固城湖漁業(yè)生物資源現(xiàn)狀與多樣性分析

王清華，邢蘇州，陳紅軍，曾慶飛

(1. 南京市高淳區(qū)固城湖石臼湖管理委員會(huì)，江蘇 高淳 211300; 2. 中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所湖泊與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210008)

固城湖又名小南湖，位于江蘇省高淳區(qū)西南部境內(nèi)，原為水陽江的過水性湖泊，官溪河建楊家灣節(jié)制閘后，已轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)封閉的水庫型湖泊[1]。固城湖是高淳區(qū)唯一的大型集中式飲用水水源地，其維持著全區(qū)70%以上的人口飲用和80%以上的農(nóng)田灌溉，也是南京市的后備水源區(qū)和南京市最優(yōu)質(zhì)的水產(chǎn)品養(yǎng)殖基地，兼具防洪、灌溉、航運(yùn)、旅游等功能，在保證居民生活用水、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境平衡等方面起著不可替代的作用。

20 世紀(jì)90年代以前，固城湖水質(zhì)較好，符合Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)，水體呈貧營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)[2]。近年來，隨著固城湖水域資源的開發(fā)利用及區(qū)域經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，工業(yè)點(diǎn)源污染、農(nóng)業(yè)面源污染、居民生活污染以及圍墾養(yǎng)殖的二次污染等，導(dǎo)致大量污染物及氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)匯入湖體，湖體水質(zhì)不斷下降，生物多樣性減少，水體富營(yíng)養(yǎng)化加速，水環(huán)境質(zhì)量明顯下降，固城湖漁業(yè)生物資源現(xiàn)狀發(fā)生了顯著變化[3]。因此，在湖泊富營(yíng)養(yǎng)化加劇，湖泊環(huán)境質(zhì)量不斷下降的環(huán)境背景下，通過對(duì)固城湖生物資源現(xiàn)狀的調(diào)查和歷史資料對(duì)比，研究固城湖漁業(yè)生物資源結(jié)構(gòu)和多樣性，為控制固城湖水域的污染水平，提高漁業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量，保障應(yīng)用水安全提供參考。

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)位設(shè)置

于2012—2013年在固城湖共設(shè)置11個(gè)采樣點(diǎn)(圖1)，其中1、3、4、10位于河道入湖口，2號(hào)點(diǎn)位于小湖區(qū)的湖心區(qū)，5號(hào)點(diǎn)位于大湖湖心區(qū)，6號(hào)點(diǎn)位于圍墾養(yǎng)殖區(qū)排污口，7、8號(hào)點(diǎn)位于原水草密集區(qū)。11號(hào)點(diǎn)位于入湖河流的閘口。

圖1 固城湖采樣點(diǎn)位

1.2 采樣方法

使用自制水草采集器采集水生植物，樣品采集后去泥、分類、稱重，同時(shí)目測(cè)可見植物種類的覆蓋度；浮游植物樣品使用柱狀采水器在水深20 cm處采集水樣1 L， 現(xiàn)場(chǎng)加入魯哥試液固定，靜置沉淀48 h后濃縮鏡檢；枝角類和橈足類浮游動(dòng)物樣品使用柱狀采水器采集水樣5 L，經(jīng)過25號(hào)浮游生物網(wǎng)過濾獲取，用4%福爾馬林固定保存；底棲動(dòng)物調(diào)查采用1/16 m2彼得生采泥器，底泥經(jīng)篩網(wǎng)篩洗后置于解剖盤中將動(dòng)物撿出，用10%福爾馬林固定，然后進(jìn)行種類鑒定、計(jì)數(shù)和稱重。

2 結(jié)果與討論

2.1 浮游植物群落結(jié)構(gòu)變化

調(diào)查到浮游植物96種，隸屬8門17科32屬。其中綠藻門種類數(shù)最多，有48種，占總數(shù)的50%；藍(lán)藻門16種，硅藻門15種，分別占總種數(shù)的16.67%和15.26%。裸藻門7種，隱藻門4種，甲藻門4種，黃藻門2種，金藻門1種。

固城湖內(nèi)浮游植物群落呈現(xiàn)一定的季節(jié)變化。在水位水溫較低時(shí)(4月)，浮游植物群落的密度和生物量最低，在水溫和水位較高時(shí)(7月)，群落密度和生物量最高。各采樣點(diǎn)來看，3、4、9號(hào)點(diǎn)即漆橋河、胥河、港口河浮游植物密度和生物量比小湖區(qū)、大湖區(qū)要高，大湖區(qū)內(nèi)部7、8號(hào)點(diǎn)較高。7、8號(hào)點(diǎn)為原來水草較為密集的區(qū)域，在水位低、水溫高時(shí)植物的死亡腐爛容易導(dǎo)致水質(zhì)的惡化，因此表現(xiàn)出浮游植物的數(shù)量和生物量較高。

根據(jù)國(guó)內(nèi)湖庫富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，浮游植物數(shù)量小于30 ×104ind./L為貧營(yíng)養(yǎng)型，數(shù)量30×104～100 ×104ind./L為中營(yíng)養(yǎng)型，數(shù)量大于100×104ind./L為富營(yíng)養(yǎng)型。從浮游植物數(shù)量上看(見表1)，以浮游植物數(shù)量評(píng)價(jià)4月固城湖各點(diǎn)屬于中營(yíng)養(yǎng)型，其他時(shí)間均屬于富營(yíng)養(yǎng)型。

表1 浮游植物數(shù)量、生物量的時(shí)空變化(104 ind./L、mg/L)

固城湖及出入湖河道浮游植物主要群落藍(lán)藻、綠藻、硅藻、裸藻、隱藻的時(shí)空變化如圖2所示。7月、10月固城湖各點(diǎn)位浮游植物群落主要以綠藻為主，硅藻、藍(lán)藻次之，綠藻數(shù)量所占百分比分別為76.63%、72.05%，占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。1月、4月浮游植物群落以綠藻和硅藻為主，其比例分別為45.01%和43.95%，除西側(cè)湖濱區(qū)這個(gè)點(diǎn)外，其余各點(diǎn)未見藍(lán)藻群落分布。胥河的浮游植物數(shù)量在各采樣點(diǎn)中最高，且群落種類以綠藻為主，主要是因?yàn)椴蓸狱c(diǎn)位于胥河河口位置，又處于固城湖航道之上，受人類活動(dòng)影響大水質(zhì)較差，水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)7月、10月固城湖大湖區(qū)各點(diǎn)的藍(lán)藻數(shù)量要高于河道，尤其是東湖區(qū)、南湖湖心區(qū)等原先水草密集的地方藍(lán)藻數(shù)量較為突出，主要是因?yàn)?月、10月時(shí)水溫較高，湖區(qū)底部的植物腐爛分解導(dǎo)致水質(zhì)惡化，湖區(qū)的浮游植物數(shù)量尤其是小型的藍(lán)藻類數(shù)量高于水體流動(dòng)性大的河道。

圖2 固城湖各采樣點(diǎn)浮游植物主要群落空間分布

2.2 浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)變化

共鑒定出大型浮游動(dòng)物枝角類8種，橈足類4種。橈足類的優(yōu)勢(shì)種除無節(jié)幼體與橈足幼體外，為跨立小劍水蚤(Microcyclopsvaricans)、中華窄腹劍水蚤(LimnoithonaSinensis)；枝角類的優(yōu)勢(shì)種主要有長(zhǎng)額象鼻溞(Bosminalongirostris)、短尾秀體溞(Diaphanosomabrachyurum)、諾氏僧帽溞(Evadnenordmanni)蚤狀溞(DaphniapulexLeydig)。從枝角類和橈足類的優(yōu)勢(shì)種組成看，固城湖湖區(qū)水質(zhì)狀況屬中-富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。

固城湖大型浮游動(dòng)物枝角類和橈足類群落的數(shù)量和生物量周年變化見表2和圖3。除官溪河外，固城湖各點(diǎn)浮游動(dòng)物平均密度要高于各出入湖河道。官溪河因受人類活動(dòng)干擾，浮游動(dòng)物數(shù)量變化較大。從各點(diǎn)浮游動(dòng)物密度對(duì)比上來看，橈足類浮游動(dòng)物占優(yōu)勢(shì)。7—10月，橈足類數(shù)量明顯上升，特別是在湖心區(qū)和東湖區(qū)表現(xiàn)的尤為明顯，這與浮游植物中藍(lán)藻群落的變化相一致，說明湖區(qū)水質(zhì)在7—10月呈現(xiàn)惡化趨勢(shì)。枝角類浮游動(dòng)物數(shù)量的周年變化相對(duì)較小。

表2 浮游動(dòng)物數(shù)量、生物量的時(shí)空變化(ind./L、mg/L)

圖3 固城湖浮游動(dòng)物群落空間分布

2.3 底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)變化

固城湖底棲動(dòng)物種類如表3所示，共鑒定底棲動(dòng)物14種，隸屬9科12屬。其中軟體動(dòng)物5種，搖蚊幼蟲類5種，寡毛類2種，其他底棲動(dòng)物2種。

固城湖及出入湖河道底棲動(dòng)物生物量的時(shí)空變化如圖4和圖5所示。

圖4 固城湖底棲動(dòng)物生物量的時(shí)空變化

固城湖的底棲動(dòng)物以瓣鰓類、腹足類為主，寡毛類及搖蚊幼蟲的生物量所占比例較小。入湖河道的生物量要高于出湖河道，大小湖區(qū)的生物量介于兩者之間。出湖河道主要是胥河的底棲動(dòng)物生物量較小與人類活動(dòng)干擾較大有關(guān)。湖區(qū)因受魚類等捕食行為的影響生物量低于河道。大湖區(qū)以寡毛類底棲動(dòng)物為主，周年調(diào)查中其生物量均高于小湖區(qū)和河道。

圖5 各種類底棲動(dòng)物生物量的時(shí)空變化

底棲動(dòng)物種類日期中文學(xué)名拉丁學(xué)名2012—072012—102013—012013—04軟體動(dòng)物 Mollusca銅銹環(huán)棱螺 Bellamya aeruginosa+++方形環(huán)棱螺Bellamya quadrata+++紋沼螺Parafossarulus striatulus++長(zhǎng)角涵螺Alocinma longicornis+++方格短溝蜷Semisulco spiracancellata Bonson++搖蚊幼蟲Aquatic Insecta隱搖蚊 Cryptotendipes sp.+羽搖蚊Chironomus plumosus++++中國(guó)長(zhǎng)足搖蚊Tanypus chinensis++++前突搖蚊Procladius sp.水棲寡毛類 Aquatic Oligochaeta霍甫水絲蚓Limnodrilus hoffmeisteri++++蘇氏尾鰓蚓 Branchiura sowerbyi++++其他底棲動(dòng)物Other zoobenthos水蛭Hirudo++背蚓蟲Notomastus latericeus+

2.4 水生高等植物結(jié)構(gòu)變化

近年來固城湖水生植被逐漸萎縮退化，分布面積大大減少，水生植物種類減少。1962年固城湖有水生植物14種，1999年湖泊調(diào)查發(fā)現(xiàn)水生植物7種，隸屬5科6屬，群落結(jié)構(gòu)春季以菹草為主，夏、秋、冬以微齒眼子菜為主。2009年調(diào)查發(fā)現(xiàn)水生植物7種，群落結(jié)構(gòu)主要為微齒眼子菜+菹草群落，微齒眼子菜+苦草群落，狐尾藻群落以及金魚藻、輪葉黑藻和微齒眼子菜混合群落。而在2012年7月到2013年4月的四次調(diào)查期間，僅在西南部小湖區(qū)發(fā)現(xiàn)少許的菹草和苦草分布，生物量也很少，沒發(fā)現(xiàn)其他水生植物的分布。大小湖區(qū)底泥調(diào)查發(fā)現(xiàn)大量的微齒眼子菜的腐爛沉積。這一現(xiàn)象可能與固城湖的水位變化有關(guān)。水生植物的生長(zhǎng)除水溫外還主要決定于其有效生長(zhǎng)深度內(nèi)的光照可獲得性即光補(bǔ)償點(diǎn)，從理論上而言，水生植物的生物量應(yīng)與透明度成正比，與水深成反比。根據(jù)對(duì)太湖、洪澤湖等若干湖泊水生植物的調(diào)查及生態(tài)觀測(cè)，當(dāng)水深是透明度的2.55～5.64倍(不同種類對(duì)光照要求不同)時(shí)，已超過其光補(bǔ)償?shù)纳疃?，水生植物因得不到足夠的光能而無法生存。固城湖水位近年來不斷升高(如表4)，平均水深不斷增大，透明度也發(fā)生很大變化，這對(duì)水生植物的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生很大影響。通常水生植物生物量較高月份出現(xiàn)在7月。但1999年調(diào)查發(fā)現(xiàn)遭特大洪水影響，植被生長(zhǎng)高峰受到抑制，5月水草生物量最大，7月水草生物量?jī)H為5月的45%。2012年固城湖水位比1999年增加1.7 m，平均水深增加2.12 m，平均水深達(dá)透明度的5.25倍，已大大超過菹草、微齒眼子菜等主要水生植物的光補(bǔ)償深度，各種水生植物因得不到光合作用而難以發(fā)育生長(zhǎng)，造成全湖水生植物難以見及。

表4 不同時(shí)期固城湖水文條件與水生植物生物量對(duì)比表

3 結(jié) 論

固城湖浮游植物種群年內(nèi)變化呈現(xiàn)一定的季節(jié)差異，7月綠藻、藍(lán)藻為優(yōu)勢(shì)種，4月時(shí)綠藻、硅藻為優(yōu)勢(shì)種，群落生物量急劇上升，生物群落趨于小型化，綠藻數(shù)量占比超過50%。從1981至2012年30多年間，浮游植物數(shù)量從26.57增加到2.0117×107/L，生物量從0.2129 mg/L增加到37.2 mg/L。浮游動(dòng)物群落枝角類以長(zhǎng)額象鼻溞、短尾秀體溞、諾氏僧帽溞、蚤狀溞為優(yōu)勢(shì)種，橈足類以無節(jié)幼體與橈足幼體外，為跨立小劍水蚤、中華窄腹劍水蚤為優(yōu)勢(shì)種，種類組成顯示固城湖處于中富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。但近三十年來浮游動(dòng)物的數(shù)量和生物量都有所下降，與湖泊魚類的捕食和浮游植物群落的脅迫有關(guān)。底棲動(dòng)物中出現(xiàn)的主要是污染指示種，如腹足類的銅銹環(huán)棱螺、紋沼螺、寡毛類中的蘇氏尾鰓蚓及搖蚊幼蟲等，近年來腹足類種類數(shù)量減少，寡毛類和搖蚊幼蟲種類和生物量上升，顯示湖泊的污染程度在加劇。

近三十年來，由于人類在湖區(qū)漁業(yè)生產(chǎn)其強(qiáng)度的逐漸增加，放養(yǎng)魚類及河蟹對(duì)浮游生物及底棲動(dòng)物的攝食，及沿湖污染物的排放，固城湖湖泊環(huán)境質(zhì)量逐年下降，富營(yíng)養(yǎng)化程度日趨嚴(yán)重，同時(shí)由于固城湖水草逐年的腐爛沉積，固城湖的沼澤化程度又日趨嚴(yán)重，因此必須加強(qiáng)對(duì)固城湖生物資源的適度利用和環(huán)境資源的合理保護(hù)。