李卓婷 歐陽(yáng)霆 楊丹 陳琦 黃曉惠 駱恒 張?jiān)刺?郭宇青

本期點(diǎn)評(píng)專家

張永強(qiáng)? 中學(xué)高級(jí)教師，湖南省十佳科技教師。2021年全國(guó)科普十大人物獎(jiǎng)獲得者，全國(guó)校園發(fā)明創(chuàng)意大賽、湖南省青少年科技創(chuàng)新大賽、湖南省創(chuàng)新編程與智能設(shè)計(jì)大賽、湖南省科學(xué)調(diào)查體驗(yàn)活動(dòng)評(píng)審專家組成員。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)湖泊遭受了不同程度的污染，湖水“黑臭”現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。日益嚴(yán)重的地表水污染狀況以及水生植物的種植等水環(huán)境凈化舉措使城區(qū)湖泊變成了蚊類的重要滋生地。白紋伊蚊是全球最具侵襲性的蚊種之一，這種蚊子不僅攻擊性較強(qiáng)，還有傳播登革熱、基孔肯雅熱、羅斯河病毒和西尼羅河病毒等多種病毒的風(fēng)險(xiǎn)。

順?lè)迳焦珗@是順德區(qū)最大的休閑公園，其中湖泊面積較大，作為登革熱主要傳播媒介的白紋伊蚊易在水體中滋生。因此，對(duì)公園中不同的湖泊水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，并研究不同水質(zhì)對(duì)白紋伊蚊滋生的影響，可為公園的生態(tài)管理和登革熱的預(yù)防提供參考。

一、研究過(guò)程

1.采集水質(zhì)樣品

在順?lè)迳竭x四個(gè)不同的取水點(diǎn)，編號(hào)為①②③④，采樣時(shí)間為2020年12月25日—2021年9月20日。利用便攜式水質(zhì)檢測(cè)儀檢測(cè)不同取水點(diǎn)水樣的水溫、pH值和水體溶氧量，將水樣帶回實(shí)驗(yàn)室后，檢測(cè)水樣中氨氮、亞硝酸鹽以及懸浮顆粒物的含量。每個(gè)采樣點(diǎn)采集3組水樣，每組水樣重復(fù)檢測(cè)3次。

2.誘蚊實(shí)驗(yàn)及蚊蟲生長(zhǎng)觀察

準(zhǔn)備5個(gè)相同的紅色塑料桶，分別貼上標(biāo)簽，①—④號(hào)桶倒入相應(yīng)編號(hào)的水1500 mL，⑤號(hào)桶裝等量1500 mL自來(lái)水，每組5個(gè)樣品，共做3組實(shí)驗(yàn)。將每組的5個(gè)實(shí)驗(yàn)紅色塑料桶置于校園內(nèi)的同一位置，觀察白紋伊蚊更趨向于在幾號(hào)水樣中繁殖。每天中午觀察并記錄桶中的孑孓數(shù)目，共做3組實(shí)驗(yàn)，取平均值。

此外，將桶中的孑孓分別放在紗布封口的燒杯中飼養(yǎng)，觀察孑孓羽化后，白紋伊蚊的比率。

3.數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析與制圖

數(shù)據(jù)整理和制圖采用Excel2013和Origin8.0軟件。此外，借助SPSS軟件對(duì)水質(zhì)指標(biāo)與白紋伊蚊生長(zhǎng)進(jìn)行相關(guān)性分析，確定水質(zhì)指標(biāo)與白紋伊蚊生長(zhǎng)的關(guān)聯(lián)度。

二、結(jié)果與分析

1.不同湖泊水質(zhì)檢測(cè)評(píng)價(jià)

夏、秋季水溫相對(duì)較高，降水量較大，雨水沖刷路面、土壤后再流入湖泊，提升了水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量。檢測(cè)結(jié)果表明，水樣中氨氮、亞硝酸鹽、溶解氧的含量在夏、秋季明顯高于冬、春季，為孑孓的滋生提供了條件。

在四個(gè)季節(jié)中，①號(hào)和④號(hào)水樣中的氨氮、亞硝酸鹽以及懸浮顆粒物的含量明顯高于②號(hào)點(diǎn)和③號(hào)點(diǎn)。

2.白紋伊蚊成蟲在不同水樣中的產(chǎn)卵選擇性

在①—④號(hào)四個(gè)水樣中，較早出現(xiàn)白紋伊蚊幼蟲的為①號(hào)，且①號(hào)水樣中的孑孓數(shù)量最多。1天后將水樣移入實(shí)驗(yàn)室，在有紗布覆蓋的燒杯中培養(yǎng)水樣中的孑孓，羽化后鑒定其均為白紋伊蚊成蟲。

3.孑孓在水樣中的生長(zhǎng)情況

第一天，除①號(hào)外，其他水樣中都出現(xiàn)了孑孓死亡的現(xiàn)象。隨著時(shí)間推移，所有水樣中的孑孓成活數(shù)逐步減少。第三天后，②號(hào)和④號(hào)水樣中的孑孓平均成活數(shù)普遍低于其他組，①號(hào)和③號(hào)中的孑孓平均成活數(shù)較高。從每日孑孓的平均成活數(shù)來(lái)看，①號(hào)水樣在8天中有5天明顯高于其他組。

4.飼養(yǎng)孑孓后水質(zhì)的變化

相較于剛采的水樣，飼養(yǎng)蚊子后樣品水的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)均發(fā)生了變化，其中，溶氧量下降較明顯，尤其是①號(hào)樣品水的溶氧量下降最多，說(shuō)明蚊子生長(zhǎng)過(guò)程中耗氧明顯。此外，樣品水中的鹽含量均下降，①號(hào)和④號(hào)水樣中的氨氮、亞硝酸鹽含量下降較明顯，說(shuō)明蚊子生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)養(yǎng)分的含量有一定要求。

5.白紋伊蚊幼蟲與水質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析

白紋伊蚊幼蟲與不同湖泊水體中水質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析顯示：孑孓的數(shù)量與溫度呈明顯的正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明較高的溫度有利于蚊子的滋生;孑孓的數(shù)量與溶氧量呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明孑孓的生長(zhǎng)會(huì)消耗水中的氧氣;孑孓的數(shù)量與氨氮含量呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明孑孓的生長(zhǎng)會(huì)消耗水中的氨氮。

三、實(shí)驗(yàn)分析與結(jié)論

人們一般認(rèn)為，白紋伊蚊更傾向選擇在相對(duì)清潔的水質(zhì)中繁殖，然而，“清潔”水質(zhì)只是相對(duì)概念。幼蟲的生長(zhǎng)需要營(yíng)養(yǎng)，而脫氯水中氨氮等營(yíng)養(yǎng)鹽含量很低，不利于幼蟲的生長(zhǎng)發(fā)育，也很難吸引成蚊產(chǎn)卵。

順?lè)迳焦珗@不同湖泊的四個(gè)水樣取樣點(diǎn)水質(zhì)透明度高，均處于較清潔狀態(tài)，水中含有一定量的微生物，可以吸引部分白紋伊蚊成蚊產(chǎn)卵。四個(gè)采樣點(diǎn)水樣中，①號(hào)取水點(diǎn)的水域相對(duì)狹窄，臨近生活區(qū)，水體中的水生動(dòng)植物最少;②號(hào)取水點(diǎn)水域面積最小，水體內(nèi)有一定的水生動(dòng)植物，流動(dòng)性最差;③號(hào)取水點(diǎn)為公園內(nèi)的最大湖泊，水域面積廣闊，流動(dòng)性好，水體中有較豐富的水生動(dòng)植物;④號(hào)取水點(diǎn)位于公園的生態(tài)園內(nèi)，水域面積較大，水體中有大量的水生動(dòng)植物，水體清澈。

四個(gè)水樣水質(zhì)檢測(cè)中，①號(hào)水樣的取水點(diǎn)臨近生活區(qū)，水中的營(yíng)養(yǎng)鹽和有機(jī)物顆粒含量豐富;②號(hào)水樣由于水域面積小且流動(dòng)性較差，光密度值較低，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較豐富;③號(hào)和④號(hào)水域面積大且有大量水生植物和動(dòng)物，水質(zhì)清澈，水體無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物污染程度較低。

①號(hào)水樣中無(wú)機(jī)鹽、氨氮等含量較高，可促進(jìn)細(xì)菌、原生動(dòng)物等的生長(zhǎng)，為白紋伊蚊幼蟲提供養(yǎng)分，更能吸引白紋伊蚊成蚊產(chǎn)卵。

白紋伊蚊以水中的有機(jī)物為主要食源，其生長(zhǎng)發(fā)育離不開(kāi)水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。白紋伊蚊幼蟲的存活率與水體的pH值、水溫、溶解氧、溶解性磷酸鹽等多種水質(zhì)指標(biāo)密切相關(guān)。白紋伊蚊幼蟲在順?lè)迳焦珗@不同湖泊四個(gè)水體樣本中存活率與水樣的pH值及溶氧量均成顯著相關(guān)關(guān)系，同時(shí)水體中有一定量的營(yíng)養(yǎng)鹽是幼蟲生長(zhǎng)的必要條件。

四、結(jié)論

1.臨近生活區(qū)，營(yíng)養(yǎng)鹽和有機(jī)物顆粒含量豐富的湖泊水質(zhì)更易滋生白紋伊蚊。

2.水中溶氧量對(duì)孑孓的生長(zhǎng)發(fā)育有明顯的促進(jìn)作用。

3.湖泊水的弱酸性和較高水溫對(duì)蚊蟲的繁殖有促進(jìn)作用。（指導(dǎo)老師：陳曉旋? 蘇 靜）

專家點(diǎn)評(píng)

本課題源于學(xué)生的日常生活，作者從身邊常見(jiàn)的白紋伊蚊設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明白紋伊蚊在發(fā)育過(guò)程中需要怎樣的水體環(huán)境。實(shí)驗(yàn)完整，數(shù)據(jù)記載詳細(xì)，分析有一定的道理。

建議可從以下方面完善：一是注意取水時(shí)的溫度與實(shí)驗(yàn)時(shí)溫度的差異性，取水時(shí)，水樣的溫度是不同的，但放在同一環(huán)境中做實(shí)驗(yàn)時(shí)，溫度應(yīng)是相同的。二是在計(jì)算孑孓的數(shù)量時(shí)應(yīng)充分考慮原有水體中孑孓的數(shù)量，分離孑孓時(shí)應(yīng)考慮未孵化的卵的數(shù)量。三是在分析溶氧量、無(wú)機(jī)物減少等現(xiàn)象時(shí)，真正的原因是孑孓取食了水中的細(xì)菌和單細(xì)胞藻類，也就是說(shuō)，水中氧、無(wú)機(jī)鹽的變化是細(xì)菌、單細(xì)胞藻類數(shù)量變化引起的。因此，文中分析氧和無(wú)機(jī)鹽指標(biāo)變化的原因不夠科學(xué)。