馬德高，吳 蔚，陳志芳*，殷 慧，陳宇潔，童桂鳳，汪 霄

(1.揚州市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 揚州 225007； 2.無錫市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 無錫 214121)

寶應(yīng)湖水體浮游動物組成和多樣性調(diào)查

馬德高1，吳 蔚2，陳志芳1*，殷 慧1，陳宇潔1，童桂鳳1，汪 霄1

(1.揚州市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 揚州 225007； 2.無錫市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 無錫 214121)

通過2012年9月至2013年3月對江蘇揚州寶應(yīng)湖水體浮游動物的組成進行調(diào)查和分析發(fā)現(xiàn)，寶應(yīng)湖浮游動物中，橈足類和枝角類物種數(shù)量較多，分別為13種和22種，隸屬6科20屬；寶應(yīng)湖浮游甲殼動物的生態(tài)類群、種類數(shù)和主要優(yōu)勢種組成的季節(jié)變化較顯著，湖體水質(zhì)整體處于中營養(yǎng)型狀態(tài)。

寶應(yīng)湖；浮游動物；多樣性

寶應(yīng)湖位于揚州市鹽金公路以西，屬淺水湖泊。寶應(yīng)湖以及周邊縱橫交錯的水網(wǎng)系統(tǒng)，形成以湖泊濕地為主的濕地生態(tài)系統(tǒng)。濕地是陸地上重要的生態(tài)景觀和生物最重要的生存環(huán)境之一，被譽為“地球之腎”。浮游甲殼動物是湖泊生態(tài)系統(tǒng)的重要組成，其群落結(jié)構(gòu)可直接反映水域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其功能和健康狀況[1]。調(diào)查寶應(yīng)湖浮游甲殼動物的多樣性和群落結(jié)構(gòu)是研究寶應(yīng)湖水域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的重要內(nèi)容之一。此次調(diào)查以橈足類和枝角類這兩類浮游甲殼動物為研究對象，通過定性和定量調(diào)查，對寶應(yīng)湖浮游動物多樣性及群落結(jié)構(gòu)進行分析，并對寶應(yīng)湖水體的水質(zhì)狀況進行評估，以期為當(dāng)?shù)厮Y源保護和開發(fā)利用提供參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 自然地理概況

揚州寶應(yīng)湖地理坐標(biāo)位于119°07′43″～119°42′51″E，33°02′46″～33°24′55″N，屬于亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，四季分明，雨量充沛。年平均氣溫14.4 ℃，年降水量938.6 mm，全年無霜期216 d。平水期水深2 m，枯水期1.5 m左右，汛水期2.5 m以上。寶應(yīng)湖湖面狹長，長20.7 km，平均寬1.2 km，總面積38.69 km2。湖內(nèi)水生植物群落主要有蘆葦(Phragmitesaustralis)、芡實(Euryaleferox)、睡蓮(Nymphaeatetragona)及金魚藻(Ceratophyllumdemersum)等，沿湖堤岸有加楊(Populuscanadensis)、水杉(Metasequoiaglyptostrodoides)等形成防護林帶。寶應(yīng)湖濕地范圍內(nèi)的湖灘地及堤岸處人工造林面積達2 780 hm2，森林覆蓋率達22%，被譽為“蘇中第一森林大氧吧”[2]。

1.2 調(diào)查方法

分別于2012年9月(秋季)和2013年4月(春季)、8月(夏季)對寶應(yīng)湖浮游動物多樣性進行調(diào)查。根據(jù)寶應(yīng)湖的地形、出入水口以及水深等條件，共設(shè)5個監(jiān)測斷面，即Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ和Ⅴ(圖1)。在各斷面又分別設(shè)置沿岸和湖心2個采樣點。根據(jù)固定監(jiān)測斷面上所采獲的浮游甲殼動物樣品的定性定量分析，獲得浮游甲殼動物的物種組成和多樣性狀況，并借此對寶應(yīng)湖水體的環(huán)境條件進行評估。因時間有限，對2013年夏季采獲樣品僅初步完成定性分析，定量分析工作待后續(xù)完成。

圖1 寶應(yīng)湖調(diào)查區(qū)域的斷面和站點布設(shè)

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

1.3.1 優(yōu)勢種

浮游動物優(yōu)勢種根據(jù)每個種的優(yōu)勢度值來確定。

Y=(ni/N)×fi。

式中，ni為i種的個體數(shù)，N為所有種的總個體數(shù)，fi為i種的出現(xiàn)頻率。Y>0.1為優(yōu)勢種[3]。

1.3.2 浮游甲殼動物的多樣性指數(shù)和均勻度

J=H′/log2S。

式中，H′為Shannon-Weaver多樣性指數(shù)，S為種數(shù)，J為均勻度指數(shù)。

H′的評價標(biāo)準(zhǔn)。蔡立哲等[4]將污染等級分為5類：無浮游動物，嚴(yán)重污染；H′<1，重污染；13，清潔。Wilhm等[5]將污染等級分為3類：03.30，貧營養(yǎng)化。

D=(S-1)/InN。

式中，D為馬加利夫(Margalef)多樣性指數(shù)，S為浮游甲殼動物種類數(shù)，N為浮游甲殼動物總個體數(shù)。

D的評價標(biāo)準(zhǔn)。D值在0～1時為重污染，1～3時為中污染，>3時為輕度污染或無污染[6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 種類組成

根據(jù)5個監(jiān)測斷面的調(diào)查采樣及初步鑒定，寶應(yīng)湖浮游動物中，橈足類和枝角類物種數(shù)量較多，分別為13種和22種，隸屬6科20屬(表1～2)。

表1 寶應(yīng)湖浮游動物鰓足綱、枝角目種類

2.2 優(yōu)勢度和優(yōu)勢種

計算出的寶應(yīng)湖各物種的優(yōu)勢度如表3～4。

由表2可以看出，在2013年春季的浮游動物樣品中，優(yōu)勢種為長額象鼻溞、球型銳額溞、圓形盤腸溞、中華窄腹劍水蚤、跨立小劍水蚤。在2012年秋季的浮游動物標(biāo)本中，優(yōu)勢種為廣布中劍水蚤、跨立小劍水蚤和英勇劍水蚤。

2.3 物種豐度

2012年秋季寶應(yīng)湖浮游動物豐度較低、生物量較小，大型浮游甲殼動物的平均豐度為1.15 ind.·L-1，最大值為2 ind.·L-1，最小值為0.75 ind.·L-1。2013年4月的寶應(yīng)湖浮游甲殼動物豐度較高、生物量較大。大型浮游甲殼動物的平均豐度為8.45 ind.·L-1，最大值為26.5 ind.·L-1，最小值為0.5 ind.·L-1。由此可見，生物量季節(jié)變化明顯，春季>秋季。浮游甲殼動物種類的數(shù)量變化也很明顯，春季>秋季。由表3～4可看出，春季的枝角類的種類和數(shù)量都較橈足類多，秋季的橈足類種類和數(shù)量較枝角類多?？梢姡瑢殤?yīng)湖浮游甲殼動物的生態(tài)類群、種類數(shù)和主要優(yōu)勢種組成的季節(jié)變化較顯著。

表2 寶應(yīng)湖浮游動物橈足綱、劍水蚤目種類

表3 寶應(yīng)湖2013年春季各類浮游動物的優(yōu)勢度

表4 寶應(yīng)湖2012年秋季各類浮游動物的優(yōu)勢度

2.4 浮游甲殼動物多樣性分析

由公式計算出揚州寶應(yīng)湖浮游動物各采樣點的H′、D和J(圖2)。

圖2 不同監(jiān)測點的多樣性和均勻度指數(shù)

從分布上來看，各采樣斷面的均勻度指數(shù)最大值為0.628，最小值為0.089，變化范圍較大。

2.5 寶應(yīng)湖水質(zhì)評估

根據(jù)馬加利夫多樣性指數(shù)和Shannon-Weaver多樣性指數(shù)[6-8]對寶應(yīng)湖水質(zhì)狀況進行評估。雖然應(yīng)用2類多樣性指數(shù)對各斷面所取樣品計算得出的數(shù)據(jù)各異，但所呈現(xiàn)的折線圖的走勢基本一致，都能一致地反映寶應(yīng)湖的水質(zhì)狀況。

在調(diào)查中，各斷面采樣點的H′值在0.09～3.02波動，平均值為1.094；豐富度D值在0.195～5.263變化，平均值為2.105 2；種內(nèi)均勻度J值在0.089～0.628波動，平均值為0.285 8。

根據(jù)Shannon-Weaver多樣性指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這5個采樣斷面中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ為重污染，Ⅳ都為中度污染，Ⅲ為清潔、無污染。根據(jù)5個采樣點的H′平均值得出，寶應(yīng)湖湖水的水質(zhì)為中度污染。

根據(jù)馬加利夫多樣性指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)來看，這5個采樣斷面中，Ⅰ、Ⅱ為重污染，Ⅳ、Ⅴ為中度污染，Ⅲ為輕度污染或無污染。根據(jù)5個采樣斷面的D值的平均值可初步認為，寶應(yīng)湖水質(zhì)為中度污染。Shannon-Weaver多樣性指數(shù)和馬加利夫多樣性指數(shù)反映寶應(yīng)湖湖水的水質(zhì)狀況一致，均反映為中度污染。另外，根據(jù)H′的評價標(biāo)準(zhǔn)，可得出寶應(yīng)湖的湖水水質(zhì)為中營養(yǎng)型狀態(tài)。

由各采樣點的沿岸和湖心的生物數(shù)據(jù)分析還可得出沿岸的污染程度要比湖心的嚴(yán)重。如斷面Ⅰ的岸邊樣點，其下層無浮游動物。在斷面Ⅴ，沿岸樣點中層和下層水樣的浮游動物都分別較湖中樣點中、下層水樣的浮游動物少。造成岸邊比湖心污染程度大的原因，可能是由于沿岸村莊的生活污染，或是由于湖中污染物隨水波或水位降低滯留于岸邊，春季水位比秋季要高，以致岸邊水體的污染程度較深。

由D值和H′值分析得出，斷面Ⅰ、Ⅱ的污染較嚴(yán)重。分析可能的原因是：①斷面Ⅰ位于寶應(yīng)湖的入口區(qū)，淮河水由此進入湖盆。而淮河水的污染較嚴(yán)重，對寶應(yīng)湖湖水產(chǎn)生很大程度的影響。②兩個采樣斷面附近都有大量種植的荷花，當(dāng)?shù)卮迕穹N植荷花時普遍施用藥物，這種做法對湖水的水質(zhì)造成一定程度的影響。而斷面Ⅱ位于金寶村旁的湖水通道與寶應(yīng)湖狹長主湖道的匯水區(qū)，而沿岸村莊居民生活廢水的排入很可能對此處湖水的水質(zhì)有一定影響。從D值和H′值統(tǒng)計結(jié)果來看，斷面Ⅲ處的水質(zhì)最為清潔，無污染。該斷面位于寶應(yīng)湖的湖心區(qū)，湖水最深。來自淮河的污染水源流至此處已被凈化。而斷面Ⅳ位于寶應(yīng)湖的湖心區(qū)與出口區(qū)之間，湖面水道由寬變窄，此處的D值和H′值均反映水體為中度污染，水質(zhì)尚良好。與之不同的是，斷面Ⅴ的情況從D值反映出該處水體為中度污染，而H′值則反映為重度污染。一般來說，Shannon-Weaver多樣性指數(shù)反映的水質(zhì)污染情況要嚴(yán)格一些。由于南水北調(diào)工程施工，其下游通往高郵湖的中間建造了一個寶應(yīng)湖退水閘，此閘限制了寶應(yīng)湖湖水流往高郵湖。在春季和夏季水位上漲時，滯留在下游的污染物會對上游湖水造成一定程度的影響，這可能是造成斷面Ⅴ附近水質(zhì)狀況較差的原因。

與2012年秋季相比，2013年春季寶應(yīng)湖的水質(zhì)發(fā)生了一定變化。春季浮游動物無論是密度、生物量還是種數(shù)均較秋季多。一方面是由于浮游動物在春季大量繁殖，至夏季種群密度和生物量都大幅增加，種類相對較多，而至秋季其種群數(shù)量大幅下降[3]；另一方面春季湖水的水質(zhì)營養(yǎng)化較秋季高，水中懸浮有機物、細菌和有機碎屑等相對較多，食物充足，有利于浮游動物的繁殖。因此，春季寶應(yīng)湖浮游動物的生物量和種類相對秋季都增加較多，這符合浮游動物季節(jié)性變化的特性。值得注意的是，湖泊水質(zhì)的富營養(yǎng)化狀況會隨著季節(jié)性溫度的上升而趨于嚴(yán)重，夏季水體的富營養(yǎng)化程度往往最高。因夏季調(diào)查結(jié)果的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析工作尚未完成，寶應(yīng)湖夏季水質(zhì)狀況有待后續(xù)研究做進一步討論。

3 小結(jié)

綜上所述，寶應(yīng)湖水體的水質(zhì)清澈，污染程度較輕，局部水域沿岸的污染程度較重。整體處于中營養(yǎng)型狀態(tài)。因此，建議當(dāng)?shù)卣诒Ｕ系胤睫r(nóng)業(yè)經(jīng)濟和生態(tài)旅游業(yè)發(fā)展以及居民生活水平提高的同時，著力加強對寶應(yīng)湖水質(zhì)的保護，維持寶應(yīng)湖濕地的良好生態(tài)環(huán)境，使之更持久地實現(xiàn)為沿岸居民生活提供長遠服務(wù)的價值。

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(責(zé)任編輯：張瑞麟)

2017-01-20

馬德高(1982—)，男，江蘇如皋人，工程師，碩士，研究方向為生物生態(tài)監(jiān)測與生物多樣性； 吳 蔚，女，江蘇無錫人，高級工程師，主要研究方向為生物生態(tài)監(jiān)測。并列第一作者。

陳志芳，高級工程師，從事生物生態(tài)監(jiān)測與生物多樣性研究工作，E-mail: 251652269@qq.com。

10.16178/j.issn.0528-9017.20170434

S93

A

0528-9017(2017)04-0656-04

文獻著錄格式：馬德高，吳蔚，陳志芳，等. 寶應(yīng)湖水體浮游動物組成和多樣性調(diào)查[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58(4)：656-659，666.