劉丙陽,趙文,郭凱,李艷穎

(1.大連海洋大學遼寧省水生生物學重點實驗室,遼寧大連116023;2.遼寧省湯河水庫管理局,遼寧遼陽111000)

遼寧湯河水庫浮游動物的群落結構及其時空格局

劉丙陽1、2,趙文1,郭凱1,李艷穎1

(1.大連海洋大學遼寧省水生生物學重點實驗室,遼寧大連116023;2.遼寧省湯河水庫管理局,遼寧遼陽111000)

于2007年對遼寧省湯河水庫浮游動物群落結構的時空格局進行了調查。結果表明:共檢出浮游動物53個種屬,包括原生動物14個,占26.42%;輪蟲31個種屬,占58.49%;枝角類2個種屬,占3.77%;橈足類6個種屬,占11.32%;以輪蟲占優(yōu)勢,主要為廣布多肢輪蟲Polyarthra vulgaris、螺形龜甲輪蟲Keratella cochlearis等;浮游動物密度平均為1 521個/L,生物量平均為1.78 mg/L;生物多樣性指數為0.484～3.122,生物量水平分布為下游＞中游＞上游,垂直分布沒有明顯規(guī)律,總體上底層生物量較高。

湯河水庫;浮游動物;群落結構;時空格局

湯河水庫是太子河一大支流——湯河干流上一座國家級大(Ⅱ)型水庫,興建于1958年6月,于1969年12月完成并投入使用。壩址位于遼寧省遼陽市弓長嶺區(qū)境內,距遼陽市39 km?？刂屏饔蛎娣e為1 228 km2,最高水位為117.86 m,正常水位為109.36 m,水庫總庫容為7.07×108m3。該水庫是一座以防洪、灌溉、旅游、養(yǎng)魚、城市生活供水和工業(yè)供水為主,兼有發(fā)電任務的大(Ⅱ)型水利樞紐工程,目前正作為遼陽市和鞍山市的主要供水水源水庫。以往很多學者對湯河水庫進行了調查研究[1-7],大多數側重于水質方面,而對浮游生物周年調查研究相對較少。

浮游動物在水域生態(tài)系統的結構和功能中起著重要的調控作用,它通過攝食控制浮游植物的數量,來調節(jié)水體生態(tài)平衡,同時又是許多經濟水產動物的餌料,因而其數量變化可以直接影響漁業(yè)資源量。浮游動物的群落結構和時空格局對水庫水體的生態(tài)結構和功能起到十分重要的作用。浮游動物的群落構成及數量分布等調查數據是了解水域生態(tài)系統結構和功能的重要內容之一。為此,作者于2007年對湯河水庫浮游動物的群落結構進行了調查研究,旨在為進一步合理利用水庫的自然資源提供生物學依據。

1 材料與方法

1.1 采樣點的設置

庫區(qū)內共布設A、B、C、D、E、F 6個監(jiān)測點,其中A、F點為湯河上游,位于壩前,平均水深為25 m,采集樣品分表、中、底三層;B、E點為中游,分別在水庫東西兩個叉中,平均水深為15 m,采集樣品分表、底兩層;C、D點為下游,分別位于水庫東西兩個叉頭,平均水深為4 m,采集一個混層樣品(圖1)。

1.2 浮游動物的測定

浮游動物樣品的采集及定量計算按照《湖泊富營養(yǎng)化調查規(guī)范》進行[8]。大型浮游動物采集水樣50 L,用25目浮游生物網(網目孔徑為64 μm過濾,濃縮液用體積分數為5%的甲醛固定,測定時在顯微鏡下全部計數。小型浮游動物(原生動物、輪蟲等)在浮游植物樣品中觀察,與網采的小型浮游動物進行比較,最終結果取數量多的進行計算。對本試驗中采得的浮游動物一般隨機選取50～100個,用目微尺測量其大小,對原生動物和輪蟲按其相近的幾何圖形計算其體積,對枝角類和橈足類測量其體長后按文獻中相近的體長-體質量回歸方程推算其體積。取其平均體積按質量密度

為1換算成濕重。將計數結果換算成數量(個/L),然后按上述濕重計算生物量(mg/L)[7]。

圖1 湯河水庫的采樣點Fig.1 The distribution of sampling position

1.3 數據處理

試驗數據均采用Excel 2003軟件處理。采用Shannon-Wiener多樣性指數(H′)評價浮游動物群落的多樣性,采用優(yōu)勢度(Y)評價浮游動物的優(yōu)勢種[9]。其計算公式為

H′=-∑Pi×log2Pi,Pi=ni/N,

式中:Pi為樣品中第i種(屬)個體所占比例;N為采集樣品中所有物種的總個體數;ni為第i種個體數。

Y=(ni/N)fi,

式中:ni為第i種的密度;fi是該種在各站位中的出現率;N為總密度。

2 結果

2.1 浮游動物的種類組成及其分布

本調查中共見到浮游動物53個種屬,其中原生動物為14個種屬,占26.42%;輪蟲為31個種屬,占58.49%;枝角類為2個種屬,占3.77%;橈足類為6個種屬,占11.32%。組成上以輪蟲為主,其次是原生動物。浮游動物在夏、秋季節(jié)出現的種類較多(表1)。

2.2 浮游動物密度、生物量及其分布

湯河水庫浮游動物密度平均為1 521個/L,其中原生動物密度最大,占51.36%,輪蟲占47.80%,枝角類占0.51%,橈足類占0.33%。浮游動物密度11月達到最高值,為3 430個/L;4月最低,為124個/L。浮游動物密度平均值依次為上游＞下游＞中游。浮游動物生物量平均為1.78 mg/L,其中輪蟲最多,占70.89%,枝角類占15.39%,原生動物占9.12%,橈足類占4.62%。浮游動物生物量8月份最高,達到7.40 mg/L;春季最低(3—5月),為0.05 mg/L,浮游動物生物量平均值依次為下游＞中游＞上游(圖2～圖4)。

2.3 浮游動物的優(yōu)勢種

經過周年調查,依據各種類的優(yōu)勢度計算,優(yōu)勢種有廣布多肢輪蟲Polyarthra vulgaris、螺形龜甲輪蟲Keratella cochlearis、晶囊輪蟲Asplanchna sp.、長額象鼻溞Bosmina longirostris、截頭皺甲輪蟲Pleosoma truncatum、尖尾疣毛輪蟲Synchaeta stylata和椎輪蟲Notommata sp.等。其中廣布多肢輪蟲、螺形龜甲輪蟲優(yōu)勢度最高,為湯河水庫浮游動物的主要優(yōu)勢種類。

2.4 浮游動物的生物多樣性及其分布

湯河水庫浮游動物的多樣性指數H′全年為0.484～3.122,全庫浮游動物多樣性指數平均為1.83,最小值出現在4月份上游,為0.48,最大值出現在8月份上游,為3.12。整體上浮游動物多樣性指數夏、秋季較高,春季相對較低,多樣性指數依次為下游＞中游＞上游(圖4)。

2.5 浮游動物的垂直分布

湯河水庫下游浮游動物的生物量的垂直變化沒有明顯的規(guī)律性。從全年平均值看,浮游動物的生物量以底層最高,表層、中層相對較低(圖5)。

3 討論

湯河水庫浮游動物的生物量平均值為1.78 mg/L,與1992—1994年間湯河水庫浮游動物生物量的平均值(1.4 mg/L)相比基本相近[7]。與遼寧省其它幾個大型水源水庫浮游動物的生物量(碧流河水庫1.72 mg/L,觀音閣水庫0.47 mg/L,白石水庫2.45～4.84 mg/L,大伙房水庫2.06 mg/L)[10-13]相比,處于中等。利用餌料基礎法計算湯河水庫浮游動物能提供的年魚產力,可達31 915.4 kg(表2)。由此可見,湯河水庫的漁業(yè)資源有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

從浮游動物生物量的季節(jié)變化看,夏、秋季節(jié)

相對較高,水溫是產生這種現象的主要因素。

表1 湯河水庫浮游動物的種類組成及分布Tab.1 Species composition and distribution of zooplankton in Tanghe Reservoir

圖2 湯河水庫浮游動物密度和生物量組成百分比的時空變化Fig.2 Spatio-temporal distribution of the percentage of zooplankton density and biomass in Tanghe Reservoir

圖3 湯河水庫浮游動物密度和生物量的時空變化Fig.3 Spatio-temporal dynamics of the density and biomass of zooplankton in Tanghe Reservoir

從浮游動物種類組成看,密度以原生動物占優(yōu)勢,生物量以輪蟲占優(yōu)勢,而枝角類和橈足類相對較少。這一結果與國內很多學者的研究結果相近[14-21](表3)。產生這種現象的原因主要有兩個方面。其一,原生動物、輪蟲等主要以水體中藻類、細菌和有機碎屑為食,水庫中它們的餌料相對較為充足。同時,原生動物和輪蟲具有個體小、生命周期短、繁殖快等特點,很容易在水體中大量繁殖。其二,魚類的攝食也是產生這種現象的主要原因。鰱、鳙是中國主養(yǎng)的濾食性魚類,已有研究表明,鰱、鳙均能攝食浮游動物。同時,它們對水中浮游動物的個體大小和形狀有所選擇,通常會首先選擇大型浮游動物[14]。湯河水庫近些年主要放養(yǎng)

的魚類為鰱、鳙,所以導致水中大型的浮游甲殼類現存量相對較低。

圖4 湯河水庫浮游動物平均密度和生物量的季節(jié)變化以及多樣性指數的時空分布Fig.4 Seasonal changes in the average density and biomass,and Spatio-temporal distribution of diversity index of zooplankton in Tanghe Reservoir

表2 用浮游動物現存量估算的湯河水庫魚類的魚產力Tab.2 The productivity estimatation of the fish fed zooplankton in Tanghe Reservoir

表3 湯河水庫與其它水庫浮游動物群落結構的比較Tab.3 Comparison of zooplankton community between Tanghe Reservoir and other reservoirs

圖5 湯河水庫下游浮游動物生物量垂直分布的季節(jié)變化Fig.5 Seasonal distribution of zooplankton biomass in the midstream of Tanghe Reservoir

浮游動物的優(yōu)勢種主要為廣布多肢輪蟲(即針簇多肢輪蟲P.trigla)和螺形龜甲輪蟲,這一結果與很多學者的研究結果相同[14-21](表3)。兩種輪蟲均為廣布型種類,其中廣布多肢輪蟲由于其游泳速度較快,利于捕食食物并能逃避魚類等大型動物的捕食,致使該種類在很多水庫中的現存量較高。而螺形龜甲輪蟲對水體環(huán)境適應能力相對較強,不僅在水質較好的水體中生存,而且在富營養(yǎng)化、超富營養(yǎng)化水體中仍然可以大量生存。國外很多學者對其進行了深入的研究,結果表明,富營養(yǎng)

水體中藍藻毒素對該種類生存及攝食的影響閾值非常低[22-24]。

從浮游動物的垂直分布看沒有明顯的規(guī)律性,但總體上底層浮游生物量相對較高,這一結果與邱春剛等[7]的研究結果基本一致。產生這種現象的原因應該與湯河水庫魚類的放養(yǎng)情況有關。據調查,近些年來湯河水庫主要放養(yǎng)魚類90%為鰱、鳙等中上層魚類,而底層魚類放養(yǎng)較少,導致放養(yǎng)魚類對底層浮游生物的利用相對較少,所以底層浮游動物的生物量相對較高。同時,這也是導致浮游動物生物量平均值下游＞中游＞上游的原因之一。

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The community structure and spatio-temporal pattern of zooplankton in Tanghe Reservoir in 2007

LIU Bing-yang1,2,ZHAO Wen1,GUO Kai1,LI Yan-ying1
(1.Key Laboratory of Hydrobiology in Liaoning Province,Dalian Ocean University,Dalian 116023,China;2.Tanghe Reservoir Administration Bureau in Liaoning Province,Liaoyang 111000,China)

The community structure and spatio-temporal pattern of zooplankton were studied in Tanghe Reservoir in 2007.The results showed that 53 zooplankton species were observed,including 14 species of protozoa,accounting for 26.42%of the total species;31 species of rotifera,accounting for 58.49%;2 species of cladocera,accounting for 3.77%;and 6 species of copepoda,accounting for 11.32%.Rotifera was the dominant species composition of the zooplankton,such as Polyarthra trigla and Keratella cochlearis.The annual average density and biomass were found 1 521 ind./L and 1.78 mg/L,the diversity index of zooplankton 0.484-3.122,and the biomass were found as the following:downstream＞midstream＞upstream.There was no regularity of biomass vertical distribution of zooplankton in the reservoir,with the higher biomass at the bottom.

Tanghe Reservoir;zooplankton;community structure;spatio-temporal pattern

Q958.15

A

2095-1388(2011)06-0526-06

2011-02-05

遼寧省科學技術基金資助項目(20072140)

劉丙陽(1974-),男,碩士研究生。E-mail:thsklby@163.com

趙文(1963-),男,教授,博士生導師。E-mail:zhaowen@dlou.edu.cn