甌江干流麗水段浮游生物群落特征的時(shí)空變化研究

陸 君，原居林，練青平，姚子亮，宓國(guó)強(qiáng)

（1.麗水市水產(chǎn)技術(shù)推廣站，浙江麗水 323000；2.浙江省淡水水產(chǎn)研究所，浙江湖州 313001）

甌江干流麗水段浮游生物群落特征的時(shí)空變化研究

陸 君1，原居林2，練青平2，姚子亮1，宓國(guó)強(qiáng)2

（1.麗水市水產(chǎn)技術(shù)推廣站，浙江麗水 323000；2.浙江省淡水水產(chǎn)研究所，浙江湖州 313001）

根據(jù)2009年春（3月）、夏（6月）、秋（9月）、冬（12月）四個(gè)季節(jié)甌江干流麗水段（28°16′47.03″-28°24′42.66″N、119°42′31.41″-119°57′13.03″E）的浮游生物調(diào)查資料，對(duì)甌江干流麗水段浮游植物和浮游動(dòng)物群落的種類、數(shù)量、多樣性指數(shù)等群落結(jié)構(gòu)特征的時(shí)空變化進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：甌江干流麗水段共發(fā)現(xiàn)浮游植物55種，隸屬于8門55種（屬），調(diào)查區(qū)域內(nèi)浮游植物以綠藻和硅藻為主，浮游植物細(xì)胞豐度介于0.2×104～4.88×104cells·L-1之間，平均為1.16×104cells·L-1，生物量介于0.005 1～0.104 mg·L-1之間，平均為0.043 mg·L-1，浮游植物細(xì)胞豐度和生物量最高點(diǎn)出現(xiàn)在夏季的9#采樣點(diǎn)，四季變化趨勢(shì)為夏季（1.63×104cells·L-1和0.078 mg·L-1）＞春季（1.09×104cells·L-1和0.034 mg·L-1）＞秋季（1.05×104cells·L-1和0.027 mg·L-1）＞冬季（0.92×104cells·L-1和0.023 mg·L-1）；生物多樣性指數(shù)中Margalef指數(shù)(D)介于2.20～3.71之間，Shannon-Wiener指數(shù)(H′)介于1.39～2.52之間，Pielou均勻度指數(shù)(J′)介于0.27～0.46之間，Simpson指數(shù)（d）介于0.68～0.80之間，其中H′、J′和d最高值均出現(xiàn)春季，而D最高值均出現(xiàn)夏季。浮游動(dòng)物共發(fā)現(xiàn)4大類22種，優(yōu)勢(shì)種為砂殼蟲；浮游動(dòng)物細(xì)胞豐度介于8.25～246 ind·L-1之間，平均密度為73.53 ind·L-1，生物量介于0.01～3.10 mg·L-1之間，平均為0.49 mg·L-1；浮游動(dòng)植物細(xì)胞豐度和生物量最高值出現(xiàn)在夏季的9#，細(xì)胞豐度四季變化趨勢(shì)為夏季（19.26 ind·L-1）＞秋季（5.54 ind·L-1）＞春季（3.14 ind· L-1）＞冬季（0.58 ind·L-1），生物量四季變化趨勢(shì)為冬季（0.98 mg·L-1）＞夏季（0.81 mg·L-1）＞秋季（0.13 mg·L-1）＞春季（0.05 mg·L-1）；生物多樣性指數(shù)中Margalef指數(shù)(D)介于2.20～6.26之間，Shannon-Wiener指數(shù)(H′)介于1.40～1.92之間，Pielou均勻度指數(shù)(J′)介于0.29～0.38之間，Simpson指數(shù)（d）介于0.61～0.83之間，其中四種多樣性指數(shù)的最高值均出現(xiàn)春季。浮游動(dòng)植物數(shù)量及群落多樣性指數(shù)顯示，甌江干流麗水段水質(zhì)已受到中度污染，處于貧-中營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。

浮游生物；群落結(jié)構(gòu)特征；時(shí)空變化；甌江干流麗水段

甌江位于浙江省南部，在118°45′-121°00′E，27°28′-28°48′N之間，主流發(fā)源于龍泉與慶元交界的百山祖冒尖山西麓，經(jīng)麗水、溫州注入東海，流域面積18 100 km2，干流總長(zhǎng)384 km，為浙江省第二大河流。甌江麗水段指上接玉溪電站、下至開潭大壩，全長(zhǎng)約48 km。該段流域內(nèi)支流眾多，如松陰溪、宣平溪、好溪等，因其生態(tài)環(huán)境的多樣性，孕育著豐富的水生生物資源。但近年來由于沿江兩側(cè)工業(yè)的迅速發(fā)展及大量的生活污水的排入，已使甌江水體受到了不同程度的污染，水質(zhì)健康狀況下降。

浮游植物是水生態(tài)系統(tǒng)的重要初級(jí)生產(chǎn)者，浮游動(dòng)物作為重要的初級(jí)消費(fèi)者，其種類組成、結(jié)構(gòu)、現(xiàn)存生物量等指標(biāo)變化能夠一定程度上反應(yīng)水體質(zhì)量的變化。目前國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者[1-4]利用浮游生物作為指示生物來評(píng)價(jià)海洋、湖泊和河流的生態(tài)環(huán)境變化，而關(guān)于甌江流域浮游生物的報(bào)道僅見于朱圣潮等[5]對(duì)甌江麗水段浮游藻類的種類和陳雷等[6]對(duì)甌江口浮游動(dòng)植物時(shí)空分布進(jìn)行了報(bào)道，而利用浮游生物對(duì)甌江水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的研究未見報(bào)道。本研究通過分析浮游植物和浮游動(dòng)物的種類組成、群落結(jié)構(gòu)、現(xiàn)存生物量和生物多樣性指數(shù)的變化，揭示了甌江流域麗水段水質(zhì)的富營(yíng)養(yǎng)化情況，以期為甌江流域的生態(tài)保護(hù)提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)的設(shè)置

根據(jù)《內(nèi)陸水域漁業(yè)自然資源調(diào)查手冊(cè)》[7]和《湖泊富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范》[8]，結(jié)合甌江干流麗水段水文特點(diǎn)，于2009年3月、6月、9月和12月對(duì)甌江干流麗水段水域浮游生物進(jìn)行了調(diào)查，共設(shè)立10個(gè)點(diǎn)，如圖1，各采樣點(diǎn)坐標(biāo)見表1。

圖1 采樣點(diǎn)示意圖Fig.1 Sketch map for location of the sampling sites

表1 采樣點(diǎn)地理位置表Tab.1 Location of the sampling sites

1.2 樣品的采集

用2.5 L的采水器采集水樣，經(jīng)魯哥氏碘液固定后，沉淀濃縮至10 mL，然后進(jìn)行定性、定量分析。

1.3 數(shù)據(jù)分析

Shannon-Weaver多樣性指數(shù)[9]采用以下公式計(jì)算均勻度指數(shù)log2S；Marglef種類豐富度指數(shù)[10]D=(S-1)/lnW；Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)上式中，S為種類數(shù)，W為總重量，Pi為i種浮游生物占總生物的比例。

1.4 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

總結(jié)不同的學(xué)者在研究富營(yíng)養(yǎng)化時(shí)提出的營(yíng)養(yǎng)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[12-13]，本文采用如下劃分富營(yíng)養(yǎng)化等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，見表2。

表2 密度、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、卡爾森營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)與水體營(yíng)養(yǎng)水平的關(guān)系Tab.2 Relationship between the phytoplankton abundance,evenness index and water trophic level

2 結(jié)果

2.1 浮游植物的種群結(jié)構(gòu)時(shí)空變化

2.1.1 浮游植物的種類組成及分布

通過對(duì)甌江干流麗水段四個(gè)季節(jié)浮游植物的采樣分析，經(jīng)鑒定共檢出8門55種（屬）浮游植物，各門種類所占比例如圖2所示。由圖2可知，浮游植物種類最多的為綠藻門20種，占36%；其次為硅藻門13種，占24%；最少的為黃藻門和甲藻門，各占2%。浮游植物在各采樣點(diǎn)的具體分布如表3。由表3可知種類分布最多的為10#（28種），其次為9#（27種）和8#（25種），最少的為5#，只有11種。2.1.2浮游植物細(xì)胞豐度及生物量的時(shí)空變化

圖2 浮游植物的種類組成Fig.2 Species component of phytoplankton

浮游植物細(xì)胞豐度的時(shí)空變化如圖3所示。由圖3可知，浮游植物細(xì)胞豐度變化范圍為0.2×104～4.88×104cells·L-1之間，平均為1.16×104cells·L-1。從時(shí)間分布來看，夏季浮游植物的細(xì)胞豐度最高，其次為春季和秋季，冬季最低；從空間分布來看，8#、9#和10#采樣點(diǎn)浮游細(xì)胞豐度明顯高于其他各點(diǎn)，其中尤以9#最高，最低的為1#。

表3 甌江干流麗水段浮游植物的種類及分布Tab.3 Species and distribution of phytoplankton of Lishui district of Oujiang River main stream area

注：“+”表示有分布；“-”表示未發(fā)現(xiàn).

浮游植物生物量的時(shí)空變化如圖4所示。由圖4可知，浮游植物生物量的變化范圍為0.005 1～0.104 mg·L-1之間,平均為0.043 mg·L-1。從時(shí)間分布來看，夏季浮游植物的生物量最高，其次為春季和秋季，冬季最低；從空間分布來看，9#10#采樣點(diǎn)浮游生物量高于其他各點(diǎn)，其中尤以9#最高，最低的為1#。

圖3 浮游植物細(xì)胞豐度的時(shí)空變化規(guī)律Fig.3 Temporal and spatial variations of phytoplankton cell abundance

圖4 浮游植物生物量的時(shí)空變化規(guī)律Fig.4 Temporal and spatial variations of phytoplankton biomass

2.1.3 浮游植物生物多樣性指數(shù)的變化

浮游植物生物多樣性指數(shù)的時(shí)空變化規(guī)律如圖5和圖6所示。

由圖5可知，甌江干流麗水段4個(gè)季節(jié)的Shannon-Weaver指數(shù)均小于3，均勻度指數(shù)均小于0.5。目前國(guó)內(nèi)多使用信息多樣性指數(shù)（Shannon-Weaver）來評(píng)價(jià)水體的污染狀態(tài)。根據(jù)比較通用的標(biāo)準(zhǔn)[14]，H′＞3時(shí)為清潔，3＞H′＞2時(shí)輕污染，2＞H′＞1時(shí)中等污染，1＞H′＞0時(shí)為重污染。甌江麗水段本次調(diào)查Shannon-Weaver指數(shù)位于1～3之間，表明其水體富營(yíng)養(yǎng)化水平位于中營(yíng)養(yǎng)水平，環(huán)境受到中度污染。各季節(jié)的Marglef指數(shù)差異不明顯，說明浮游植物的種類豐富度較穩(wěn)定。Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)變化范圍為0.76～0.80，變化范圍較小，說明各季節(jié)的優(yōu)勢(shì)度變化較小。

水體浮游植物的生物多樣性大小直接說明其密度在各采樣點(diǎn)的分布的均勻性，同時(shí)從另一個(gè)層面反映水體生態(tài)系統(tǒng)的季節(jié)穩(wěn)定性好壞。由圖6可知，甌江麗水段10個(gè)采樣點(diǎn)中8個(gè)點(diǎn)的Shannon-Weaver指數(shù)位于1～2，由上述可以判斷其水體是屬于中營(yíng)養(yǎng)水平，環(huán)境受到中度污染。甌江干流麗水段10個(gè)采樣點(diǎn)大多數(shù)的均勻度指數(shù)J在0.3～0.5，說明其屬于中營(yíng)養(yǎng)水平，但各采樣點(diǎn)之間的差異性較大，說明甌江麗水段水體生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差。

圖5 浮游植物生物多樣性指數(shù)時(shí)間變化規(guī)律Fig.5 Temporal variations of phytoplankton biodiversity

圖6 浮游植物生物多樣性指數(shù)空間變化規(guī)律Fig.6 Spatial variations of phytoplankton biodiversity

2.2 浮游動(dòng)物的種群結(jié)構(gòu)時(shí)空變化

2.2.1 浮游動(dòng)物的種類組成及分布

通過對(duì)甌江干流麗水段四個(gè)季節(jié)浮游動(dòng)物的采樣分析，經(jīng)鑒定共檢出4大類22種，各門種類所占比例如圖7所示。由圖7可知，浮游植物種類最多的為原生動(dòng)物（11種屬），占50%；其次為輪蟲類（6種屬），占27.27%；枝角類（3種屬），占13.64%；最少的為橈足類2種，占9.09%。浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種有砂殼蟲，常見種主要還有纖毛蟲、砂殼蟲、輪蟲等。

圖7 浮游動(dòng)物的種類組成Fig.7 Species component of zooplankton

由表3可知，從分布上看種類最多的為8#采樣點(diǎn)（17種），其次為9#（14種）和10#（14種），最少的為4#和6#，只有6種。

表3 甌江干流麗水段浮游動(dòng)物的種類及分布Tab.3 Species and distribution of phytoplankton of Lishui district of Oujiang River main stream area

2.2.2 浮游動(dòng)物細(xì)胞豐度及生物量的時(shí)空變化

浮游動(dòng)物細(xì)胞豐度的時(shí)空變化如圖8所示。由圖8可知，浮游動(dòng)物細(xì)胞豐度變化范圍為8.25～246 ind·L-1之間，平均密度為73.53 ind·L-1。從時(shí)間分布來看，夏季浮游動(dòng)物的細(xì)胞豐度最高，其次為秋季和春季，冬季最低；從空間分布來看，9#采樣點(diǎn)浮游動(dòng)物細(xì)胞豐度明顯高于其他各點(diǎn)。

圖8 浮游動(dòng)物細(xì)胞豐度的時(shí)空變化規(guī)律Fig.8 Temporal and spatial variations of zooplankton cell abundance

浮游動(dòng)物生物量的時(shí)空變化如圖9所示。由圖9可知，浮游植物生物量的變化范圍為生物量介于0.01～3.10 mg·L-1之間，平均為0.49 mg·L-1。從時(shí)間分布來看，動(dòng)季浮游植物的生物量最高，其次為夏季和秋季，春季最低；從空間分布來看，8#、9#和10#采樣點(diǎn)浮游動(dòng)生物量明顯高于其他各點(diǎn)，其中尤以10#最高，最低的為1#。

圖9 浮游動(dòng)物生物量的時(shí)空變化規(guī)律Fig.9 Temporal and spatial variations of zooplankton biomass

2.2.3 浮游動(dòng)物生物多樣性指數(shù)的變化

浮游動(dòng)物生物多樣性指數(shù)的時(shí)空變化規(guī)律如圖10和圖11所示。

由圖10可知，甌江干流麗水段浮游動(dòng)物四個(gè)季節(jié)多樣性指數(shù)呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，冬季和春季相對(duì)較高，夏秋季較低。

圖10 浮游動(dòng)物生物多樣性指數(shù)時(shí)間變化規(guī)律Fig.10 Temporal variations of zooplankton biodiversity

由圖11可知，10個(gè)采樣點(diǎn)中6#除Marglef種類豐富度指數(shù)外，其他3種多樣性指數(shù)均最低，1#～5#采樣點(diǎn)的多樣性指數(shù)高于7#～10#采樣點(diǎn)。而Marglef種類豐富度指數(shù)的最高值出現(xiàn)在8#，最低值出現(xiàn)在1#。

圖11 浮游動(dòng)物生物多樣性指數(shù)空間變化規(guī)律Fig.11 Spatial variations of zooplankton biodiversity

3 討論

3.1 浮游植物種類組成及密度、生物量的變化

本次調(diào)查共發(fā)現(xiàn)浮游植物55種（屬），隸屬于8個(gè)門，其種類組成以綠藻門為主,硅藻門次之，其中綠藻門的小球藻、纖維藻和硅藻門的舟行藻、平板藻在各個(gè)采樣點(diǎn)的不同季節(jié)均有出現(xiàn)，這與朱圣潮等[5]報(bào)道該江段浮游植物有69種，以綠藻門和硅藻門為主種類數(shù)目稍有偏差，這可能主要是與采樣點(diǎn)布置不同有關(guān)。對(duì)調(diào)查流域浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征分析后得出,綠藻門和硅藻門的種類組成占了整個(gè)調(diào)查流域種類的60%，這之前與國(guó)內(nèi)許多河流浮游植物組成一致[15]。調(diào)查江段各采樣點(diǎn)浮游植物密度趨勢(shì)為9#＞10#＞8#＞7#＞3#＞4#＞5#＞2#＞6#＞1#，生物量趨勢(shì)為9#＞10#＞8#＞6#＞3#＞5#＞7#＞4#＞2#＞1#,其中密度和生物量最高的為9#,其次為10#和8#。藻類的豐富度及群落結(jié)構(gòu)由水環(huán)境中水體理化特性和水循環(huán)率所決定，8#、9#和10#位于南明湖庫區(qū)，該區(qū)域水流比較的平緩，形成了類似湖泊的水體結(jié)構(gòu)，且由于周邊居民較多，造成生活用水?dāng)y帶營(yíng)養(yǎng)鹽匯入該水域較多，為浮游植物的生長(zhǎng)提供了一定的營(yíng)養(yǎng)條件，因此,其密度必定會(huì)增大。

3.2 浮游植物的生物多樣性

調(diào)查結(jié)果顯示，10個(gè)采樣點(diǎn)8個(gè)點(diǎn)的的Shannon-Weaver指數(shù)是大于1小于2的，根據(jù)沈韞芬等[14]可以得出甌江麗水段水體環(huán)境受到中度污染。這相對(duì)于2002年朱圣潮等[5]報(bào)道的甌江麗水江段水系受到輕度污染，污染情況有所嚴(yán)重。而Pielon均勻度指數(shù)、Marglef種類豐富度指數(shù)、Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)和浮游植物細(xì)胞密度的變化說明甌江干流麗水段水質(zhì)處于貧-中營(yíng)養(yǎng)型。

3.3 浮游動(dòng)物種類組成

甌江干流麗水段浮游動(dòng)物種類組成比較單一,主要以原生動(dòng)物門為主、輪蟲類次之、枝角類和橈足類有所發(fā)現(xiàn)，但分布不均勻。ODD[16]認(rèn)為，流速較大、含泥沙量大的河流,不是浮游動(dòng)物的理想的棲息的場(chǎng)所,個(gè)體較大的浮游動(dòng)物一旦進(jìn)入夾帶泥沙量大的河流,密度很快的減少甚至消失。甌江麗水段流域由于上游玉溪電站的斷續(xù)性發(fā)電，造成該流域水流較急、水溫較低，不適宜大型浮游動(dòng)物的生長(zhǎng)，加之近年來該流域采砂業(yè)的發(fā)展造成水質(zhì)渾濁，導(dǎo)致了該江段浮游動(dòng)物的種類和數(shù)量都很低。

3.4 浮游動(dòng)物的多樣性指數(shù)

調(diào)查結(jié)果顯示該江段浮游動(dòng)物種類較為單一，群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要以原生動(dòng)物為主，這導(dǎo)致了其生物多樣性指數(shù)也隨之降低。因此，本研究中浮游動(dòng)物物種多樣性指數(shù)不能完全用來反映水質(zhì)的污染情況，更多的是反映出該河段生物種群組成的豐富度和種群結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在甌江干流麗水段這一特定的環(huán)境條件下，不能用沈韞芬等[14]判定水質(zhì)污染的指標(biāo)來判斷該流域水質(zhì)污染情況。同時(shí)，該流域上游發(fā)電站斷續(xù)性發(fā)電及采砂工作造成水位不穩(wěn)定、水質(zhì)渾濁，這些都將造成該江段浮游動(dòng)物群落的不穩(wěn)定。

4 結(jié)論

甌江干流麗水段水體浮游生物種群結(jié)構(gòu)的時(shí)空變化規(guī)律性較為明顯，浮游植物的多樣性指數(shù)揭示了該江段水系狀況已受到中度污染,但水質(zhì)仍處于貧-中營(yíng)養(yǎng)型，但個(gè)別江段由于工農(nóng)業(yè)污水的大量排放，造成水質(zhì)惡化，從而影響下游水體質(zhì)量，因此應(yīng)加大對(duì)各種污染源的控制，盡量減少污染物的排放，從而有效保護(hù)甌江干流麗水段的水資源。

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Temporal and Spatial Variations of Plankton Community Structure Characteristics in Lishui District of Oujiang River Main Stream Area

LU Jun1,YUAN Ju-lin2,LIAN Qing-ping2,et al
(1.Lishui Fishery Technology Extension Station,Lishui323000;2.Zhejiang Institute of Freshwater Fisheries,Huzhou 313001,China)

Studies on the spatio-temporal variations of plankton species,quantity,diversity index and communities structure are conducted,based on data from plankton resource surveys in four seasons of 2009 in Lishui district of Oujiang River main stream area.The result showed that 55 species of phytoplankton were i-dentified,which belongs to 8 orders and 55 genus.The dominant species were Bacillariophyceae and Chlorophyceae.The cell abundance of phytoplankton ranged from 0.2×104cell·L-1to 4.88×104cell·L-1,averaging 1.16×104cell·L-1.The biomass ranged from 0.005 1 mg·L-1to 0.104 mg·L-1,averaging 0.043 mg·L-1.The highest cell abundance and biomass were in the ninth sampling site in summer.Seasonal change of cell abundance and biomass of the phytoplankton was the maximum appeared in summer(1.63×104cells·L-1and 0.078 mg·L-1),followed by spring(1.09×104cells·L-1and 0.034 mg·L-1),autumn(1.05×104cells·L-1and 0.027 mg· L-1)and winter(0.92×104cells·L-1and 0.023 mg·L-1).The range of Margalef index(D),Shannon-Wiener index (H′),Pielou index(J′)and Simpson index(d)were from 2.20 to 3.71,from 1.39 to 2.52,from 0.27 to 0.46 and from 0.68 to 0.80 respectively,of which the maximum of H′,J′and d appeared in spring,while maximum of D appeared in summer.22 kinds of zooplanktons were identified,and the dominant species was Difflugia..The cell abundance of zooplankton ranged from 8.25 ind·L-1to 246 ind·L-1,averaging 75.53 ind·L-1.The biomass ranged from 0.01 mg·L-1to 3.10 mg·L-1,averaging 0.49 mg·L-1.The highest cell abundance and biomass were in the ninth sampling site.Seasonal change of cell abundance and biomass of the zooplankton was the maximum appeared in summer(19.26 ind·L-1),followed by autumn(5.54 ind·L-1),spring(3.14ind·L-1)and winter (0.58 ind·L-1),while seasonal change of the biomass was the maximum appeared in winter(0.98 mg·L-1),followed by summer(0.81 mg·L-1),autumn(0.13 mg·L-1)and spring(0.05 mg·L-1).The changing range of Margalef index(D),Shannon-Wiener index(H′),Pielou index(J′)and Simpson index(d)were from 2.20 to 6.26, from 1.40 to 1.92,from 0.29 to 0.38 and from 0.61 to 0.83 respectively,of which the maximum of D,H′,J′and d appeared in spring.Based on evaluation results of plankton community structure and diversity index,the water quality of Lishui district of Oujiang River main stream area was oligo-mesotrophic.

plankton;community structure characteristics;spatio-temporal variations;Lishui district of Oujiang River main stream area

S932.8

A

1008-830X(2016)03-0207-08

2016-03-10

浙江省廳市會(huì)商項(xiàng)目（2007554）

陸君（1967-），女，浙江松陽人，高級(jí)工程師，研究方向：水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)與推廣.E-mail:lj1318@163.com