淄博東豬龍河浮游動物多樣性及水質(zhì)評價

摘" 要：為有效保護淄博市河流的水生態(tài)環(huán)境，提高河流水生態(tài)對城市的服務(wù)功能，于2022年秋季在淄博豬龍河開展了浮游動物調(diào)查研究。該調(diào)查共采集到浮游動物4類31種，其中輪蟲種類數(shù)最多，占浮游動物總種類數(shù)的48.39%；枝角類種類數(shù)最少，占比為9.68%。萼花臂尾輪蟲（Brachionus calyciflorus）、玫瑰旋輪蟲（Philodina roseola）和無節(jié)幼體（Nauplius）是優(yōu)勢種。浮游動物平均密度為17.50個/L，浮游動物平均生物量為0.0473 mg/L。浮游動物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)平均值分別為2.213、0.818。調(diào)查結(jié)果顯示，浮游動物組成小型化，群落結(jié)構(gòu)簡單化。生物多樣性指數(shù)水質(zhì)評價結(jié)果表明，東豬龍河水質(zhì)整體處于無污染至輕污染狀態(tài)。建議進一步采取有效措施加強東豬龍河周邊環(huán)境治理，減少生活污水排入，降低人類活動干擾。

關(guān)鍵詞：東豬龍河；浮游動物；群落結(jié)構(gòu)；生物多樣性；水環(huán)境質(zhì)量評價

中圖分類號：S932文獻標志碼：A

文章編號：1674-2419（2024）04-0454-06

作者簡介：曾丹（1986- ），女，四川德陽人，學(xué)士。淄博市水文中心工程師。主要從事水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測評價和水資源保護工作。E-mail：397877584@qq.com。

浮游動物是一類在水中營浮游性生活的動物類群，它們個體微小、生命周期短、繁殖速度快、種類豐富，從低等的微小原生動物到高等的尾索動物，幾乎每一類都有其代表種。浮游動物是水域生態(tài)系統(tǒng)進行營養(yǎng)轉(zhuǎn)化、能量流動和信息傳遞等生態(tài)過程中重要的載體，是評價水環(huán)境質(zhì)量變化與水生態(tài)系統(tǒng)健康的重要指示生物，它們對水環(huán)境變化敏感，可通過食物鏈的“上行效應(yīng)-下行效應(yīng)”來調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)平衡。因此，了解和掌握浮游動物群落結(jié)構(gòu)特征和多樣性，可以更有利于調(diào)整和保護河流水生態(tài)系統(tǒng)健康，以便于更好地為人類提供可持續(xù)的高質(zhì)量生態(tài)服務(wù)。

東豬龍河是流經(jīng)淄博市的一條重要河道，也是淄博市境內(nèi)4條重要河流之一，東豬龍河南起泰沂山北麓，流經(jīng)淄博市張店區(qū)、高新區(qū)、桓臺縣3個區(qū)縣，最后匯入小清河，全長47 km，流域面積153.3 km2。東豬龍河河道的比降由南向北逐漸變緩，形成了上游匯流快、流速大，下游匯流慢、流速小的特點，因此中下游雨季形成洪澇災(zāi)害的風險極高。東豬龍河流域?qū)侔霛駶櫚敫珊档拇箨懶詺夂騾^(qū)，全年平均氣溫12.3℃～13.1℃，年平均日照時數(shù)為1871 h，年平均霜凍期120 d，年平均降水量為550.6 mm～750.0 mm，全年64.1%的降水量集中在夏季（6～8月），年平均蒸發(fā)量為1000 mm～1300 mm，年平均風速3.3 m/s。20世紀80年代后，隨著東豬龍河周邊城鎮(zhèn)化的影響，水量逐漸減少，沿岸排污量逐年增多，東豬龍河逐漸成為一條接納沿岸工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水的排污溝，生態(tài)環(huán)境損害嚴重，從而導(dǎo)致生物的生存環(huán)境發(fā)生了變化，其群落結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了不同程度演替，生物多樣性極度降低，這不僅影響了城市景觀，而且嚴重影響了兩岸群眾的生產(chǎn)生活。為此，為了恢復(fù)東豬龍河優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境，保障兩岸國家財產(chǎn)和人民群眾生命安全，當?shù)卣畬|豬龍河實施了綜合治理，治理后的東豬龍河水生態(tài)環(huán)境狀況明顯得到了改善，但是基于浮游生物多樣性的水環(huán)境質(zhì)量研究仍較少?；诖?，2022年9月對東豬龍河浮游動物群落和多樣性進行了調(diào)查，以期為淄博地區(qū)水生生物資源的保護和水生態(tài)健康評價提供參考依據(jù)。

1" 材料與方法

1.1" 調(diào)查時間及調(diào)查點位

根據(jù)東豬龍河的水文、地勢及地貌特征，于2022年9月對東豬龍河浮游動物進行了分布特征調(diào)查，此次調(diào)查共設(shè)置5個采樣斷面（D1～D5）（圖1）。其中，采樣斷面D1、D2位于河流下游，采樣斷面D3位于河流中游，采樣斷面D4、D5位于河流上游。每個采樣斷面采集3個平行樣，共采集水樣15組。

1.2" 浮游動物樣品采集與鑒定

根據(jù)東豬龍河水流及水深的具體情況，在各設(shè)定的采樣斷面對浮游動物進行定性和定量采樣。浮游動物定性樣品和定量樣品采集方法參照相關(guān)《水生生

物學(xué)》進行，實驗室鏡檢、物種分類與計數(shù)參照《中國淡水生物圖譜》《中國淡水輪蟲志》。

1.3nbsp; 數(shù)據(jù)處理與分析

1.3.1" 浮游動物群落多樣性

采用Shannon-Weiner多樣性指數(shù)（H′）、Pielou均勻度指數(shù)（J）對浮游動物物種進行分析。計算公式：

H′=-∑Pilog2Pi

J= H′/log2S

式中，Pi為第 i 種的個體數(shù)與總個體數(shù)的比值；S為樣品中總種類數(shù)。

1.3.2" "浮游動物群落優(yōu)勢種和常見種

優(yōu)勢種的確定采用優(yōu)勢度（Y），計算公式：

Y=（Ni/N）fi

式中：Ni為第i種生物的個體數(shù)，N為所有種類的總個體數(shù)，fi 為某種浮游生物出現(xiàn)的頻率。Y≥0.02的物種確定為優(yōu)勢種，f ≥65%的物種確定為常見種。

2" 調(diào)查結(jié)果

2.1" 浮游動物群落組成

東豬龍河的浮游動物種類組成見圖2。共鑒定出浮游動物4大類31種（屬），其中有輪蟲15種（屬），占總種類48.39%；有原生動物8種，占總種類數(shù)25.81%；有橈足類5種，占總種類數(shù)16.13%；有枝角類3種，占總種類數(shù)9.68%。浮游動物種類組成在不同采樣斷面上存在差異，其中種類數(shù)最多的采樣斷面是D1，有15種；采樣斷面D3種類數(shù)最少，有2種（圖3）。

從浮游動物群落組成看，東潴龍河共發(fā)現(xiàn)浮游動物優(yōu)勢種5種，其中輪蟲有2種：萼花臂尾輪蟲（Brachionus calyciflorus）和玫瑰旋輪蟲（Philodina roseola）；橈足類1種：無節(jié)幼體（Nauplius）；原生動物有2種：球形砂殼蟲（Difflugia globulosa）和冠冕砂殼蟲（Difflugia corona）；優(yōu)勢度最高的是玫瑰旋輪蟲，優(yōu)勢度為0.146。常見種有3種，包括冠冕砂殼蟲、玫瑰旋輪蟲和無節(jié)幼體，出現(xiàn)頻率最高的是玫瑰旋輪蟲，頻率為100%（表1）。

從浮游動物群落組成看，東潴龍河共發(fā)現(xiàn)浮游動物優(yōu)勢種5種，其中輪蟲有2種：萼花臂尾輪蟲和玫瑰旋輪蟲；橈足類1種：無節(jié)幼體；原生動物有2種：球形砂殼蟲和冠冕砂殼蟲；優(yōu)勢度最高的是玫瑰旋輪蟲，優(yōu)勢度為0.146。常見種有3種，包括冠冕砂殼蟲、玫瑰旋輪蟲和無節(jié)幼體，出現(xiàn)頻率最高的是玫瑰旋輪蟲，頻率為100%（表1）。

2.2" 浮游動物密度和生物量

東潴龍河浮游動物密度范圍為1.50個/L～39.00個/L，平均密度為17.50個/L。浮游動物密度在采樣斷面存在差異，采樣斷面D1密度最高，采樣斷面D3密度最低（圖4）。密度主要取決于輪蟲，輪蟲密度占浮游動物總密度的53.37%，其次是原生動物，密度占比為22.47%，橈足類密度占比為21.35%，枝角類密度相對較小，占比為2.81%（圖5）。

浮游動物平均生物量為0.0473 mg/L，變化范圍為0.0001 mg/L～0.1092 mg/L。浮游動物生物量存在空間差異，采樣斷面D1生物量最大，采樣斷面D3生物量最?。▓D6）。浮游動物生物量主要取決于枝角類，其生物量占總生物量的41.07%，橈足類占比33.33%，輪蟲生物量占比為25.38%，原生動物生物量相對較小，占比0.22%（圖7）。

2.3" 浮游動物多樣性

東潴龍河浮游動物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）平均值為2.213，變化區(qū)間為0.917～2.707，最高值出現(xiàn)在采樣斷面D2，最小值出現(xiàn)在采樣斷面D3（圖8）。Pielou均勻度指數(shù)（J）平均值為0.818，變化區(qū)間為0.591～0.927，最高值出現(xiàn)在采樣斷面D4，最小值出現(xiàn)在采樣斷面D1（圖8）。參照生物多樣性指數(shù)水質(zhì)評價標準，依據(jù)浮游動物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)，東潴龍河秋季（9月份）水質(zhì)整體受到輕度污染。依據(jù)浮游動物Pielou均勻度指數(shù)，東潴龍河秋季（9月份）水質(zhì)整體無污染。

3" 分析與討論

該次調(diào)查顯示，東豬龍河浮游動物共鑒定出31種，以輪蟲和原生動物占主導(dǎo)，優(yōu)勢種主要為萼花臂尾輪蟲、玫瑰旋輪蟲、冠冕砂殼蟲，其種類組成具有典型的北方河流浮游動物群落結(jié)構(gòu)特征。浮游動物種類數(shù)與同一區(qū)域的小清河濟南段的浮游動物種類數(shù)基本相同，但與濟南市其他湖庫和濕地浮游動物種類調(diào)查結(jié)果相比存在差異，種類組成的差異主要在于不同水體在特定時期可能會演替出不同的生物群落結(jié)構(gòu)。從研究結(jié)果可以看出，東豬龍河浮游動物個體小型化比較明顯，浮游動物主要以小型輪蟲和原生動物為主，分析原因可能與東豬龍河水域生態(tài)環(huán)境的變化有關(guān)。在全球氣候變暖的背景下，水溫的提升和氮磷比例的變化給浮游生物的生長繁殖提供了適宜的條件，小型浮游生物的生長周期短，繁殖速度快，對水體中生態(tài)位的占領(lǐng)具有絕對優(yōu)勢，因此，其大量繁殖抑制大型浮游生物的生長繁殖，最終導(dǎo)致浮游生物的種類趨于小型化。浮游動物在水域生態(tài)系統(tǒng)中有著十分重要的地位，其對水質(zhì)變化比較敏感，其數(shù)量、種類易受水體生態(tài)環(huán)境影響，不僅可作為指示性生物進行水體污染監(jiān)測，而且對污染物有指示、富集及轉(zhuǎn)化作用，在水域生態(tài)系統(tǒng)中浮游動物對水環(huán)境凈化和水生態(tài)毒性分解具有重要作用。因此，調(diào)查研究浮游動物多樣性變化對了解東豬龍河水生態(tài)健康具有積極地支撐作用。

該調(diào)查顯示，東豬龍河浮游生物多樣性指數(shù)平均值為2.213，變化范圍在0.917～2.707，整體處于相對較高水平，根據(jù)浮游動物水質(zhì)評價標準顯示該河流水質(zhì)處于輕污染狀態(tài)，與徒駭河流域水體狀況相比水環(huán)境質(zhì)量相對較低，而與徒駭河濟南段的水體相比質(zhì)量基本一致，2005年宋尚波通過采用理化指標評價東豬龍河水環(huán)境質(zhì)量為劣Ⅴ類，本次調(diào)查結(jié)果與其相比水質(zhì)量得到了大幅提高。從東豬龍河水域水環(huán)境質(zhì)量狀態(tài)時間序列來看，東豬龍河目前的水質(zhì)相比2008年之前均有提高，這表明加強東豬龍河水文連通、增加?xùn)|豬龍河水量、減少生活污水排放在一定程度上可有效改善東豬龍河流域的污染狀況。種群多樣性是衡量生物群落是否穩(wěn)定的方式之一，一般可通過多種指數(shù)來表示，Margalef 豐富度指數(shù)比較依賴物種數(shù)，能充分反映物種種類的分布情況，Shannon-Weiner多樣性指數(shù)一般用于判斷群落結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，Pielou均勻度指數(shù)則判斷各物種個體數(shù)量分配的均勻程度。因此，文章引用Shannon-Weiner多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)對東豬龍河浮游動物多樣性進行分析研究，能夠更好地為淄博的水生態(tài)環(huán)境評價提供數(shù)據(jù)支撐。

東豬龍河是淄博市主城區(qū)生態(tài)景觀河道，是主城區(qū)“八河聯(lián)通、六水共用、活水進城、清水潤城”水系規(guī)劃的重要組成部分。東豬龍河生態(tài)用水主要是汛期末攔蓄地表水，20世紀70～80年代，由于氣候變暖及生活污水的大量排放等原因，造成河道生態(tài)用水嚴重不足，河道干涸，水污染嚴重，東豬龍河成為遠近聞名的“臭水河”、被隱藏在“篷河工程”下。作為淄博市城建重點工程，2008年淄博市對東豬龍河整治高度重視，組織實施了豬龍河綜合整治工程。工程涉及10.8 km河段，總投資2.3億元。通過清淤除污，更換河水，堤岸綠化美化，修葺橋梁棧道等措施。一期工程治理完成后，東豬龍河水質(zhì)得到了改善，兩岸環(huán)境大幅提升，實現(xiàn)了“童叟花中走，魚蝦水中游”的目標，區(qū)域人民生活幸福指數(shù)普遍得到提高。因此，研究河流水生生物群落結(jié)構(gòu)及其多樣性可為淄博市水生態(tài)保護和區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展提供支撐。

參考文獻：

鄔紅娟.湖泊生態(tài)學(xué)概論.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2014.

白海鋒，宋進喜，龍永清，等.紅堿淖浮游動物群落結(jié)構(gòu)特征及其與環(huán)境因子的關(guān)系.生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報，2022，38（8）：1064-1075.

劉麟菲，徐宗學(xué)，殷旭旺，等.濟南市不同區(qū)域水生生物與水環(huán)境因子的響應(yīng)關(guān)系.湖泊科學(xué)， 2019，31（4）：998-1011.

高莉莉，王萌，魏文濤. 淄博市東豬龍河生態(tài)治理設(shè)計初探. 中國水利，2012（12）：23-25.

陳艷芳.淄博市中小型河道綜合治理工程研究.濟南：山東大學(xué)， 2015.

趙文.水生生物學(xué). 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2005.

韓茂森，束蘊芳.中國淡水生物圖譜. 北京：海洋出版社， 1995

王家楫.中國淡水輪蟲志. 北京：科學(xué)出版社，1961.

鄭丙輝，田自強，張雷，等.太湖西岸湖濱帶水生生物分布特征及水質(zhì)營養(yǎng)狀況.生態(tài)學(xué)報，2007，27（10）：4214-4223.

白海鋒，王怡睿，宋進喜，等.渭河浮游生物群落結(jié)構(gòu)特征及其與環(huán)境因子的關(guān)系.生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2022，31（1）：117-130.

相華，朱中竹，商書芹，等.小清河濟南段浮游動物群落結(jié)構(gòu)空間變化特征.河北漁業(yè)，2020（1）：38-43.

相華，殷旭旺，商書芹，等.城市水生態(tài)系統(tǒng)健康評價與修復(fù)對策研究.北京：中國水利水電出版社， 2021.

馬原野，王亞尼.湖泊浮游生物小型化的分析.水產(chǎn)養(yǎng)殖，2012，33（1）：4-7.

石偉，段杰仁，邱小琮，等. 清水河流域浮游動物種群結(jié)構(gòu)及多樣性研究.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，20231，60（6）：100-104.

宋芬，王衛(wèi)民，單保慶，等.馬頰河與徒駭河浮游植物群落特征及水質(zhì)初步評價.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，30（3）：364-370.

賈麗，梁晶晶，商書芹，等.徒駭河濟南段浮游植物群落結(jié)構(gòu)及多樣性研究.江西水產(chǎn)科技，2021（1）：8-10.

宋尚波.淄博市水資源調(diào)查評價.南京：河海大學(xué)， 2006.

沈韞芬. 微型生物監(jiān)測新技術(shù). 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1990.

Zooplankton diversity and water quality evaluation in East Zhulong River， Zibo

ZENG Dan1， SHANG Yingxin1， SUN Shihan2， SHI Kai1， BAI Haifeng3

（1.Zibo Hydrology Office， Zibo 255000， Shandong China; 2. College of Fisheries and Life Science， Dalian Ocean University， Dalian 116023， Laoning China; 3. Yellow River Institute of Shaanxi province， Xi’an 710127， Shanxi China）

Abstract：In order to effectively protect the water ecological environment of rivers in Zibo city and improve the water ecological service function to the city， the zooplankton of east Zhulong River in Zibo was investigated in the autumn of 2022. A total of 31 species of zooplankton belonging to 4 categories were collected in this survey， among which the Rotifera were dominant in the species composition， with accounting for 48.39% of the total zooplankton species， and the number of Cladocera was the smallest， accounting for 9.68%， and the Brachionus calyciflorus， Philodina roseola and Nauplius are the dominant species. The average density of zooplankton was 17.50ind./L， and the average biomass was 0.0473mg/L.The mean value of Shannon-Wiener diversity index and Pielou evenness index of zooplankton were 2.213 and 0.818， respectively. The results showed that The composition of zooplankton was miniaturized and the community structure was simplified. The water quality evaluation results basing on biodiversity index show that the water quality of east Zhulong River was in the state of no pollution - light pollution state. It was suggested that the further effective measures should be taken to strengthen the environmental control around east Zhulong River， reduce the discharge of domestic sewage and reduce the interference from human activities.

Keywords：East Zhulong River；zooplankton；community structure；biodiversity；water quality assessment