錦江河特有魚類國家級水產種質資源保護區(qū)浮游動物群落結構

梁正其， 王 慧， 冉 輝， 巴家文,， 李明剛

(1 銅仁學院 生物與農林工程學院，梵凈山特色動植物資源重點實驗室，貴州 銅仁 554300；2 銅仁市創(chuàng)建國家環(huán)境保護模范城市辦公室，貴州 銅仁 554300)

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錦江河特有魚類國家級水產種質資源保護區(qū)浮游動物群落結構

梁正其1， 王 慧1， 冉 輝1， 巴家文1,2， 李明剛2

(1 銅仁學院 生物與農林工程學院，梵凈山特色動植物資源重點實驗室，貴州 銅仁 554300；2 銅仁市創(chuàng)建國家環(huán)境保護模范城市辦公室，貴州 銅仁 554300)

為研究錦江河特有魚類國家級水產種質資源保護區(qū)浮游動物群落結構特征，于2015年1月、4月、7月和10月按季度在錦江河保護區(qū)進行采樣分析。結果顯示，在保護區(qū)共采集到浮游動物4門51屬82種，輪蟲類、原生動物、橈足類和枝角類物種數占浮游動物物種總數的比例分別為46.34% 、29.27% 、15.85% 和 8.54%。優(yōu)勢種類為4門6屬16種，其中輪蟲類6種，原生動物4種，枝角類4種，橈足類2種。保護區(qū)浮游動物密度變幅為297.76～1 430.10 ind/L，平均為 855.13 ind/L；生物量變幅為5.73～26.36 mg/L，平均為14.37 mg/L；群落豐富度指數(Dm)變幅為3.18～4.90，平均為3.96；香農指數(H')變幅為2.11～3.12，平均為2.81；均勻度指數 (J') 變幅為0.81～0.89，平均為0.86。研究表明，在被攝食壓力下降及餌料生物資源下降的共同影響下，保護區(qū)外界環(huán)境對個體較小的原生動物和輪蟲有利，群落生態(tài)優(yōu)勢度也集中于上述浮游動物類群。受到水文特征的影響，錦江河核心區(qū)的浮游動物物種數、密度和生物量以及多樣性指數總體高于實驗區(qū)。

錦江河；水產種質資源；保護區(qū)；浮游動物；群落結構；生物多樣性指數

錦江河發(fā)源于貴州省梵凈山南麓，河流呈南北走向，北部最終流入湖南境內，該河寬30～100 m，深3～10 m，流速緩慢，全程158 km，流域面積4 086 km2。2009年經農業(yè)部審定，錦江河成為第三批特有魚類國家級水產種質資源保護區(qū)，重點保護區(qū)域為貴州省銅仁段，該河段長68.6 km，總面積約980 hm2，主要保護的魚類為野生鱖、黃顙魚等。保護區(qū)分為核心區(qū)和實驗區(qū)，核心區(qū)位于錦江河的三江公園(銅巖)至漾頭電站河段，面積約600 hm2，實驗區(qū)位于江口縣龍井社區(qū)至三江公園(銅巖)，面積約380 hm2。

浮游動物作為次級生產力在水生態(tài)系統(tǒng)中起著重要的作用[1-2]，并對水生生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)和能量流動起關鍵作用[3]。為了比較系統(tǒng)、全面了解該保護區(qū)浮游動物群落結構和水質情況，本文結合錦江河水文特點以及沿途生活污水排放與網箱養(yǎng)殖水體情況設置采樣點，對錦江河特有魚類國家級水產種質資源保護區(qū)浮游動物的種類組成、生物量、密度及其四季動態(tài)進行研究，利用生物多樣性指數對水體進行評價，以期掌握保護區(qū)浮游動物群落特征和水質狀況，為今后在保護區(qū)開展相關資源保護工作積累本底資料。

1 材料與方法

1.1 采樣點位置和時間

按照湖泊調查規(guī)范，根據錦江河國家級水產種質資源保護區(qū)水域特點，設置10個采樣點(圖1)。

圖1 保護區(qū)采樣點位置示意圖Fig.1 Sampling sites in national aquatic germplasm reserve

根據銅仁所處區(qū)域氣候特點，分別在2015年1月(冬季)、4月(春季)、7月(夏季)和10月(秋季)進行采樣。

1.2 浮游動物采集、計數方法

定性樣品用25號浮游生物網(孔徑64 μm)采集，在水深0～0.5m水層以5 m/s的速度左右拖拉3～5 min，然后裝入采樣品用5%福爾馬林固定，帶回實驗室在20×10倍光學顯微鏡下觀察分類；原生動物及輪蟲定量樣品用2 000 mL有機玻璃瓶采水器在水域上層(離河面1 m)、中層(離河面2 m)和下層(離河面3 m)采樣，分別采取各層河水2 000 mL，倒入桶內混勻，取出其中1 000 mL，加入1%的魯哥氏碘液固定，帶回實驗室后，靜置沉淀24 h后濃縮至50 mL供鏡檢。然后搖勻取出水樣，取出0.1 mL樣品，利用浮游動物分析框在20×10倍光學顯微鏡下全片計數原生動物密度(平行3次)；取出1 mL濃縮樣品至1 mL計數框，在10×10倍顯微鏡下全片計數輪蟲密度(平行3次)。枝角類和橈足類定量樣品用采水器在水域上、中、下層采樣，分別采取各層河水2 000 mL，混合后經13號浮游動物過濾網過濾后經5%福爾馬林固定，濃縮后再用10×10倍顯微鏡下全部計數。浮游動物分類鑒定均參照《淡水浮游生物研究方法》[7]和《中國淡水生物圖譜》[8-10]。

1.3 數據數據及分析

浮游動物的主要生態(tài)指數如密度(ind/L)、優(yōu)勢度(Y)、多樣性(H')、均勻度(J')和豐富度指數(Dm)按以下公式計算[11-13]：

Y(ni/N)×fi

J′=H′/log2S

Dm=(S-1)/lnN

式中：pi= ni/N；ni—i種的個體數；N—所有種類總個體數；S—物種數。H'值在0～1范圍為重污，在1～3范圍為中污(其中，1～2為α-中污，2～3為β-中污)，>3為輕污或無污。

2 結果

2.1 浮游動物種類組成

在10個采樣點4次采樣中，共鑒定浮游動物82種，隸屬于4門51屬，其中輪蟲類最多，18屬38種，占總數的46.34%；原生動物次之，18屬24種，占29.27%；橈足類9屬13種，占15.85%；枝角類最少，6屬7種，占8.54%。2015年錦江河國家級水產種質資源保護區(qū)浮游動物種類組成見表1。

表1 保護區(qū)浮游動物種類組成季節(jié)變化Tab.1 Seasonal changes of zooplankton species composition in national aquatic germplasm reserve

從表1中可以看出，2015年浮游動物種類數季節(jié)變化較大：春季、秋季種類數高于夏季和冬季，且春秋兩季浮游動物種類組成上均以小型浮游動物(原生動物和輪蟲)占較大比例。無論是春秋季還是夏冬季，本次調查發(fā)現(xiàn)保護區(qū)浮游動物種類均以輪蟲出現(xiàn)的種類數占比例較大，夏季和秋季均占總數的50%以上?？梢姡Ｗo區(qū)浮游動物組成類型是以小型個體為主，大型個體為輔。

2.2 優(yōu)勢種組成及分布

以優(yōu)勢度指數Y≥0.02定為優(yōu)勢種，保護區(qū)內共發(fā)現(xiàn)浮游動物優(yōu)勢類群為4門6屬16種，其中原生動物4屬4種，輪蟲類6屬6種，枝角類3屬4種，橈足類1屬2種。實驗區(qū)與核心區(qū)優(yōu)勢種組成有所差異(表2)。

注：“—”表示非優(yōu)勢種

2.3 浮游動物群落結構的時空動態(tài)變化

2.3.1 浮游動物種類組成的季節(jié)變化

原生動物、輪蟲類組成的季節(jié)變化較大(表3)。

表3 保護區(qū)浮游動物的種類數Tab.3 Numbers of zooplankton species in national aquatic germplasm reserve

原生動物在春季最多(15 種)，夏季最少(3種)；輪蟲類在春季最大，達21種，冬季、夏季最少，僅為7種。這種顯著的季節(jié)性變化，原因可能為氣溫高的夏季不利于浮游動物的生長，因此隨著氣溫升高，浮游動物有降低的趨勢。

2.3.2 浮游動物密度、生物量季節(jié)變動趨勢

錦江河保護區(qū)的浮游動物密度以秋季最高(1.43×103ind/L)，其次是夏季(9.61×102ind/L)和春季(7.31×102ind/L)，冬季最低(2.97×102ind/L)。浮游動物生物量也是秋季最高(26.36 mg/L)，其次是夏季(14.18 mg/L)，最少是春季(5.73 mg/L)。

表4 浮游動物密度與生物量的季節(jié)變化Tab.4 Seasonal variation of zooplankton density and biomass

2.4 浮游動物群落分布特點

研究表明，保護區(qū)不同采樣點的浮游動物分布存在一定的差異(表5)，其優(yōu)勢群體均為輪蟲類和原生動物。在實驗區(qū)(龍井、平溪、長坪、壩黃、木弄)，輪蟲類占優(yōu)勢，其中壩黃占比最大(61.48%)；而在核心區(qū)，輪蟲類在甲洲的浮游動物組成中占比最大(60.71%) ，其次是原生動物在惡灘所占比例為50.00%；而枝角類和橈足類在各采樣點所占比例變化不大。因此，實驗區(qū)與核心區(qū)的浮游動物組成以小型動物為主，大型浮游動物為輔。

表5 保護區(qū)各樣點浮游動物密度平均組成百分比Tab.5 Annual average composition of zooplankton density in national aquatic germplasm reserve

注：“—”表示未出現(xiàn)

2.5 浮游動物多樣性指數的季節(jié)變化與水質的關系

浮游動物群落結構的季節(jié)變化將可能導致多樣性指數、豐富度指數、均勻度指數產生相應的變化[14]。本研究這3個指數變化趨勢基本一致，均在夏季最高。H'和Dm評價標準[15]是指數值越大，水質越好，即浮游動物的種類多樣性指數越高，其群落結構越復雜，群落所包含的信息量也越大，穩(wěn)定性越大，水質越好；多樣性指數減小，群落結構趨于簡單，穩(wěn)定性變差，水質下降。錦江河保護區(qū)夏季3個指數都達到最大值。

根據水質評價標準[16]，夏季、秋季水體潔凈度均較高，從H'、Dm值可初步判斷該水域達到中污染至清潔。在水體污染較輕或沒污染時，生物物種數和種群數量都會較高[17]。從本調查的結果來看，錦江河浮游動物種類多，數量也較高，Shannon多樣性指數值普遍較高，表明其水質狀況較好。綜合本研究的水質評價結果，錦江河保護區(qū)整體上為β-中污染或貧營養(yǎng)水平。

3 討論

3.1 浮游動物空間變化與水質的關系

在正常水體(清潔型水體)中，浮游動物一般有種多、數量少的特點。在重污染的水體，幾乎所有的水生生物(除了少數種類的細菌)都難以生存[18]。在較嚴重或中度富營養(yǎng)化的水體中，絕大多數敏感的浮游動物種類消失，往往是一些耐污染種類形成優(yōu)勢種(以較高數量出現(xiàn))，如萼花臂尾輪蟲和椎尾水輪蟲[17]。本研究發(fā)現(xiàn)，保護區(qū)浮游動物中輪蟲在四季所占比例均最高，其次是原生動物，這與扎龍自然保護區(qū)浮游動物組成情況[5]、嬉子湖國家級水產種質資源保護區(qū)冬季浮游動物種類組成的情況[19]基本相同，而與李莉娜[20]、李反修[4]、陳永進[6]等的研究結果有所不同。

在龍井、壩黃、馬巖、惡灘地區(qū)，萼花臂尾輪蟲、椎尾水輪蟲為優(yōu)勢種，這些種類作為污染水體的指示種，因保護區(qū)龍井、壩黃采樣點位于集鎮(zhèn)地區(qū)，馬巖位于市區(qū)下方，惡灘為網箱所在區(qū)域，污染主要來自城區(qū)大量生活污水、工業(yè)廢水排放以及殘餌料、糞便沉積，導致這幾個采樣點污染相對嚴重，水體富營養(yǎng)化。保護區(qū)其他采樣點發(fā)現(xiàn)晶囊輪蟲、三肢輪蟲、葉輪蟲、老年低額溞等種類，這些均屬于寡污染水體的指示種，因此這些采樣點水質較好。根據以上研究結果分析，錦江河保護區(qū)全年水質為輕污染。要更好地維持現(xiàn)有水質、改善水質，需要加大污水處理廠建設，處理集鎮(zhèn)、市區(qū)所占地排入錦江河的污水，拆除保護區(qū)內現(xiàn)有網箱，減少餌料、糞便殘留帶來的污染；同時還要保護和進一步改善河道周邊的植被，提高水體的自凈能力。

3.2 浮游動物與水產種質資源的關系

浮游動物在水生態(tài)系統(tǒng)中既扮演次級生產者，是小型魚類、蝦類及其他水生動物的食物，又扮演消費者角色，攝食浮游植物及細菌碎屑等，控制水體中有害藻類的大量繁生，清除部分腐質碎屑，調節(jié)水質[3]。相關研究表明，鱖魚屬兇猛肉食性魚類，主要攝食鮮活的小雜魚如鰟鮍、餐條、麥穗魚、鯽和小蝦[21]；黃顙魚食性是肉食性為主的雜食性魚類，主要攝食小雜魚，其次是蝦以及各種陸生和水生昆蟲、小型軟體動物和其它水生無脊椎動物[22]。代應貴等[23]對梵凈山及鄰近地區(qū)魚類資源調查中發(fā)現(xiàn)，錦江河中鰍科魚類、馬口魚、麥穗魚、鯽、餐條和鰟鮍等魚類屬于小型魚類優(yōu)勢種，是保護區(qū)野生鱖、黃顙魚的天然生物餌料，而浮游動物為錦江河小型魚類、蝦類等提供豐富的餌料基礎。因此，了解錦江河保護區(qū)浮游動物群落結構特征，對促進了錦江河鱖、黃顙魚等特有魚類水產種質資源的增長，維持種群結構的穩(wěn)定，具有積極作用。

4 結論

(1)錦江河浮游動物種類豐富，為小型魚類、蝦類等提供豐富的天然餌料，對促進錦江河鱖、黃顙魚等特有魚類水產種質資源的增長，更好地保護該水域鱖、黃顙魚等特有魚類資源有積極作用。(2)錦江河國家級水產種質資源保護區(qū)的水質為β-中污染或貧營養(yǎng)水平，達到漁業(yè)用水標準。(3)在被攝食壓力下降及餌料生物資源下降的共同影響下，保護區(qū)外界環(huán)境對個體較小的原生動物和輪蟲有利，群落生態(tài)優(yōu)勢度也集中于上述浮游動物類群。受到水文特征的影響，錦江河核心區(qū)的浮游動物物種數、密度和生物量以及多樣性指數總體上高于實驗區(qū)。

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Structure of zooplankton community in national aquatic germplasm reserve for endemic fish of Jinjiang River

LIANG Zhengqi1,WANG Hui1,RAN Hui1,BA Jiawen1,2,LI Minggang

(1KeyLaboratoryofSpecialWildlifeResourcesinFanjingMountain,CollegeofBiologicalandAgroforestryEngineering,TongrenUniversity,Tongren,Guizhou554300,China;2TheofficeofcreatinganationalenvironmentalprotectionmodelcityinTongrencity,Tongren,Guizhou554300,China)

In order to explore the structure of zooplankton community in the National Aquatic Germplasm Reserve for Endemic Fish of Jinjiang River in different seasons,water samples were quarterly collected in January,April,July,and December,2015.The analysis results showed that 82 species belonging to 51 genera and 4 phyla were sampled,among which the rotiferos,protozoa,copepod and cladocera accounted for 46.34%,29.27%,15.85% and 8.54%,respectively.Sixteen species of 6 genera and 4 phyla were identified as dominant species,including 6 species of rotiferos,4 of protozoa,4 of cladocera and 2 of copepod.The range of zooplankton density was 297.76-1 430.10 ind/L and the average was 855.13 ind/L.The range of zooplankton biomass was 5.73-26.36 mg/L and the average was 14.37 mg/L.Margalef index (Dm) ranged from 3.18-4.90 with the average being 3.96; Shannon-Weiner index (H') ranged from 2.11-3.12 and the average was 2.81; Peilou index (J') ranged from 0.81-0.89 and the average was 0.86.The study indicated that,under the common influence of both the degressive pressure from predators and the decrease in food organisms,small individuals like protozoa and rotifers could benefit from the external circumstances of the reserve,and as a result,ecological dominance of zooplankton community were inclined to these groups.Besides,impacted by hydrological characteristics,the number,density and biomass of zooplankton species as well as the biodiversity index of the core area of Jinjiang River excelled those of the experimental area in general.

Jinjiang River; national aquatic germplasm; reserve; zooplankton; community structure; biodiversity indices

10.3969/j.issn.1007-9580.2016.05.014

2016-05-03

2016-08-28

貴州省科技廳項目([2014]7481)；銅仁市創(chuàng)建國家環(huán)境保護模范城市課題(Trcmb16-4)；貴州省高等學校重點支持學科[黔教合重點學科字(2011)232]

梁正其(1985—)，男，講師，碩士，研究方向：水生動物繁殖與發(fā)育生物學，水環(huán)境資源學。E-mail：trxylzq@126.com

S932.7

A

1007-9580(2016)05-071-06