安徽四方湖濕地自然保護區(qū)春季浮游甲殼動物群落特征研究

楊 悅，董 奎，李夢如，王 松

(安徽科技學院 生命與健康科學學院，安徽 鳳陽 233100)

浮游甲殼動物主要包括橈足類和枝角類兩大類群,是濕地生態(tài)系統(tǒng)中的重要組分,在濕地能量流動和物質(zhì)循環(huán)過程中具有重要的生態(tài)作用[1],處于水體食物鏈的中間環(huán)節(jié),是很多魚類的開口餌料和食物來源,同時浮游甲殼動物對濕地環(huán)境的變化較為敏感,其群落結(jié)構(gòu)特征能反映水體的質(zhì)量狀況[2],可以作為濕地環(huán)境變化的指示物種,因而研究濕地浮游甲殼動物的群落結(jié)構(gòu)對水體環(huán)境的監(jiān)控具有一定的參考價值[3-4]。

四方湖(E116°50′～117°11′,N33°03′～33°17′)位于安徽省懷遠縣境內(nèi),為河湖一體化湖泊,上游連北淝河,下游通過劉橋閘與新淝河相連,最終流入淮河干流,濕地總面積約1 108 hm2,平均水深3 m左右;現(xiàn)為安徽省水利風景區(qū),蚌埠市濕地自然保護區(qū),主要保護對象是珍稀水禽及其生境[5]。氣候上屬于北亞熱帶濕潤季風氣候與溫帶半濕潤季風氣候區(qū)的過渡地帶,年平均氣溫15.1 ℃左右,年降雨量約900 mm,平均無霜期217 d;保護區(qū)具有維護生態(tài)平衡、保護生物多樣性、調(diào)蓄防洪等多項功能,但近年來由于不合理的開發(fā)和利用,該濕地生態(tài)環(huán)境有退化的趨勢[6]。截止目前,有關(guān)四方湖濕地及其生物多樣性的研究只有一些零星的報道[7-8],而作為濕地生態(tài)環(huán)境重要指示物種的浮游甲殼動物資源,至今沒有任何正式報道。本研究于2020年5月對該濕地自然保護區(qū)的浮游甲殼動物群落特征進行調(diào)查和多樣性分析,旨在為該濕地保護區(qū)水資源的保護、利用以及環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測等提供一些基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與鑒定

2020年5月8-10日,根據(jù)四方湖形狀及其生境特征,采用樣點法在其上、中、下游各取1個斷面進行采樣,每個斷面的垂線上設(shè)置3個采樣點,共9個采樣點進行樣品的采集;其中1～3號采樣點位于上游的鄰近北淝河交界處,4～6號采樣點位于中游的保護區(qū)核心區(qū),7～9號采樣點位于下游的劉橋閘附近。

依據(jù)《水生生物監(jiān)測手冊》[9]和《淡水浮游生物研究方法》[10]等相關(guān)規(guī)程進行浮游甲殼動物的采樣、濃縮、固定和保存。

定性采樣采用13號浮游生物網(wǎng),在水中反復(fù)拖曳采集后將網(wǎng)頭中的濃縮樣品倒入50 mL樣品瓶中;定量采樣使用1 000 mL采水器在不同水層中采集,共獲得10 L水樣充分混合,經(jīng)浮游生物網(wǎng)過濾后共獲得50 mL的樣品。采集后的樣品加入5%體積的甲醛固定后,在顯微鏡(OLYMPUS CX22RF1)下進行種類鑒定和定量計數(shù)。種類鑒定依據(jù)《淡水微型生物圖譜》[11]、《中國動物志——淡水枝角類》[12]和《中國動物志——淡水橈足類》[13]等文獻;定量計數(shù)使用浮游生物計數(shù)框,將濃縮的樣品搖勻后,吸取1 mL樣品,在1 mL計數(shù)框內(nèi)計數(shù),每個樣品計數(shù)3片取其平均值。

1.2 數(shù)據(jù)處理

分別采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)和Margalef豐富度指數(shù)(M)對四方湖浮游甲殼動物進行評價,優(yōu)勢種確定采用優(yōu)勢度指數(shù)(Y)[14-15]。其公式分別為:H′=-∑PilnPi;M=(S-1)/lnN和Y=(ni/N)×fi。其中，S代表物種總數(shù),N代表所有物種的總個體數(shù),Pi代表第i種個體的比例,ni為第i種物種的個體數(shù),fi為第i種物種出現(xiàn)的頻率。

當H′值或M值在0～1.0之間時水體為重污染,在1.0～3.0之間時水體為中度污染,大于3.0時為輕污染或無污染[14-15]。優(yōu)勢度Y≥0.02的種類為優(yōu)勢種。

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游甲殼動物種類組成

對所采集樣品進行分類和鑒定可知,四方湖濕地自然保護區(qū)共鑒定出浮游甲殼動物28種,其中枝角類共5科10屬19種,占總種數(shù)的67.9%,橈足類共5科7屬9種,占總種數(shù)的32.1%(表1)。

表1 四方湖自然保護區(qū)春季浮游甲殼動物名錄Table 1 List of crustacean zooplankton species of Sifanghu wetland nature reserve in spring

對各采樣點鑒定的浮游甲殼動物的優(yōu)勢度指數(shù)進行分析表明,四方湖濕地自然保護區(qū)春季浮游甲殼動物共有優(yōu)勢種7種,其中枝角類優(yōu)勢種4種(短尾秀體溞,脆弱象鼻溞,卵形盤腸溞和矩形尖額溞),橈足類優(yōu)勢種3種(廣布中劍水蚤,近鄰劍水蚤和湯匙華哲水蚤)。

2.2 浮游甲殼動物豐度及多樣性

四方湖濕地自然保護區(qū)保護區(qū)3個采樣斷面共9個采樣點的浮游甲殼動物總豐度變化范圍為8.18～92.44 ind./L之間,其中中游核心區(qū)采樣斷面平均豐度最高,為74.22 ind./L,上游與北淝河交界處采樣斷面的平均豐度最低,為14.16 ind./L,下游劉橋閘附近采樣斷面的平均豐度為43.46 ind./L。

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)變化范圍介于1.31～3.18之間,Margalef豐富度指數(shù)介于2.02～4.01之間,其中5號采樣點多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)均為最高,9號采樣點2個指數(shù)均最低(圖1)。綜合浮游甲殼動物的H′值和M值對四方湖水質(zhì)進行評價可知,保護區(qū)大部分水體屬于輕污染至中污染之間,但下游的劉橋閘附近水體污染較為嚴重,局部水體處于重污染狀態(tài)。

圖1 浮游甲殼動物多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)Fig.1 Diversity indexes and richness index of crustacean zooplankton

3 結(jié)論與討論

四方湖濕地自然保護區(qū)共鑒定出浮游甲殼動物28種,其中枝角類共5科10屬19種,橈足類共5科7屬9種。對甲殼動物群落特征分析表明,該保護區(qū)春季浮游甲殼動物共有優(yōu)勢種7種,其中短尾秀體溞、脆弱象鼻溞、卵形盤腸溞和矩形尖額溞等枝角類優(yōu)勢種4種,廣布中劍水蚤、近鄰劍水蚤和湯匙華哲水蚤等橈足類優(yōu)勢種3種。浮游甲殼動物總豐度變化范圍為12.18～92.44 ind./L之間,其中核心區(qū)平均豐度最高,上游平均豐度最低;Shannon-Wiener多樣性指數(shù)變化范圍介于1.31～3.18之間,Margalef豐富度指數(shù)介于2.02～4.01之間。

浮游甲殼動物多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)可在一定程度上反映濕地的水質(zhì)狀況,H′值和M值數(shù)值越大,反映了該水體浮游甲殼動物群落結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定,水質(zhì)相對較好,反之,數(shù)值越小說明水質(zhì)相對較差[14-15]。因此,采用此標準對水質(zhì)進行評價,四方湖濕地自然保護區(qū)春季大部分水體屬于輕污染至中污染之間,但下游附近水體污染較為嚴重,局部水體處于重污染狀態(tài)。由于四方湖屬于河口性湖泊,必須通過下游的劉橋閘才能與淮河干流通連,而5月份仍然為淮河流域的枯水期,為了維持一定的濕地面積,劉橋閘的閘門關(guān)閉,可能形成了大量污染物的聚集而不能及時排出,導致該區(qū)域污染情況較為嚴重。

從本次浮游甲殼動物多樣性分析的結(jié)果來看,該保護區(qū)的部分區(qū)域,特別是下游局部區(qū)域仍然存在一定程度的富營養(yǎng)化現(xiàn)象,因此,應(yīng)該減少人為因素對保護區(qū)及其周邊生態(tài)系統(tǒng)的破壞,規(guī)范漁業(yè)養(yǎng)殖行為,維護四方湖的濕地環(huán)境。