濟(jì)南地區(qū)豐、枯水期浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征的研究

李　萌（1.山東省棗莊市水文局　棗莊　277800　2.濟(jì)南市水文局　濟(jì)南　250014）

濟(jì)南地區(qū)豐、枯水期浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征的研究

李萌1，2
（1.山東省棗莊市水文局棗莊2778002.濟(jì)南市水文局濟(jì)南250014）

為了解濟(jì)南地區(qū)浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征，于2014年豐水期（5月）和枯水期（11月）對濟(jì)南地區(qū)22個(gè)采樣點(diǎn)位進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果表明，兩個(gè)時(shí)期共鑒定出浮游動(dòng)物86種，豐水期浮游動(dòng)物共計(jì)4類74種，平均密度為38.77 ind./L；枯水期浮游動(dòng)物共4類27種，平均密度為3.99 ind./L。根據(jù)多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、豐富度指數(shù)對濟(jì)南地區(qū)浮游動(dòng)物進(jìn)行評價(jià)，豐水期均勻度指數(shù)與枯水期相似，其余指數(shù)均高于枯水期。

濟(jì)南浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)環(huán)境因素

浮游動(dòng)物是水域生態(tài)系統(tǒng)中重要的組成部分。具有分布廣泛、種類多、繁殖迅速，世代周期短等特點(diǎn)。浮游動(dòng)物多樣性是水域生態(tài)系統(tǒng)中重要的評價(jià)指標(biāo)，其種類和密度的變化，可以準(zhǔn)確地反映出水域生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境的好壞。浮游動(dòng)物與水質(zhì)有密切關(guān)系，經(jīng)常被作為水體污染的重要指示物種，對水體環(huán)境變化較敏感，在環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境保護(hù)中起著重要作用。

本文以浮游動(dòng)物為指標(biāo)，研究了2014年濟(jì)南地區(qū)豐水期和枯水期浮游動(dòng)物的種類數(shù)、密度、物種多樣性等指數(shù)動(dòng)態(tài)，探究了影響濟(jì)南地區(qū)浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征的主要水質(zhì)因子，并從水質(zhì)理化指標(biāo)、浮游動(dòng)物指標(biāo)等多個(gè)角度評價(jià)了濟(jì)南地區(qū)水質(zhì)的狀況，旨在為濟(jì)南地區(qū)水質(zhì)健康評價(jià)和可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1采樣點(diǎn)位設(shè)置

濟(jì)南位于山東省中西部，南依泰山，北跨黃河，背山面水，占地面積為8177.21km2，境內(nèi)河流主要有黃河、小清河兩大水系。豐水期和枯水期是冬季轉(zhuǎn)夏季、夏季轉(zhuǎn)冬季的過渡季節(jié)，風(fēng)向多變。于2014年豐水期和枯水期對濟(jì)南地區(qū)進(jìn)行采樣調(diào)查，根據(jù)濟(jì)南生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)，共設(shè)立22個(gè)采樣點(diǎn)位（圖1）。

1.2樣品采集與處理

使用采水器在各水層采混合水樣100L，用25號(hào)浮游生物網(wǎng)過濾，將濾取過的樣本放入100mL標(biāo)本瓶中，加4% ～5%的甲醛溶液固定。固定的樣本在室內(nèi)靜止24h后虹吸上清液，濃縮至50mL。在100～400倍Olympus—CX21生物顯微鏡下鑒定浮游動(dòng)物種類，記錄個(gè)體密度。浮游動(dòng)物種類鑒定參考主要根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)。

1.3數(shù)據(jù)分析和處理

計(jì)算Shannon-Wiener指數(shù)（H'）、Pielou均勻度（J）、Margalef種類豐富度指數(shù)（D）來研究浮游動(dòng)物多樣性。

（1）Shannon-Wiener-多樣性指數(shù)（H'）：H'=－Σ（ni/N）×log2（ni/N）；

（2）Pieiou均勻度指數(shù)（J）：J=H'/lns；

（3）Margalef多樣性指數(shù)（D）：D=（s－1）/lnN。

Shannon-Wiener指數(shù)和Margalef種類豐富度指數(shù)評價(jià)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)均分為5個(gè)等級：0～1為多污型，1～2為α-中污型，2～3為β-中污型，3～4為寡污型，大于4為清潔水體。

式中：s為輪蟲的種類數(shù)；N為浮游動(dòng)物的總密度，ni為第i種的密度。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

運(yùn)用Origin7.5完成箱型圖分析，Shannon-Wiener-多樣性指數(shù)、Pieiou均勻度指數(shù)、Margalef多樣性指數(shù)計(jì)算用BiodiversityProfession 2.0完成，濟(jì)南地區(qū)圖在ArcMap 9.3上完成。

2　結(jié)果及分析

濟(jì)南地區(qū)豐、枯水期共鑒定出浮游動(dòng)物共4類86種。其中，豐水期74種，枯水期27種，豐水期種類相比枯水期較多。從時(shí)間上看，豐水期共鑒定出浮游動(dòng)物4類74種。其中，輪蟲最多，共30種，占種類組成的40.54%；其次為原生動(dòng)物，共25種，占33.78%；枝角類13種，橈足類6種，分別占17.57%和8.11%。枯水期共鑒定出浮游動(dòng)物4類27種，其中輪蟲和原生動(dòng)物最多，均8種，占種類組成的29.63%；其次為枝角類，共7種，占25.93%；橈足類4種，占14.81%（圖2）。

豐水期浮游動(dòng)物主要由輪蟲組成，浮游動(dòng)物密度為0～853.00ind./L，平均值為38.77 ind./L。密度最高的點(diǎn)位為J22，密度值為266.25 ind./L，密度最低點(diǎn)位為J9，密度值為0.25 ind./L。輪蟲的密度相對較大。枯水期浮游動(dòng)物主要有原生動(dòng)物和輪蟲組成，密度相對較小，為0～175.50ind./L，平均值為3.99 ind./L。各種類密度相差不大。密度最高點(diǎn)位為J15，密度值為42.00 ind./L，密度最低點(diǎn)位為J16和J19，密度值均為0.50 ind./L。豐水期和枯水期浮游動(dòng)物密度差異性較大（P＜0.05）（見圖2）。

圖1　濟(jì)南采樣點(diǎn)分布圖

圖2　不同時(shí)期浮游動(dòng)物密度的組成圖

濟(jì)南地區(qū)豐水期除均勻度指數(shù)與枯水期相差不大，平均值分別為0.88和0.91，密度及各個(gè)指數(shù)均要高于枯水期。Shannon-Wiener-多樣性指數(shù)H'值平均值為2.75，枯水期Shannon-Wiener-多樣性指數(shù)H'平均值為1.83，兩個(gè)時(shí)期相關(guān)性不顯著（P＞0.05）；豐水期Margalf豐富度指數(shù)（D）平均值為2.47，枯水期Margalf豐富度指數(shù)（D）平均值為1.75，兩個(gè)時(shí)期相關(guān)性不顯著（P＞0.05）（圖3）。

圖3　濟(jì)南地區(qū)豐水期和枯水期全流域浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征的比較分析圖

表1　不同季節(jié)浮游動(dòng)物的種類組成及其所占比例表

3　討論

此次調(diào)查濟(jì)南地區(qū)浮游動(dòng)物共鑒定出4類86種。其中，輪蟲33種，原生動(dòng)物28種，枝角類16，橈足類6種；豐水期各種類數(shù)分別為30、25、13、6種，枯水期各種類數(shù)分別為8、8、7、4種。枯水期相比豐水期而言種類下降32.50%。從各季節(jié)種類組成來看，輪蟲占絕對的優(yōu)勢，其次為原生動(dòng)物。豐、枯水期浮游動(dòng)物密度為38.77 ind./L和3.99 ind./L，主要原因可能是由于豐水期溫度升高，食物、溫度、光照等條件充足，適合浮游動(dòng)物生長繁衍。而枯水期溫度下降，各方面條件都達(dá)不到豐水期時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致浮游動(dòng)物的種類數(shù)量下降?？菟诩竟?jié)更替，導(dǎo)致浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行了演替和種類發(fā)生了改變，浮游動(dòng)物種類和密度均有不同程度的下降。

有研究表明，浮游生物多樣性指數(shù)在一定程度可以鑒定水質(zhì)狀況，浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)越大，水質(zhì)越良好。根據(jù)水質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，得出結(jié)論：濟(jì)南地區(qū)豐水期與枯水期的Shannon-Wiener-多樣性指數(shù)H'平均值為2.75和1.83，說明濟(jì)南地區(qū)豐水期水體整體為β-中污染，枯水期水體整體為α-中污染。利用Margalf豐富度指數(shù)（D）評價(jià)，得出相同結(jié)論。說明濟(jì)南地區(qū)水體不同季節(jié)受到不同程度污染，綜合評價(jià)濟(jì)南地區(qū)，水體呈中度污染。

研究表明，濟(jì)南地區(qū)豐水期和枯水期浮游動(dòng)物群落種類和數(shù)量受到季節(jié)影響較大。濟(jì)南位于山東省中部地帶，人口密集，人類的活動(dòng)可能引起水體污染和水體富營養(yǎng)化，豐水期相比枯水期各種因素更適合浮游動(dòng)物生長繁殖，浮游動(dòng)物群落發(fā)生季節(jié)性演替，使得物種和數(shù)量都有明顯的差距。濟(jì)南地區(qū)水質(zhì)相對較好，更有大明湖、趵突泉等文明全國的旅游景點(diǎn)。合理開發(fā)水資源，保護(hù)水體生態(tài)環(huán)境，會(huì)使得環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到雙豐收■

（濟(jì)南市水生態(tài)時(shí)空變異驅(qū)動(dòng)機(jī)制及自動(dòng)監(jiān)測模式；國家自然科學(xué)基金（51279005）；山東省水利廳、山東省財(cái)政廳《水生態(tài)文明試點(diǎn)科技支撐計(jì)劃》（SSTWMZCJH-SD02）資助。）