黃石水庫浮游生物資源調(diào)查及多樣性分析

■李夢軍 謝春華 張小立 楊福忠 王曉艷 徐黎明

（1 大湖水殖股份有限公司 415000；2 湖南省水產(chǎn)技術(shù)工程研究中心 415000）

黃石水庫地跨常德市桃源和張家界市慈利兩縣，是一座以灌溉為主，兼顧防洪、發(fā)電、漁業(yè)及航運(yùn)等綜合利用的大（Ⅱ）型水利樞紐工程，控制流域集雨面積552km2。庫區(qū)主要由芭茅洲河、龍?zhí)逗印⒎曳缓?、劉家溪河、洞潭?條支流匯成，支流分布呈扇形河系。水庫總庫容6.02億m3，正常水位90m，相應(yīng)庫容4.58億m3，有效庫容3.38億m3，庫容系數(shù)0.6，屬多年調(diào)節(jié)水庫。水庫俗稱湖南“千島之湖”，庫區(qū)大小島嶼幾百個，完全獨(dú)立島嶼數(shù)十個，區(qū)域植被保護(hù)良好，森林覆蓋率85%以上。水庫生態(tài)系統(tǒng)功能主要包括水資源綜合利用與調(diào)節(jié)、漁業(yè)生產(chǎn)與休閑景觀以及區(qū)域生態(tài)支持與調(diào)節(jié)（郭立平等，2010），是湖南省常德市飲用水備用水源地。隨著庫區(qū)水利工程、漁業(yè)生產(chǎn)、旅游開發(fā)和城鎮(zhèn)化建設(shè)加劇，大量污染負(fù)荷遷移入庫（卓文等，2020），如何保持當(dāng)前水庫優(yōu)越的自然景觀、良好水質(zhì)環(huán)境以及物種多樣性，求取生態(tài)最大功能效益，是庫區(qū)水生態(tài)資源可持續(xù)利用發(fā)展需考慮的現(xiàn)實(shí)問題。本研究通過對庫區(qū)浮游生物的定性、定量分析，并采用shannom-wiener生物多樣性指數(shù)對該庫區(qū)水質(zhì)進(jìn)行評價，以期為黃石水庫生物多樣性維護(hù)和水環(huán)境保護(hù)提供本底資料。

1 調(diào)查方法

1.1 調(diào)查地點(diǎn)與時間

水庫由5 條河流匯集而成，呈扇形河系分布，根據(jù)水庫形態(tài)，調(diào)查區(qū)域共設(shè)9個采樣點(diǎn)（圖1），各采樣點(diǎn)分別標(biāo)記為S1（洞潭）、S2（劉家溪）、S3（甘坪山）、S4（杉木?。?、S5（竹巖坪）、S6（曾家坪）、S7（茶廠）、S8（吳家坪）、S9（張家坪）。2014年8～9月在各采樣點(diǎn)分別采集浮游植物和浮游動物。

表1 黃石水庫各采樣點(diǎn)浮游植物組成、密度及生物量

表2 黃石水庫各采樣點(diǎn)浮游動物組成、密度及生物量

表3 黃石水庫各采樣點(diǎn)浮游生物多樣性指數(shù)

1.2 測定方法

浮游植物和浮游動物采用鏡檢計數(shù)和種類鑒別法，采集、定性、定量分析參照《水庫漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范（SL167-2014）》方法進(jìn)行，數(shù)據(jù)描述采用平均值。

1.3 群落多樣性分析方法

浮游植物和浮游動物的生物多樣性指數(shù)采用shannom-wiener多樣性指數(shù)（H）進(jìn)行分析，計算公式為：

式中：H為群落或調(diào)查生境中物種的多樣性指數(shù)；S為群落或調(diào)查生境中的物種數(shù)；Pi為群落或調(diào)查生境中第i物種個體數(shù)占所有物種個體總數(shù)的比率；i 為1，…，S。

水質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)：0為嚴(yán)重污染；0＜H≤1為重污染富營養(yǎng)型；1＜H≤2為中污染中營養(yǎng)型；2＜H≤3為輕污染中營養(yǎng)型；3＜H為清潔貧營養(yǎng)型。

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游植物種類組成、密度及生物量

本次調(diào)查檢出浮游植物5門44種，根據(jù)鏡檢浮游植物的種類、數(shù)量，計算出各采樣點(diǎn)浮游植物的平均密度和生物量（表1），其中：藍(lán)藻門10種，占總種數(shù)的22.73%,地中尖頭藻、魚腥藻、色球藻、針狀藍(lán)纖維藻出現(xiàn)的頻率較高；綠藻門21種，占總種數(shù)的47.73%，小球藻出現(xiàn)的頻率較高；硅藻門8種，占總種數(shù)的18.18%，直鏈藻、針桿藻出現(xiàn)的頻率較高；甲藻門4種，占總種數(shù)的9.09%,飛燕角甲藻、多甲藻出現(xiàn)的頻率較高；隱藻門1種，占總種數(shù)的2.27%。浮游植物的密度平均為1020.5×104ind/L、生物量平均為6.594mg/L。

2.2 浮游動物種類組成、密度及生物量

本次調(diào)查共檢出浮游動物43種，各采樣點(diǎn)浮游動物的種類組成均包含有原生動物、輪蟲類和枝角類，依據(jù)鏡檢的種類、數(shù)量，計算浮游動物的平均密度及生物量（表2），其中：原生動物12種，占總種數(shù)的27.91%；輪蟲類19種，占總種數(shù)的44.18%；枝角類12種，占總種數(shù)的27.91%。輪蟲類的壺狀臂尾輪蟲、裂足輪蟲、萼花臂尾輪蟲、螺形龜甲輪蟲、薄達(dá)臂尾輪蟲和枝角類的長肢秀體溞、短尾秀體溞、僧帽溞出現(xiàn)的頻率較高。浮游動物的密度平均為5,533ind/L、生物量平均為5.384mg/L。

2.3 浮游生物多樣性指數(shù)

采用shannom-wiener多樣性指數(shù)，計算黃石水庫調(diào)查水域各采樣點(diǎn)浮游植物和浮游動物的多樣性指數(shù)（表3），參照shannom-wiener指數(shù)水質(zhì)污染評價標(biāo)準(zhǔn)對黃石水庫水質(zhì)進(jìn)行評價，各采樣點(diǎn)的多樣性指數(shù)均在1～2的范圍之間，水質(zhì)處于中等污染程度。

3 討論

3.1 調(diào)查流域生物多樣性及水質(zhì)評價

生物多樣性是衡量生物群落結(jié)構(gòu)特征和穩(wěn)定性的重要尺度參數(shù)，物種組成越豐富，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定（邱小琮等，2011）。本次調(diào)查各采樣點(diǎn)的生物多樣性指數(shù)H值的變幅不大，說明調(diào)查流域浮游生物群落結(jié)構(gòu)較為一致，群落穩(wěn)定性較低，可能與本次調(diào)查采樣時間（8～9月）相關(guān)，僅能代表采樣時段的生物群落分布，周年變化規(guī)律尚需進(jìn)一步探討。而生物多樣性亦與水質(zhì)存在相關(guān)性，可作為反映流域健康的生物指標(biāo)（唐匯娟等，2008；陳紅等，2018）。調(diào)查時段各采樣點(diǎn)生物多樣性H值范圍均在1～2之間，據(jù)此評價調(diào)查流域?qū)僦形廴局袪I養(yǎng)型水體，且采樣點(diǎn)S3和S8的浮游植物H值接近2，輪蟲類中的螺形龜甲輪蟲作為耐污種（施利民等，2016）也在本次調(diào)查中出現(xiàn)的頻率較高，暗示調(diào)查流域水質(zhì)可能正向富營養(yǎng)化趨勢發(fā)展。

3.2 調(diào)查流域水資源綜合利用及保護(hù)

調(diào)查流域?qū)俪５率酗嬘盟畟溆盟吹?，流域范圍?zhí)行Ⅱ級水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。本次調(diào)查采樣時段生物多樣性指數(shù)H值評價該流域?qū)僦形廴局袪I養(yǎng)型水體，且耐污種暗示水質(zhì)可能正向富營養(yǎng)化趨勢發(fā)展。隨著黃石水庫水資源綜合利用工程（又稱“引黃入?！保﹩樱訌?qiáng)調(diào)查流域水生態(tài)環(huán)境保護(hù)，確保水源地供水水質(zhì)安全顯得尤其重要。防控污染物入庫，實(shí)施污染總量控制（趙永宏等，2010；張萬順等，2011）和魚類生物調(diào)控，開展增殖漁業(yè)（劉飛等，2018）需成為今后調(diào)查流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)的主導(dǎo)措施。