游植物H的范圍在0.69～4.91之間，表明其多樣性可能受到其他環(huán)境因子的擾動，其中1號采樣點的數(shù)值最高，10號采樣點數(shù)值最低。Pielou（J）均勻度指數(shù)是群落的實測多樣性與最大多樣性的比率，范圍在0～2之間，比率越高，則多樣性越高，用來評價生物的多樣性水平較為直觀。一般當(dāng)J>0.3時，水域內(nèi)的生物多樣性較好。小五臺水體中浮游植物J的范圍在0.23～1.64之間，表明其多樣性較豐富。Margalef（D）豐富度指數(shù)是群落或生境中物種數(shù)目的多寡，其值越大，則說明此流域的多樣性越高。D值范圍在2.39～8.56之間，最高值出現(xiàn)在12號采樣點，最低值出現(xiàn)在10號采樣點。綜上所述，小五臺金河流域浮游植物多樣性較為良好，適合于多種浮游植物的生長。

2.3 底棲動物分類

調(diào)查結(jié)果見表2、圖3，小五臺水域中，采到底棲動物34種，隸屬于28科32屬。節(jié)肢動物種類最多，占總種類數(shù)的71%，數(shù)量也最大，占總數(shù)的77%；軟體動物次之；其中，節(jié)肢動物主要為甲殼綱、昆蟲綱和蛛形綱的動物。兩棲類采到的種類和數(shù)量都不多。而脊椎動物魚類在水塘中的數(shù)量比較多，但種類有2種。

2.4 底棲動物多樣性

根據(jù)小五臺河流主要底棲動物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)H、均勻度指數(shù)J和豐富度指數(shù)D的統(tǒng)計結(jié)果： H的范圍在0～2.16之間，表明底棲動物的多樣性可能受到其他環(huán)境因子的擾動，其中昆蟲綱的數(shù)值最高。J的范圍在0～075之間，表明底棲動物的多樣性良好。D值范圍在0～3.15之間，最高值出現(xiàn)在昆蟲綱。綜上所述，小五臺水域主要底棲動物昆蟲綱、腹足綱和蛭綱的種類較為豐富（見圖4）。

3 討論

小五臺屬恒山余脈，桑干河與拒馬河分水嶺，位于省境西部偏北，呈東北—西南走向，因有東、西、南、北、中五個高峰，俗稱五臺；又因較五臺山低，故名小五臺山。以東臺最高，海拔2 882 m，為華北地區(qū)高峰之一。氣溫低、溫差大，降水集中于夏季，無霜期短，凍結(jié)時間長，陰坡積雪可終年不化。蔚縣小五臺金河景區(qū)成為國家4A級旅游景區(qū)。

浮游植物分類方法是揭示浮游植物群落演替規(guī)律、開展淡水生態(tài)研究的工作基礎(chǔ)和重要工具[4]。在小五臺山的調(diào)查中共觀察到浮游植物8門109種，以硅藻門最多，綠藻門和藍(lán)藻門次之。從整體流域來看，1號和7-9號生物多樣性指數(shù)高于其他地點，水體污染較少，10號生物多樣性指數(shù)明顯低于其他地點，水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重。從整體來說，小五臺山浮游植物的物種多樣性相對較高，物種豐富度相對偏低。而Shannon -Wiener指數(shù)評價結(jié)果介于中度和輕度污染之間，因此，用生物多樣性指數(shù)來評價水質(zhì)富營養(yǎng)化水平，有待進(jìn)一步深入[5]。

小五臺水域主要采到的底棲無脊椎動物34種，隸屬于28科32屬，底棲動物主要是昆蟲綱和腹足綱，多樣性良好。小五臺山的特殊環(huán)境，決定了種類組成復(fù)雜性[6]。本次調(diào)查工作雖較為簡單，大部分只鑒定到屬，有的只能鑒定到科[7]，但為小五臺水域大型底棲動物的進(jìn)一步研究提供了基礎(chǔ)研究參考。 受各方面條件所限，調(diào)查工作在8月開展，可能錯過某些底棲動物的出現(xiàn)時間，導(dǎo)致調(diào)查到的種數(shù)不多。為了進(jìn)一步了解小五臺水域底棲動物的發(fā)生和分布，今后應(yīng)加大力度，提高取樣頻度，以期得到更充實的研究結(jié)果。今后在小五臺底棲動物的生物多樣性與環(huán)境因素的關(guān)系，水生動物的次級生產(chǎn)力等方面還需要展開深入具體的研究。

第24屆冬季奧林匹克運動會，將在2022年在北京市和張家口市聯(lián)合舉行。河北省張家口市，將承辦除雪車、雪橇大項和高山滑雪以外的所有雪上比賽。張家口市屬于河北省空氣質(zhì)量最好區(qū)市，也是長江以北37個試點監(jiān)測城市空氣最好的。張市是京津冀重要的生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)和國家規(guī)劃的新能源基地之一，也是北京的上游水源地和生態(tài)保留地。然而，京津冀都需要面對地下水資源減少與環(huán)境污染問題，這與豐富的其他自然資源和強(qiáng)勁的經(jīng)濟(jì)增長形成了鮮明對比。因此，對水環(huán)境監(jiān)測保護(hù)和生態(tài)修復(fù)的工作勢在必行。

參考文獻(xiàn)：

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[2] Cellamare M，Morin S，Coste M et al.Ecological assessment of French Atlantic lakes based on phytoplankton，phytobenthos and macrophytes[J].Environmental Monitoring and Assessment， 2012， 184 （8）：4685-4708

[3] 胡韌，藍(lán)于倩，肖利娟，等.淡水浮游植物功能群的概念、劃分方法和應(yīng)用[J].湖泊科學(xué)， 2015， （01）：11-23