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黃浦江浮游動物群落結(jié)構(gòu)及其與環(huán)境因子的關(guān)系

2018-07-04 01:59:46吳曉敏郝瑞娟潘宏博魏華王麗卿
生態(tài)環(huán)境學(xué)報 2018年6期
關(guān)鍵詞:原生動物黃浦江輪蟲

吳曉敏 ,郝瑞娟 ,潘宏博 ,魏華 ,王麗卿 *

浮游動物是一類小型的水生生物,作為水域生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,其在水域生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞中都起著十分重要的作用(孟順龍等,2016;郭沛涌等,2003;顏慶云等,2005;高原等,2013)。它們既可為鰱鳙魚等濾食性魚類提供餌料,又可控制浮游藻類的生長和繁殖,從而一定程度上緩解水體富營養(yǎng)化程度(劉建康,1990)。同時,研究表明浮游動物的種類、數(shù)量、多樣性指數(shù)、優(yōu)勢種等的變化,可以指示水體的水質(zhì)狀況或健康水平(劉建康,2002)。因此,研究浮游動物群落的動態(tài)變化對水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、生產(chǎn)力等相關(guān)工作的開展具有非常重要的意義。

黃浦江是歷史上最早的人工修鑿疏浚的河流之一,位于長江下游入??诘囊粋€支流,全長 113 km,寬300~700 m,上游始于上海市青浦區(qū)的淀山湖,在下游吳淞口與長江相匯,流入東海,橫穿整個城市,是上海市的重要水道。該水體不僅有農(nóng)田灌溉、船舶運(yùn)輸?shù)墓δ?,還有旅游觀光、排污通道等功能,因此黃浦江的生態(tài)健康受到人們的廣泛關(guān)注(吳波等,2007)。

目前有一些學(xué)者對黃浦江水體的魚類、有機(jī)農(nóng)藥、浮游植物等進(jìn)行了研究(吳波等,2007;吳波,2006;陳小華等,2008;夏凡等,2006),還有一些學(xué)者對黃浦江支流蘇州河(顧笑迎等,2008;劉冬燕等,2009;俞秋佳等,2014;汪飛等,2007)以及一些長江口的浮游動植物進(jìn)行過報道(郭沛涌等,2008;徐兆禮等,2005;紀(jì)煥紅等,2006),這些報道顯示枯水期與豐水期浮游動物群落結(jié)構(gòu)在密度、生物量、種類數(shù)有很大的差異。

然而,目前還沒有學(xué)者全面地對黃浦江的浮游動物群落結(jié)構(gòu)及其與環(huán)境因子的關(guān)系進(jìn)行過相關(guān)研究。為填補(bǔ)黃浦江浮游動物群落結(jié)構(gòu)研究的不足,了解枯水期、豐水期的浮游動物群落結(jié)構(gòu),于2013年11月(枯水期)與2014年7月(豐水期)對黃浦江水域11個斷面(共82個采樣點(diǎn))浮游動物物種多樣性和現(xiàn)存量在枯、豐水期的變化進(jìn)行調(diào)查研究,運(yùn)用多元統(tǒng)計方法中的聚類分析(Cluster analysis)對黃浦江上游支流、上游干流、中游及下游的各個采樣斷面進(jìn)行空間分布特征分析,探究黃浦江水域浮游動物群落結(jié)構(gòu)特征與水體環(huán)境因子的關(guān)系,以期為黃浦江的水環(huán)境評價和生態(tài)保護(hù)提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)的設(shè)置及采樣時間

本研究于2013年11月枯水期和2014年7月豐水期對黃浦江浮游動物進(jìn)行兩次采樣。根據(jù)黃浦江的水文特征分區(qū)、河岸鄰近的陸域土地利用狀況差異分區(qū)以及水體功能分區(qū)等因素,從其上游到下游共設(shè)置11個采樣斷面(每個斷面3~5個采樣點(diǎn),共41個采樣點(diǎn)),斷面點(diǎn)(St1-St11)分布見圖1。其中,上游支流為 St1-St3,分別為夏字圩、三角渡、泖港大橋,上游干流為St4和St5,分別為松浦大橋、奉浦大橋;中游為St6-St8,分別為吳涇、長橋水橋、南市水廠;下游為St9-St11,分別為楊浦水廠、共青森林公園、吳淞口。St1、St2周邊用地為農(nóng)業(yè)用地和居民用地;St3為農(nóng)業(yè)用地、居民用地、工業(yè)用地和裸地;St4、St6周邊用地為農(nóng)業(yè)用地、居民用地、裸地;St5、St7、St8、St9周邊用地為居民用地;St10和St11周邊用地為居民用地和裸地。

1.2 水質(zhì)理化指標(biāo)的測定

水溫(Water temperature,t)、溶解氧(Dissolved oxygen,DO)、電導(dǎo)率(Conductivity,Spc)、鹽度(Salinity,Sal)、pH、氨氮(Ammonia nitrogen,NH4+-N)和濁度(Turbidity,Turb)等水質(zhì)理化指標(biāo)用便攜式Y(jié)SI Proplus(美國)現(xiàn)場測定,透明度(Transparency,SD)用透明度盤現(xiàn)場測定。用5 L有機(jī)玻璃采水器采集混合水樣,取1 L混合水樣于聚乙烯瓶中,并置于4 ℃冷藏箱中,4 h內(nèi)測定總氮(Total nitrogen,TN)(國標(biāo)法:GB/T11894—1989)、總磷(Total phosphorus,TP)(國標(biāo)法:GB/T11893—1989)、高錳酸鹽指數(shù)(Permanganate index,CODMn)(國標(biāo):GB/T11892—1989)和葉綠素 a(Chlorophyll a,Chl-a)(丙酮萃取分光光度法)等水質(zhì)理化指標(biāo),具體測定方法參照(國家環(huán)境保護(hù)總局,2002)。

圖1 黃浦江采樣斷面圖Fig. 1 Sampling section in Huangpu River

1.3 樣品采集和處理

1.3.1 定性標(biāo)本

定性樣品用25號浮游生物網(wǎng)(孔徑64 μm)在水面下0~0.5 m水層作“∞”字拖取5 min進(jìn)行采集,然后將采集的樣品裝入樣品瓶中,經(jīng)福爾馬林固定后在Olympus BX53顯微鏡下鏡檢觀察鑒定(張武昌等,2012;諸葛燕,1997;韓茂森等,1995)。

1.3.2 定量樣品

浮游甲殼動物:在各個采樣斷面,用規(guī)格為5 L的有機(jī)玻璃采水器在不同深度共采集水樣20 L,然后用13號浮游生物網(wǎng)過濾到500 mL樣品瓶中,按照《淡水浮游生物研究方法》(章宗涉等,1991)進(jìn)行室內(nèi)固定濃縮,最后處理好的樣品在顯微鏡下進(jìn)行全部計數(shù)。生物量根據(jù)體長-體重回歸方程計算(黃祥飛等,1986;陳雪梅,1981)。

原生動物和輪蟲:輪蟲和原生動物定量樣品用5 L有機(jī)玻璃采水器在水面下0.5 m和1.5 m處水層各采集5 L,等量混合后取1 L,用福爾馬林及魯哥氏碘液固定,靜置48 h后濃縮至50 mL。吸取1 mL濃縮勻液至1 mL計數(shù)框,在10×10倍顯微鏡下進(jìn)行全片鏡檢(設(shè)3次平行),觀察并記錄輪蟲數(shù)量;吸取0.1 mL濃縮勻液至0.1 mL計數(shù)框進(jìn)行全片鏡檢計數(shù),觀察并記錄原生動物數(shù)量。原生動物、輪蟲生物量采用體積法進(jìn)行統(tǒng)計。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析

1.4.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

本研究采用優(yōu)勢度指數(shù)(Y)(徐兆禮等,1989)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)(Wilhm,1968)、Margalef豐富度指數(shù)(D)(Margalef,1958)和Pielou均勻度指數(shù)(J′)(Pielou,1966)分析黃浦江浮游動物群落結(jié)構(gòu)的多樣性,計算公式如下:

優(yōu)勢度(Y):

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′):

Margalef豐富度指數(shù)(D):

Pielou均勻度指數(shù)(J′):

式中,Pi=Ni/N,以優(yōu)勢度指數(shù) Y≥0.02作為優(yōu)勢種;Ni為浮游動物群落中第 i種物種的密度;N為群落中物種的總密度;fi代表本次樣品采集中第i種物種在采樣斷面出現(xiàn)的頻率;S代表總種類數(shù)。

1.4.2 數(shù)據(jù)分析軟件

采用Origin 2016繪制統(tǒng)計圖;采用IBM SPSS Statistics 23軟件進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析(Pearson correlation analysis);采用PRIMER 6軟件對黃浦江的浮游動物生物量進(jìn)行 Log(X+1)轉(zhuǎn)化并進(jìn)行聚類分析(Cluster analysis),建立樹狀圖。

2 結(jié)果

2.1 水體環(huán)境因子

黃浦江水域營養(yǎng)鹽(氮、磷)濃度總體偏高,pH顯示黃浦江水域呈弱堿性??菟诟髡军c(diǎn)間水溫變化幅度較小,在15.3~20.42 ℃之間變化,平均溫度為17.42 ℃;DO平均值為3.95 mg·L-1,變化范圍為 2.36~4.63 mg·L-1;NH4+-N 變化范圍為 0.38~0.73 mg·L-1,平均為 0.62 mg·L-1;SD 平均為 32.17 cm,變化范圍為 22~40 cm;TN 變化范圍為 3.27~8.30 mg·L-1,平均為 5.19 mg·L-1;Chl-a 平均為 1.97 μg·L-1,變化范圍為 0.93~3.13 μg·L-1。豐水期各站點(diǎn)間的平均水溫為 25.92 ℃,變化范圍為 25.30~26.58 ℃;DO 平均值為 2.11 mg·L-1,變化范圍為 0.76~3.65 mg·L-1;NH4+-N 變化范圍為 0.34~0.97 mg·L-1,平均為 0.50 mg·L-1;SD 平均為 39.10 cm,變化范圍為32.00~43.00 cm;TN 變化范圍為 2.86~5.08 mg·L-1,平均為 3.48 mg·L-1;Chl-a 平均為 5.44 μg·L-1,變化范圍為 2.83~11.44 μg·L-1(圖 2)。

2.2 浮游動物群落結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化

2.2.1 浮游動物種類數(shù)

調(diào)查共檢出109種浮游動物,其中原生動物35種,輪蟲33種,枝角類18種,橈足類23種。就時間格局而言,枯水期共檢出浮游動物 74種,其中原生動物、輪蟲、枝角類和橈足類分別有21、19、13和21種,分別占總種類數(shù)的28%、26%、18%和28%。豐水期共檢出79種,其中原生動物、輪蟲、枝角類和橈足類分別有25、25、13和16種,分別占總種類數(shù)的32%、32%、16%和20%。

2.2.2 浮游動物優(yōu)勢種

經(jīng)兩次調(diào)查,共發(fā)現(xiàn)優(yōu)勢種 20種(浮游甲殼類12種,輪蟲4種,原生動物4種),各個類群的第一優(yōu)勢種分別為橈足幼體(Copepodid)、脆弱象鼻溞(Bosmina fatalis)、廣布多肢輪蟲(Polyarthra vulgaris)和淡水麻鈴蟲(Leprotintinnus fluviatile)。其中,枯水期優(yōu)勢種13種,豐水期優(yōu)勢種18種。兩個時期共有優(yōu)勢種11種,包括浮游甲殼類6種,輪蟲1種,原生動物4種(表1)。

圖2 黃浦江枯水期(11月)和豐水期(7月)環(huán)境因子的變化Fig. 2 The variation of environmental factors in the Huangpu River during dry season (November ) and wet season (July)

豐水期與枯水期的優(yōu)勢種略有差異,如:長肢秀體溞(Diaphanosoma leuchtenbergianum)僅在枯水期成為優(yōu)勢種;而等刺溫劍水蚤(Thermocyclops kawamurai)、多刺裸腹溞(Moina macrocopa)、角突網(wǎng)紋溞(Ceriodaphnia cornuta)、多刺秀體溞(Diaphanosoma sarsi)、長三肢輪蟲(Filinia longisela)、頂生三肢輪蟲(Filinia major)、角突臂尾輪蟲(Brachionus angularis)等7個種僅在豐水期成為優(yōu)勢種(表1)。

表1 黃浦江浮游動物優(yōu)勢種的密度及優(yōu)勢度Table 1 Dominant species abundances and dominance of zooplankton in Huangpu River

2.2.3 浮游動物密度的時空變化

黃浦江浮游動物兩次采樣各采樣斷面的密度變化范圍為 1671.8~70428.4 ind.·L-1,總平均密度為17931.7 ind.·L-1,以原生動物為主。

黃浦江水域浮游動物密度的時空分布為:枯水期浮游動物平均密度為12817.1 ind.·L-1(變化范圍為 1671.8~37889.0 ind.·L-1),以原生動物為主,平均密度為 12726.5 ind.·L-1,占總平均密度的99.29%。豐水期浮游動物平均密度為 23046.3 ind.·L-1(變化范圍為 2074.2~70428.4 ind.·L-1),原生動物平均密度為 22794.7 ind.·L-1,占總密度的98.91%(圖3)。

2.2.4 浮游動物生物量的時空變化

黃浦江兩次采樣各采樣斷面的生物量(濕重)變化范圍為0.26~14.97 mg·L-1,平均生物量為3.54 mg·L-1,以原生動物為主。

黃浦江水域浮游動物生物量的時空分布為:枯水期浮游動物的平均生物量為2.36 mg·L-1,生物量比較大的種類有:淡水麻鈴蟲(Leprotintinnus fluviatile)(1.80 mg·L-1,占總生物量的76.27%)、淡水筒殼蟲(Tintinnidium fluviatile)(0.13 mg·L-1)、小筒殼蟲(Tintinnidium pusillum)(0.10 mg·L-1)、湯匙華哲水蚤(Sinocalanus dorrii)(0.09 mg·L-1)。豐水期浮游動物平均生物量為4.72 mg·L-1,生物量較大的種類有:淡水麻鈴蟲(3.65 mg·L-1,占總生物量的 77.33%),淡水筒殼蟲(0.25 mg·L-1)、小筒殼蟲(0.12 mg·L-1)、橈足幼體(0.11 mg·L-1)(圖3)。

2.3 浮游動物多樣性指數(shù)的變化

黃浦江枯、豐水期浮游動物物種豐富度指數(shù)Margalef(D)分別為2.79、3.08,根據(jù)評價標(biāo)準(zhǔn),D值顯示黃浦江水體為輕度污染或清潔水體;Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)分別為 1.24、1.44,H′值表明黃浦江水體為中度污染;物種均勻度指數(shù)Pielou(J′)分別為0.39、0.43,表明黃浦江水體為中度污染。總體而言,黃浦江水體處于中度污染狀態(tài)。浮游動物豐水期的多樣性指數(shù)均大于枯水期,其中,枯水期浮游動物H′值變化范圍為0.79~1.69;浮游動物 D值變化范圍為 1.48~3.43;浮游動物 J′值變化范圍為0.26~0.54。由此可判斷,枯水期黃浦江已經(jīng)處于中度污染,此外,J′值和H′值從黃浦江上游干流到下游整體呈下降趨勢,說明上游水質(zhì)高于下游水質(zhì)。豐水期浮游動物 H′值變化范圍為0.80~2.26;浮游動物D值在2.38~4.72之間變化;浮游動物J′值變化范圍為0.23~0.63(圖4)。從兩個時期浮游動物多樣性指數(shù)看,黃浦江豐水期水質(zhì)優(yōu)于枯水期。

2.4 浮游動物群落結(jié)構(gòu)的聚類分析

圖3 浮游動物密度和生物量的時空變化Fig. 3 Temporal and spatial variation of zooplankton abundance and biomass in Huangpu River

圖4 浮游動物多樣性指數(shù)Fig. 4 Diversity index of zooplankton

聚類分析(Cluster analysis)(圖5和圖6)可反映研究期間黃浦江水域各個斷面浮游動物的空間分布情況。在相似系數(shù)為65%時,枯水期黃浦江水域的浮游動物群落被劃分為5個類群:類群1,包含St3-St4;類群2,包含St5-St7;類群3,包含St8-St11;類群4,僅包含St1;類群5,僅包含St2。這表明,枯水期黃浦江水域從上游到下游存在較大差異性,基本呈現(xiàn)為上游支流、上游干流及中游為一個類群,下游為一個類群。在相似系數(shù)為38%時,豐水期黃浦江水域浮游動物群落分為3個類群,類群1,包含St1-St5;類群2,包含St6-St9和St11;類群3,僅包含St10。這表明,豐水期上游支流和上游干流浮游動物群落相似性較高,中下游段浮游動物群落為一個類群。

圖5 枯水期各斷面浮游動物群落的聚類分析Fig. 5 The cluster analysis of zooplankton community in the dry season

圖6 豐水期各斷面浮游動物群落的聚類分析Fig. 6 The cluster analysis of zooplankton community in wet season

2.5 浮游動物類群及其優(yōu)勢種與水體環(huán)境因子的關(guān)系

浮游動物4個類群及其優(yōu)勢種與水體環(huán)境因子的Pearson相關(guān)性分析表明,輪蟲、枝角類與橈足類均與葉綠素呈極顯著正相關(guān),此外,輪蟲(Rotifer)與總磷呈顯著正相關(guān),橈足類(Copepods)與水溫呈極顯著正相關(guān),枝角類(Cladocera)與氨氮呈顯著正相關(guān);原生動物(Protozoa)與氨氮呈顯著負(fù)相關(guān);淡水麻鈴蟲(Leprotintinnus fluviatile)密度與溶解氧和氨氮均呈顯著負(fù)相關(guān);淡水筒殼蟲(Tintinnidium fluviatile)與溶解氧呈極顯著負(fù)相關(guān),與氨氮呈顯著負(fù)相關(guān),與總磷呈顯著正相關(guān);廣布多肢輪蟲(Polyarthra vulgaris)與總磷和葉綠素a均呈極顯著正相關(guān),與溶解氧呈顯著負(fù)相關(guān);脆弱象鼻溞(Bosmina fatalis)與總氮呈極顯著正相關(guān);微型裸腹溞(Moina micrura)、橈足幼體(Copepodite)、無節(jié)幼體(Nauplii)、臺灣溫劍水蚤(Thermocyclops taihokuensis)均與葉綠素呈極顯著正相關(guān),其中微型裸腹溞與氨氮呈顯著正相關(guān),無節(jié)幼體、臺灣溫劍水蚤還與水溫呈極顯著正相關(guān),橈足幼體與水溫呈顯著正相關(guān);球狀許水蚤(Schmackeria forbesi)與水溫和 pH均呈顯著正相關(guān);此外,無節(jié)幼體、臺灣溫劍水蚤和橈足類均與濁度呈極顯著或顯著負(fù)相關(guān)(表2)。

3 討論

3.1 黃浦江浮游動物群落分布特征

黃浦江枯水期及豐水期的浮游動物的種類數(shù)及密度均以小型的原生動物和輪蟲為主,而后生的枝角類、橈足類所占的比例較小。本研究與其他淡水水體如惠州西湖、晉江流域、武漢東湖、黑龍江水系等的浮游動物(陳光榮等,2008;謝進(jìn)金等,2005;楊宇峰等,1994;姜作發(fā)等,2006)的調(diào)查結(jié)果大體相同。值得注意的是,黃浦江浮游動物種類數(shù)顯著高于松花江哈爾濱段(40種)、甌江口水域春夏季水域(42種)和淺水型亞熱帶河口(54種)等水體中的浮游動物種類數(shù)(鞠永富等,2017;張亞洲等,2016;Nicola et al.,2015),這可能與黃浦江的St1-St10站點(diǎn)均遠(yuǎn)離長江口的入??谔帲w較穩(wěn)定有關(guān)。然而,本研究中原生動物和輪蟲的種類數(shù)均應(yīng)高于實(shí)際的調(diào)查結(jié)果,這與采樣方法中對原生動物和輪蟲進(jìn)行了固定導(dǎo)致收縮后的種類難于準(zhǔn)確鑒定有關(guān)。生物量以原生動物為主,其次是橈足類,這主要是由于原生動物生長周期短、繁殖快,其密度大,而橈足類由于個體大,因而平均生物量較大;此外魚類對浮游動物進(jìn)行攝食時,更偏好體型較大的浮游甲殼動物(Hall et al.,1976),這進(jìn)一步造成黃浦江浮游動物以小型的原生動物和輪蟲為主。

表2 不同浮游動物類群、優(yōu)勢種密度與環(huán)境因子的Pearson相關(guān)性總結(jié)Table 2 Pearson correlations between different groups and dominant species abundances of zooplankton with environmental factors in the Huangpu River

黃浦江豐水期浮游動物總密度及原生動物、輪蟲、枝角類和橈足類各類群的密度均高于枯水期,且都高出將近2倍。對浮游動物生物量而言,豐水期浮游動物生物量同樣約是枯水期的2倍多。浮游動物群落的這一特征正好反映了其對不同時期水質(zhì)環(huán)境變化的適應(yīng)性。溫度是影響浮游動物的生長、發(fā)育、群落組成等極為重要的環(huán)境因子(陳光榮等,2008;Wang et al.,2004;Yu et al.,2008),而本研究中,豐水期與枯水期的溫度有顯著的差異,造成浮游動物數(shù)量變化的主要原因可能是溫度。此外,黃浦江的輪蟲、枝角類、橈足類均與葉綠素呈極顯著正相關(guān)(表 2),而豐水期的葉綠素含量顯著高于枯水期(圖 2),葉綠素含量代表著水體的初級生產(chǎn)力,在一定程度上能反映藻類的密度和生物量。相關(guān)研究表明,浮游植物的密度與浮游動物群落結(jié)構(gòu)密切相關(guān)(王慶等,2010),蔡慶華(1995)、陳光榮等(2010)研究也表明葉綠素a的含量與浮游動物密度和生物量有關(guān)。這也導(dǎo)致豐水期浮游動物密度和生物量較高。郭沛涌等(2008)研究表明,在枯水期,長江徑流量少,河口區(qū)浮游動物種類、數(shù)量均較少。相反,由于豐水期黃浦江水域隨著降水量的增多,也使得其水系連通程度增加,而水系連通性的提高,客觀上為浮游動物的生活環(huán)境提供了多樣性,使得浮游動物多樣性得以提高。本研究原生動物密度與氨氮呈顯著負(fù)相關(guān)(表 2),且這一負(fù)相關(guān)性主要體現(xiàn)在豐水期St6-St8(圖2和圖3),這可能是由于該段水域?qū)儆谏钗廴緟^(qū),排放的氨氮較多,原生動物的密度很大,其大量繁殖極大地消耗了該居民區(qū)排放的氨氮。

廣生性的廣布多肢輪蟲與葉綠素和總磷呈極顯著正相關(guān),這表明廣布多肢輪蟲更加適應(yīng)葉綠素含量高、總磷較高的環(huán)境,這可能與夏秋季藻類在水體中含量豐富,為輪蟲在夏秋季繁殖提供了豐富的食物來源有關(guān)(王慶等,2010)。此外,本研究中,微型裸腹溞、橈足幼體、無節(jié)幼體和臺灣溫劍水蚤等浮游甲殼動物與葉綠素呈極顯著正相關(guān),且無節(jié)幼體、臺灣溫劍水蚤和橈足幼體均與水溫呈極顯著正相關(guān)或顯著正相關(guān),這可能是由于溫度升高(袁林等,2013)導(dǎo)致水體中浮游藻類大量繁殖,葉綠素 a濃度升高,給浮游甲殼動物創(chuàng)造了廣泛的食物來源,使得其在夏秋季成為優(yōu)勢種。

3.2 黃浦江周邊用地類型對浮游動物群落分布的影響

有學(xué)者指出,若流域內(nèi)的周邊用地為居民用地、工業(yè)用地、商業(yè)用地為主時,徑流主要污染物為總氮、總磷等營養(yǎng)鹽(Ren et al.,2003)。流域尺度上的土地利用類型和空間分布影響水質(zhì)的污染狀況(Schoonover et al.,2006;Hwang et al.,2007),而營養(yǎng)鹽的含量直接影響浮游動物群落結(jié)構(gòu)。黃浦江各個斷面的周邊用地類型以及其水質(zhì)空間分布均具有異質(zhì)性(李典寶等,2015),而豐水期雨量較大,水量充沛,豐富的水量使地表徑流增加,導(dǎo)致大量周邊用地的營養(yǎng)鹽等陸源物質(zhì)進(jìn)入黃浦江徑流,加劇水質(zhì)空間分布的異質(zhì)性。本研究對豐水期及枯水期的群落結(jié)構(gòu)類群的劃分,與所報道出的周邊用地類型(李典寶等,2015)密切相關(guān)。其中,豐水期的浮游動物結(jié)構(gòu)基本表現(xiàn)為上游支流及上游干流為一個類群(包括St1、St2、St3、St4、St5),主要是由于這幾個站點(diǎn)均為農(nóng)業(yè)用地、裸地或居民用地等污染較小的站點(diǎn),對浮游動物的群落影響較相似而被聚為一類;而中下游段(包括St6-St9和St11)的浮游動物群落結(jié)構(gòu)相似性較高,可能與這幾個站點(diǎn)的周邊大多為居民用地,使得流入這幾個站點(diǎn)的營養(yǎng)鹽等陸源物質(zhì)類型相似有關(guān)。此外,St11附近有部分裸地,且其處于入??谔?,使得該站點(diǎn)的水體易受海水的擾動并與中游流下的水流進(jìn)行匯合,因此,中下游段幾個站點(diǎn)的浮游動物群落結(jié)構(gòu)相似性較高。枯水期浮游動物群落基本呈現(xiàn)為上游支流、上游干流及中游(包括St3-St7)幾個站點(diǎn)的群落相似性較高,下游(St9-St11)浮游動物群落相似性較高,這可能與枯水期雨量較小,地表徑流較小,浮游動物群落受周邊用地類型的影響也相對較小有關(guān)。

3.3 黃浦江浮游動物優(yōu)勢種對水質(zhì)的指示作用

一般情況下,浮游動物在清潔型的水體中的主要的特點(diǎn)表現(xiàn)為種類多、數(shù)量少;在富營養(yǎng)化的水體中一些浮游動物耐污種會形成優(yōu)勢種群;而幾乎所有水生生物在重度污染的水體都難以生存(陳光榮等,2008)。本研究中,淡水麻鈴蟲與水體中的氨氮濃度呈顯著負(fù)相關(guān),這可能與砂殼纖毛蟲的豐度以及群落結(jié)構(gòu)易受水體中氮濃度的影響有關(guān)(于凌宇等,2014)。本研究中,廣布多肢輪蟲與水體中的總磷濃度和葉綠素a含量均呈極顯著正相關(guān),而王慶等(2010)對南方某水庫的研究表明,廣布多肢輪蟲在調(diào)查期間各月的相對豐度都比較高,但其與水體環(huán)境因子的相關(guān)性不大。此外,在本研究中,脆弱象鼻溞和球狀許水蚤等寡污帶物種(李強(qiáng)等,2015)在豐、枯水期均成為優(yōu)勢種,可能與黃浦江的水質(zhì)狀況較好有關(guān)。已有學(xué)者提出(劉歆璞等,2013),橈足類的劍水蚤(本研究豐、枯水期的優(yōu)勢種為臺灣溫劍水蚤)適宜生活在中度污染水體中,而本次調(diào)查期間黃浦江的水體正處于中度污染狀態(tài)。Pearson相關(guān)性分析表明,淡水麻鈴蟲、淡水筒殼蟲、廣布多肢輪蟲、脆弱象鼻溞、微型裸腹溞、橈足幼體、無節(jié)幼體、臺灣溫劍水蚤和球狀許水蚤等9個種的存在與否以及是否成為調(diào)查水體的優(yōu)勢種可以作為評定黃浦江等河流水體富營養(yǎng)化水平高低及污染程度輕重的指示物種,但這一結(jié)論仍有待進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

4 結(jié)論

黃浦江豐水期浮游動物總密度及原生動物、輪蟲、枝角類、橈足類等各類群密度均高于枯水期,且都高出接近2倍;浮游動物豐水期的生物量同樣約為枯水期的2倍。多樣性指數(shù)顯示黃浦江豐水期的水質(zhì)優(yōu)于枯水期。

黃浦江的浮游動物群落結(jié)構(gòu)與采樣點(diǎn)周邊用地類型以及地表徑流密切相關(guān),主要表現(xiàn)為:豐水期的浮游動物群落基本呈現(xiàn)為上游支流及上游干流段一個類群、中下游段為一個類群,而枯水期的浮游動物群落基本呈現(xiàn)為上游支流、上游干流及中游段為一個類群,下游段為一個類群。

淡水麻鈴蟲、淡水筒殼蟲、廣布多肢輪蟲、脆弱象鼻溞、微型裸腹溞、橈足幼體、無節(jié)幼體、臺灣溫劍水蚤和球狀許水蚤等9個種的存在與否以及是否成為調(diào)查水體的優(yōu)勢種可以作為評定黃浦江等河流水體富營養(yǎng)化水平高低及污染程度輕重的指示物種,但這一結(jié)論仍有待進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

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