■李夢軍 謝春華 張小立 楊福忠 王曉艷 徐黎明
(1 大湖水殖股份有限公司 415000;2 湖南省水產(chǎn)技術(shù)工程研究中心 415000)
黃石水庫地跨常德市桃源和張家界市慈利兩縣,是一座以灌溉為主,兼顧防洪、發(fā)電、漁業(yè)及航運(yùn)等綜合利用的大(Ⅱ)型水利樞紐工程,控制流域集雨面積552km2。庫區(qū)主要由芭茅洲河、龍?zhí)逗?、樊家坊河、劉家溪河、洞潭?條支流匯成,支流分布呈扇形河系。水庫總庫容6.02億m3,正常水位90m,相應(yīng)庫容4.58億m3,有效庫容3.38億m3,庫容系數(shù)0.6,屬多年調(diào)節(jié)水庫。水庫俗稱湖南“千島之湖”,庫區(qū)大小島嶼幾百個(gè),完全獨(dú)立島嶼數(shù)十個(gè),區(qū)域植被保護(hù)良好,森林覆蓋率85%以上。水庫生態(tài)系統(tǒng)功能主要包括水資源綜合利用與調(diào)節(jié)、漁業(yè)生產(chǎn)與休閑景觀以及區(qū)域生態(tài)支持與調(diào)節(jié)(郭立平等,2010),是湖南省常德市飲用水備用水源地。隨著庫區(qū)水利工程、漁業(yè)生產(chǎn)、旅游開發(fā)和城鎮(zhèn)化建設(shè)加劇,大量污染負(fù)荷遷移入庫(卓文等,2020),如何保持當(dāng)前水庫優(yōu)越的自然景觀、良好水質(zhì)環(huán)境以及物種多樣性,求取生態(tài)最大功能效益,是庫區(qū)水生態(tài)資源可持續(xù)利用發(fā)展需考慮的現(xiàn)實(shí)問題。本研究通過對(duì)庫區(qū)浮游生物的定性、定量分析,并采用shannom-wiener生物多樣性指數(shù)對(duì)該庫區(qū)水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià),以期為黃石水庫生物多樣性維護(hù)和水環(huán)境保護(hù)提供本底資料。
水庫由5 條河流匯集而成,呈扇形河系分布,根據(jù)水庫形態(tài),調(diào)查區(qū)域共設(shè)9個(gè)采樣點(diǎn)(圖1),各采樣點(diǎn)分別標(biāo)記為S1(洞潭)、S2(劉家溪)、S3(甘坪山)、S4(杉木?。5(竹巖坪)、S6(曾家坪)、S7(茶廠)、S8(吳家坪)、S9(張家坪)。2014年8~9月在各采樣點(diǎn)分別采集浮游植物和浮游動(dòng)物。
表1 黃石水庫各采樣點(diǎn)浮游植物組成、密度及生物量
表2 黃石水庫各采樣點(diǎn)浮游動(dòng)物組成、密度及生物量
表3 黃石水庫各采樣點(diǎn)浮游生物多樣性指數(shù)
浮游植物和浮游動(dòng)物采用鏡檢計(jì)數(shù)和種類鑒別法,采集、定性、定量分析參照《水庫漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范(SL167-2014)》方法進(jìn)行,數(shù)據(jù)描述采用平均值。
浮游植物和浮游動(dòng)物的生物多樣性指數(shù)采用shannom-wiener多樣性指數(shù)(H)進(jìn)行分析,計(jì)算公式為:
式中:H為群落或調(diào)查生境中物種的多樣性指數(shù);S為群落或調(diào)查生境中的物種數(shù);Pi為群落或調(diào)查生境中第i物種個(gè)體數(shù)占所有物種個(gè)體總數(shù)的比率;i 為1,…,S。
水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):0為嚴(yán)重污染;0<H≤1為重污染富營養(yǎng)型;1<H≤2為中污染中營養(yǎng)型;2<H≤3為輕污染中營養(yǎng)型;3<H為清潔貧營養(yǎng)型。
本次調(diào)查檢出浮游植物5門44種,根據(jù)鏡檢浮游植物的種類、數(shù)量,計(jì)算出各采樣點(diǎn)浮游植物的平均密度和生物量(表1),其中:藍(lán)藻門10種,占總種數(shù)的22.73%,地中尖頭藻、魚腥藻、色球藻、針狀藍(lán)纖維藻出現(xiàn)的頻率較高;綠藻門21種,占總種數(shù)的47.73%,小球藻出現(xiàn)的頻率較高;硅藻門8種,占總種數(shù)的18.18%,直鏈藻、針桿藻出現(xiàn)的頻率較高;甲藻門4種,占總種數(shù)的9.09%,飛燕角甲藻、多甲藻出現(xiàn)的頻率較高;隱藻門1種,占總種數(shù)的2.27%。浮游植物的密度平均為1020.5×104ind/L、生物量平均為6.594mg/L。
本次調(diào)查共檢出浮游動(dòng)物43種,各采樣點(diǎn)浮游動(dòng)物的種類組成均包含有原生動(dòng)物、輪蟲類和枝角類,依據(jù)鏡檢的種類、數(shù)量,計(jì)算浮游動(dòng)物的平均密度及生物量(表2),其中:原生動(dòng)物12種,占總種數(shù)的27.91%;輪蟲類19種,占總種數(shù)的44.18%;枝角類12種,占總種數(shù)的27.91%。輪蟲類的壺狀臂尾輪蟲、裂足輪蟲、萼花臂尾輪蟲、螺形龜甲輪蟲、薄達(dá)臂尾輪蟲和枝角類的長肢秀體溞、短尾秀體溞、僧帽溞出現(xiàn)的頻率較高。浮游動(dòng)物的密度平均為5,533ind/L、生物量平均為5.384mg/L。
采用shannom-wiener多樣性指數(shù),計(jì)算黃石水庫調(diào)查水域各采樣點(diǎn)浮游植物和浮游動(dòng)物的多樣性指數(shù)(表3),參照shannom-wiener指數(shù)水質(zhì)污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)黃石水庫水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià),各采樣點(diǎn)的多樣性指數(shù)均在1~2的范圍之間,水質(zhì)處于中等污染程度。
生物多樣性是衡量生物群落結(jié)構(gòu)特征和穩(wěn)定性的重要尺度參數(shù),物種組成越豐富,結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定(邱小琮等,2011)。本次調(diào)查各采樣點(diǎn)的生物多樣性指數(shù)H值的變幅不大,說明調(diào)查流域浮游生物群落結(jié)構(gòu)較為一致,群落穩(wěn)定性較低,可能與本次調(diào)查采樣時(shí)間(8~9月)相關(guān),僅能代表采樣時(shí)段的生物群落分布,周年變化規(guī)律尚需進(jìn)一步探討。而生物多樣性亦與水質(zhì)存在相關(guān)性,可作為反映流域健康的生物指標(biāo)(唐匯娟等,2008;陳紅等,2018)。調(diào)查時(shí)段各采樣點(diǎn)生物多樣性H值范圍均在1~2之間,據(jù)此評(píng)價(jià)調(diào)查流域?qū)僦形廴局袪I養(yǎng)型水體,且采樣點(diǎn)S3和S8的浮游植物H值接近2,輪蟲類中的螺形龜甲輪蟲作為耐污種(施利民等,2016)也在本次調(diào)查中出現(xiàn)的頻率較高,暗示調(diào)查流域水質(zhì)可能正向富營養(yǎng)化趨勢發(fā)展。
調(diào)查流域?qū)俪5率酗嬘盟畟溆盟吹?,流域范圍?zhí)行Ⅱ級(jí)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。本次調(diào)查采樣時(shí)段生物多樣性指數(shù)H值評(píng)價(jià)該流域?qū)僦形廴局袪I養(yǎng)型水體,且耐污種暗示水質(zhì)可能正向富營養(yǎng)化趨勢發(fā)展。隨著黃石水庫水資源綜合利用工程(又稱“引黃入?!保﹩?dòng),加強(qiáng)調(diào)查流域水生態(tài)環(huán)境保護(hù),確保水源地供水水質(zhì)安全顯得尤其重要。防控污染物入庫,實(shí)施污染總量控制(趙永宏等,2010;張萬順等,2011)和魚類生物調(diào)控,開展增殖漁業(yè)(劉飛等,2018)需成為今后調(diào)查流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)的主導(dǎo)措施。