小清河濟南段浮游動物群落結(jié)構(gòu)空間變化特征

相華 朱中竹 商書芹 殷旭旺 白海鋒

摘 要：為了解濟南地區(qū)各水系浮游動物群落結(jié)構(gòu)特征及空間變化，于2019年春季在小清河（濟南段）設(shè)置10個采樣點，進行浮游動物群落調(diào)查。結(jié)果顯示：小清河濟南段共檢測出浮游動物4大類28種屬，其中輪蟲種類數(shù)所占比例最高，為71.4%;橈足類最小，為7.2%。浮游動物密度為0.24～32.40個/L，均值為7.69個/L，密度最大值出現(xiàn)在河段上游吳家鋪（X1）。生物量為0.000 1～0.211 4 mg/L，均值為0.027 3 mg/L。生物量最大值出現(xiàn)在河段中游黃臺橋（X5），其空間變化趨勢與密度存在差異。浮游動物優(yōu)勢種主要為普通表殼蟲（Arcella vulgaris）、四角平甲輪蟲（Platyias quadricornis）和多刺裸腹蚤（Moina macrocopa Straus），常見種為橈足幼體（Copepodid）。浮游動物種類趨于小型化，群落結(jié)構(gòu)趨于簡單，因此需要加強河道污染治理和環(huán)境保護。

關(guān)鍵詞：小清河;浮游動物;群落結(jié)構(gòu);空間變化

小清河位于魯北平原南部，發(fā)源于濟南諸泉，西起睦里莊，自西向東與黃河平行橫貫濟南，流經(jīng)濟南市區(qū)及章丘、淄博、濰坊、濱州、東營5地市的10個縣、市、區(qū)，從辛豐莊出濟南界，在濰坊壽光羊口流入萊州灣，全長237 km[1]。小清河濟南段從睦里莊斷面到辛豐莊斷面，全長30 km，沿途經(jīng)馬鞍山、五柳閘、還鄉(xiāng)店、大碼頭、鴨旺口、從辛豐莊出濟南界，地勢南高北低。小清河是濟南市區(qū)唯一的排洪干道，也是市區(qū)污水的集中排放河道，隨著濟南市“東拓、西進”戰(zhàn)略的實施，河流的生態(tài)環(huán)境目前已難滿足整個城市快速發(fā)展的需要。河流水質(zhì)好壞不僅影響市民的生活質(zhì)量和工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，而且還關(guān)系到黃河下游沿岸人民的用水健康。為了更好地治理水污染和修復水環(huán)境，需要對河流生態(tài)進行全面調(diào)查評價。

浮游動物是生態(tài)系統(tǒng)食物鏈中的次級生產(chǎn)者，其種類和數(shù)量的變動直接或間接地影響水體中其他水生生物的數(shù)量與分布[2]。浮游動物因具有種類多、世代時間短、對環(huán)境敏感和方便采集等特點[3]，目前已廣泛應(yīng)用到湖泊、水庫、河流等水質(zhì)狀況的監(jiān)測和評價上[4-6]。濟南地區(qū)水系河流水生態(tài)環(huán)境的評價目前多集中在魚類、底棲動物和浮游植物等[7-9]，而對浮游動物的研究較少[10]?；诖?，本文通過調(diào)查小清河（濟南段）浮游動物的種類組成、優(yōu)勢種、現(xiàn)存量等對其浮游動物群落結(jié)構(gòu)特征進行研究，以期為了解小清河乃至整個濟南地區(qū)河流水生態(tài)系統(tǒng)和水環(huán)境狀況提供基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù)。

1 研究區(qū)域及方法

1.1 采樣點位設(shè)置

于2019年5月，根據(jù)小清河的地勢地貌以及工業(yè)和人類密集程度，在河流調(diào)查區(qū)域共設(shè)10個調(diào)查點位（X1～ X10），其中河流上游（睦里莊-五柳閘）設(shè)置2個采樣點（X1 ～ X2），中游（五柳閘-鴨旺口）設(shè)置6個采樣點（X3 ～ X8），下游（鴨旺口-辛豐莊）設(shè)置2個采樣點（X9 ～ X10），具體位置及坐標見圖1和表1。所有采樣點均經(jīng)GPS定位。

1.2 樣品采集與觀察

浮游動物定性樣品用25#浮游生物網(wǎng)在水面下拖拽采集，并用4%～5%甲醛溶液固定。輪蟲和原生動物的定量樣品用5 L有機玻璃采水器在各水層取混合水樣10 L，現(xiàn)場加入1.0%～1.5%（體積比）魯哥氏液固定[11]，帶回實驗室沉淀24 h后，虹吸上清液濃縮至30 mL;枝角類和橈足類定量樣品用有機玻璃采水器取100 L混合水樣，用25#浮游生物網(wǎng)過濾濃縮至50 mL后，現(xiàn)場加入4%～5%（體積比）甲醛溶液固定?；靹驖饪s樣品，依據(jù)文獻[12-14]，在100～400倍生物顯微鏡（Olympus-CX21）下鑒定浮游動物種類，并記錄個體數(shù)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

浮游動物密度計算公式：

N=（Vs×n）/（V×Va）

式中：N為1 L水中浮游動物的個體數(shù)，個/L;V為采樣體積，L;Vs為沉淀體積，mL;Va為計數(shù)體積，mL;n為計數(shù)所得的個體數(shù)。

浮游動物生物量依據(jù)文獻[15]中各種類個體濕重換算。

優(yōu)勢種的確定采用優(yōu)勢度（Y）計算公式：

Y=fiPi 式中：Y是優(yōu)勢度，fi是第i個物種的出現(xiàn)頻率，Pi是第i個物種個體數(shù)占總個體數(shù)的比例，以Y ≥0.02確定為優(yōu)勢種[16]。

常見種是根據(jù)物種的出現(xiàn)頻率（f）來確定，一般當f大于65%時確定為常見種[17]。所有數(shù)據(jù)用Excel統(tǒng)計處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游動物種類組成及分布

通過對小清河濟南段10個采樣點的采樣及檢測分析，共發(fā)現(xiàn)浮游動物4大類28種屬，其中，輪蟲有20種屬，占總種屬71.4%;原生動物和枝角類一樣，均有3種屬，均占總種屬的10.7%;橈足類有2種屬，占總種屬7.2%（見圖2），種類組成主要以輪蟲為主。各采樣點具體物種數(shù)詳見圖3，可以看出小清河中上游的黃臺橋采樣點浮游動物種類數(shù)較多，上游的梁府莊采樣點浮游動物種類數(shù)相對較低，沿著河流方向浮游動物的種類數(shù)呈現(xiàn)先降后升再降的波動趨勢。各采樣點浮游動物種類數(shù)大小順序為X5（12種）、X2（11種）、X9（9種）、X8（7種）、X10（7種）、X4（6種）、X7（5種）X1（4種）、X6（3種）、X3（2種）（見表2）。

2.2 浮游動物密度

調(diào)查期間，小清河濟南段各采樣點浮游動物密度為0.24～32.40個/L，平均密度7.69個/L（表3）。其中，原生動物密度占浮游動物總密度的48.96%，輪蟲密度占浮游動物總密度的36.59%，枝角類密度占浮游動物總密度的12.50%，橈足類密度占浮游動物總密度的2.08%（見圖4）。如表3所示，原生動物在X1采樣點的密度最高，為32.24個/L，以普通表殼蟲為主要組成種類;輪蟲在X5采樣點的密度最高，為19.88個/L，以四角平甲輪蟲、萼花臂尾輪蟲、方形臂尾輪蟲、前節(jié)晶囊輪蟲為主要組成種類;枝角類在X2采樣點的密度最高，為4.80個/L，以多刺裸腹溞為主要種類;橈足類在X5采樣點的密度最高，為0.64個/L，以橈足幼蟲為主要種類。

2.3 浮游動物生物量

從浮游動物生物量（表3）來看，小清河濟南段浮游動物平均生物量為0.027 0 mg/L，范圍0.000 1～0.211 4 mg/L。其中采集到的輪蟲生物量占總生物量的69.23%，枝角類生物量占總生物量的27.11%，橈足類生物量占總生物量的5.86%（見圖4）。從采樣點位看，輪蟲生物量最大值（0.176 4 mg/L）出現(xiàn)在X5采樣點;枝角類在X2采樣點的生物量最高，為0.033 6 mg/L;橈足類在X5采樣點生物量最高，為0.006 4 mg/L。

2.4 浮游動物優(yōu)勢種及優(yōu)勢度

小清河濟南段秋季出現(xiàn)浮游動物優(yōu)勢種3種，其中原生動物1種，輪蟲1種，枝角類1種（見表4）。優(yōu)勢種普通表殼蟲優(yōu)勢度最高，為0.281 6，其次是多刺裸腹溞和四角平甲輪蟲，優(yōu)勢度分別為0.036 8和0.033 1。常見種只有1種，為橈足幼體。

3 討論

3.1 浮游動物種類組成變化特征

浮游動物是一種個體較小，具有較短的世代交替周期，對環(huán)境變化反應(yīng)迅速的水生生物，因此，近年來國內(nèi)外很多學者關(guān)注于用浮游動物評價水體生態(tài)系統(tǒng)健康程度[18]。有研究顯示，隨著水體富營養(yǎng)化程度提高，浮游動物種類減少，豐度增加，多樣性指數(shù)降低，群落結(jié)構(gòu)趨于簡單，其穩(wěn)定性降低[19]。浮游動物對水環(huán)境變化的敏感性，使得其群落結(jié)構(gòu)的變化的調(diào)查已成為水域生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查的重要內(nèi)容。涇河水系[20]調(diào)查發(fā)現(xiàn)了原生動物2屬3種，輪蟲23屬36種，橈足類3屬3種，甬江干流[21]報道了輪蟲24屬72種，枝角類5屬20種，橈足類11屬13種，可魯克湖[22]調(diào)查發(fā)現(xiàn)原生動物16種，輪蟲57種，枝角類7種，橈足類2種。這些水域均利用浮游動物對水質(zhì)進行了評價，說明浮游動物群落結(jié)構(gòu)的調(diào)查研究在水生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測與健康評價方面具有重要作用。

小清河流域是濟南的重要河流，也是流經(jīng)濟南的主要地表水源，是濟南典型的資源型缺水的季節(jié)性河道，具有防洪、排水、航運以及養(yǎng)殖等功能，影響著濟南人民的生活以及工業(yè)發(fā)展，增加了居民的收入也保證了濟南市的安全。近年來，由于很多企業(yè)受到資金短缺的影響，大部分廢水未經(jīng)處理直接排放到小清河，其中大量有毒有害物質(zhì)勢必會對河道水生生物的棲息、繁殖和生長造成影響，使其在現(xiàn)存量、種類數(shù)、種群結(jié)構(gòu)和空間分布上發(fā)生很大變化。通過對比分析小清河浮游動物的歷年調(diào)查研究結(jié)果[23-26]發(fā)現(xiàn)，小清河浮游動物的種類以輪蟲和原生動物為主。此次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，小清河濟南段浮游動物群落結(jié)構(gòu)在種類組成上較為單一，主要以輪蟲為主，占總種類數(shù)的71.4%，原生動物和枝角類次之，均占總種類數(shù)的10.7%，表明小清河濟南段浮游動物主要以小型浮游動物（輪蟲）為主。這一調(diào)查結(jié)果與國內(nèi)大部分河流浮游動物種類組成較相似[27-28]。

3.2 浮游動物密度和生物量變化特征

調(diào)查結(jié)果顯示，小清河濟南段浮游動物的密度和生物量較小，平均密度為7.69個/L，平均生物量為0.027 3 mg/L，其中以小型浮游動物（原生動物、輪蟲）的貢獻占主要。在種類密度百分比中，原生動物占主導，為48.96%，而在種類生物量百分比中，輪蟲占主導，為69.23%，這主要是因為原生動物體型較小，它們的相對濕重較體型比較大的輪蟲偏低。與1985年報道的小清河浮游動物調(diào)查結(jié)果[25]相比較，本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)的浮游動物密度和生物量相對偏低，但與國內(nèi)其他相似河流[7，20]相比，其浮游動物的密度和生物量相對較高。調(diào)查結(jié)果中X5采樣點在種類數(shù)和現(xiàn)存量上均占有優(yōu)勢，從河流地理位置來看，采樣點X5在濟南市區(qū)河段中游的黃臺橋，此處受市區(qū)人類活動影響較大，水體富營養(yǎng)化較為嚴重，浮游動物主要以輪蟲為主。有研究[29]報道輪蟲對富營養(yǎng)環(huán)境具有喜好性，提升水體營養(yǎng)狀態(tài)有利于輪蟲密度的增加，而枝角類對水環(huán)境的響應(yīng)能力敏感，喜歡生存于還原性的中營養(yǎng)或貧營養(yǎng)型的水體，橈足類是浮游動物中受環(huán)境因子影響較低的一種生物，大多數(shù)情況下主要以無節(jié)幼體和橈足幼體的形式存在。小清河濟南段浮游動物調(diào)查結(jié)果顯示，小型種類（表殼蟲、四角輪蟲和裸腹溞）占據(jù)一定優(yōu)勢，橈足幼體成為常見種，這主要與采樣點的水環(huán)境質(zhì)量有密切關(guān)系，說明小清河近年來的水質(zhì)變化適合小型種類生存，使得浮游動物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，種類組成趨于小型化。

小清河水質(zhì)好壞不僅影響市民的生活質(zhì)量和工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，而且還關(guān)系到黃河下游沿岸人民的用水健康。因此，減少工業(yè)污染物的排放量，恢復河道生態(tài)平衡，提高水生生物多樣性已迫在眉睫。

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（收稿日期：2019-11-29）