恩施市龍洞河浮游動(dòng)物調(diào)查與水環(huán)境評(píng)價(jià)

傅 悅，伊劍鋒，謝 凡，萬(wàn) 瑋，方響亮

(湖北民族學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北恩施445000)

浮游動(dòng)物是一類經(jīng)常在水中浮游，個(gè)體微小，營(yíng)浮游生活、攝食浮游植物、多有晝夜垂直移動(dòng)習(xí)性，本身不能制造有機(jī)物的異養(yǎng)型無(wú)脊椎動(dòng)物和脊索動(dòng)物幼體的總稱，因此，浮游動(dòng)物的種類組成極為復(fù)雜，但該類動(dòng)物在生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和水環(huán)境檢測(cè)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，可以利用浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和生物量變化以及優(yōu)勢(shì)種的分布情況監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)水環(huán)境.龍洞河系清江一級(jí)支流，因該河發(fā)源于恩施市金子壩龍洞而得名.該河于三孔橋流入恩施市城區(qū)，流經(jīng)土橋壩、棲鳳橋，于官坡注入清江.該河全長(zhǎng)15.3km(城區(qū)段長(zhǎng)約5km)，流域面積25.4km2，河床平均寬7m，平均流量0.4m3/s［1］.隨著恩施市城市建設(shè)的發(fā)展，城市規(guī)模日益擴(kuò)大，人口不斷增長(zhǎng)，廢水排放量逐年增加，龍洞河水質(zhì)也不斷惡化，因此，有必要對(duì)龍洞河水質(zhì)進(jìn)行生物監(jiān)測(cè).作者于2012年6月～7月對(duì)龍洞河浮游動(dòng)物進(jìn)行了野外調(diào)查及采樣、并進(jìn)行分類鑒定、現(xiàn)存量和水質(zhì)評(píng)價(jià)等的研究，能為今后的開(kāi)發(fā)利用提供基礎(chǔ)資料;同時(shí)依據(jù)地表水浮游動(dòng)物現(xiàn)狀和水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果，進(jìn)一步提出了改善水質(zhì)、生態(tài)恢復(fù)和環(huán)境管理等方面的措施建議.

圖1 采樣點(diǎn)位置Fig.1 Sampling point's location

1 材料與方法

1.1 采集點(diǎn)位置設(shè)置

這次采集水樣的地點(diǎn)為從源頭到三孔橋，全長(zhǎng)約10.3km，取點(diǎn)時(shí)依據(jù)河道的長(zhǎng)度、水流的走向以及各排入河道的排水口與支流的位置，共設(shè)置了7個(gè)采樣點(diǎn).源頭為采樣點(diǎn)Ⅰ，距離源頭1 km處為1條支流分支處設(shè)為采樣點(diǎn)II，后面每隔約1.5km設(shè)置1個(gè)采樣點(diǎn)，依次至三孔橋?yàn)椴蓸狱c(diǎn)III－Ⅶ，如圖1.

1.2 采樣及分析方法

參照《全國(guó)內(nèi)陸水域水生生物和環(huán)境調(diào)查規(guī)范》進(jìn)行［2］.1)定性取樣:在水下0.5cm處用13號(hào)網(wǎng)以畫(huà)8字的方法拖曳50次，用5%甲醛進(jìn)行固定;2)定量取樣:用取水器取10L水樣，然后用25號(hào)網(wǎng)過(guò)濾濃縮并用5%甲醛進(jìn)行固定.

在實(shí)驗(yàn)室利用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行定性分析:參照《淡水微型生物與底棲動(dòng)物圖譜》［3］、《中國(guó)動(dòng)物志·節(jié)肢動(dòng)物門(mén)·甲殼綱·淡水橈足類》［4］、《中國(guó)動(dòng)物志·節(jié)肢動(dòng)物門(mén)·甲殼綱·淡水枝角類》［5］進(jìn)行種類鑒定.

定量分析:將每個(gè)采樣點(diǎn)的樣品濃縮至20 mL，用滴管吸取濃縮液滴于計(jì)數(shù)板上，在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行觀察并計(jì)數(shù).

1.3 生物量的計(jì)算

參考《內(nèi)陸水域漁業(yè)資源調(diào)查試行規(guī)范》29頁(yè)表2所列出的浮游動(dòng)物的個(gè)體平均濕重測(cè)算數(shù)據(jù).

1.4 多樣性指數(shù)的計(jì)算

多樣性指數(shù)D值的計(jì)算［6］按照Margalef多樣性指數(shù)公式:

D為多樣性指數(shù)，S為種類數(shù)，N為個(gè)體數(shù).

2 研究結(jié)果

2.1 種類組成與分布

在7個(gè)采樣點(diǎn)中，共采集到9種浮游動(dòng)物，其中輪蟲(chóng)1種、枝角類3種、橈足類4種.不同采樣點(diǎn)浮游動(dòng)物的分布及出現(xiàn)率見(jiàn)表1.

從表1中可知，在本次調(diào)查中，枝角類中的盤(pán)腸溞屬和橈足類中的猛水蚤目的出現(xiàn)率均為100%，為所調(diào)查水域的優(yōu)勢(shì)種.輪蟲(chóng)中的間盤(pán)輪蟲(chóng)屬僅見(jiàn)于前三個(gè)采樣點(diǎn)，原生動(dòng)物砂殼蟲(chóng)屬中的1種見(jiàn)于前四個(gè)取樣點(diǎn).在定性測(cè)定中，發(fā)現(xiàn)橈足類中的猛水蚤目在該水域中的密度最大，在VI號(hào)取樣點(diǎn)中，盤(pán)腸溞的密度卻又比猛水蚤的密度大.此外，無(wú)節(jié)幼體的出現(xiàn)率也很高，7個(gè)采樣點(diǎn)均有分布.

表1顯示，各采樣點(diǎn)浮游動(dòng)物的種類數(shù)相差不大，從大到小依次是:I=II(9種)＞V=VI(6種)＞III=IV=VII(5種).

表1 浮游動(dòng)物種類組成及分布Tab.1 Species composition and distribution of zooplankton

2.2 現(xiàn)存量

表2 浮游動(dòng)物密度組成 個(gè)·L－1Tab.2 The density of the zooplankton 個(gè)·L－1

表3 浮游動(dòng)物生物量組成 mg·L－1Tab.3 Zooplankton biomass composition mg·L－1

在此次的調(diào)查中，平均密度為104個(gè)/L，其中無(wú)節(jié)幼體最多，為52個(gè)/L，占總密度的50.2%;其次為橈足類32個(gè)/L，占總密度的31.1%;枝角類和輪蟲(chóng)類較少(如表2).

浮游動(dòng)物的平均生物量為1.6693 mg/L，由高到低依次是橈足類 0.968 6 mg/L，占總生物量的58.0%;枝角類 0.490 3 mg/L，占總生物量的 29.4%;無(wú)節(jié)幼體 0.2086 mg/L，占總生物量的 12.5%;輪蟲(chóng)類 0.0018mg/L(如表 3).

將各采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，可以清晰的看出采樣點(diǎn)V的生物量組成最高、采樣點(diǎn)VI生物密度最高.將這兩項(xiàng)結(jié)合起來(lái)看，V、VI這兩處數(shù)值接近.定量結(jié)果顯示，橈足類中的劍水蚤目中—臺(tái)灣溫劍水蚤是該水域的優(yōu)勢(shì)種.

2.3 生物多樣性指數(shù)

依照國(guó)內(nèi)外常用的標(biāo)準(zhǔn)［7］，將Margalef生物多樣性指數(shù)D值劃分成5個(gè)水質(zhì)等級(jí):0～1為重度污染;1～2為嚴(yán)重污染;2～4為中度污染;4～6為輕度污染;D＞6為清潔水體.依據(jù)前面1.4提供的計(jì)算方法，算出各取樣點(diǎn)的D值.

調(diào)查水域Margalef多樣性指數(shù)(D值)分布(表4)，顯示目前龍洞河浮游動(dòng)物的物種多樣性很低，從各取樣點(diǎn)的評(píng)價(jià)中可知，龍洞河的水質(zhì)在采樣點(diǎn)I、II處為中度污染;采樣點(diǎn)III～VII均屬于重度污染水質(zhì).此結(jié)果說(shuō)明龍洞河的水質(zhì)污染嚴(yán)重，越靠近市區(qū)水質(zhì)污染越嚴(yán)重，即居民越密集的地方水質(zhì)受污染的程度越明顯.

表4 Margalef多樣性指數(shù)(D值)分布和評(píng)價(jià)Tab.4 Margalef diversity index(D value)distribution and evaluation

3 討論

從整體上看所調(diào)查水域浮游動(dòng)物種類多樣性均不高，此次調(diào)查共采集到9種浮游動(dòng)物.所有種類均為我國(guó)適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)耐有機(jī)污染的廣分布種［8］.其中橈足類中的劍水蚤目的一種—臺(tái)灣溫劍水蚤出現(xiàn)率最高且在現(xiàn)存量中占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，可以認(rèn)定其為該水域典型指示性代表種類.

表4已經(jīng)表明從上游到進(jìn)入城區(qū)這一段龍洞河流域的水質(zhì)已經(jīng)受到嚴(yán)重污染.2002年張儀和韓軍用綜合污染指數(shù)法評(píng)價(jià)龍洞河水環(huán)境質(zhì)量，測(cè)定龍洞河上游至進(jìn)入城區(qū)段水環(huán)境為中度污染［1］，與此次調(diào)查結(jié)果相比，發(fā)現(xiàn)這一段水域的水質(zhì)變差，除了離源頭較近的兩個(gè)采樣點(diǎn)為中度污染外，其他采樣點(diǎn)的水質(zhì)均為重度污染，說(shuō)明在過(guò)去的十年中龍洞河及周邊環(huán)境并沒(méi)有得到改善，而使水質(zhì)污染程度更加嚴(yán)重.

從龍洞河浮游動(dòng)物的區(qū)系組成來(lái)看，主要以典型的適應(yīng)性強(qiáng)耐有機(jī)污染的中國(guó)廣泛分布的種類為主體［8］，優(yōu)勢(shì)種類構(gòu)成現(xiàn)存量的主要成分，多樣性較低.根據(jù)李明德在于橋水庫(kù)1986－1987年調(diào)查中給出的非結(jié)冰期年均值浮游動(dòng)物生物量與水體營(yíng)養(yǎng)類型的表示法［9］，比照調(diào)查結(jié)果，得出龍洞河屬于中營(yíng)養(yǎng)水體.

由于龍洞河對(duì)于恩施整個(gè)城區(qū)的環(huán)境有著非常重要的作用，又是清江的支流，因而有必要加強(qiáng)對(duì)其環(huán)境變化的檢測(cè).而此次僅是一次調(diào)查的結(jié)果，要想得到更為準(zhǔn)確的分析結(jié)果，還需要增加調(diào)查采樣次數(shù).因而，建議今后對(duì)龍洞河進(jìn)行連續(xù)和周期性的調(diào)查，以了解、跟蹤環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的變化.從而為更好的治理龍洞河提供依據(jù).同時(shí)，對(duì)污染源進(jìn)行處理，使排入龍洞河水的都是達(dá)標(biāo)的水;合理規(guī)劃，建立健全城市下水道系統(tǒng)，集中處理生活污水;清理河道，清除水底淤泥，避免其所帶來(lái)的二次污染.

［1］ 張儀，韓軍.恩施市龍洞河污染現(xiàn)狀與防治對(duì)策［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2002，25(S1):65－71.

［2］ 國(guó)家環(huán)保局，水生生物監(jiān)測(cè)手冊(cè)編委會(huì).水生生物監(jiān)測(cè)手冊(cè)［M］.南京:東南大學(xué)出版社，1993.

［3］ 周鳳霞，陳劍虹.淡水微型生物與底棲動(dòng)物圖譜［M］.2版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

［4］ 中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所甲殼動(dòng)物研究組.中國(guó)動(dòng)物志·節(jié)肢動(dòng)物門(mén)·甲殼綱·淡水橈足類［M］.北京:科學(xué)出版社，1979.

［5］ 蔣燮治，堵南山.中國(guó)動(dòng)物志·節(jié)肢動(dòng)物門(mén)·甲殼綱·淡水枝角類［M］.北京:科學(xué)出版社，1979.

［6］ 全國(guó)湖泊水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查研究課題組.湖泊富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范［M］.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1987.

［7］ 許木啟.從浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與功能的變化看府河——白洋淀水體的自凈效果［J］.水生生物學(xué)報(bào)，1996，20(3):212－220.

［8］ 洪松，陳靜生.中國(guó)河流水生生物群落結(jié)構(gòu)特征探討［J］.水生生物學(xué)報(bào)，2002，26(3):295－305.

［9］ 李明德.于橋水庫(kù)水生生物調(diào)查［C］//水生生物學(xué)論文集.北京:海洋出版社，1991.