哈素海水生生物調(diào)查及水質(zhì)評價(jià)

（內(nèi)蒙古自治區(qū)水產(chǎn)技術(shù)推廣站，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

哈素海水庫是一座集灌溉、旅游、餐飲、垂釣和養(yǎng)殖為一體的多功能水庫，面積為4.5萬畝。這里水質(zhì)清澈，風(fēng)景秀美，是很多水生動(dòng)植物和鳥類的棲息地。該水庫的漁業(yè)資源非常豐富，是內(nèi)蒙古自治區(qū)第五大漁場，也是自治區(qū)重要的商品魚生產(chǎn)基地和黃河鯉魚重要的棲息地與產(chǎn)卵場。哈素海旅游區(qū)是自治區(qū)境內(nèi)久負(fù)盛名的旅游名勝景區(qū)，素有“塞外西湖”的美譽(yù)。旅游高峰年份，哈素海年接待游客20余萬人次，為當(dāng)?shù)貏?chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

浮游動(dòng)物是水生或水域生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，處于水體生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的中間環(huán)節(jié)，是魚類的餌料。同時(shí)又可以通過對浮游植物的濾食，限制藻類的大量繁殖。經(jīng)典的實(shí)踐案例就是通過操縱食浮游動(dòng)物的魚類和浮游動(dòng)物的種群以增加對浮游植物的牧食壓力。淡水浮游動(dòng)物主要包括原生動(dòng)物類、輪蟲類、枝角類和橈足類等，它們對水生生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)有著關(guān)鍵作用，對水生生態(tài)系統(tǒng)的容納量及生物資源補(bǔ)充量也可以產(chǎn)生顯著的影響。浮游動(dòng)物通過攝食浮游植物和微生物來凈化水質(zhì)，通常可以根據(jù)浮游動(dòng)物的優(yōu)勢種來評價(jià)水質(zhì)，因此亦可以作為評估水生環(huán)境腐殖程度的指標(biāo)。浮游動(dòng)物還可以作為魚苗和一些成熟魚類的食物來源。浮游動(dòng)物的物種多樣性、豐度和生物量決定了水生生態(tài)系統(tǒng)的魚產(chǎn)力。

底棲動(dòng)物是指生活史的全部或大部分時(shí)間生活于水體底部的水生動(dòng)物群。作為淡水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，對底棲動(dòng)物的研究，有助于我們深入了解水生生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。在實(shí)際生活中，底棲動(dòng)物是魚類等經(jīng)濟(jì)水生生物的天然食料，具有比較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。此外，利用底棲動(dòng)物的種群結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢種類和數(shù)量等參量可以確切反應(yīng)水體的質(zhì)量狀況。利用這種方法，不但能夠較好地反映一段時(shí)間內(nèi)的水質(zhì)變化情況，而且還能夠反映水體中各污染物協(xié)同與拮抗作用的結(jié)果，即各類污染物的綜合毒性，從而為生物多樣性保護(hù)與防治污染提供有價(jià)值的參考依據(jù)。

1982年內(nèi)蒙古自治區(qū)水產(chǎn)科學(xué)研究所和南開大學(xué)生物系曾對哈素海浮游動(dòng)物及底棲動(dòng)物進(jìn)行過較為系統(tǒng)的漁業(yè)資源調(diào)查，1991年內(nèi)蒙古自治區(qū)環(huán)保監(jiān)測中心站又對哈素海水質(zhì)環(huán)境進(jìn)行了調(diào)查監(jiān)測。但是時(shí)間已經(jīng)過去了20多年，該湖泊水體已經(jīng)發(fā)生了巨大變化，許多物種已消失，取而代之的是一些新的物種出現(xiàn)。2018年、2019年我們對哈素海進(jìn)行了系統(tǒng)的周年調(diào)查監(jiān)測，特別是對水體浮游動(dòng)物及底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)、豐度、生物量及季節(jié)變化規(guī)律進(jìn)行初步研究，并對水體營養(yǎng)狀況進(jìn)行了評價(jià)，目的是為哈素海漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及水環(huán)境保護(hù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣時(shí)間和采樣點(diǎn)布設(shè)

本次調(diào)查監(jiān)測按照《內(nèi)陸水域漁業(yè)自然資源調(diào)查規(guī)范》和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。哈素海北部有山洪補(bǔ)水，西南部有黃河進(jìn)水口，根據(jù)水面具體情況，在庫中設(shè)4個(gè)點(diǎn)采樣。這4個(gè)采樣點(diǎn)分別為進(jìn)水口、西排、庫中和庫北，具體采樣點(diǎn)設(shè)置情況見圖1。

各點(diǎn)根據(jù)水深不同，水深3 m以上的采樣點(diǎn)采上、中、下3層水，混勻后取樣測定；水深2 m以下的采樣點(diǎn)取中上層水進(jìn)行分析測定。檢測項(xiàng)目包括水質(zhì)常規(guī)分析、浮游生物調(diào)查分析和底棲動(dòng)物調(diào)查分析。分別在夏、秋、冬、春季各進(jìn)行1次。其中底棲動(dòng)物調(diào)查分析在春、夏兩季進(jìn)行。

1.2 樣品的采集和鑒定

浮游動(dòng)物的采集和鑒定采用《內(nèi)陸水域漁業(yè)自然資源調(diào)查試行規(guī)范》方法進(jìn)行。定性樣品用13號定性網(wǎng)，在水下0.5 m處做“∞”字型拖曳3 min，加福爾馬林固定后保存于100 mL標(biāo)本瓶中。定量樣品采水10 L置于25號浮游生物網(wǎng)中過濾，濃縮至20 mL，加福爾馬林固定后保存于100 mL標(biāo)本瓶中。測定豐度時(shí)將樣品稀釋至100 mL，搖勻并吸取1 mL置于計(jì)數(shù)框中，分類計(jì)數(shù)全部浮游動(dòng)物數(shù)量，然后換算為水樣密度。底棲動(dòng)物定性采用三角拖網(wǎng)采取。定量采樣方法用1/16 m2的彼得生采泥器在每個(gè)采樣點(diǎn)采泥1～2次，獲得的泥樣經(jīng)40目（孔徑0.38 mm）分樣篩洗后帶回實(shí)驗(yàn)室處理。先將底棲動(dòng)物挑出，然后進(jìn)行種類鑒定、計(jì)數(shù)和質(zhì)量測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 種類組成

2.1.1 浮游動(dòng)物群落組成及優(yōu)勢種屬。經(jīng)過2018年夏、秋、冬及2019年春季4次采樣調(diào)查，初步測定哈素海浮游動(dòng)物有原生動(dòng)物、輪蟲、枝角類和橈足類4大類，其中原生動(dòng)物17種、輪蟲31種、枝角類6種、橈足類8種，總計(jì)62種。浮游動(dòng)物名錄詳見表1。

經(jīng)測定分析，哈素海春季浮游動(dòng)物種類很多，但數(shù)量都不大，主要有無節(jié)幼體、象鼻蚤、劍水蚤、龜甲輪蟲、疣毛輪蟲和多肢輪蟲；夏季浮游動(dòng)物種類多，數(shù)量大，主要有疣毛輪蟲、角突臂尾輪蟲、晶囊輪蟲、多肢輪蟲、無節(jié)幼體、劍水蚤和哲水蚤等；秋季主要有龜甲輪蟲、晶囊輪蟲、多肢輪蟲、疣毛輪蟲、無節(jié)幼體、劍水蚤和哲水蚤等；冬季浮游動(dòng)物種類、數(shù)量均大幅度下降，只有少量劍水蚤、哲水蚤、無節(jié)幼體和個(gè)別的疣毛輪蟲、多肢輪蟲、臂尾輪蟲等。

表1 哈素海浮游動(dòng)物名錄

2.1.2 底棲動(dòng)物群落組成。2018年8月和2019年3月，兩次調(diào)查采樣共獲底棲動(dòng)物4科、23種，隸屬3門、3綱，即節(jié)肢動(dòng)物門、昆蟲綱、搖蚊科；軟體動(dòng)物門、腹足綱、椎實(shí)螺科和扁卷螺科；環(huán)節(jié)動(dòng)物門、寡毛綱、顫蚓科。詳見表2。

2.2 豐度和生物量

2.2.1 浮游動(dòng)物豐度和生物量。哈素海大型浮游動(dòng)物全年平均豐度為228.5個(gè)/L，以輪蟲類為主，占58.34%。原生動(dòng)物豐度為1.68×104個(gè)/L。平均生物量為1.934 mg/L，以枝角類和橈足類為主，所占比例達(dá)到75.59%。哈素海浮游動(dòng)物豐度、生物量及組成比例見圖2。

2.2.2 底棲動(dòng)物的豐度及生物量。哈素海底棲動(dòng)物平均豐度為397.5個(gè)/m2。其中搖蚊幼蟲密度最大，占總數(shù)的70.4%；寡毛類次之，占總數(shù)的18.2%。平均生物量為1.86 g/m2，搖蚊幼蟲生物量最大，占總數(shù)的54.8%，軟體動(dòng)物次之，占總數(shù)的26.9%。具體情況詳見表3。

表2 哈素海底棲動(dòng)物名錄

表3 哈素海底棲動(dòng)物豐度（個(gè)/m2）及生物量（g/m2）

3 討論

3.1 浮游動(dòng)物豐度和生物量的季節(jié)變化情況

3.1.1 豐度的季節(jié)變化趨勢。在各季節(jié)中，大型浮游動(dòng)物豐度夏季明顯偏多，平均為451.9個(gè)/L；秋季次之，平均為288.4個(gè)/L；冬季和春季較少，平均為49.6個(gè)/L和124.2個(gè)/L。原生動(dòng)物豐度以春季最多，平均為3.3×104個(gè)/L；夏季次之，平均 1.58×104個(gè)/L；秋、冬季最少，平均為 1.06×104個(gè)/L 和 0.76×104個(gè)/L。 各季節(jié)浮游動(dòng)物豐度變化情況詳見圖3。

由圖3可知，夏秋兩季輪蟲豐度變化不大，明顯高于春冬兩季；無節(jié)幼體、橈足類和枝角類豐度夏季最高，其次是春秋兩季基本相等，冬季最低。所有浮游動(dòng)物種類在冬季急劇下降，冬季達(dá)到最低值。

3.1.2 生物量的季節(jié)變化趨勢。哈素海生物量最高值出現(xiàn)在夏季，平均為4.116 mg/L，其中個(gè)體較大的橈足類的生物量為2.024 mg/L；春、秋季次之，平均為1.404 mg/L和1.732 mg/L；冬季最少，平均為0.4840 mg/L。這3個(gè)季節(jié)均是個(gè)體較小的枝角類占較大比例。各季節(jié)浮游動(dòng)物生物量變化情況詳見圖4。

3.2 營養(yǎng)狀況

水體營養(yǎng)狀況是由水體中氮、磷等營養(yǎng)元素濃度、葉綠素a含量和透明度高低等因素決定的。同時(shí)浮游生物的多少?zèng)Q定了水的透明度，影響著光合作用的程度，從而影響葉綠素a含量。而浮游動(dòng)物又是以浮游植物、腐屑及細(xì)菌作為食物的，所以利用浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和生物量變化及優(yōu)勢種分布情況，從側(cè)面監(jiān)測評價(jià)水環(huán)境的方法是比較常見的，在國內(nèi)外也已經(jīng)有相當(dāng)長的歷史。綜合考慮浮游動(dòng)物的種類、密度和多樣性指數(shù)，可以對水體的富營養(yǎng)化狀態(tài)和污染情況進(jìn)行較為客觀的評價(jià)。我國著名水生生物學(xué)家何志輝，通過對國內(nèi)211個(gè)內(nèi)陸水域調(diào)查，提出一個(gè)以浮游動(dòng)物生物量評價(jià)水體營養(yǎng)級別的標(biāo)準(zhǔn)：0.16～2.19 mg/L(平均 0.96 mg/L)為貧營養(yǎng)，0.28～17.60 mg/L(平均2.10 mg/L)為中營養(yǎng)型，0.59～9.52 mg/L(平均3.59 mg/L)為富營養(yǎng)型。南開大學(xué)李明德教授根據(jù)于橋水庫調(diào)查結(jié)果，提出了非結(jié)冰期浮游動(dòng)物生物量年均值表示法：＜1 mg/L為貧營養(yǎng)型，1.1～3.4 mg/L 為中營養(yǎng)型，3.5～8.0 mg/L為富營養(yǎng)型，＞8.0 mg/L為超富營養(yǎng)型。依照上述評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，哈素海的浮游動(dòng)物年均生物量為1.934 mg/L，變動(dòng)范圍為0.4840～4.116 mg/L，屬于中富營養(yǎng)型。

作為水體狀況指示生物的底棲動(dòng)物是淡水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，它們對環(huán)境污染的反應(yīng)較靈敏，能夠比較直觀地反映水質(zhì)的變化。按照1952年Carlander分類，底棲動(dòng)物群落生物量在0.20～1.70 g/m2為貧營養(yǎng)型，2.50～6.25 g/m2為中營養(yǎng)型，10.00～25.00 g/m2為富營養(yǎng)型。1980年俄羅斯學(xué)者A.И.依薩耶夫?qū)⑻K聯(lián)的水庫營養(yǎng)類型分為＜1.5 g/m2、1.5～3.0 g/m2、3.0～6.0 g/m2、6.0～12.0 g/m2和＞12.0 g/m2五個(gè)級別。哈素海底棲動(dòng)物的平均生物量為1.86 g/m2，屬于中富營養(yǎng)型。

4 結(jié)論

哈素海浮游動(dòng)物種類由多至少依次為：輪蟲＞原生生物＞橈足類＞枝角類；浮游動(dòng)物豐度由多至少為：輪蟲＞無節(jié)幼體＞枝角類＞橈足類；浮游動(dòng)物平均生物量由多至少為：橈足類＞枝角類＞輪蟲＞無節(jié)幼體＞原生動(dòng)物。底棲動(dòng)物豐度由多至少為：搖蚊幼蟲＞寡毛類＞軟體動(dòng)物；底棲動(dòng)物平均生物量由多至少為：搖蚊幼蟲＞軟體動(dòng)物＞寡毛類。浮游動(dòng)物豐度和生物量均以夏季最高，春、秋兩季次之，冬季達(dá)到最低值(原生動(dòng)物除外)。造成該現(xiàn)象的主要原因?yàn)楣睾Ｉ罹觾?nèi)陸，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，夏季高溫，冬季寒冷，降水主要集中在夏季。

雖然我們通常采用的利用浮游動(dòng)物及底棲動(dòng)物生物量對水體營養(yǎng)狀況進(jìn)行評價(jià)的方法有較大的局限性，但是仍然可以在一定范圍內(nèi)、一定程度上反映出水體的營養(yǎng)狀況。分析我們的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以得出，哈素海屬于中富營養(yǎng)型。由于近年來我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人類對資源開發(fā)程度的加劇，使得一些營養(yǎng)物通過各種途徑入湖，并在水體中增加和積累，使水質(zhì)惡化，加速了富營養(yǎng)化進(jìn)程。如果不及時(shí)采取有效的措施，哈素海水體營養(yǎng)狀況向富營養(yǎng)化發(fā)展的速度將會(huì)越來越快。