洱海水質(zhì)與底棲動(dòng)物多樣性監(jiān)測(cè)科考報(bào)告

李卓然　王政杰　李漢卿　史宇航

摘? 要：在云南省大理白族自治州洱海水源地湖泊之中，對(duì)茈碧湖、西湖、海西海三個(gè)湖泊的底棲動(dòng)物多樣性監(jiān)測(cè)和水質(zhì)關(guān)系進(jìn)行研究。底棲動(dòng)物的物種多樣性與水質(zhì)營(yíng)養(yǎng)水平呈現(xiàn)反趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：底棲動(dòng)物;水質(zhì);物種多樣性;多樣性指數(shù)

滇池作為云南省第一大淡水湖，昆明市位于滇池上游，生活污水大量排放至滇池導(dǎo)致滇池近年來(lái)污染嚴(yán)重。而洱海作為云南省第二大淡水湖近年來(lái)水質(zhì)也不斷下降，同時(shí)，洱海位于滇西北生物多樣性地區(qū)。所以保護(hù)洱海的同時(shí)也保護(hù)了滇西北地區(qū)生物多樣性的穩(wěn)定。故而我們開展了此次“水質(zhì)與底棲動(dòng)物多樣性監(jiān)測(cè)”科考活動(dòng)。底棲動(dòng)物是水生生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)重要的生態(tài)類群。底棲動(dòng)物具有區(qū)域性強(qiáng)，遷移力弱，不同種類對(duì)環(huán)境條件的適應(yīng)性及對(duì)污染等不利因素的耐受力和敏感程度不同等特點(diǎn)。更為重要的是，底棲動(dòng)物在濕地生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中起著重要作用。它可以加速水滴碎屑的分解，促進(jìn)泥水界面的物質(zhì)交換和水體的自凈。所以底棲動(dòng)物的多樣性是評(píng)判水質(zhì)的重要指標(biāo)。本研究的目的就是通過(guò)研究底棲動(dòng)物的多樣性對(duì)其生活的水質(zhì)的影響規(guī)律。同時(shí)，我們也提出假設(shè)，水質(zhì)與底棲動(dòng)物多樣性成正相關(guān)。

I? 研究方法

1.1 研究地點(diǎn)

洱海水源地湖泊（茈碧湖、海西海、西湖）

1.2 研究工具

彼得遜采泥器、手持式水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀、分層采水器、索博網(wǎng)

1.3底棲動(dòng)物的采集和后處理

首先在洱海的源頭湖泊，從Google Earth上在三個(gè)湖泊中標(biāo)明8個(gè)不同的樣點(diǎn)，后坐船到個(gè)個(gè)樣點(diǎn)。首先使用采泥器在湖底取泥，用索博網(wǎng)洗泥以至于網(wǎng)兜里只剩下沙子與底棲生物。同時(shí)使用水質(zhì)檢測(cè)儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)，使用采水器測(cè)量個(gè)個(gè)樣點(diǎn)的湖底深度并取水。在實(shí)驗(yàn)室里，從沙子中找出底棲生物配合顯微鏡辨別物種，同時(shí)分析水質(zhì)。

1.4 物種多樣性的研究方法

在實(shí)驗(yàn)室里，從沙子中找出底棲生物配合顯微鏡辨別物種，同時(shí)分析水質(zhì)。

1.5分析方法

配合統(tǒng)計(jì)軟件，輸入已有數(shù)據(jù)，計(jì)算出生物多樣性。

1.6 標(biāo)點(diǎn)方法

由于本次研究的主題是關(guān)于底棲動(dòng)物和水質(zhì)的關(guān)系，那么我們?yōu)榱吮ＷC數(shù)據(jù)多樣性，我們選取了各種不同的周圍環(huán)境進(jìn)行采樣，以此保證水質(zhì)的數(shù)據(jù)不同。

1，茈碧湖*（1）

我們?cè)谲氡毯x取了八個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行采樣。我們發(fā)現(xiàn)茈碧湖周圍有許多的城鎮(zhèn)和濕地以及水壩?？紤]到城鎮(zhèn)和農(nóng)村的生活廢水，濕地的動(dòng)物棲息，水壩另外一邊的水草成群，以及山地的海拔與降水，放牧的關(guān)系對(duì)水質(zhì)的影響，我們?cè)谶@些環(huán)境因子的周圍（通常我們都選取樣點(diǎn)與岸邊的距離為100到200米）選取了樣點(diǎn)。同時(shí)我們也選取了兩個(gè)較為中間的樣點(diǎn)作為可能受周圍環(huán)境影響較小的點(diǎn)。

2，西湖*（2）

我們?cè)谖骱x取了八個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行采樣。我們發(fā)現(xiàn)西湖周圍的房子以及農(nóng)莊相對(duì)而言是三個(gè)湖泊中最多的，也就是說(shuō)人為影響可能是最大的，房子區(qū)主要集中在西湖中間的幾個(gè)島上。同時(shí)由于地形關(guān)系，西湖相對(duì)而言并沒(méi)有另外兩個(gè)湖泊那么聯(lián)通，它被分成了幾個(gè)部分。我們?cè)诔俗畲蟮暮吹牧硗鈨烧咧蟹謩e選取了一個(gè)樣點(diǎn)，考慮到一個(gè)部分中水質(zhì)的信息差距可能不會(huì)特別大。對(duì)于最大的湖泊，因?yàn)樗鱾€(gè)地方受到周圍的影響相對(duì)較多元化，我們選取了位于西湖西北部和西南部的兩個(gè)湖灣的兩個(gè)樣點(diǎn);選取了位于中北部和中南部的兩個(gè)濕地中的樣點(diǎn);又選取了湖中間的兩個(gè)樣點(diǎn)。

3，海西海*（3）

我們?cè)诤Ｎ骱＿x取了八個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行采樣。海西海周圍的農(nóng)田和房子相對(duì)于其他兩者而言會(huì)少很多，所以猜測(cè)它受到的人為影響會(huì)少很多。我們?cè)趦蓚€(gè)河流（溪流）的注入口標(biāo)記了兩個(gè)點(diǎn);在西北部的兩個(gè)湖灣而又靠近湖中心的地方標(biāo)了兩個(gè)點(diǎn);由于湖的東部有相對(duì)高海拔的山地，于是我們?cè)诳拷降氐陌哆叞凑漳媳钡牡乩砦恢靡源藰?biāo)記了三個(gè)樣點(diǎn);同時(shí)湖的西南部有一塊樹林，考慮到樹林對(duì)水的吸收，也在那里的岸邊標(biāo)記了樣點(diǎn)。

注;

*（1）;茈碧湖是一個(gè)水庫(kù)，水深處大約為二十米。我們前去采樣時(shí)，茈碧湖的南部，壩的另一邊長(zhǎng)滿水草，相對(duì)而言不適合我們的采樣。

*（2）;西湖是一個(gè)天然湖泊，水深沒(méi)有超過(guò)十米。西湖的東南部同樣有水草，不適合采樣。

*（3）;海西海是一個(gè)水庫(kù)，水深處大約為二十米。

II 分析與結(jié)果

我們通過(guò)采樣和檢測(cè)得到了如下數(shù)據(jù)。（SBCB為茈碧湖，ABHXH為海西海，XH為西湖）

樣點(diǎn)實(shí)際地理坐標(biāo)，海拔高度，采樣時(shí)間，天氣，環(huán)境因子，電導(dǎo)率（Cond），鹽度（Sal），總?cè)芙夤腆w（TDS），水溫（WT），溶解氧（DO）mg/L，溶解氧（DO）%，pH，氧化還原電位（ORP），生物多樣性（Shannon-Winner）指數(shù)。

1.分類分析

首先我們使用IBM SPSS22對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分析，并給出樹狀圖，以直觀地對(duì)三個(gè)湖泊的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

對(duì)于地理坐標(biāo)海拔數(shù)據(jù)的分析沒(méi)有意義，因?yàn)橥粋€(gè)湖泊的數(shù)據(jù)相對(duì)統(tǒng)一，而不同湖泊之間的數(shù)據(jù)則可能會(huì)有較大的出入。天氣和環(huán)境因子不能通過(guò)軟件進(jìn)行分析。溶解氧的兩個(gè)數(shù)據(jù)之間只需要分析一個(gè)。水溫與采樣時(shí)間的關(guān)系比較大，所以進(jìn)行分析并沒(méi)有太大的意義，因?yàn)椴⒉荒芊从澈吹那闆r。考慮到這些因素，我們最終對(duì)電導(dǎo)率，鹽度，總?cè)芙夤腆w，溶解氧（mg/L），pH，氧化還原電位，生物多樣性指數(shù)進(jìn)行分類分析。

1.1數(shù)據(jù)

通過(guò)此表，可發(fā)現(xiàn)每一個(gè)湖的樣點(diǎn)數(shù)據(jù)相差甚大，因?yàn)樗麄冊(cè)跇錉顖D中被完美的分開了。

1.2 逐類分析

同一個(gè)湖泊中數(shù)據(jù)的非常相似，但是發(fā)現(xiàn)每一個(gè)湖中的數(shù)據(jù)雖然有一定的差別，但是與其他湖泊相比差別還是很大，進(jìn)而推測(cè)它們的生物群落的差別也會(huì)受到一定的影響。

2.相關(guān)分析

相關(guān)分析通過(guò)IBM SPSS22的相關(guān)分析功能只需要把除了地理坐標(biāo)的數(shù)據(jù)全部進(jìn)行分析即可。

2.1 總表

Cond，Sal，TDS 的相似性是因?yàn)樗麄兪峭ㄟ^(guò)同一個(gè)探頭進(jìn)行測(cè)量的。而另外我們發(fā)現(xiàn)海拔高度，pH和這三者成負(fù)相關(guān)，這兩個(gè)指標(biāo)本身成正相關(guān)。同時(shí)溶解氧的兩個(gè)指標(biāo)也成正相關(guān)?？上У氖牵瑥目偟南嚓P(guān)分析中我們并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)生物多樣性與這些指標(biāo)的相關(guān)性。

2.2 逐類分析

西湖的相關(guān)分析;

除去之前已經(jīng)提到過(guò)的三者，;通過(guò)這里的部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)水溫與Cond 成正相關(guān)，與海拔高度成負(fù)相關(guān)。另外pH與溶解氧的百分含量成正相關(guān)。

茈碧湖的相關(guān)分析;

較為特殊的是，我們?cè)谲氡毯玫降柠}度數(shù)據(jù)因?yàn)槎际?15，并沒(méi)有數(shù)據(jù)分析的價(jià)值。而茈碧湖的數(shù)據(jù)相關(guān)性沒(méi)有十分明顯。

海西海的相關(guān)分析;

同理因?yàn)镾al數(shù)據(jù)的一致性，不予海西海的此指標(biāo)分析。海西海數(shù)據(jù)中溶解氧的兩個(gè)指標(biāo)，pH與氧化還原電位與TDS與Cond成負(fù)相關(guān)。同時(shí)水溫也與氧化還原電位呈負(fù)相關(guān);氧化還原電位與溶解氧（mg/L）也呈現(xiàn)了正相關(guān)性。

但是從總的來(lái)說(shuō)，單個(gè)湖泊的數(shù)據(jù)相關(guān)性可能并不足夠使我們可以得到一定普遍的結(jié)論。例如;氧化還原電位與溶解氧（mg/L）的相關(guān)性只有在海西海數(shù)據(jù)中得以體現(xiàn)，而在另外兩者以及總表中并沒(méi)有形成相關(guān)性。通過(guò)比較，總表的總相關(guān)性分析相對(duì)而言更加普遍一點(diǎn)。

III討論

綜上所示，由于我們的技巧的生疏與天氣的原因，我們并沒(méi)有收集的足夠的信息，主要問(wèn)題發(fā)生在我們的樣點(diǎn)不夠具有代表性，與此同時(shí)我們?cè)谙茨嗯c尋找底棲生物的過(guò)程中有些生疏，以至于我們有一定的可能遺漏了關(guān)鍵信息。在西湖上，水華的現(xiàn)象普遍較為嚴(yán)重，會(huì)一定的程度上影響到底棲生物的生態(tài)環(huán)境，因?yàn)椴煌潭鹊年?yáng)光的直射。如果要得到更詳細(xì)的內(nèi)容，需要研究并且衡量所有導(dǎo)致底棲生物不同的因素，不僅僅是水質(zhì)，地質(zhì)和陽(yáng)光同時(shí)可能會(huì)對(duì)底棲生物的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響進(jìn)而導(dǎo)致了生物多樣性。

參考文獻(xiàn)

[1] 龔志軍 謝平 唐匯涓 王士達(dá).水體富營(yíng)養(yǎng)化對(duì)大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及多樣性的影響{J}.水生生物集刊，2001.5：55-68