丹江口庫區(qū)浮游甲殼動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及其與環(huán)境因子的相關(guān)性研究

王文靜 韓韻 宋瑞

摘要：為研究丹江口水庫浮游甲殼動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)、分布特征及其與主要環(huán)境因子的關(guān)系，2017～2018年每月對(duì)丹江口水庫壩上游斷面和壩下游斷面開展了浮游甲殼動(dòng)物的調(diào)查。結(jié)果表明：丹江口水庫浮游甲殼動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)具有明顯的季節(jié)性特征，2017年丹江口水庫浮游甲殼動(dòng)物在春秋兩季密度較大，而2018年則在夏秋兩季密度較大。雖然壩上游與壩下游兩個(gè)斷面生物密度相差較大，但浮游甲殼動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)變化較為一致。丹江口壩上游斷面浮游甲殼動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)變化主要受水位和水溫的雙重影響，而丹江口壩下游斷面則主要受水溫和丹江口壩上游斷面群落結(jié)構(gòu)變化的共同影響。

關(guān)鍵詞：浮游甲殼動(dòng)物;群落結(jié)構(gòu);環(huán)境因子;丹江口水庫

中圖法分類號(hào)：X17文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.10.016

文章編號(hào)：1006 - 0081（2021）10 - 0088 - 05

0引 言

浮游動(dòng)物既是浮游植物等初級(jí)生產(chǎn)者的主要攝食者，又是包括許多經(jīng)濟(jì)魚類在內(nèi)的上層捕食者的主要食物來源，是對(duì)能量、物質(zhì)循環(huán)起調(diào)控作用的關(guān)鍵功能群[1-3]。浮游動(dòng)物對(duì)環(huán)境變化很敏感，其種類組成和多樣性特征能反映出水體健康程度和狀態(tài)[4-5];且浮游動(dòng)物分布廣泛，不受地區(qū)和季節(jié)變化限制，是一類理想的監(jiān)測(cè)生物[6]。浮游動(dòng)物主要包括有原生動(dòng)物、輪蟲、枝角類和橈足類四大類，本文主要研究的是枝角類和橈足類，也稱作浮游甲殼動(dòng)物。

丹江口水庫作為南水北調(diào)中線工程的水源地，一直以來受到社會(huì)各界的高度關(guān)注。水庫作為一種兼具河流與湖泊特性的新型生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)其生態(tài)系統(tǒng)的研究已經(jīng)成為國內(nèi)外科學(xué)家比較關(guān)注的問題之一[7-8]。目前，重點(diǎn)針對(duì)浮游甲殼動(dòng)物在丹江口水庫的群落空間季節(jié)分布以及其與環(huán)境因子相關(guān)性的研究依然報(bào)道較少。

筆者在2017～2018年對(duì)丹江口水庫壩上游和壩下游兩個(gè)斷面進(jìn)行了浮游甲殼動(dòng)物的監(jiān)測(cè)，針對(duì)丹江口水庫浮游甲殼動(dòng)物群落分布以及結(jié)構(gòu)開展研究，探討了水庫中浮游甲殼動(dòng)物的種類數(shù)、密度及其季節(jié)變化與空間結(jié)構(gòu)，并分析水文水質(zhì)等環(huán)境因子與浮游甲殼動(dòng)物分布的相關(guān)關(guān)系，為了解近年來丹江口水庫水環(huán)境與湖泊生態(tài)系統(tǒng)變化提供依據(jù)。

1實(shí)驗(yàn)與方法

1.1 研究區(qū)域

丹江口水利樞紐位于漢江與丹江匯合口以下800 m處的漢江上，控制流域面積為9.52萬km2，占漢江流域集水面積的60%[9]。大壩加高后，壩頂高程176.6 m，正常蓄水位170 m，相應(yīng)庫容290.5億m3，水域面積1 050 km2 [10-11]。

為分析水利工程對(duì)浮游甲殼動(dòng)物的影響，本研究選取丹江口壩上游和壩下游兩個(gè)點(diǎn)位作為采樣點(diǎn)。丹江口壩上游斷面（簡稱“壩上”）位于丹江口大壩上游約1 km處，為庫區(qū)主要斷面;壩下游斷面（簡稱“壩下”）位于丹江口大壩下游約7 km處，為出庫控制斷面。斷面布設(shè)見圖1。

1.2浮游動(dòng)物采集及檢測(cè)方法

2017～2018年每月月初進(jìn)行水樣采集。浮游動(dòng)物定性樣品采集使用13號(hào)浮游生物網(wǎng)（孔徑112 μm）在水中做“∞”字回旋，將濃縮于網(wǎng)頭的水樣收集于50 mL的樣品瓶;定量樣品用5 L有機(jī)玻璃采樣器按照透明度分層采集水樣，共采集50 L水樣，經(jīng)25號(hào)浮游生物網(wǎng)（孔徑64 μm）過濾后收集入樣品瓶。定性與定量樣品采集后加4%福爾馬林溶液固定保存，帶回實(shí)驗(yàn)室鏡檢。

1.3水體理化因子測(cè)定

同步測(cè)定水文和水質(zhì)因子。水文因子監(jiān)測(cè)水位、流速兩項(xiàng)，丹江口壩上斷面水位采用龍王廟水文站數(shù)據(jù)，丹江口壩下斷面水位采用黃家港水文站數(shù)據(jù)，流速采用便攜式電磁流速儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。水質(zhì)因子中水溫、pH值、溶解氧采用哈希40D便攜式多參數(shù)測(cè)定儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，透明度用塞氏盤法現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。

2結(jié)果與討論

2.1 環(huán)境因子

丹江口壩上和壩下兩個(gè)斷面水環(huán)境差異極大，從表1可以看出，2017～2018年兩個(gè)斷面水位落差在63.9 m以上。2017年，丹江口壩上斷面水位呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，而2018年水位則呈現(xiàn)平緩下降趨勢(shì);丹江口壩下斷面水位總體較為平穩(wěn)，2017年水位在88.21～90.63 m波動(dòng)，2018年在88.56～89.75 m波動(dòng)。丹江口壩上斷面水流較緩，水溫隨季節(jié)變化明顯;壩下斷面則流速較小，受丹江口水庫下泄水流影響，壩下斷面常年水溫較低，最高值僅20.2℃。環(huán)境因子監(jiān)測(cè)成果見表1。

2.2 浮游甲殼動(dòng)物種類組成

丹江口水庫2017～2018年共檢出枝角類8屬（象鼻溞屬、僧帽溞屬、秀體溞屬、溞屬、裸腹溞屬、低額溞屬、仙達(dá)溞屬、盔形溞屬），橈足類中劍水蚤目、哲水蚤目、無節(jié)幼體均有檢出。丹江口壩上和壩下兩個(gè)斷面檢出物種類別相同，但密度差異較大。從表2和表3可知，在數(shù)量上，丹江口壩上斷面浮游甲殼動(dòng)物密度明顯高于壩下斷面。在年際變化上，丹江口水庫浮游甲殼動(dòng)物密度2018年高于2017年，其中壩上斷面增加12.16%，而壩下斷面浮游甲殼動(dòng)物增加非常明顯，達(dá)214%。壩下斷面密度增加主要是因?yàn)闃镒泐惿锩芏仍黾印?/p>

2.3浮游甲殼動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)變化

從圖2可以看出，丹江口水庫浮游甲殼動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)年內(nèi)變化較大。丹江口壩上斷面2017年浮游甲殼動(dòng)物密度最大值出現(xiàn)在4月，最小值出現(xiàn)在2月，密度差高達(dá)146倍;2018年密度最大值和最小值分別出現(xiàn)在8月和3月，密度差為63倍。丹江口壩下斷面浮游甲殼動(dòng)物密度總體小于壩上斷面，丹江口壩下斷面2017年密度最大值和最小值分別出現(xiàn)在5月和3月，密度差約24倍;2018年密度最大值和最小值分別出現(xiàn)在6月和3月，密度差約32倍。

按照3～5月為春季，6～8月為夏季，9～11月為秋季，12，1，2月為冬季，丹江口水庫浮游甲殼動(dòng)物密度具有明顯的季節(jié)性變化。從總量組成上看，2017年，丹江口壩上斷面春季浮游甲殼動(dòng)密度最大，占比54.58%，其次為秋季，占比23.23%，冬季最低，僅占2.97%;丹江口壩下斷面密度最大值出現(xiàn)在春季，占比48.13%，其次為秋季，占比25.28%，冬季和夏季分別占比14.04%，12.55%。2018年，丹江口壩上斷面浮游甲殼動(dòng)物密度由高到低依次為夏、秋、冬、春，其中夏季占比46.99%，秋季占比31.29%;丹江口壩下斷面密度由高到低依次為夏、秋、春、冬，占比分別為42.29%，26.44%，25.13%，6.13%。綜上，可以看出，雖然丹江口壩上和壩下兩個(gè)斷面生物密度相差較大，但兩斷面浮游甲殼動(dòng)物密度季節(jié)性變化規(guī)律基本一致;不同季節(jié)間密度差異較大，密度最大的季節(jié)占全年總量的40%以上。

從枝角類和橈足類的組成結(jié)構(gòu)上看（圖3），丹江口壩上斷面2017年枝角類密度按照春夏秋冬的時(shí)間順序依次降低;而橈足類密度則秋天最高，其次為春季、夏季，冬季最低;春夏兩季，枝角類占優(yōu)勢(shì)，而秋冬兩季，橈足類占優(yōu)勢(shì)。丹江口壩上斷面2018年枝角類和橈足類密度均是夏、秋兩季高于春、冬兩季，與浮游甲殼動(dòng)物總量的季節(jié)性變化一致;從全年監(jiān)測(cè)結(jié)果來看，丹江口壩上斷面2018年橈足類占優(yōu)勢(shì)。2017～2018年，丹江口壩下斷面枝角類和橈足類的密度變化與總量的季節(jié)性變化基本一致，均表現(xiàn)為橈足類占優(yōu)勢(shì)。

2.4 浮游甲殼動(dòng)物群落與環(huán)境因子的關(guān)系

將2017～2018年連續(xù)兩年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與水文、水質(zhì)因子進(jìn)行相關(guān)性分析，見表4。從Pearson相關(guān)系數(shù)可以看出，丹江口壩上斷面浮游甲殼動(dòng)物總量與水溫呈正相關(guān)，與溶解氧呈負(fù)相關(guān)。其中，壩上枝角類與水溫呈正相關(guān)，與水位呈負(fù)相關(guān);壩上橈足類與水溫呈顯著正相關(guān)，與溶解氧呈顯著負(fù)相關(guān)。水溫是影響浮游動(dòng)物生長、發(fā)育、種群組成和數(shù)量變化等諸因素中極為重要的環(huán)境因子[12]，而溶解氧常常隨著水體溫度及深度的增加而降低。金瓊貝等[13]通過探討浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與溫度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)枝角類、橈足類、無節(jié)幼體數(shù)量在30℃以下隨溫度的升高而增多，而后逐漸下降，40℃時(shí)數(shù)量銳減;肖佰財(cái)?shù)萚14]研究發(fā)現(xiàn)溫瑞塘河水系中浮游動(dòng)物密度主要受水溫影響，兩者呈顯著的正相關(guān)。結(jié)合圖4與表2可以看出，2017年1～5月，丹江口水庫維持較低水位（152.57～155.45 m）運(yùn)行，隨著春季溫度明顯回升，枝角類生長旺盛，4月枝角類密度全年最高，其中4～5月枝角類密度占全年69.16%。而2018年丹江口水庫運(yùn)行水位則由高到低，緩慢減小，總體水位明顯高于2017年，枝角類密度則主要受水溫影響，在夏季達(dá)到最高。因此，丹江口壩上斷面浮游甲殼動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)變化主要受水位和水溫的雙重影響。

丹江口壩下斷面浮游甲殼動(dòng)物密度與水溫、水位的相關(guān)性均不顯著，與透明度呈正相關(guān)，與總磷呈顯著負(fù)相關(guān)。丹江口壩下斷面水質(zhì)較好，不會(huì)有氮磷營養(yǎng)元素濃度過高導(dǎo)致的浮游動(dòng)植物群落結(jié)構(gòu)變化問題。丹江口壩下斷面水溫常年低于20 ℃，這可能是導(dǎo)致其浮游甲殼動(dòng)物密度明顯低于壩上的主要原因。因此，丹江口壩下斷面浮游甲殼動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)變化主要取決于壩上斷面的群落結(jié)構(gòu)和水溫。

3 結(jié) 語

丹江口水庫壩上和壩下兩個(gè)斷面浮游甲殼動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)變化較為一致，但密度差異較大。丹江口壩上斷面浮游甲殼動(dòng)物的密度總體高于丹江口壩下斷面，主要原因可能是丹江口壩下斷面受水庫下泄水流影響，常年水溫較低。2017～2018年的監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示：丹江口水庫浮游甲殼動(dòng)物的群落分布具有明顯的季節(jié)性特征，2017年丹江口水庫浮游甲殼動(dòng)物在春秋兩季密度較大，而2018年則在夏秋兩季密度較大。丹江口壩上斷面浮游甲殼動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)變化主要受水位和水溫的雙重影響，而丹江口壩下則主要受水溫和丹江口壩上斷面的群落結(jié)構(gòu)變化的共同影響。

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（編輯：李 晗）

Research for community structure of crustacean zooplankton and? impact of

environmental factors in Danjiangkou Reservoir

WANG Wenjing， Han Yun， Song Rui

（Hanjiang Bureau of Hydrology and Water Resources Survey，Bureau of Hydrology，Changjiang Water Resources Commission，Xiangyang 441022， China）

Abstract： In order to analyze the relationship between the community structure and distribution characteristics of plankton crustaceans and the main environmental factors in Danjiangkou Reservoir， a monthly survey of planktonic crustaceans was carried out on the upper and lower cross-sections of the Danjiangkou Reservoir dam for two consecutive years from 2017 to 2018. The results show that the community structure of plankton crustaceans in Danjiangkou Reservoir has obvious seasonal characteristics. In 2017， the density of plankton crustaceans in Danjiangkou Reservoir was higher in spring and autumn， while in 2018， the density was higher in summer and autumn. Although the biological density of the two cross-sections above and below the dam is quite different， the changes in the community structure of plankton crustaceans are more consistent. The community structure changes of plankton crustaceans in the upper cross-section of Danjiangkou dam are mainly affected by water level and water temperature， while the lower cross-section of Danjiangkou dam is mainly affected by water temperature and the community structure of the upper cross-section.

Key words： crustacean zooplankton; community structure; environmental factors;Danjiangkou Reservoir