三峽庫(kù)區(qū)3條支流夏季浮游生物現(xiàn)狀及多樣性分析

但 言，沈子偉，余鳳琴，李 燕*，張 燕

（1.重慶市水產(chǎn)科學(xué)研究所，重慶 401120；2.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院長(zhǎng)江水產(chǎn)研究所/農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江中上游漁業(yè)資源環(huán)境科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，湖北武漢 430223）

2009 年，三峽水庫(kù)蓄水完成設(shè)計(jì)水位175 m，庫(kù)區(qū)內(nèi)各支流水文條件都發(fā)生了不同程度的變化，存在由自然河流向湖泊型轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)。庫(kù)區(qū)水環(huán)境的改變將直接影響水生生物的結(jié)構(gòu)。本文根據(jù)在三峽庫(kù)區(qū)3條支流的調(diào)查情況，分析該水域夏季的浮游生物群落結(jié)構(gòu)特征及多樣性，為三峽庫(kù)區(qū)的環(huán)境治理提供依據(jù)。

1 調(diào)查范圍及方法

1.1 調(diào)查范圍

彭溪河設(shè)置渠口鎮(zhèn)（P1：N31°07′56.86″，E108°30′10.98″），高 陽(yáng)（P2： N31° 05′38.77″，E108°40′36.02″），高速公路橋（P3：N30°58′22.57″，E108°42′38.07″）3 個(gè)采樣斷面；梅溪河設(shè)置桂花橋（M1：N31°07′40.01″，E109°19′41.96″），康樂(lè)鎮(zhèn)（M2：N31°07′2.29″，E109°26′10.63″），唐家灣（M3：N31°3′59.47″，E109°30′38.85″）3 個(gè)斷面；抱龍河流程短，設(shè)置石花村（B1：N30°58′56.48″，E110°1′47.25″），候老拐（B2：N30°59′53.16，E110°2′44.26″）2 個(gè)斷面。采樣點(diǎn)見圖1。

1.2 樣品采集

采集包括定性采集和定量采集。

采集及固定方法參照文獻(xiàn)［1］進(jìn)行。

1.3 分析方法

1.3.1 種類鑒定與計(jì)數(shù)

浮游生物的鏡檢、種類鑒定及計(jì)數(shù)參照文獻(xiàn)［2-9］進(jìn)行。

1.3.2 多樣性指數(shù)計(jì)算

Shannon Wiener指數(shù)（物種多樣性）：

圖1 采樣點(diǎn)布設(shè)

Marglef 指數(shù)（豐度指數(shù)）：

Pielou指數(shù)（物種均勻度）：

以上各式中，S為群落的總種數(shù)，N為觀察到的個(gè)體總數(shù)，Ni為第i種的個(gè)體數(shù)，Pi為物種i的個(gè)體數(shù)Ni占所有個(gè)體總數(shù)N的比例，即Pi=Ni/N。

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游植物群落結(jié)構(gòu)及多樣性

2015 年6 月，在調(diào)查區(qū)域抱龍河、梅溪河及彭溪河通過(guò)對(duì)所采樣品的定性、定量分析，共鑒定出浮游植物157 種，隸屬于8 門74 屬。其中，硅藻門18 屬53種，綠藻門29 屬52 種，藍(lán)藻門13 屬28 種，裸藻門4屬10 種，甲藻門3 屬5 種，黃藻門3 屬4 種，隱藻門3屬4 種，金藻門1 屬1 種。硅藻門占所有藻類組成的33.76%，綠藻門占所有藻類組成的33.12%，藍(lán)藻門占所有藻類組成的17.83%，裸藻門占所有藻類組成的6.37%，甲藻門占所有藻類組成的3.18%，黃藻門占所有藻類組成的2.55%，隱藻門占所有藻類組成的2.55%，金藻門占所有藻類組成的0.64%。檢出的優(yōu)勢(shì)藻類主要是硅藻門的美麗星桿藻（Asterionella formosaHassal），綠藻門的實(shí)球藻［Pandorina morum（Muell.）Bory.］、衣藻（Chlamydomonas sp.）、藍(lán)藻門的微囊藻（Microcystis sp.）、甲藻門的擬多甲藻（Peridiniopsis sp.）及隱藻門的卵形隱藻（Crytomonas ovata）。

不同河流及采樣斷面浮游植物物種組成、物種數(shù)和密度不一。由表1 可見，彭溪河最多（123 種），抱龍河最少（82 種）。8 個(gè)監(jiān)測(cè)斷面中，P1 斷面種類最多（97 種），M3 斷面最少（56 種）。彭溪河、梅溪河以綠藻門為主，占比分別為37.40%、37.11%；抱龍河以硅藻門為主，占比為37.80%。由表2 可見，3 條河流浮游植物的密度為1.45×105～90.6×105cells·L-1，平均值為29.18×105cells·L-1，其中抱龍河最高、彭溪河最低；平均生物量為1.728 3 mg·L-1，變動(dòng)幅度為0.466 7（M3）～3.149 1（B2）mg·L-1。

調(diào)查河流浮游植物H′、d′和J′范圍分別為1.83～2.78、4.33～7.85、0.45～0.95，平均值分別為2.31、5.66、0.72。以斷面來(lái)看：d′以P1 斷面最低，M3 斷面最高；H′以P3 斷面最低，B1 斷面最高；J′以P1 斷面最低，M1斷面最高（見圖2）。以河流來(lái)看：d′以梅溪河最高，彭溪河最低；H′、J′以抱龍河最高，彭溪河最低。

表1 調(diào)查支流的浮游植物種類數(shù)

表2 調(diào)查支流的浮游植物密度和生物量

圖2 調(diào)查河流8個(gè)斷面浮游植物的多樣性指數(shù)

2.2 浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及多樣性

此次調(diào)查中共鑒定浮游動(dòng)物107 種，隸屬于4 門52 屬。其中，輪蟲23 屬53 種，占浮游動(dòng)物種類總數(shù)的49.53%；枝角類10 屬24 種，占浮游動(dòng)物種類總數(shù)的22.43%；原生動(dòng)物13 屬23 種，占浮游動(dòng)物總種類數(shù)的21.50%；橈足類7 種，占浮游動(dòng)物種類總數(shù)的6.54%。由表3 可知，3 條河流以輪蟲為主，彭溪河、梅溪河、抱龍河中輪蟲數(shù)量占比分別為52.5%、50.0%、49.18%。檢出的優(yōu)勢(shì)種有萼花臂尾輪蟲（Brachionus calyciflorus）、曲腿龜甲輪蟲（Keratella valga）、螺形龜甲輪蟲（Keratella cochlearis）、針簇多肢輪蟲（Polyarthra trigla）、前節(jié)晶囊輪蟲（Asplanchna prildonta）、梳狀疣毛輪蟲（Synchacta pectinata）、角突臂尾輪蟲（Brachionus angularis）；枝角類中的優(yōu)勢(shì)種為簡(jiǎn)弧象鼻溞（Bosmina coregoni）、短尾秀體溞（Diaphanosoma brachyurum）和透明溞［Daphnia（Daph-nia）hyaline］；橈足類中的常見種是廣布中劍水蚤（Microcyclops leuckarti）。

表3 調(diào)查支流的浮游動(dòng)物種類數(shù)

監(jiān)測(cè)斷面浮游動(dòng)物平均密度為139.71 個(gè)/L，由表4 可見，B2 斷面密度最低，P2 斷面密度最高；變動(dòng)幅度為22.93～298.60 個(gè)/L。以河流來(lái)看：彭溪河平均密度為235.30 個(gè)/L，梅溪河平均密度為112.92 個(gè)/L，抱龍河平均密度為36.50個(gè)/L。監(jiān)測(cè)斷面浮游動(dòng)物平均生物量為313.2 mg·L-1，B2 斷面密度最低（2.3 mg·L-1），P2 斷面最高（443.2 mg·L-1）。以河流來(lái)看：抱龍河平均生物量最小，彭溪河平均生物量最大。

表4 調(diào)查支流的浮游動(dòng)物密度和生物量

調(diào)查河流浮游動(dòng)物H′、d′、J′范圍分別為1.92～2.91、3.42～5.85、0.49～0.75，平均值分別為2.68、5.38、0.63。以斷面來(lái)看：H′及d′以P1 斷面最低，J′以M2 斷面最低；H′、J′以P2 斷面最高，d′以B2 斷面最高（見圖3）。以河流來(lái)看：J′以彭溪河最高，抱龍河最低；H′、d′以抱龍河最高，彭溪河最低。

3 結(jié)論與討論

3.1 浮游植物群落的結(jié)構(gòu)特征

圖3 調(diào)查河流8個(gè)斷面浮游動(dòng)物的多樣性指數(shù)

調(diào)查水域浮游植物整體以硅藻門種類為主，占浮游植物種類總數(shù)的33.76%，其次是綠藻，占33.12%，硅藻與綠藻物種數(shù)量占比幾乎無(wú)差異，即三峽庫(kù)區(qū)支流夏季浮游植物群落整體屬于硅藻-綠藻型。其中，抱龍河、梅溪河為綠藻-硅藻型，彭溪河為硅藻-綠藻型。彭溪河為本次調(diào)查3 條支流中位于上游的支流，受三峽水庫(kù)水位調(diào)節(jié)水流波動(dòng)相對(duì)較大，而硅藻由于具有堅(jiān)硬的硅外殼，能抵抗機(jī)械損傷，能夠在波動(dòng)較大的水體中生存［10］。陳勇等在2007 年對(duì)三峽水庫(kù)三期蓄水時(shí)的浮游植物群落進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)物種組成為呈硅藻-綠藻型［11］。朱永峰等在2015年對(duì)三峽水庫(kù)春季浮游植物群落特征及影響因素調(diào)查中得出，在長(zhǎng)江干流段和庫(kù)灣群中采集到的浮游植物物種組成為綠藻-硅藻型［12］。張磊等在2013年對(duì)三峽庫(kù)區(qū)浮游植物的空間分布及影響機(jī)制研究中得出，在支流的物種組成為藍(lán)藻-硅藻門，在長(zhǎng)江干流的物種組成為硅藻-綠藻門［13］。與本研究結(jié)果相比，具體的物種組成優(yōu)勢(shì)種群沒(méi)有變化，仍為硅藻和綠藻，但是占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的藻類在不同的研究中有差異。王英才等在2009年對(duì)三峽庫(kù)區(qū)試驗(yàn)性蓄水期間浮游植物群落特征進(jìn)行研究，結(jié)果顯示在藻類結(jié)構(gòu)組成上，干流硅藻居于絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位，支流則呈現(xiàn)多樣化，綠藻、甲藻、隱藻均可能成為優(yōu)勢(shì)種群，但硅藻仍在整體上占有一定優(yōu)勢(shì)［14］。這與本次調(diào)查結(jié)果基本上一致。上述研究表明，三峽水庫(kù)自2007 年三期蓄水以來(lái)，經(jīng)過(guò)10 多年的過(guò)渡，浮游植物的組成比較穩(wěn)定，未發(fā)生顯著變化，這也與朱永峰的研究結(jié)果［12］一致。

就3 條支流來(lái)看，表現(xiàn)出由上游至下游浮游植物種類、密度、生物量逐漸增多的現(xiàn)象，下游的抱龍河為典型的庫(kù)區(qū)靜水環(huán)境，更適宜藻類的生長(zhǎng)繁殖［15］。就單條河流來(lái)看，浮游植物的數(shù)量和密度呈波浪狀分布，并未呈現(xiàn)出上述規(guī)律，可能的原因是各采樣點(diǎn)水文環(huán)境較為相似，因此，在各條河流中浮游生物的結(jié)構(gòu)組成未表現(xiàn)出明顯的差異。

3.2 浮游動(dòng)物群落的結(jié)構(gòu)特征

調(diào)查結(jié)果顯示，三峽庫(kù)區(qū)浮游動(dòng)物種類組成以輪蟲為主，占浮游動(dòng)物種類總數(shù)的49.53%，與翟世濤2009 對(duì)澎溪河浮游動(dòng)物的研究結(jié)果［16］相似。2012—2013 年何滔等對(duì)抱龍河浮游動(dòng)物現(xiàn)狀的研究也表明，輪蟲為浮游生物的優(yōu)勢(shì)種［17］。輪蟲的有性繁殖特性能夠增加遺傳多樣性，有助于輪蟲種群的環(huán)境適應(yīng)能力［18］。此外，輪蟲休眠卵具有抵抗干燥等不良條件的能力，有利于提高種群遷移力［19］，在應(yīng)對(duì)三峽水庫(kù)環(huán)境變化時(shí)更具優(yōu)勢(shì)。因此，輪蟲在區(qū)內(nèi)廣泛分布。

3.3 浮游生物多樣性分析

根據(jù)浮游動(dòng)物的分布情況，運(yùn)用Shannon Wiener指數(shù)（H′）、Marglef 豐度指數(shù)（d′）和Pielou均勻度指數(shù)（J′）對(duì)三峽庫(kù)區(qū)支流水質(zhì)情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，可以得出，夏季三峽庫(kù)區(qū)支流水質(zhì)處于輕度-中度污染。渠口鎮(zhèn)斷面（P1）污染最為嚴(yán)重，可能的原因?yàn)榍阪?zhèn)人類活動(dòng)干擾且受到三峽水庫(kù)回水頂托，水交換率降低。