安徽花亭湖浮游生物調(diào)查及水質(zhì)分析

凌俊 胡玉婷 江河 汪長祥 童開滿 潘庭雙 段國慶 周華興 汪煥

摘要? 2022年7月和10月分別調(diào)查了安徽花亭湖的浮游生物狀況，并利用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielous均勻度指數(shù)和Margalef豐富度指數(shù)對其水質(zhì)進行評價，研究花亭湖現(xiàn)階段浮游生物群落組成和多樣性狀態(tài)。結(jié)果表明，共鑒定出浮游植物6門35屬51種（包括變種和變型），其中藍藻門最多（47.06%），其次是綠藻門（27.45%）和硅藻門（11.77%）。浮游植物的平均密度和生物量分別為9.57×106 cell/L、5.24 mg/L。浮游植物的優(yōu)勢種共6種，分別為藍藻門的放射微囊藻（Microcystisbotrys）、挪氏微囊藻（Microcystis novacekii）、多變魚腥藻（Anabaena variabilis）、崎嶇魚腥藻（Anabaena inaequalis）和硅藻門的顆粒直鏈藻（Melosira granulata）、顆粒直鏈藻極狹變種螺旋變型（Melosira granulata var.angustissima f.spiralis），其優(yōu)勢度分別為0.476、0.043、0.035、0.023、0.054和0.071。浮游植物的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)季節(jié)差異不明顯，而Margalef豐富度指數(shù)夏季大于秋季。此次調(diào)查共鑒定出浮游動物3門15科15屬23種，包括節(jié)肢動物6種、輪蟲11種、原生動物5種。浮游動物的平均密度和生物量分別為398.44個/L和4.33 mg/L。浮游動物的優(yōu)勢類群共3種，分別為輪蟲綱的螺形龜甲輪蟲（Keratella cochlearis）和節(jié)肢動物門的透明溫劍水蚤（Thermocyclops hyalinus）、無節(jié)幼體（Nauplius），其優(yōu)勢度分別為0.256、0.042和0.223。浮游動物的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和Margalef豐富度指數(shù)均是夏季大于秋季。綜合判斷花亭湖水體為中營養(yǎng)偏清潔型。

關(guān)鍵詞? 浮游生物；生物多樣性；資源調(diào)查；花亭湖

中圖分類號? Q178? 文獻標識碼? A

文章編號? 0517-6611（2024）04-0030-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.04.008

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Investigation on Plankton Resources and Water Quality Analysis of Huating Lake in Anhui Province

LING Jun，HU Yu.ting，JIANG He et al

（Fishery Institute of Anhui Academy of Agricultural Sciences，Anhui Province Key Laboratory of Aquaculture & Stock Enhancement，Hefei，Anhui 230031）

Abstract? The status of plankton in Huating Lake，Anhui Province was investigated in July and October 2022，and the water quality was evaluated using the Shannon.Wiener diversity index，Pielous evenness index and Margalef richness index，the current composition and diversity status of plankton communities in Huating Lake were studied.The result showed that there were 51 species of phytoplankton belonging to 6 phylums 34 genera in the lake.Cyanophyta was the main species （47.06% of the sum），followed by Chlorophyta （27.45% of the sum） and Bacillariophyta （11.77% of the sum）.The average density and biomass of phytoplankton was 9.57×106 cell/L and 5.24 mg/L，respectively.There were 6 dominant species of phytoplankton，which were Microcystis botrys，Microcystis novacekii，Anabaena variabilis，Anabaena inaequalis of cyanobacteria and Melosira granulata，Melosira granulata var.angustissima f.spiralis of Bacillariophyta，their advantages were 0.476，0.043，0.035，0.023，0.054 and 0.071，respectively.The seasonal difference between Shannon.Wiener diversity index and Pielou evenness index of phytoplankton was not significant，while the Margalef richness index was greater in summer than in autumn.23 species belonging to 15 families 15 genera of zooplankton from 3 categories were identified.The amount of the Protozoa，Rotifer and Arthropoda of the zooplankton were 5，11，6 species，respectively.There were 3 dominant species of zooplankton，which were Keratella cochlearis of Rotifera and Thermocyclops hyalinus of Arthropoda and Nauplius，their advantages were 0.256，0.042 and 0.223，respectively.The Shannon.Wiener diversity index，Pielou evenness index and Margalef richness index of zooplankton were all higher in summer than in autumn.The water of the Huating Lake was little cleaner than mesotrophication according to the comprehensive evaluation of our investigation results.

Key words? Plankton;Biodiversity;Resources survey;Huating Lake

基金項目? 安徽省重點研究與開發(fā)計劃項目（202004a06020036）。

作者簡介? 凌?。?981—），男，安徽無為人，副研究員，碩士，從事水產(chǎn)動物營養(yǎng)品質(zhì)調(diào)控研究。

收稿日期? 2023-02-04

花亭湖是安徽省第二大水庫，位于長江流域皖河支流長河上游太湖縣境內(nèi)，地處大別山南麓、長江北岸，始建于1958年，是一座集防洪、灌溉、旅游、漁業(yè)、濕地生態(tài)等多種功能于一體的大型人工湖?；ㄍず骄?5 m，水系發(fā)達，有長河、安樂河、方田河等入湖河流11條。流域面積1 880 km2，蓄水量24億m3，年平均入湖流量46.3 m3/s。湖面狹長，東西全長39 km，南北最大寬度1.7 km，平均寬度1.4 km。豐水期面積9 666.67 hm2，枯水期面積5 666.67 hm2。湖區(qū)周邊為丘崗和山區(qū)，年光照時數(shù)1 945 h，流域內(nèi)森林覆蓋面積達80%，湖區(qū)周邊以山林為主，少量耕地，無工業(yè)污染。

2016年以前，花亭湖漁業(yè)生產(chǎn)方式主要是網(wǎng)箱、網(wǎng)圍、網(wǎng)攔養(yǎng)殖為主的“三網(wǎng)”養(yǎng)殖，養(yǎng)殖面積大、密度高、餌料投喂多，嚴重破壞了花亭湖水域生態(tài)環(huán)境。隨著國家和民眾對水域生態(tài)環(huán)境保護日益重視，水環(huán)境保護的壓力逐漸增大。2016—2017年，太湖縣投入巨資將花亭湖內(nèi)“三網(wǎng)”全部撤除，同時改為實施大水面生態(tài)漁業(yè)，投放鰱鳙魚類，水域生態(tài)環(huán)境得到了一定的改善。近年來，隨著花亭湖大水面生態(tài)漁業(yè)的發(fā)展，花亭湖水環(huán)境發(fā)生了變化。但目前對花亭湖浮游生物的相關(guān)研究鮮見報道。因此，該研究通過對花亭湖夏秋季節(jié)浮游生物進行采樣分析，并利用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielous均勻度指數(shù)和Margalef豐富度指數(shù)對其水質(zhì)進行評價，研究花亭湖現(xiàn)階段浮游生物群落組成和多樣性狀態(tài)，可為該湖水生態(tài)環(huán)境保護提供參考。

1? 材料與方法

1.1? 采樣點設(shè)置

根據(jù)花亭湖的水文、湖型、底質(zhì)及入湖河流等特征，確定采樣點位置。按照水流方向，全湖從上到下共設(shè)置6個采樣點，如圖1所示。

1.2? 樣品采集和檢測方法

樣品采集時間為2022年7月（夏季）和10月（秋季），按照《水庫漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范》［1］規(guī)定的方法對浮游生物進行采樣、處理及定性、定量分析。

1.2.1? 浮游植物采集。

定性樣品用25號浮游生物網(wǎng)于水體表層進行“∞”拖曳5 min收取，立即用水樣體積1.0%～1.5%的魯哥氏液固定。定量樣品用采水器于水體表層、水深5和10 m處各取一個水樣，各層水樣等量混合后取混合水樣1 L，立即加入水樣體積1.0%～1.5%的魯哥氏液固定。固定水樣混勻后經(jīng)充分沉淀，保留含沉淀物的水樣30～50 mL備用。

1.2.2? 浮游動物采集。

小型浮游動物定性樣品同浮游植物采集方法，但水樣固定改用體積5%的甲醛；定量樣品采集

固定方法同浮游植物定量樣品。大型浮游動物定性樣品用

13號浮游生物網(wǎng)采集，定量樣品于一定水層用采水器采集15 L水樣，再用25號浮游生物網(wǎng)過濾濃縮后，加入水樣體積5%的甲醛固定。

1.3? 數(shù)據(jù)處理

1.3.1? 密度與生物量計算。

顯微鏡下觀察、鑒定浮游生物的種類，按照《水庫漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范》［1］規(guī)定的方法計算浮游生物的密度和生物量。

1.3.2? 多樣性指數(shù)、均勻度、豐富度指數(shù)及優(yōu)勢度的計算。

浮游生物調(diào)查數(shù)據(jù)多樣性分析采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）、Pielou均勻度指數(shù)（J）、Margalef豐富度指數(shù)（D）和優(yōu)勢度（Y）計算，公式如下［2］：

H′=Si=1（PilnPi）

J=H′/lnS

D=（S-1）/ln（N）

Y=（Ni/N）fi

式中：Pi為第i種的個體數(shù)（ni）與總個體數(shù)N的比值（ni/N）；S為樣品中的種類總數(shù)；N為群落中所有種類的個體總數(shù)，Ni為第i種的個數(shù)；fi為該種在各個采樣點出現(xiàn)的頻率。以優(yōu)勢度Y>0.02定為優(yōu)勢種［2］。參考相關(guān)文獻［3-5］，其余指數(shù)的評價標準見表1。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 浮游植物

2.1.1? 浮游植物種類組成。

花亭湖共鑒定出浮游植物6門35屬51種（包括變種和變型）（表2），其中藍藻門種類最多，達24種，占總種數(shù)的47.06%；綠藻門次之，有14種，占總種數(shù)的27.45%；硅藻門6種，占總種數(shù)的11.77%；裸藻門5種，占總種數(shù)的9.80%；甲藻門和隱藻門僅1種，均占總種數(shù)的1.96%。

分季節(jié)看，夏季共鑒定出浮游植物23種，包含綠藻門9種、藍藻門7種、裸藻門4種、硅藻門2種、隱藻門1種，分別占總種類數(shù)的39.13%、30.43%、17.39%、8.70%、4.35%；秋季浮游植物31種，包含藍藻門19種、綠藻門6種、硅藻門4種、甲藻門1種、裸藻門1種，分別占總種類數(shù)的61.29%、19.35%、12.90%、3.23%、3.23%。

2.1.2? 浮游植物優(yōu)勢種。

花亭湖水域浮游植物的優(yōu)勢種共6種，分別為藍藻門的放射微囊藻（Microcystisbotrys）、挪氏微囊藻（Microcystis novacekii）、多變魚腥藻（Anabaena variabilis）、崎嶇魚腥藻（Anabaena inaequalis）和硅藻門的顆粒直鏈藻（Melosira granulata）、顆粒直鏈藻極狹變種螺旋變型（Melosira granulata var.angustissima f.spiralis），其優(yōu)勢度分別為0.476、0.043、0.035、0.023、0.054和0.071。

夏季浮游植物的優(yōu)勢種共4種，分別為藍藻門的放射微囊藻、挪氏微囊藻和硅藻門的顆粒直鏈藻、顆粒直鏈藻極狹變種螺旋變型，其優(yōu)勢度分別為0.496、0.043、0.048和0.066。

秋季浮游植物的優(yōu)勢種共14種，分別為藍藻門的放射微囊藻、挪氏微囊藻、多變魚腥藻、崎嶇魚腥藻、席藻（Phormidium sp.）、卷曲魚腥藻（Anabaena circinalis）、水華微囊藻（Microcystis flos-aquae）、銅綠微囊藻（Microcystis aeruginosa）、固氮魚腥藻（Anabaena azotica）和硅藻門的顆粒直鏈藻、顆粒直鏈藻極狹變種螺旋變型及綠藻門的鈍角角星鼓藻（Staurastrum retusum）、單角盤星藻具孔變種（Pediastrum simplex var.duodenarium）、單角叉星鼓藻（Staurodesmus unicornis），其優(yōu)勢度分別為0.426、0.043、0.042、0.030、0.027、0.022、0.021、0.021、0.020、0.069、0.075、0.026、0.025和0.021。

2.1.3? 浮游植物密度和生物量。

花亭湖浮游植物密度和生物量檢測結(jié)果（圖2～3）顯示，浮游植物密度為2.88×106～22.20×106 cell/L，均值為9.57×106 cell/L，其中夏季密度為2.88×106～5.14×106 cell/L，均值為4.33×106 cell/L，秋季密度8.81×106～22.20×106 cell/L，均值為14.80×106 cell/L。浮游植物生物量為1.27～15.22 mg/L，均值為5.24 mg/L；其中夏季生物量為1.27～1.82 mg/L，均值為1.56 mg/L，秋季生物量為3.98～15.22 mg/L，均值為8.93 mg/L。浮游植物密度和生物量均顯示季節(jié)差異顯著，秋季遠大于夏季。比較采樣點間差異，夏季浮游植物密度和生物量分布較為平均；秋季采樣點間差異較大，總體顯示出上游大于下游的特征。種類組成中，夏季采樣點1最少，僅有4個門，夏季采樣點5僅有5個門，其余樣點均包含6個門。浮游植物密度組成均以藍藻門為主，其次是硅藻門和綠藻門。浮游植物生物量組成以硅藻門為主，其次是藍藻門和綠藻門。

2.1.4? 浮游植物多樣性分析。

花亭湖浮游植物多樣性指數(shù)分析結(jié)果（表3）顯示，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）和Pielou均勻度指數(shù)（J）季節(jié)差異不明顯，而Margalef豐富度指數(shù)（D）夏季較秋季大。

2.2? 浮游動物

2.2.1? 浮游動物種類組成。

花亭湖水域共鑒定出浮游動物3門15科15屬23種（表4），其中，輪蟲物種數(shù)最多，達11種，占浮游動物總物種數(shù)的47.83%；其次為節(jié)肢動物，為7種，占總物種數(shù)的30.43%;原生動物5種，占總物種數(shù)的21.74%。

夏季共鑒定出浮游動物3門12科6屬12種，其中，節(jié)肢動物和輪蟲物種數(shù)最多，均為5種，均占浮游動物總物種數(shù)的41.67%；其次為原生動物，為2種，占總物種數(shù)的16.66%。秋季共鑒定出浮游動物3門9科10屬15種，其中，節(jié)肢動物和輪蟲物種數(shù)最多，均為6種，占浮游動物總物種數(shù)的40.00%；其次為原生動物，為3種，占總物種數(shù)的20.00%。

2.2.2? 浮游動物密度與生物量。

花亭湖浮游動物密度和生物量檢測結(jié)果（圖4～5）顯示，花亭湖浮游動物密度為166.67～745.33個/L，均值為398.44個/L；其中，夏季浮游動物密度為353.33～745.33個/L，均值為469.11個/L；秋季浮游動物密度為166.67～566.67個/L，均值為327.78個/L。浮游動物生物量為0.10～12.10 mg/L，均值為4.33 mg/L；其中，夏季浮游動物生物量為3.42～9.30 mg/L，均值為5.27 mg/L；秋季浮游動物生物量為0.10～12.10 mg/L，均值為3.38 mg/L?？傮w來看，浮游動物密度和生物量夏季高于秋季，但區(qū)別不明顯。比較不同采樣點，夏季各采樣點間分布較為均勻，秋季采樣點間差異較大，其中夏季采樣點3的浮游動物密度和生物量都是最高的。種類組成中，夏季所有采樣點均包含原生動物、輪蟲和節(jié)肢動物3個類群，秋季僅采樣點3和5檢測到上述3個類群，其余采樣點未檢測出原生動物，僅有2個類群。浮游動物密度組成夏季節(jié)肢動物最多，輪蟲其次；秋季輪蟲最多，節(jié)肢動物其次。浮游動物生物量組成夏季輪蟲最多，其次節(jié)肢動物；秋季主要是節(jié)肢動物。

2.2.3? 浮游動物優(yōu)勢種。

花亭湖浮游動物優(yōu)勢種共3種，分別為螺形龜甲輪蟲（Keratella cochlearis）、透明溫劍水蚤（Thermocyclops hyalinus）和無節(jié)幼體（Nauplius），其優(yōu)勢度分別為0.256、0.042和0.223。其中，夏季浮游動物的優(yōu)勢種2種，分別為透明溫劍水蚤和無節(jié)幼體，其優(yōu)勢度分別為0.045和0.154；秋季浮游動物的優(yōu)勢種3種，分別為螺形龜甲輪蟲、透明溫劍水蚤和無節(jié)幼體，其優(yōu)勢度分別為0.407、0.034和0.288。

2.2.4? 浮游動物多樣性分析。

花亭湖浮游動物多樣性分析結(jié)果（表5）顯示，花亭湖水域Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）、Pielou均勻度指數(shù)（J）和Margalef豐富度指數(shù)（D）均是夏季大于秋季。根據(jù)水質(zhì)評價標準（表1），綜合3種指數(shù)可知，夏季花亭湖水體浮游動物群落多樣性和水質(zhì)情況均優(yōu)于秋季，水體總體呈現(xiàn)輕污染型。

3? 結(jié)論與討論

一些研究表明，水體浮游植物密度小于3×106 cell/L為貧營養(yǎng)型，3×106～10×106 cell/L為中營養(yǎng)型，大于10×106 cell/L為富營養(yǎng)型；浮游植物生物量小于1 mg/L時，水體為貧營養(yǎng)型，1～<5 mg/L時，水體為中營養(yǎng)型，5～10 mg/L時，水體為富營養(yǎng)型［6-8］。此次調(diào)查中，浮游植物密度為2.88×106～22.20×106 cell/L，均值為9.57×106 cell/L，其中夏季密度2.88×106～5.14×106 cell/L，均值為4.33×106 cell/L，秋季密度8.81×106～22.20×106 cell/L，均值為14.80×106 cell/L。浮游植物生物量為1.27～15.22 mg/L，均值為5.24 mg/L；其中夏季生物量為1.27～1.82 mg/L，均值為1.56 mg/L，秋季生物量為3.98～15.22 mg/L，均值為8.93 mg/L。浮游植物密度組成均以藍藻門為主，其次是硅藻門和綠藻門；浮游植物生物量組成以硅藻門為主，其次是藍藻門和綠藻門。

根據(jù)浮游植物密度指標，花亭湖水質(zhì)均處于中-富營養(yǎng)型，根據(jù)浮游植物生物量指標，花亭湖水質(zhì)均處于貧-中營養(yǎng)型。這表明花亭湖浮游植物雖然細胞數(shù)量較多但個體偏小，導(dǎo)致生物量不高。這應(yīng)歸因于近年花亭湖大量放養(yǎng)鰱、鳙魚類。研究發(fā)現(xiàn)，鰱、鳙的放養(yǎng)不僅能抑制水體藍藻水華，還可以促使浮游植物種類小型化［9］。分季節(jié)看，花亭湖夏季浮游植物密度和生物量均低于秋季，這可能由于花亭湖上游包含多條入湖河流，而夏季該區(qū)域大量降雨，作為一個具防洪、旅游等多種功能于一體的大型人工湖，盡管夏季入湖河流帶來更多的水量和豐富的有機質(zhì)，但花亭湖為保持雨季合理水位需要泄洪，因而稀釋了浮游植物的密度和生物量；秋季降雨量較少且水溫合適，水位穩(wěn)定，保持了更多的浮游植物。這也是不同采樣點間夏季浮游植物密度和生物量分布較為平均，而秋季采樣點間差異較大，受周邊水體環(huán)境影響更大，顯示出上游大于下游特征的原因。

花亭湖浮游植物多樣性分析結(jié)果表明，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)季節(jié)差異不明顯，而Margalef豐富度指數(shù)夏季較秋季大，表明其群落結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定?；ㄍず∮蝿游锒鄻有苑治鼋Y(jié)果顯示，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和Margalef豐富度指數(shù)均是夏季大于秋季。根據(jù)水質(zhì)評價標準，綜合3種指數(shù)可知，浮游植

物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)均為中

等，而Margalef豐富度指數(shù)較高，浮游動物3種指數(shù)總體呈

現(xiàn)中等偏高，這表明花亭湖水體夏秋季節(jié)總體呈現(xiàn)輕污染中營養(yǎng)型。

考慮到一般水體在冬春季節(jié)狀況好于夏秋季節(jié)［10-13］，再結(jié)合花亭湖浮游生物的種類組成、密度、生物量及多樣性指數(shù)分析結(jié)果，認為花亭湖屬于中營養(yǎng)偏清潔型水庫型湖泊，水質(zhì)狀況良好。這是因為花亭湖是大型開放性深水湖泊，最低水深約10 m、平均水深近20 m，地表徑流是主要的水源補給，流域內(nèi)生態(tài)植被覆蓋率高，周邊無明顯工農(nóng)業(yè)污染，且湖區(qū)大片區(qū)域（大于70%）為花亭湖黃尾密鲴國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)，而黃尾密鲴以腐殖質(zhì)、有機碎屑及附生藻類為食，被譽為“清道夫”，對保護花亭湖水質(zhì)、減緩水體富營養(yǎng)也具有凈化作用?？傊?，花亭湖水生態(tài)環(huán)境總體保護較好，適宜開展鰱鳙有機魚的放養(yǎng)。

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