遼寧湯河水庫浮游動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)及其時(shí)空格局

劉丙陽,趙文,郭凱,李艷穎

(1.大連海洋大學(xué)遼寧省水生生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧大連116023;2.遼寧省湯河水庫管理局,遼寧遼陽111000)

遼寧湯河水庫浮游動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)及其時(shí)空格局

劉丙陽1、2,趙文1,郭凱1,李艷穎1

(1.大連海洋大學(xué)遼寧省水生生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧大連116023;2.遼寧省湯河水庫管理局,遼寧遼陽111000)

于2007年對遼寧省湯河水庫浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的時(shí)空格局進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果表明:共檢出浮游動(dòng)物53個(gè)種屬,包括原生動(dòng)物14個(gè),占26.42%;輪蟲31個(gè)種屬,占58.49%;枝角類2個(gè)種屬,占3.77%;橈足類6個(gè)種屬,占11.32%;以輪蟲占優(yōu)勢,主要為廣布多肢輪蟲Polyarthra vulgaris、螺形龜甲輪蟲Keratella cochlearis等;浮游動(dòng)物密度平均為1 521個(gè)/L,生物量平均為1.78 mg/L;生物多樣性指數(shù)為0.484～3.122,生物量水平分布為下游＞中游＞上游,垂直分布沒有明顯規(guī)律,總體上底層生物量較高。

湯河水庫;浮游動(dòng)物;群落結(jié)構(gòu);時(shí)空格局

湯河水庫是太子河一大支流——湯河干流上一座國家級大(Ⅱ)型水庫,興建于1958年6月,于1969年12月完成并投入使用。壩址位于遼寧省遼陽市弓長嶺區(qū)境內(nèi),距遼陽市39 km?？刂屏饔蛎娣e為1 228 km2,最高水位為117.86 m,正常水位為109.36 m,水庫總庫容為7.07×108m3。該水庫是一座以防洪、灌溉、旅游、養(yǎng)魚、城市生活供水和工業(yè)供水為主,兼有發(fā)電任務(wù)的大(Ⅱ)型水利樞紐工程,目前正作為遼陽市和鞍山市的主要供水水源水庫。以往很多學(xué)者對湯河水庫進(jìn)行了調(diào)查研究[1-7],大多數(shù)側(cè)重于水質(zhì)方面,而對浮游生物周年調(diào)查研究相對較少。

浮游動(dòng)物在水域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能中起著重要的調(diào)控作用,它通過攝食控制浮游植物的數(shù)量,來調(diào)節(jié)水體生態(tài)平衡,同時(shí)又是許多經(jīng)濟(jì)水產(chǎn)動(dòng)物的餌料,因而其數(shù)量變化可以直接影響漁業(yè)資源量。浮游動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)和時(shí)空格局對水庫水體的生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能起到十分重要的作用。浮游動(dòng)物的群落構(gòu)成及數(shù)量分布等調(diào)查數(shù)據(jù)是了解水域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的重要內(nèi)容之一。為此,作者于2007年對湯河水庫浮游動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)查研究,旨在為進(jìn)一步合理利用水庫的自然資源提供生物學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)的設(shè)置

庫區(qū)內(nèi)共布設(shè)A、B、C、D、E、F 6個(gè)監(jiān)測點(diǎn),其中A、F點(diǎn)為湯河上游,位于壩前,平均水深為25 m,采集樣品分表、中、底三層;B、E點(diǎn)為中游,分別在水庫東西兩個(gè)叉中,平均水深為15 m,采集樣品分表、底兩層;C、D點(diǎn)為下游,分別位于水庫東西兩個(gè)叉頭,平均水深為4 m,采集一個(gè)混層樣品(圖1)。

1.2 浮游動(dòng)物的測定

浮游動(dòng)物樣品的采集及定量計(jì)算按照《湖泊富營養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范》進(jìn)行[8]。大型浮游動(dòng)物采集水樣50 L,用25目浮游生物網(wǎng)(網(wǎng)目孔徑為64 μm過濾,濃縮液用體積分?jǐn)?shù)為5%的甲醛固定,測定時(shí)在顯微鏡下全部計(jì)數(shù)。小型浮游動(dòng)物(原生動(dòng)物、輪蟲等)在浮游植物樣品中觀察,與網(wǎng)采的小型浮游動(dòng)物進(jìn)行比較,最終結(jié)果取數(shù)量多的進(jìn)行計(jì)算。對本試驗(yàn)中采得的浮游動(dòng)物一般隨機(jī)選取50～100個(gè),用目微尺測量其大小,對原生動(dòng)物和輪蟲按其相近的幾何圖形計(jì)算其體積,對枝角類和橈足類測量其體長后按文獻(xiàn)中相近的體長-體質(zhì)量回歸方程推算其體積。取其平均體積按質(zhì)量密度

為1換算成濕重。將計(jì)數(shù)結(jié)果換算成數(shù)量(個(gè)/L),然后按上述濕重計(jì)算生物量(mg/L)[7]。

圖1 湯河水庫的采樣點(diǎn)Fig.1 The distribution of sampling position

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用Excel 2003軟件處理。采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)評價(jià)浮游動(dòng)物群落的多樣性,采用優(yōu)勢度(Y)評價(jià)浮游動(dòng)物的優(yōu)勢種[9]。其計(jì)算公式為

H′=-∑Pi×log2Pi,Pi=ni/N,

式中:Pi為樣品中第i種(屬)個(gè)體所占比例;N為采集樣品中所有物種的總個(gè)體數(shù);ni為第i種個(gè)體數(shù)。

Y=(ni/N)fi,

式中:ni為第i種的密度;fi是該種在各站位中的出現(xiàn)率;N為總密度。

2 結(jié)果

2.1 浮游動(dòng)物的種類組成及其分布

本調(diào)查中共見到浮游動(dòng)物53個(gè)種屬,其中原生動(dòng)物為14個(gè)種屬,占26.42%;輪蟲為31個(gè)種屬,占58.49%;枝角類為2個(gè)種屬,占3.77%;橈足類為6個(gè)種屬,占11.32%。組成上以輪蟲為主,其次是原生動(dòng)物。浮游動(dòng)物在夏、秋季節(jié)出現(xiàn)的種類較多(表1)。

2.2 浮游動(dòng)物密度、生物量及其分布

湯河水庫浮游動(dòng)物密度平均為1 521個(gè)/L,其中原生動(dòng)物密度最大,占51.36%,輪蟲占47.80%,枝角類占0.51%,橈足類占0.33%。浮游動(dòng)物密度11月達(dá)到最高值,為3 430個(gè)/L;4月最低,為124個(gè)/L。浮游動(dòng)物密度平均值依次為上游＞下游＞中游。浮游動(dòng)物生物量平均為1.78 mg/L,其中輪蟲最多,占70.89%,枝角類占15.39%,原生動(dòng)物占9.12%,橈足類占4.62%。浮游動(dòng)物生物量8月份最高,達(dá)到7.40 mg/L;春季最低(3—5月),為0.05 mg/L,浮游動(dòng)物生物量平均值依次為下游＞中游＞上游(圖2～圖4)。

2.3 浮游動(dòng)物的優(yōu)勢種

經(jīng)過周年調(diào)查,依據(jù)各種類的優(yōu)勢度計(jì)算,優(yōu)勢種有廣布多肢輪蟲Polyarthra vulgaris、螺形龜甲輪蟲Keratella cochlearis、晶囊輪蟲Asplanchna sp.、長額象鼻溞Bosmina longirostris、截頭皺甲輪蟲Pleosoma truncatum、尖尾疣毛輪蟲Synchaeta stylata和椎輪蟲Notommata sp.等。其中廣布多肢輪蟲、螺形龜甲輪蟲優(yōu)勢度最高,為湯河水庫浮游動(dòng)物的主要優(yōu)勢種類。

2.4 浮游動(dòng)物的生物多樣性及其分布

湯河水庫浮游動(dòng)物的多樣性指數(shù)H′全年為0.484～3.122,全庫浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)平均為1.83,最小值出現(xiàn)在4月份上游,為0.48,最大值出現(xiàn)在8月份上游,為3.12。整體上浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)夏、秋季較高,春季相對較低,多樣性指數(shù)依次為下游＞中游＞上游(圖4)。

2.5 浮游動(dòng)物的垂直分布

湯河水庫下游浮游動(dòng)物的生物量的垂直變化沒有明顯的規(guī)律性。從全年平均值看,浮游動(dòng)物的生物量以底層最高,表層、中層相對較低(圖5)。

3 討論

湯河水庫浮游動(dòng)物的生物量平均值為1.78 mg/L,與1992—1994年間湯河水庫浮游動(dòng)物生物量的平均值(1.4 mg/L)相比基本相近[7]。與遼寧省其它幾個(gè)大型水源水庫浮游動(dòng)物的生物量(碧流河水庫1.72 mg/L,觀音閣水庫0.47 mg/L,白石水庫2.45～4.84 mg/L,大伙房水庫2.06 mg/L)[10-13]相比,處于中等。利用餌料基礎(chǔ)法計(jì)算湯河水庫浮游動(dòng)物能提供的年魚產(chǎn)力,可達(dá)31 915.4 kg(表2)。由此可見,湯河水庫的漁業(yè)資源有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

從浮游動(dòng)物生物量的季節(jié)變化看,夏、秋季節(jié)

相對較高,水溫是產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要因素。

表1 湯河水庫浮游動(dòng)物的種類組成及分布Tab.1 Species composition and distribution of zooplankton in Tanghe Reservoir

圖2 湯河水庫浮游動(dòng)物密度和生物量組成百分比的時(shí)空變化Fig.2 Spatio-temporal distribution of the percentage of zooplankton density and biomass in Tanghe Reservoir

圖3 湯河水庫浮游動(dòng)物密度和生物量的時(shí)空變化Fig.3 Spatio-temporal dynamics of the density and biomass of zooplankton in Tanghe Reservoir

從浮游動(dòng)物種類組成看,密度以原生動(dòng)物占優(yōu)勢,生物量以輪蟲占優(yōu)勢,而枝角類和橈足類相對較少。這一結(jié)果與國內(nèi)很多學(xué)者的研究結(jié)果相近[14-21](表3)。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要有兩個(gè)方面。其一,原生動(dòng)物、輪蟲等主要以水體中藻類、細(xì)菌和有機(jī)碎屑為食,水庫中它們的餌料相對較為充足。同時(shí),原生動(dòng)物和輪蟲具有個(gè)體小、生命周期短、繁殖快等特點(diǎn),很容易在水體中大量繁殖。其二,魚類的攝食也是產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因。鰱、鳙是中國主養(yǎng)的濾食性魚類,已有研究表明,鰱、鳙均能攝食浮游動(dòng)物。同時(shí),它們對水中浮游動(dòng)物的個(gè)體大小和形狀有所選擇,通常會(huì)首先選擇大型浮游動(dòng)物[14]。湯河水庫近些年主要放養(yǎng)

的魚類為鰱、鳙,所以導(dǎo)致水中大型的浮游甲殼類現(xiàn)存量相對較低。

圖4 湯河水庫浮游動(dòng)物平均密度和生物量的季節(jié)變化以及多樣性指數(shù)的時(shí)空分布Fig.4 Seasonal changes in the average density and biomass,and Spatio-temporal distribution of diversity index of zooplankton in Tanghe Reservoir

表2 用浮游動(dòng)物現(xiàn)存量估算的湯河水庫魚類的魚產(chǎn)力Tab.2 The productivity estimatation of the fish fed zooplankton in Tanghe Reservoir

表3 湯河水庫與其它水庫浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的比較Tab.3 Comparison of zooplankton community between Tanghe Reservoir and other reservoirs

圖5 湯河水庫下游浮游動(dòng)物生物量垂直分布的季節(jié)變化Fig.5 Seasonal distribution of zooplankton biomass in the midstream of Tanghe Reservoir

浮游動(dòng)物的優(yōu)勢種主要為廣布多肢輪蟲(即針簇多肢輪蟲P.trigla)和螺形龜甲輪蟲,這一結(jié)果與很多學(xué)者的研究結(jié)果相同[14-21](表3)。兩種輪蟲均為廣布型種類,其中廣布多肢輪蟲由于其游泳速度較快,利于捕食食物并能逃避魚類等大型動(dòng)物的捕食,致使該種類在很多水庫中的現(xiàn)存量較高。而螺形龜甲輪蟲對水體環(huán)境適應(yīng)能力相對較強(qiáng),不僅在水質(zhì)較好的水體中生存,而且在富營養(yǎng)化、超富營養(yǎng)化水體中仍然可以大量生存。國外很多學(xué)者對其進(jìn)行了深入的研究,結(jié)果表明,富營養(yǎng)

水體中藍(lán)藻毒素對該種類生存及攝食的影響閾值非常低[22-24]。

從浮游動(dòng)物的垂直分布看沒有明顯的規(guī)律性,但總體上底層浮游生物量相對較高,這一結(jié)果與邱春剛等[7]的研究結(jié)果基本一致。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因應(yīng)該與湯河水庫魚類的放養(yǎng)情況有關(guān)。據(jù)調(diào)查,近些年來湯河水庫主要放養(yǎng)魚類90%為鰱、鳙等中上層魚類,而底層魚類放養(yǎng)較少,導(dǎo)致放養(yǎng)魚類對底層浮游生物的利用相對較少,所以底層浮游動(dòng)物的生物量相對較高。同時(shí),這也是導(dǎo)致浮游動(dòng)物生物量平均值下游＞中游＞上游的原因之一。

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The community structure and spatio-temporal pattern of zooplankton in Tanghe Reservoir in 2007

LIU Bing-yang1,2,ZHAO Wen1,GUO Kai1,LI Yan-ying1
(1.Key Laboratory of Hydrobiology in Liaoning Province,Dalian Ocean University,Dalian 116023,China;2.Tanghe Reservoir Administration Bureau in Liaoning Province,Liaoyang 111000,China)

The community structure and spatio-temporal pattern of zooplankton were studied in Tanghe Reservoir in 2007.The results showed that 53 zooplankton species were observed,including 14 species of protozoa,accounting for 26.42%of the total species;31 species of rotifera,accounting for 58.49%;2 species of cladocera,accounting for 3.77%;and 6 species of copepoda,accounting for 11.32%.Rotifera was the dominant species composition of the zooplankton,such as Polyarthra trigla and Keratella cochlearis.The annual average density and biomass were found 1 521 ind./L and 1.78 mg/L,the diversity index of zooplankton 0.484-3.122,and the biomass were found as the following:downstream＞midstream＞upstream.There was no regularity of biomass vertical distribution of zooplankton in the reservoir,with the higher biomass at the bottom.

Tanghe Reservoir;zooplankton;community structure;spatio-temporal pattern

Q958.15

A

2095-1388(2011)06-0526-06

2011-02-05

遼寧省科學(xué)技術(shù)基金資助項(xiàng)目(20072140)

劉丙陽(1974-),男,碩士研究生。E-mail:thsklby@163.com

趙文(1963-),男,教授,博士生導(dǎo)師。E-mail:zhaowen@dlou.edu.cn