獨(dú)木河春季浮游生物資源調(diào)查及多樣性分析

蘭開(kāi)勇　劉碧洪　彭德清　任雪勤　楊丹丹　蒲松　林艷紅　邵儉

摘 要：本研究于2019年4月對(duì)獨(dú)木河流域開(kāi)展浮游生物調(diào)查及多樣性分析。結(jié)果表明：該流域內(nèi)浮游植物7門35屬71種，優(yōu)勢(shì)種為小環(huán)藻、舟形藻、微小色球藻和衣藻;浮游動(dòng)物3門26屬36種，頸溝基合溞為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種。浮游植、動(dòng)物的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)分別為3.84（3.45～4.22）、2.28（1.97～2.71），Pielou均勻度指數(shù)分別為0.88（0.81～0.91）、0.94（0.89～0.98）。獨(dú)木河流域浮游生物群落結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，水體呈富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)，水質(zhì)處于清潔至β-中污染之間，這為該流域水生態(tài)環(huán)境及水生生物研究和保護(hù)提供了本底資料。

關(guān)鍵詞：獨(dú)木河;浮游生物;生物多樣性;資源調(diào)查

中圖分類號(hào)：S932.2? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-0457（2021）05-0015-08? ? 國(guó)際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2021.05.003

Investigation and Diversity Analysis on Plankton Resources in the Dumu River

LAN Kaiyong1，LIU Bihong1，PENG Deqing1，REN Xueqin1，YANG Dandan1，PU Song1，LIN Yanhong1，2，SHAO Jian1，2*

（1.College of Animal Science/Key Laboratory of Animal Genetics，Breeding and Reproduction in the Plateau Mountainous Region，Ministry of Education，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China;2.Research Center of Fishery Resources and Environment，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China）

Abstract：This study conducted a survey on plankton diversity in the Dumu River Basin in April 2019.The results showed that there were 71 species of phytoplankton belonged to 35 genera and 7 phyla in the watershed，and the dominant species were Cyclotella，Navicula，Chroococcus minutus and Chlamydomonas，respectively.Simultaneously，there were 36 species of zooplankton belonged to 26 genera and 3 phyla，and Bosminopsis deitersi Richard wasa dominant species.Moreover，the Shannon-Wiener diversity index were 3.84 （3.45～4.22） and 2.28 （1.97～2.71），respectively，and the Pielous evenness index were 0.88 （0.81～0.91） and 0.94 （0.89～0.98）.The structure of the plankton community in the Dumu River Basin was relatively simple.However，the water quality was between clean and beta-medium pollution，and it showed a trend of eutrophication，which could provide essential data for the research and protection of aquatic ecological environment and aquatic biodiversity in the future.

Keywords：Dumu River;plankton;biodiversity;resources survey

基金項(xiàng)目：貴州大學(xué)大學(xué)生“SRT計(jì)劃”項(xiàng)目（貴大SRT字（2018）186）;貴州省科技計(jì)劃項(xiàng)目（黔科合基礎(chǔ)[2019]1118）

獨(dú)木河是清水江的支流，屬于長(zhǎng)江流域?yàn)踅担挥谫F州省貴定縣，發(fā)源于貴州省貴陽(yáng)市花溪區(qū)高坡鄉(xiāng)，流經(jīng)龍里縣，于貴定縣內(nèi)石板鄉(xiāng)入境，光明鄉(xiāng)的光明村出境。境內(nèi)全長(zhǎng)95.60 km，流域面積1180.30 km2，年均流量為 22.46 m3/s。2007年，獨(dú)木河下游修建大花水水電站后，河床升高，水面抬升，水域生境發(fā)生了改變。因此，本研究通過(guò)對(duì)獨(dú)木河洛北河至兩岔河段的浮游生物進(jìn)行采樣分析，并利用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielous均勻度指數(shù)對(duì)其水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，研究獨(dú)木河現(xiàn)階段浮游生物群落組成和多樣性狀態(tài)，可望為該流域水生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)及時(shí)間

本研究共設(shè)置了6個(gè)采樣點(diǎn)（表1，圖1），依次為S1（兩岔河）、S2（兩岔河匯口）、S3（高橋河口）、S4（獨(dú)木河口）、S5（獨(dú)木橋）、S6（洛北河）。采樣時(shí)間為2019年4月。

1.2 樣本采集與處理

1.2.1 浮游植物采集

定性樣品用25號(hào)浮游生物網(wǎng)于水體表層進(jìn)行“∞ ”拖曳8～10 min收取。定量樣品用采水器于水體表層、水深5 m、10 m處各取一個(gè)水樣，各層水樣等量混合后，再取一個(gè)混合水樣。樣品采集后，立刻以魯哥氏液固定，用量為水樣體積的1%～1.5%。定量樣品固定后還需濃縮至30～50 mL貯存，帶回實(shí)驗(yàn)室鑒定、計(jì)數(shù)及分析[1-4]。

1.2.2 浮游動(dòng)物采集

小型浮游動(dòng)物定性樣品利用25號(hào)浮游生物網(wǎng)采集，大型浮游動(dòng)物定性樣品利用13號(hào)浮游生物網(wǎng)采集。大型浮游動(dòng)物定量樣品于一定水層用10 L采水器采10～50 L水樣，用25號(hào)浮游生物網(wǎng)過(guò)濾于1000 mL廣口瓶中，將網(wǎng)洗2～3次。小型浮游動(dòng)物定量樣品的采集方法同浮游植物定量樣品采集。樣品采集后，立即用每100 mL水樣加1.5 mL魯哥氏液固定，帶回實(shí)驗(yàn)室鑒定、計(jì)數(shù)及分析。具體操作方法根據(jù)《內(nèi)陸水域漁業(yè)自然資源調(diào)查手冊(cè)》[5]，《水生生物學(xué)》（第二版）[6]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

1.3.1 密度及生物量計(jì)算

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游植物

2.1.1 種類組成與分布

共檢出浮游植物7門35屬71種（圖2，表3）。其中硅藻門種數(shù)最多，共18屬40種，占總種數(shù)的56.3%;綠藻門次之，共7屬20種，占總種數(shù)的28.2%;藍(lán)藻門6屬7種，占總種數(shù)的9.9%;裸藻門、甲藻門、黃藻門和隱藻門都是1屬1種，分別占總種數(shù)的1.4%。硅藻門中的顆粒直鏈藻、直鏈硅藻、針桿藻、菱形藻、谷皮菱形藻和藍(lán)藻門的束絲藻分布較廣。各采樣點(diǎn)種類數(shù)量差異較大，其中S1、S5、S6最多，S2最少。

2.1.2 密度及生物量

通過(guò)鏡檢、定量分析，對(duì)浮游植物的密度及生物量數(shù)據(jù)計(jì)算處理（表4）。獨(dú)木河流域浮游植物的平均密度為222.9793×10⁴cells/L;平均生物量為5.9345 mg/L。其中硅藻門密度最大，為89.8836×104 cells/L;甲藻門密度最小，為10.7576×10⁴cells/L。硅藻門生物量最大，為3.4354 mg/L;藍(lán)藻門生物量最小，為1.1171 mg/L。S1、S2、S4、S5、S6浮游生物密度主要以硅藻門為主，其次是綠藻門和藍(lán)藻門; S3主要以藍(lán)藻門和綠藻門為主，其次是硅藻門。

2.2 浮游動(dòng)物

2.2.1 浮游動(dòng)物的種類組成及分布

共檢出浮游動(dòng)物（圖3、表5）3門26屬36種。其中輪蟲動(dòng)物門有11屬19種，占總種數(shù)的52.8%;節(jié)肢動(dòng)物門有6屬8種，占總種數(shù)的22.2%;原生動(dòng)物門有9屬9種，占總種數(shù)的25.0%。其中輪蟲動(dòng)物門萼花臂尾輪蟲、舞躍無(wú)柄輪蟲、樸氏晶囊輪蟲、頂生三肢輪蟲、節(jié)肢動(dòng)物門的頸溝基合溞、原生動(dòng)物門的放射盤星蟲在各個(gè)采樣點(diǎn)出現(xiàn)的頻率較高。

2.2.2 浮游動(dòng)物的密度及生物量

獨(dú)木河流域浮游動(dòng)物平均密度為0.0036×10⁴ind./L;平均生物量為0.7229 mg/L。其中輪蟲密度最大，為0.0016×10⁴ cells/L;原生動(dòng)物和橈足類密度最小，為0.0004×10⁴cells/L。從各采樣點(diǎn)分布來(lái)看，浮游動(dòng)物密度差異不明顯。S6浮游動(dòng)物生物量最高，S4次之，其余各樣點(diǎn)差異不明顯（表6）。

2.3 浮游生物優(yōu)勢(shì)種

本次調(diào)查共確定浮游植物優(yōu)勢(shì)種4種，其中硅藻門2種，藍(lán)藻門和綠藻門各1種（表7）。優(yōu)勢(shì)種組成存在空間差異性，S1和S5優(yōu)勢(shì)種為硅藻門小環(huán)藻，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)分別為0.04、0.03。S2優(yōu)勢(shì)種為硅藻門舟形藻，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)為0.04。S4優(yōu)勢(shì)種為藍(lán)藻門微小色球藻和綠藻門衣藻，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)分別為0.04、0.03;S3和S6均未見(jiàn)明顯優(yōu)勢(shì)種。

共確定浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種6種，輪蟲5種，原生動(dòng)物3種，枝角類1種（表8），其中枝角類頸溝基合溞為6個(gè)采樣點(diǎn)共有優(yōu)勢(shì)種，且優(yōu)勢(shì)度指數(shù)最高。

獨(dú)木河流域浮游植物Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)（H）變化范圍在3.45～4.22，平均值為3.84，水質(zhì)屬于輕污染。Pielou 均勻度指數(shù)（E）變化范圍在0.81～0.91，平均值為0.88，水質(zhì)屬于清潔。浮游植物多樣性數(shù)據(jù)顯示獨(dú)木河流域水質(zhì)處于輕污染～清潔。浮游動(dòng)物Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)（H）變化范圍在1.97～2.71，平均值為2.28，水質(zhì)屬于β-中污染。Pielou 均勻度指數(shù)（E）變化范圍在0.89～0.94，水質(zhì)屬于清潔。浮游動(dòng)物多樣性數(shù)據(jù)顯示獨(dú)木河流域水質(zhì)處于β-中污染～清潔。因此，獨(dú)木河流域水質(zhì)處于β-中污染～清潔水平（表9）。

3 結(jié)論與討論

3.1 浮游生物種類組成分布

本次研究鑒定出浮游植物共7門 35屬71種，其中以硅藻門為主，共18屬40種;綠藻門次之，共7屬20種;藍(lán)藻門6屬 7種;裸藻門、甲藻門、黃藻門和隱藻門均1屬1種。優(yōu)勢(shì)種為硅藻門小環(huán)藻、舟形藻，藍(lán)藻門微小色球藻和綠藻門衣藻。浮游動(dòng)物共3門26屬36種：其中輪蟲動(dòng)物門11屬19種;原生動(dòng)物門9屬 9種;節(jié)肢動(dòng)物門6屬8種。優(yōu)勢(shì)種為晶囊輪屬卜氏晶囊輪蟲、前節(jié)晶囊輪蟲，臂尾輪屬萼花臂尾輪蟲，無(wú)柄輪屬舞躍無(wú)柄輪蟲，枝角類頸溝基合溞，原生動(dòng)物長(zhǎng)圓沙殼蟲、螅狀獨(dú)縮蟲、湖生累枝蟲。本研究表明，獨(dú)木河流域浮游植物種類組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要以硅藻門為主，可能是因?yàn)椴蓸訒r(shí)間為春季，溫度較低、光照等非生物因子抑制浮游植物的生長(zhǎng)繁殖[25]。其次硅藻主要在春季開(kāi)始繁殖，并能快速生長(zhǎng)成為優(yōu)勢(shì)種。大多數(shù)硅藻是狹冷性物種，在高原河流中硅藻門占有一定的優(yōu)勢(shì)，適合在較寒冷的水體環(huán)境中生長(zhǎng)[26]。本研究中，浮游動(dòng)物種類組成在空間上無(wú)明顯差異;浮游動(dòng)物種類多為廣布種，群落結(jié)構(gòu)特征為小型浮游動(dòng)物（輪蟲、原生動(dòng)物），其種類數(shù)在浮游動(dòng)物種類總數(shù)中所占比例較高，這與國(guó)內(nèi)其他江河、湖泊和水庫(kù)浮游動(dòng)物種類組成比例相似[27]。浮游動(dòng)物對(duì)水環(huán)境因子條件的變化極其敏感，其種類數(shù)量分布情況和物種密度變化與水環(huán)境條件變化密切相關(guān)[28]。頸溝基合溞是浮游動(dòng)物主要優(yōu)勢(shì)種，在所有采樣點(diǎn)中均為優(yōu)勢(shì)種;臂尾輪屬主要生活在中污染水體，在S1、S5均表示為優(yōu)勢(shì)種;螅狀獨(dú)縮蟲主要生活在中污染水體，在S3表現(xiàn)為優(yōu)勢(shì)種。浮游動(dòng)物處于水生態(tài)系統(tǒng)食物鏈中起著不可缺少的重要作用，是一類在水中營(yíng)浮游性生活的動(dòng)物類群，是作為是中上層魚類和多種仔稚魚的主要餌料，對(duì)漁業(yè)的發(fā)展具有重要意義[29]。梯級(jí)水庫(kù)會(huì)影響浮游生物群落河流流域變化[30];水體攪動(dòng)產(chǎn)生的懸浮物會(huì)對(duì)浮游植物光合作用造成影響[31]，同時(shí)影響浮游動(dòng)物攝食率、生長(zhǎng)率、存活率和群落等[32]。S5浮游生物密度均小于低于其他樣點(diǎn)，可能與S5上游區(qū)正在修建“江邊窯水電站工程”有關(guān)，隨著水電站竣工及運(yùn)營(yíng)，水體中浮游生物群落結(jié)構(gòu)可能會(huì)趨于穩(wěn)定。

3.2 水質(zhì)評(píng)價(jià)

浮游生物是水生生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分，對(duì)環(huán)境變化十分敏感，可以作為判斷水質(zhì)狀況的指示物種[33-34]。通過(guò)Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)，可以判斷出獨(dú)木河流域水質(zhì)處于β-中污染～清潔貧營(yíng)養(yǎng)水平。本研究表明，獨(dú)木河流域浮游植物Shannon-Weiner 多樣性指數(shù)（H）變化范圍在3.45～4.22，平均值為3.84，水質(zhì)屬于輕污染型。Pielou 均勻度指數(shù)（E）變化范圍在0.81～0.91，平均值為0.88，水質(zhì)屬于清潔型。浮游動(dòng)物Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)（H）變化范圍在1.97～2.71，平均值為2.28，水質(zhì)屬于β-中污染型。Pielou 均勻度指數(shù)（E）變化范圍在0.89～0.94，平均值為0.94，水質(zhì)屬于清潔型。有研究表明，浮游植物密度小于3×10⁵cells/L 水體為貧營(yíng)養(yǎng)，密度3×105～10×105 cells/L為中營(yíng)養(yǎng)，密度大于10×105 cells/L為富營(yíng)養(yǎng)[35]。本研究中獨(dú)木河流域浮游植物密度除S5密度為26.4000×104 cells/L，小于3×10⁵cells/L外，S1、S2均大于3×10⁵cells/L，為中營(yíng)養(yǎng)型;S4、S6均大于10×10⁵cells/L，為富營(yíng)養(yǎng)型。水體屬于中——富營(yíng)養(yǎng)類型。此外，優(yōu)勢(shì)種與營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)對(duì)應(yīng)關(guān)系分別為：金藻門——貧營(yíng)養(yǎng);隱藻門——貧、中營(yíng)養(yǎng);甲藻門——中營(yíng)養(yǎng);硅藻門——中富營(yíng)養(yǎng);硅藻門、綠藻門——富營(yíng)養(yǎng);藍(lán)藻門、綠藻門——重富營(yíng)養(yǎng)[36]。根據(jù)優(yōu)勢(shì)種優(yōu)勢(shì)度顯示，獨(dú)木河中以綠藻門、硅藻門、藍(lán)藻門為優(yōu)勢(shì)種的水體特征，這表明其水質(zhì)在一定程度上出現(xiàn)污染;同時(shí)，從浮游動(dòng)物中污染性和中——富營(yíng)養(yǎng)指示種臂尾輪屬、貧——中營(yíng)養(yǎng)指示種舞躍無(wú)柄輪蟲、中污性指示種螅狀獨(dú)縮蟲都是優(yōu)勢(shì)種[37]，進(jìn)而說(shuō)明獨(dú)木河水體有向富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)展的趨勢(shì)。

通過(guò)對(duì)獨(dú)木河進(jìn)行浮游生物調(diào)查及多樣性分析，獨(dú)木河浮游生物種類組成簡(jiǎn)單、水質(zhì)處于β-中污染～清潔貧營(yíng)養(yǎng)水平，并有向富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)展的趨勢(shì)。在此基礎(chǔ)之上，下一步亟需開(kāi)展魚類資源調(diào)查、底棲動(dòng)物種類調(diào)查以及重金屬含量檢測(cè)等，結(jié)合已有數(shù)據(jù)，從而對(duì)獨(dú)木河水生生態(tài)系統(tǒng)更加全面的了解和掌握，提出更精確的保護(hù)建議。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)獨(dú)木河水生生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)，減少在獨(dú)木河流域的作業(yè)，對(duì)獨(dú)木河流域居民的生活污水進(jìn)行處理后再排放。

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通訊作者：邵儉（1986—），男，博士，副教授，主要從事漁業(yè)資源與環(huán)境保護(hù)研究，E-mail：shaojian5098@163.com.