焦作市青天河浮游動(dòng)物調(diào)查及多樣性研究

王玉玲,張霽

(1.商丘師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院,河南 商丘 476000;2.商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 商丘 476001 )

焦作市青天河浮游動(dòng)物調(diào)查及多樣性研究

王玉玲1,張霽2

(1.商丘師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院,河南 商丘 476000;2.商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 商丘 476001 )

主要對(duì)焦作市青天河浮游動(dòng)物的種類組成、群落結(jié)構(gòu)特征和物種的多樣性進(jìn)行了調(diào)查研究，共鑒定出浮游動(dòng)物82種，其中原生動(dòng)物32種，輪蟲26種，節(jié)肢動(dòng)物24種.優(yōu)勢(shì)種主要有蚤狀溞(Daphniapulex)、大型溞(DaphniamagnaStraus)、放射太陽(yáng)蟲(ActinophryssolEhrenberg)、廣布中劍水蚤(Mesocychclops)等.原生動(dòng)物占浮游動(dòng)物總數(shù)的39.0%，輪蟲占31.7%，節(jié)肢動(dòng)物占29.3%.結(jié)果表明，浮游動(dòng)物隨浮游植物數(shù)量的增多而增多，密度和浮游動(dòng)物數(shù)量間呈良好的正相關(guān)，魚類對(duì)浮游動(dòng)物的濾食同樣也影響浮游動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu).

焦作市青天河；浮游動(dòng)物；種類組成；多樣性

浮游動(dòng)物是存在于水中的小型水生動(dòng)物，是水體的重要組成部分.在維持水體生態(tài)系統(tǒng)中有重要的作用，同時(shí)，它們的種類和數(shù)量的變化還控制著初級(jí)生產(chǎn)力的變化，能直接或間接影響食物鏈中其他浮游藻類、微生物和一些魚類的群落組成和數(shù)量，從而影響到水域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而能調(diào)控生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng).另一方面，浮游動(dòng)物也是評(píng)價(jià)水域生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)，其中很多種類對(duì)環(huán)境的變化非常敏感.利用群落結(jié)構(gòu)中浮游動(dòng)物的種類組成差異、種類數(shù)量的變化、個(gè)體數(shù)的變動(dòng)以及生物的多樣性等一些綜合指標(biāo)，可以評(píng)判水域質(zhì)量和環(huán)境的變化，反映水體的質(zhì)量?jī)?yōu)劣和健康狀況[1,2].在對(duì)大面積水體養(yǎng)殖的實(shí)踐中，通常采取對(duì)水域中浮游生物的采樣分析，計(jì)算水體生物的生產(chǎn)量，分析養(yǎng)魚水質(zhì)，進(jìn)而判定是否增加餌料.

焦作南鄰黃河，青天河位于焦作市西北部博愛(ài)縣境內(nèi)，距離黃河大約20 km，地處北溫帶，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年降水量大致為738.9 mm，全年平均溫度大約為14.8 ℃,青天河河水平均溫度11 ℃,青天河外形不太規(guī)則，由大壩、大泉湖、三姑泉、靳家?guī)X等游覽區(qū)等308個(gè)景點(diǎn)組成，其內(nèi)部還有峽谷和丘陵組成，總面積為106 km2.青天河中有多種魚類，常見(jiàn)的有鰱魚、鯽魚、草魚、鳙魚、鯉魚等，這些魚類大部分都以河中的浮游生物為食，但隨著景區(qū)的開(kāi)放度逐漸提高，游客量逐年升高，景區(qū)河水受到很大污染.而河中生活的大量浮游動(dòng)物是主要的次級(jí)生產(chǎn)者，為河內(nèi)的動(dòng)物提供了主要餌料.因此，它們的數(shù)量、分布以及變動(dòng)等都會(huì)直接或間接的影響著青天河的生態(tài)環(huán)境.本文主要研究青天河浮游動(dòng)物組成、分布、多樣性以及與其生存環(huán)境的主要關(guān)系，以期能為青天河的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和生物多樣性研究提供一些基礎(chǔ)資料.

1 材料與方法

1.1 采樣時(shí)間和站位設(shè)置

課題組成員根據(jù)青天河的形狀、周邊環(huán)境、水體條件以及對(duì)浮游生物的采集要求,在青天河周圍設(shè)置了A、B、C、D、E、F、G、H共8個(gè)采樣點(diǎn)，并于2014年6月至9月的上、中、下旬分別對(duì)青天河進(jìn)行采樣.采樣點(diǎn)位置介紹見(jiàn)表1

表1 青天河浮游動(dòng)物采樣點(diǎn)位置

Table 1 The sampling site of Qingtian River

1.2 樣品采集和處理

根據(jù)青天河的地理位置，用網(wǎng)口內(nèi)徑31.6 cm，下圈內(nèi)徑50 cm,網(wǎng)長(zhǎng)140 cm，篩絹網(wǎng)孔寬160 um，高度30 cm的淺水II 型浮游生物網(wǎng)，從底層到表層垂直拖網(wǎng)，采集浮游動(dòng)物樣品，并將樣品裝入廣口瓶，用80%的酒精固定住帶回實(shí)驗(yàn)室；另外，在設(shè)置的8個(gè)點(diǎn)分別采集水質(zhì)樣品，將樣品中雜質(zhì)濾掉，在顯微鏡下進(jìn)行種類鑒定、計(jì)數(shù)[3-7].

1.3 數(shù)據(jù)處理和相關(guān)性分析[8,9]

浮游動(dòng)物的數(shù)量計(jì)算:按照下式計(jì)算浮游動(dòng)物的數(shù)量

Na=(Vs×n)/(V×Va)

式中Na代表1L中浮游動(dòng)物的個(gè)體數(shù)(ind·L-1)；V代表采樣體積(L)；Vs代表沉淀體積(mL)；Va代表計(jì)數(shù)體積(mL)；n代表技術(shù)所得的個(gè)體數(shù).

浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)計(jì)算 根據(jù)Shannon-Wiener計(jì)算多樣性指數(shù)，即:

式中Pi=Ni/N，Ni代表第i個(gè)物種的個(gè)體數(shù)，N代表S個(gè)物種的總個(gè)體數(shù).

浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)度指數(shù)計(jì)算 根據(jù)Simpson優(yōu)勢(shì)度公式計(jì)算優(yōu)勢(shì)度指數(shù)，即:

式中Ni為第i個(gè)物種的個(gè)體數(shù)，N是S個(gè)物種的總個(gè)體數(shù)，S是物種數(shù).

浮游動(dòng)物均勻度指數(shù)計(jì)算 根據(jù)Pielou均勻度公式計(jì)算均勻度指數(shù)，即：

E=H/lnS

式中H為Shannon-Wiener物種多樣性指數(shù)，S為物種數(shù).

浮游動(dòng)物豐富度指數(shù)計(jì)算 根據(jù)Margalef豐富度公式計(jì)算豐富度指數(shù),即：

R=(S-1)/lnN

浮游動(dòng)物相似性指數(shù)計(jì)算 根據(jù)Jaccard相似性公式計(jì)算相似性指數(shù)，即：

q=J/(a′+b′-J)

式中a′為A群落物種數(shù),b′為B群落物種數(shù),J為A、B共有的物種數(shù).

2 結(jié)果與分析

2.1 青天河浮游動(dòng)物種類

本次所得的樣品中，共有82種，具體名錄見(jiàn)表2，其中原生動(dòng)物有10科13屬32種，占總數(shù)的39.0%，輪蟲有5科10屬26種，占總數(shù)的31.7%，節(jié)肢動(dòng)物有5科5屬24種，占總數(shù)的29.3%(見(jiàn)表3).就浮游動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)種的情況來(lái)看，原生動(dòng)物中的優(yōu)勢(shì)種主要有大變形蟲(AmoebaproteusLeidy)、多足變形蟲(Amoebapolypodia)、大草履蟲(ParameciumcaudatumEhrenber)、放射太陽(yáng)蟲(ActinophryssolEhrenberg)等.輪蟲主要有臂尾水輪蟲 (EpiphanesbrachionusEhrenberg)、小巨頭輪蟲(CephalodellaexignaGosse)為優(yōu)勢(shì)種.節(jié)肢動(dòng)物門主要有蚤狀溞(DaphniapulexDe Geer)、大型溞(DaphniamagnaStraus)、廣布中劍水溞(MesocyclopsleuckartiClaus)等.

表2 青天河浮游動(dòng)物名錄

Table2 The name of zooplankton of Qingtian River

表3 青天河浮游動(dòng)物組成及數(shù)目

Table3 Composition and numbers of zooplankton in Qingtian River

2.2 多樣性特征

從表4可以看出，8個(gè)采樣點(diǎn)地區(qū)浮游動(dòng)物分布強(qiáng)度大致相同，但浮游動(dòng)物的種類豐富度表現(xiàn)出較為明顯的差異.8個(gè)采樣點(diǎn)的浮游動(dòng)物的種類豐富度指數(shù)的比較：鳳凰灘(2.45)>石佛灘(2.42)>月山寺(2.08)>明清居民寺(1.94)>靳家?guī)X(1.89)>太行博竹苑(1.28)>河水入口處(1.26)>河水出口處(1.17).從表4可以看出，河水入口和出口處浮游動(dòng)物的豐富度指數(shù)相對(duì)于河水中央處的石佛灘和鳳凰灘的浮游動(dòng)物的豐富度指數(shù)較小.石佛灘和鳳凰灘浮游動(dòng)物數(shù)量較多，豐富度也最高.

表4 8種采樣點(diǎn)浮游動(dòng)物種類多樣性指標(biāo)

Table4 Species diversity index of zooplankton in 8 sampling areas

8個(gè)采樣點(diǎn)中雖然鳳凰灘和石佛灘的浮游動(dòng)物的多樣性指數(shù)相對(duì)較高，但8個(gè)采樣點(diǎn)的多樣性指數(shù)差異不太明顯.石佛灘和鳳凰灘的環(huán)境容納量相對(duì)較大，處于河水中央處，環(huán)境較為穩(wěn)定，污染程度較小，自然狀況較為穩(wěn)定，這些都是有利于浮游動(dòng)物正常生長(zhǎng)和生殖的因素，物種多樣性指數(shù)相對(duì)較高.

從表4可得，多樣性和優(yōu)勢(shì)度規(guī)律大致一樣.8個(gè)采樣點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)度指數(shù)大體一致，但石佛灘(0.40)和鳳凰灘(0.40)的優(yōu)勢(shì)度指數(shù)較其余6個(gè)采樣點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)度指數(shù)高,鳳凰灘(0.40)>明清居民寺(0.39)>月山寺(0.38)>河水入口處(0.37)>靳家?guī)X(0.36)>河水出口處(0.34)>太行博竹苑(0.33),多樣性指數(shù)由種類數(shù)和分布均勻性這兩個(gè)成分組成，石佛灘和鳳凰灘均勻度指數(shù)相對(duì)較低，但后者兩處浮游動(dòng)物豐富度指數(shù)最高，這是由于較多的種類數(shù)起了關(guān)鍵性作用.

從這8個(gè)采樣點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)度指數(shù)可以看出，其規(guī)律與種類豐富度指數(shù)基本一致，這充分反映出浮游動(dòng)物豐富度高的地方優(yōu)勢(shì)度也較高，這與浮游動(dòng)物的生境的環(huán)境有直接關(guān)系.

2.3 浮游動(dòng)物分布相似性比較

根據(jù)Jaccard的相似性系數(shù)原理，當(dāng)q在0.00～0.25區(qū)間時(shí)為不相似，在0.25～0.50區(qū)間時(shí)為中等不相似，在0.50～0.75區(qū)間時(shí)為中等相似，在0.75～1.00區(qū)間時(shí)為極相似.青天河浮游動(dòng)物的各個(gè)采樣點(diǎn)的相同物種數(shù)見(jiàn)表5，物種的相似系數(shù)見(jiàn)表6.

表5 8種采樣點(diǎn)浮游動(dòng)物相似物種

Table5 Species habitat similarity of zooplankton in 8 sampling areas

表6 8種采樣點(diǎn)浮游動(dòng)物物種相似系數(shù)

Table6 Species habitat similarity coefficient of zooplankton in 8 sampling areas

從表6中可知，河水入口處與靳家?guī)X、河水入口處與月山寺、河水入口處與明清居民村、河水入口處與太行博竹苑、河水入口處與河流出口處、靳家?guī)X與月山寺、靳家?guī)X與石佛灘、靳家?guī)X與鳳凰灘、靳家?guī)X與明清居民村、靳家?guī)X與太行博竹苑、靳家?guī)X與河流出口處、月山寺與石佛灘、月山寺與鳳凰灘、月山寺與太行博竹苑、月山寺與河流出口處、石佛灘與太行博竹苑、石佛灘與河流出口處、鳳凰灘與太行博竹苑、鳳凰灘與河流出口處、明清居民村與太行博竹苑、明清居民村與河流出口處、太行博竹苑與河流出口處均為不相似.河水入口處與石佛灘、河水入口處與鳳凰灘、石佛灘與鳳凰灘、石佛灘與明清居民村、鳳凰灘與明清居民村為中等不相似.石佛灘與鳳凰灘均地處河流中央處，水體狀況相似，環(huán)境也較為相同，因此石佛灘和鳳凰灘的相似系數(shù)相對(duì)較高.另外，明清居民村與石佛灘和鳳凰灘相距較近，因此，相似系數(shù)也相對(duì)較高.

3 討 論

3.1 浮游動(dòng)物種類分析

經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的取樣調(diào)查，共鑒定出3類浮游動(dòng)物共82種，其中原生動(dòng)物32種，輪蟲26種，節(jié)肢動(dòng)物24種.從8個(gè)采樣點(diǎn)可以看出浮游動(dòng)物的種類與具體生活環(huán)境中的環(huán)境容納量和資源狀況有很大關(guān)系，即資源越為豐富，環(huán)境越為適宜，生境遭受的破壞越小，浮游動(dòng)物的種類也越多.一些浮游植物和濾食性的魚類也可能會(huì)影響到浮游動(dòng)物的種類.濾食性魚類對(duì)浮游動(dòng)物的捕食對(duì)浮游動(dòng)物的個(gè)體大小有著很明顯的選擇性，在同樣的能量消耗下，會(huì)優(yōu)先選擇個(gè)體相對(duì)較大的浮游動(dòng)物.因此，魚類的捕食壓力是影響浮游動(dòng)物物的種類數(shù)量和多樣性的一個(gè)重要因素.同樣，浮游動(dòng)物之間的競(jìng)爭(zhēng)和捕食關(guān)系的存在也在一定程度上影響著浮游動(dòng)物的種類數(shù).

3.2 浮游動(dòng)物多樣性分析

物種之間的多樣性分析表明，8個(gè)采樣點(diǎn)浮游動(dòng)物的種類豐富度為：鳳凰灘>石佛灘>月山寺>明清居民寺>靳家?guī)X>太行博竹苑>河水入口處>河水出口處.因?yàn)槎鄻有灾笖?shù)由種類數(shù)量和均勻性兩種成分決定，石佛灘和鳳凰灘均勻度指數(shù)相對(duì)較低，但后者兩處浮游動(dòng)物豐富度指數(shù)最高，這是由于較多的種類數(shù)起了關(guān)鍵性作用.因此，物種的多樣性的大小決定于種類的豐富度和均勻度共同變化的相對(duì)大小.石佛灘和鳳凰灘的多樣性、優(yōu)勢(shì)度均較高，這說(shuō)明這兩個(gè)采樣點(diǎn)的環(huán)境容納量和資源量最適合于浮游動(dòng)物的生存，鳳凰灘的豐富度指數(shù)最高，空間異質(zhì)性程度較高，這表明此處有著更多樣性的小生境，能夠允許更多的物種生存于其中.河流入口處和出口處的環(huán)境較為復(fù)雜，生境不穩(wěn)定，因此，多樣性和豐富度指數(shù)均較低.

3.3 浮游動(dòng)物相似性分析

從表6得到的相似性之間的關(guān)系可以看出，河水入口處與石佛灘、河水入口處與鳳凰灘、石佛灘與鳳凰灘、石佛灘與明清居民村、鳳凰灘與明清居民村為中等不相似，這表明了這些地方有較多的相似物種.同時(shí)，由于石佛灘和鳳凰灘均處于河水中央處，河水受到的污染程度低，因此，這兩個(gè)地方的浮游動(dòng)物種類數(shù)較多，相似性也較高.

3.4 青天河管理建議

近些年隨著人們的旅游量劇增，對(duì)河水的破壞程度比之前要高很多，對(duì)河水中的浮游動(dòng)物的生存環(huán)境造成很大破壞，對(duì)浮游動(dòng)物的數(shù)量種類和多樣性也有很大影響.近些年報(bào)道的赤潮現(xiàn)象的頻發(fā)可能也是由于浮游動(dòng)物數(shù)量減少，因此，可食用的浮游植物的數(shù)量驟增，造成赤潮現(xiàn)象的爆發(fā).對(duì)青天河旅游景區(qū)保護(hù)的建議為在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，要加大對(duì)環(huán)境的保護(hù)力度，健全管理制度，限制景區(qū)的人口數(shù)量，加強(qiáng)對(duì)景區(qū)的人員管理，傳播保護(hù)生態(tài)環(huán)境的意識(shí)，禁止向河中投擲污染水環(huán)境的東西.及時(shí)將人類留下的垃圾處理掉，定期檢測(cè)河水中的浮游動(dòng)物或水生生物的種類和數(shù)量的變化，掌握水域的變化趨勢(shì)并及時(shí)采取措施補(bǔ)救.盡量減少景區(qū)周圍會(huì)排放有害氣體和污水的工廠,避免破壞水體生態(tài)平衡和減少對(duì)自然景觀的破壞.

[1]劉建康.高級(jí)水生生物學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社，1999:94-97，199-223，284-288，327-337.

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[責(zé)任編輯：徐明忠]

Investigation on zooplankton and diversity in the Qingtian river of Jiaozuo

WANG Yuling1,ZHANG Ji2

(1.College of Life Science, Shangqiu Normal University, Shangqiu 476000,China; 2.Shangqiu Vocational Technical College,Shangqiu 476001,China)

This paper deals with the species, distribution, diversity of the zooplankton in the Qingtian river of Jiaozuo.Species diversity and community structure characteristics were investigated,and discuss the main environmental factors.A total of 58 species zooplankton were found and identified as 32 species ofPhylumProtozoa,26 species ofPhylumRotifera,24 species ofPhylumArthropoda.The dominant species areDaphniapulex、DaphniamagnaStraus、ActinophryssolEhrenberg andMesocychclops.PhylumProtozoaaccounting for 39.0%,PhylumRotiferaaccounting for 31.7%,PhylumArthropodaaccounting for 29.3%.The results show that the highest biomass and abundance of zooplankton in the Qingtian river of Jiaozuo City appears in October, from which they gradually decrease.This research also shows that the relationship of zooplankton in the Qingtian river of Jiaozuo with phytoplankton is positive correlativity.

the Qingtian river of Jiaozuo; zooplankton; species;diversity

2015-10-18

河南省2011年基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計(jì)劃項(xiàng)目(112300410267)

王玉玲(1968-),女,河南商丘人，商丘師范學(xué)院副教授,主要從事動(dòng)物學(xué)教學(xué)及昆蟲研究.

Q958.8

A

1672-3600(2015)12-0056-06