昌江與鳳凰大橋交匯河段浮游生物資源調(diào)查及分析

摘要：為了解昌江與鳳凰大橋交匯河段浮游生物資源現(xiàn)狀及鳳凰大橋工程建成后對(duì)浮游生物的影響，2024年4月，對(duì)橋梁工程區(qū)域開(kāi)展浮游生物調(diào)查及多樣性分析。結(jié)果顯示：5個(gè)采樣點(diǎn)共檢出浮游植物6門(mén)54種，硅藻門(mén)最多，占檢出藻類總數(shù)的59.26%；平均密度為59.48×104cells/L。浮游動(dòng)物4門(mén)38種，輪蟲(chóng)種類最多，共計(jì)25種；平均密度為8.000 ind·/L。浮游植物、浮游動(dòng)物的Margalef豐富度指數(shù)平均值分別為6.117、3.710，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)平均值分別為4.100、2.92 Pielou均勻度指數(shù)平均值分別為0.891、0.727。結(jié)果表明，調(diào)查區(qū)域浮游生物資源現(xiàn)存量豐富，鳳凰大橋的建設(shè)對(duì)浮游生物的影響并不明顯，從水生態(tài)系統(tǒng)影響的程度來(lái)看，在可接受的范圍內(nèi)。但對(duì)該水域的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)仍然需繼續(xù)，為保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：昌江；浮游生物；生物多樣性；資源調(diào)查

中圖分類號(hào)：S932.8""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

浮游生物是水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其在物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)及維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定等方面擔(dān)任重要的角色^［1-2］。浮游生物因其細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生命周期短等特點(diǎn)，對(duì)水生態(tài)環(huán)境的變化較為敏感并作出直接或間接的響應(yīng)，從而影響浮游生物的種類組成及豐度^［3-5］。因此，浮游生物的種類組成、豐度和生物量、生物多樣性等指標(biāo)，可用于評(píng)價(jià)水域生態(tài)環(huán)境狀況^［6-8］。

昌江河是饒河的一級(jí)支流，發(fā)源于安徽省祁門(mén)縣大洪嶺西南麓，流經(jīng)祁門(mén)縣、浮梁縣、珠山區(qū)、昌江區(qū)和鄱陽(yáng)縣^［9］。2013年經(jīng)農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)，昌江刺鲃省級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)升級(jí)為昌江刺鲃國(guó)家級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)，其中珠山區(qū)珠山大橋至浮梁縣蛟潭鎮(zhèn)福港大橋的昌江河流域?yàn)樵摫Ｗo(hù)區(qū)的實(shí)驗(yàn)區(qū)。

鳳凰大橋新建工程位于景德鎮(zhèn)市浮梁縣浮梁鎮(zhèn)朝天門(mén)自然村，穿過(guò)昌江刺鲃國(guó)家級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)，其中新建大橋涉及涉水橋墩的建設(shè)。橋梁工程建設(shè)在一定程度上對(duì)原有河流的水生態(tài)系統(tǒng)和自然資源產(chǎn)生影響，從而可能會(huì)引起水生生境的破碎化^［10-11］。因此，本研究對(duì)昌江河與鳳凰大橋交匯段上、下游水域浮游生物進(jìn)行調(diào)查，分析鳳凰大橋建設(shè)對(duì)該水域浮游生物的影響，為昌江刺鲃國(guó)家級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)水生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)及時(shí)間

在調(diào)查區(qū)域共設(shè)置5個(gè)采樣斷面（見(jiàn)圖1），依次為龍口里（29.420743°E；117.240375°N）、缺里（29.404428°E；117.241953°N）、朝天門(mén)（29.397403°E；117.244080°N）、昌江與東河交匯處（29.369755°E；117.255148°N）和建設(shè)大橋（29.361042°E；117.237655°N），并以此標(biāo)記為S1、S2、S3、S4和S5。采樣時(shí)間為2024年4月。

1.2 樣本采集與處理

浮游生物的采集及處理方法按照《水生生物學(xué)》^［12］進(jìn)行，浮游生物的種類鑒定參考《淡水浮游生物圖譜》^［13］、《淡水微型生物與底棲動(dòng)物圖譜》^［14］和《中國(guó)內(nèi)陸水域常見(jiàn)藻類圖譜》^［15］進(jìn)行鑒定分析。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

1.3.1 密度及生物量計(jì)算^［12］

浮游植物密度（N）計(jì)算公式：

N=CsFS*Fn*Vv*Pn

式中：N為浮游植物密度；Cs為計(jì)數(shù)框面積（mm2），一般為400 mm；Fs為一個(gè)視野面積（mm2）；Fn為計(jì)數(shù)過(guò)的視野數(shù)；V為1 L水樣經(jīng)沉淀濃縮后的體積（mL）；v為計(jì)數(shù)框容積（mL）；Pn為在Fn個(gè)視野中，所計(jì)數(shù)得到的浮游植物個(gè)體數(shù)。

浮游動(dòng)物密度（N）計(jì)算公式：

N=VsnVVa

式中：N為浮游動(dòng)物密度；V為采樣體積（L）；Vs、Va為沉淀體積（mL）和計(jì)數(shù)體積（mL）；n為計(jì)數(shù)所得的個(gè)體數(shù)。

1.3.2 多樣性指數(shù)計(jì)算^［16］

Margalef豐富度指數(shù)計(jì)算公式：

d=S-1lnN

式中：d為豐富度指數(shù)，S為樣品種類數(shù)，Ｎ為樣品個(gè)體總數(shù)。

Shannon-Wiener指數(shù)計(jì)算公式：

H'=Si=1Pilog2Pi

式中：H'為種類多樣性指數(shù)，S為樣品中的種類總數(shù)，Pi為第i種的個(gè)體數(shù)（ni）與總個(gè)體數(shù)（N）的比值（ni/N）。

Pielou均勻度指數(shù)計(jì)算公式：

J′=H′/log2S

式中：J′為均勻度，Ｈ′為種類多樣性指數(shù)，S為樣品中的種類總數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游植物

2.1.1 浮游植物種類組成

共檢測(cè)出浮游植物6門(mén)54種（圖2）。其中硅藻門(mén)物種最多，共有32種，占檢出藻類總數(shù)的59.26%；綠藻門(mén)13種，占24.07%；隱藻門(mén)3種，占5.56%；裸藻2種，占3.70%；藍(lán)藻門(mén)2種，占3.70%；金藻門(mén)2種，占3.70%。調(diào)查區(qū)域浮游植物群落中以硅藻門(mén)為主，其次為綠藻門(mén)。綠藻門(mén)中的柵藻，硅藻門(mén)中的小環(huán)藻、縊縮異極藻頭狀變種、顆粒直鏈藻、蓖形短縫藻、綠舟行藻和雙頭菱形藻，藍(lán)藻門(mén)中的棒膠藻及隱藻門(mén)中的嚙蝕隱藻分布較廣。工程上游的S1、S2采樣點(diǎn)分別檢測(cè)到24種和26種浮游植物，位于跨河橋交匯處的S3采樣點(diǎn)檢測(cè)到28種，工程下游的S4和S5采樣點(diǎn)分別檢測(cè)到23種和21種（圖3）。

2.1.2 浮游植物的密度與生物量

浮游植物密度范圍為47.74×104～77.42×104 cells/L，平均密度為59.48×104 cells/L，其中S3采樣點(diǎn)的密度最高（77.42×104 cells/L）（圖4）；浮游植物生物量范圍為0.5068～0.8373 mg/L，平均生物量為0.6839 mg/L。其中硅藻門(mén)密度最大為38.06×104 cells/L，金藻門(mén)密度最小為0.39×104 cells/L。硅藻門(mén)生物量最大，為0.3473 mg/L；金藻門(mén)生物量最小，為0.0010 mg/L。S1浮游植物密度主要以硅藻門(mén)為主，其次為隱藻門(mén)和綠藻門(mén)；S2和S5浮游植物密度主要以硅藻門(mén)為主，其次為綠藻門(mén)；S3浮游植物密度主要以硅藻門(mén)為主，其次為隱藻門(mén)；S4浮游植物密度主要以綠藻門(mén)為主，其次為硅藻門(mén)和隱藻門(mén)。

2.2 浮游動(dòng)物

2.2.1 浮游動(dòng)物種類組成

調(diào)查區(qū)域共檢測(cè)出浮游動(dòng)物4門(mén)38種。其中輪蟲(chóng)類最多，為25種，占總物種數(shù)的65.79%；橈足類5種，占比13.16%；枝角類3種，占比7.89%；原生動(dòng)物5種，占比13.16%。其中輪蟲(chóng)類的鐮狀臂尾輪蟲(chóng)、前節(jié)晶囊輪蟲(chóng)、曲腿龜甲輪蟲(chóng)、唇形葉輪蟲(chóng)，橈足類的瘦尾胸刺水蚤以及枝角類的長(zhǎng)額象鼻溞在各采樣點(diǎn)出現(xiàn)的頻率較高。S2和S3采樣點(diǎn)所檢測(cè)到的浮游動(dòng)物種類數(shù)相同，均為19種（圖5）。

2.2.2 浮游動(dòng)物的密度及生物量

浮游動(dòng)物密度范圍為6.250～10.500 ind·/L（圖6），平均密度為8.000ind·/L，其中橈足類密度最大為4.125ind·/L，占總密度比例的51.56%；其次是輪蟲(chóng)，占總密度比例的35.31%；原生動(dòng)物密度最小，占總密度比例僅為5.63%。位于跨河橋交匯處的S3采樣點(diǎn)浮游動(dòng)物密度最高，為10.500 ind·/L。

浮游動(dòng)物生物量范圍為0.04787～0.14862 mg/L，平均生物量為0.10056 mg/L，其中橈足類所占比例最高，占總生物量的61.11%，其次為枝角類，占總生物量的33.36%，輪蟲(chóng)和原生動(dòng)物的生物量較低，分別占總生物量的5.51%和0.02%。

2.3 浮游生物多樣性分析

調(diào)查水域浮游植物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)變化范圍為3.741～4.27 平均值為4.100；Pielou均勻度指數(shù)變化范圍為0.852～0.918，平均值為0.891；Margalef豐富度指數(shù)為5.440～6.606，平均值為6.117（表1）。

調(diào)查水域浮游動(dòng)物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)變化范圍為2.660～3.24 平均值為2.922；Pielou均勻度指數(shù)變化范圍為0.681～0.81 平均值為0.727；Margalef豐富度指數(shù)為3.037～4.096，平均值為3.710。

3 討論

本次研究鑒定出浮游植物共6門(mén)54種，其中以硅藻門(mén)和綠藻門(mén)為主，這與春季浮游植物種類組成基本一致^［17-18］。這可能是因?yàn)楸敬尾蓸訒r(shí)間為春季，而硅藻主要在春季開(kāi)始繁殖，并能快速生長(zhǎng)成為優(yōu)勢(shì)種^［19］。硅藻門(mén)主要為狹冷性物種，在較低溫度且光照強(qiáng)度較弱的條件下占有一定的優(yōu)勢(shì)^［20-21］。浮游動(dòng)物共鑒定到4門(mén)38種，主要以輪蟲(chóng)為主，這與黃學(xué)平等^［22］對(duì)昌江流域浮游動(dòng)物的研究結(jié)果相似，也與長(zhǎng)江流域各支流及水庫(kù)主要種類相吻合^［23］。這可能是因?yàn)檩喯x(chóng)具有孤雌生殖方式，能夠快速適應(yīng)水體環(huán)境變化及水文條件的波動(dòng)，使輪蟲(chóng)能在短時(shí)間內(nèi)大量繁殖^［24-25］。

浮游植物屬于食物金字塔的最底端，是初級(jí)生產(chǎn)者。它們的分布和群落結(jié)構(gòu)受環(huán)境中理化和生物因子的影響^［26］。在橋梁等工程施工期間會(huì)引起的水質(zhì)、水文等的改變難免會(huì)對(duì)該水域的水生生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響^［27］。尤其是在橋梁工程施工過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致局部水域水質(zhì)渾濁，水體透明度下降，影響陽(yáng)光透射，使水中浮游植物光合作用暫時(shí)降低，直接影響浮游植物的繁殖，導(dǎo)致其數(shù)量減少；同時(shí)，水上施工擾動(dòng)水體導(dǎo)致懸浮物濃度增加，從而影響浮游動(dòng)物攝食率、生長(zhǎng)率和群落等^{［1 28］}。但也有研究表明，工程結(jié)束后，水體透明度增大，可促進(jìn)浮游植物的生長(zhǎng)，河段浮游植物的數(shù)量可很快恢復(fù)到原有水平^［29］。本研究中，無(wú)論是浮游植物還是浮游動(dòng)物，距離工程最近的上游S2和位于跨河橋交匯處的S3采樣點(diǎn)的浮游生物種類數(shù)相近。研究表明，跨水橋梁工程建設(shè)后，水體流速、流向、流量以及水位等變化主要在大橋附近，對(duì)工程上游基本沒(méi)有影響^［30］。由此可見(jiàn)，鳳凰大橋的建設(shè)對(duì)浮游生物種類的影響并不明顯，這可能是因?yàn)楸敬尾蓸訒r(shí)橋梁工程已經(jīng)結(jié)束，水文特征已基本恢復(fù)。此外，本研究中，位于跨河橋交匯處的S3采樣點(diǎn)的浮游植物和浮游動(dòng)物密度均高于其他采樣點(diǎn)，主要原因并非工程影響?？赡苁且?yàn)轼P凰大橋所處河段中央有不少的挺水植物，挺水植物的存在一方面可以為浮游生物提供營(yíng)養(yǎng)，另一方面可以減緩水流，懸浮物在此處沉降快，為浮游生物提供了良好的生長(zhǎng)條件。而本研究中的S4和S5采樣點(diǎn)的浮游生物密度相對(duì)較低，這主要是因?yàn)檫@兩個(gè)采樣點(diǎn)的水流速度較快所導(dǎo)致的。

物種多樣性能反映生物群落結(jié)構(gòu)的基本情況。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)主要反映生物群落結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，數(shù)值越高表示環(huán)境越穩(wěn)定；Pielou指數(shù)反映各物種分布的均勻程度^［7］。Margalef豐富度指數(shù)反映了群落中種類和個(gè)體的豐富度程度^{［25，31］}。本研究中，浮游植物的多樣性指數(shù)處于較高水平，Shannon-Wiener指數(shù)、Margalef指數(shù)及Pielou指數(shù)均值分別為4.100、6.117及0.891。這表明該調(diào)查水域浮游植物種類多，且各種類個(gè)體數(shù)量分布比較均勻^［31-32］。本研究中的浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)均值低于浮游植物，說(shuō)明浮游植物物種分布均勻度和物種豐富度要高于浮游動(dòng)物，而浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)相對(duì)較為簡(jiǎn)單^［4］。

4 結(jié)論

從浮游生物種類組成、密度及多樣性指數(shù)看，浮游生物物種組成結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，橋梁工程短期行為對(duì)浮游生物產(chǎn)生的影響不明顯。但對(duì)該保護(hù)區(qū)水域生態(tài)環(huán)境需要繼續(xù)監(jiān)測(cè)，為保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

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