河南省信陽市出山店水庫冬季底棲動物群落結(jié)構(gòu)及魚產(chǎn)潛力分析

摘要：為了解河南省信陽市出山店水庫冬季底棲動物群落結(jié)構(gòu)及魚產(chǎn)潛力，于2024年2月對水庫不同區(qū)域的底棲動物進行了調(diào)查。結(jié)果表明，出山店水庫冬季底棲動物群落結(jié)構(gòu)以搖蚊幼蟲和寡毛類為主，平均密度為 1 000ind./m² ，平均生物量為 3.01g/m² ，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)平均值為O.93。Manteltest和RDA分析結(jié)果表明，氨氮和總氮是影響底棲動物群落分布的主要環(huán)境因子。出山店水庫冬季底棲動物魚產(chǎn)潛力為 12.48kg/hm² ，冬季底棲動物魚產(chǎn)潛力為 1.99×10⁴kg 。

關(guān)鍵詞：底棲動物；魚產(chǎn)潛力；出山店水庫；群落結(jié)構(gòu)中圖分類號：Q958.1 文獻標識碼：A文章編號：0439-8114（2025）05-0112-05DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2025.05.017

開放科學（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：口

Analysis of zoobenthic community structure and fish productivity potential in the Chushandian Reservoir，XinyangCity，HenanProvince inwinter

LEIQi ^1，2 ， JIANG Han-jun ^1，2 ，HAO Ting-ting1，2，MA Yuan-ye3，ZHOU Han4，WANG Jun-ru1.2

（1.Collegeofss，iygiuedFrstrUesityingHena;.aProvcial BiotechnologyEngineigRsearchCenterXiyag464oHenanhin;3NanaRsevoiquatictatioXinyang464a China;4.HydrolndWateesoueSureureuofgteiveEtaryureauofdroloofangnateesouc Shanghai 200136，China）

Abstract：InordertoexplorezoobenthiccommunitystructureandfishproductionpotentialofzbenthosintheChushandianReser voirin winter，asurveyofzoobentosindiferetareasofthereservoirascarredutinFebruaryO24.Theresultsshowedatthe winterzoobenthiccommunitystructurewasdominatedbyChironomidaelarvaeandOligochaetes.Theaveragedensityof zoobenthos was 1 000ind./m² ，the average biomass of zoobenthos was 3.01g/m² ，and the average value of the Shannon-Wiener diversity index of zoobenthos was O.93.The results of the Mantel test and the RDA indicated that NH ₄⁺ -N and TN were the principal environmental factorsafectingthedisrbutiooftezoobenthiccommunityThefshproductionpotentialofzoobenthsintheChushandianReseoiin winter was 12.48kg/hm² ，which equated to an estimated fish production potential of zoobenthos in winter of approximately1.99×104 kg. Key words：zoobenthos；fish productivity potential of zoobenthos；Chushandian Reservoir；community structure

出山店水庫位于河南省信陽市，是淮河干流上游一座大（I）型水庫，控制流域面積 2 900km² ，總庫容12.51億 m³ 。出山店水庫以防洪為主，兼顧灌溉、供水和發(fā)電等綜合利用，2015年8月開工建設(shè)，2019年5月正式下閘蓄水，正常蓄水面積 51.971km^2[1] 。曾多次入選“全國有影響力十大水利工程”2]，并獲得2022—2023年度第二批中國建設(shè)工程魯班獎[3]。出山店水庫屬于典型的平原型水庫，大壩的建設(shè)改變了壩址區(qū)的地形地貌，并對周圍生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。趙培等4的研究發(fā)現(xiàn)出山店水庫生態(tài)脆弱性空間分布呈現(xiàn)以庫區(qū)為中心，越靠近庫區(qū)脆弱性高、越遠離庫區(qū)脆弱性越低的格局。此外水庫形成后，庫區(qū)水溫變化以及壩下河段水位變化會對魚類的生長和繁殖產(chǎn)生一定影響[5]。

底棲動物是指生活史全部或部分時間生活在水體底部或底部基質(zhì)的無脊椎動物[。底棲動物是水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，攝食藻類和有機碎屑的同時，又是鯉、鯽和黃尾鯛等底棲性魚類的重要餌料，對促進物質(zhì)循環(huán)和能量流動具有重要作用7]。此外，底棲動物遷移能力差，對環(huán)境變化較敏感，可有效地反映出水體營養(yǎng)狀態(tài)，因此被應(yīng)用于水環(huán)境監(jiān)測以及水生態(tài)系統(tǒng)的健康評價[8]。甘容等[9通過對出山店水庫流域1952—2017年的降雨監(jiān)測發(fā)現(xiàn)出山店水庫上游流域降水量變化趨勢呈先增加后減少，在整個時間域上有顯著的下降趨勢，并呈現(xiàn)20年左右的周期性變化；同時，出山店水庫冬季平均降水量占年降水量的 7.85% ，且有逐漸降低的趨勢。冬季氣溫寒冷，光照條件差，光合作用量低，水庫降雨量的減少會導(dǎo)致水體溶解氧和沉積物蓄積的改變，從而影響水庫底棲動物群落結(jié)構(gòu)和底棲魚類的生長。

本研究對信陽市出山店水庫冬季底棲動物群落結(jié)構(gòu)進行分析，同時估算底棲動物魚產(chǎn)潛力，為出山店水庫水生態(tài)保護和漁業(yè)資源管理提供數(shù)據(jù)支撐。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 采樣時間及樣點分布

于2024年2月對信陽市的出山店水庫進行底棲動物調(diào)查，根據(jù)出山店水庫形態(tài)、河流匯入、水面面積等情況，共布設(shè)4個采樣點，點位分布如圖1所示。

1.2水樣的采集與處理

為減少不同深度水層的誤差，利用便攜式測深儀測定采樣點水深，確定采集0.5、5和 10m 水樣。水樣采集參照《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》（SL219-2013），0.5m 水樣使用5L有機玻璃采水器采集，而 5m 和10m 水樣使用直流潛水泵采集，采集水樣低溫保存于 1.5L 樣瓶中。水體pH、水溫、溶解氧和透明度在現(xiàn)場采用便攜式多參數(shù)儀YSI和塞氏盤測定，總氮、總磷、氨氮和高錳酸鹽指數(shù)于實驗室內(nèi)測定分析[0]。先對各采樣點的水質(zhì)數(shù)據(jù)進行正態(tài)分布檢驗和方差同質(zhì)性檢驗，然后在SPSS21.0軟件中采用單因素方差分析中的Duncan檢驗比較不同點位水質(zhì)指標的差異，不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)采用非參數(shù)Kruskal-Wallis檢驗比較不同點位水質(zhì)指標的差異，顯著性水平為0.05。

1.3底棲動物的采集與鑒定

底棲動物用彼得森采泥器采集，采樣面積為

1/16m² 。采集的底泥經(jīng)60目不銹鋼篩洗滌后裝入封口袋中，帶回實驗室挑揀。樣品清洗后置于白瓷盤中，將底棲動物活體全部挑出，放入 20mL 的塑料瓶中，加入 75% 乙醇溶液固定[]

在顯微鏡和解剖鏡下將樣品鑒定到盡可能低的分類單元，統(tǒng)計不同物種的個體數(shù)，再用濾紙吸去水分，置于精度為 0.0001g 的電子天平上稱重，結(jié)果折算成單位面積的密度和生物量。底棲動物種類鑒定參照文獻[12-14]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

1）利用Excel對數(shù)據(jù)進行處理，依據(jù)McNaugh-ton優(yōu)勢度指數(shù)（Y）確定底棲動物的優(yōu)勢種[15]，計算公式為：

Y=（n_i/N）×f_i

式中， f_i 為第 i 種底棲動物出現(xiàn)的頻率， N 為同一采樣點底棲動物總數(shù)， n_i 為第 i 種底棲動物個數(shù)；Ygt;0.02 則為優(yōu)勢種。

2）根據(jù)Shannon-Wiener多樣性指數(shù) （H） 分析水庫底棲動物的物種多樣性，計算公式為：

式中， P_i=N_i/N，N_i 表示第 i 種底棲動物的個數(shù)， N 表示底棲動物總數(shù)。

3）利用Canoco 5.0^[16] 的冗余分析（Redundancyanalysis，RDA）和Manteltest分析水庫冬季主要底棲動物密度和水環(huán)境因子的關(guān)系。

4）底棲動物魚產(chǎn)潛力 （F） 估算參照《長江流域湖泊的漁業(yè)資源與環(huán)境保護》7]，計算公式為：

F=0.7B_o+0.4B_l+0.02B_M

式中， F 為底棲動物魚產(chǎn)潛力 （kg/hm²） ; B_o，B_I，B_M 分別為寡毛類、水生昆蟲和軟體動物的生物量 。

2 結(jié)果與分析

2.1 水質(zhì)檢測結(jié)果

出山店水庫冬季各點位水質(zhì)檢測結(jié)果如表1所示。整體而言，出山店水庫水體透明度較高，St2點位和St3點位透明度均達到 1.8m 。St1點位的水溫顯著高于其他點位（ （Plt;0.05） ，而St1點位溶解氧顯著低于其他點位，且垂直分布上呈降低趨勢，即 0.5m 水層溶解氧 gt;5m 水層溶解氧 gt;10m 水層溶解氧。水體呈弱堿性，各點位 pH 在垂直分布上差異不顯著，空間分布上St1和St4點位顯著高于 St2（Plt;0.05） 。水體總氮含量在垂直分布上均呈先升高后降低的趨勢，空間分布上St2點位的總氮含量顯著高于St1和St4。水體氨氮含量在垂直分布上均呈先降低后升高的趨勢，空間分布上St2點位的氨氮含量顯著高于St1和 St3（Plt;0.05） 。水體總磷含量在垂直分布和空間分布上均無差異。水體高錳酸鹽指數(shù)在垂直分布上無差異，空間分布上St1點位的高錳酸鹽指數(shù)顯著高于 St2（Plt;0.05） 。

2.2 底棲動物群落結(jié)構(gòu)

在4個采樣點位共采集到底棲動物2門9種，其中環(huán)節(jié)動物門2種，節(jié)肢動物門7種。由圖2可知，出山店水庫底棲動物主要物種為霍甫水絲蚓（Limnodrilushoffmeisteri）、裸須搖蚊屬一種（Propsilocerus sp.）、前突搖蚊屬一種（Procladiussp.）、中國長足搖蚊（Tanypus chinensis）和多巴小搖蚊（Microp-sectrachuzeprima），優(yōu)勢種為裸須搖蚊屬一種（ Y= 0.696）、前突搖蚊屬一種（ Y=0.021 ）和中國長足搖蚊（ Y=0.176 ）。

出山店水庫動物底棲動物平均密度為1 000ind./m² ，平均生物量為 3.01g/m² ，各采樣點位底棲動物密度和生物量如圖3所示。St4點位底棲動物密度和生物量最高，分別為 1 408ind./m² 和5.01g/m² ，而St3點位底棲動物密度和生物量最低，分別為 608ind./m² 和 0.95g/m² 。

2.3 多樣性分析

出山店水庫冬季底棲動物Shannon-Wiener多樣性指數(shù) （H） 平均值為0.93，4個采樣點位 H 的大小次序為 St2（1.10）gt;St3（1.05）gt;St1（0.98）gt;St4（0.59） 。

2.4 環(huán)境因子相關(guān)性分析

Manteltest分析結(jié)果（圖4）顯示，出山店水庫冬季底棲動物中寡毛類密度與氨氮顯著相關(guān)（ scriptstyle（R=0.94 Plt;0.05 ，搖蚊幼蟲密度與葉綠素a（ scriptstyle.R=0.71 ）、總磷1 scriptstyleR=0.56 和氨氮 scriptstyle（R=0.75） 相關(guān)性較高，而蠓科一種密度與水溫（ scriptstyle（R=0.99 和溶解氧 （R=0.98） 相關(guān)性較高。在環(huán)境因子中，水溫與水體溶解氧和氨氮呈負相關(guān)，而與 pH 和高錳酸鹽指數(shù)呈正相關(guān)。水體葉綠素含量與氨氮、總磷呈正相關(guān)，而與總氮呈負相關(guān)。

對底棲動物主要種類密度與水環(huán)境因子進行RDA分析可知，軸1和軸2物種-環(huán)境累計變異解釋率分別為 94.66% 和 5.00% ，其中氨氮貢獻率為36.6% ，總氮貢獻率為 60.8% 。氨氮和總氮是影響出山店冬季底棲動物密度的主要環(huán)境因子。由圖5可知，霍甫水絲蚓密度與水體 pH 呈正相關(guān)，與水體氨氮含量呈負相關(guān)；前突搖蚊屬一種密度與水體pH呈負相關(guān)，與水體氨氮含量呈負相關(guān)；中國長足搖蚊、多巴小搖蚊密度與水體總氮和氨氮含量呈正相關(guān)，注：A.霍甫水絲蚓;B.裸須搖蚊屬一種；C.前突搖蚊屬一種；D.中國長足搖蚊；E.多巴小搖蚊

與水體pH呈負相關(guān)；裸須搖蚊屬一種密度與水體pH 、氨氮含量呈正相關(guān)，與水體總氮含量呈負相關(guān)。

2.5 底棲動物魚產(chǎn)潛力分析

出山店水庫各種類底棲動物魚產(chǎn)潛力如表2所示。水庫冬季底棲動物魚產(chǎn)潛力為 12.48kg/hm² ，經(jīng)計算后出山店水庫提供的冬季底棲動物魚產(chǎn)潛力為1.99×10⁴kg 。

3 討論

3.1關(guān)于出山店水庫冬季底棲動物群落結(jié)構(gòu)

調(diào)查結(jié)果表明，出山店水庫冬季的底棲動物群落結(jié)構(gòu)以搖蚊幼蟲和寡毛類為主，St2和St1點位的底棲動物種類數(shù)高于St4和St3點位，但底棲動物密度和生物量的大小次序均為 St4gt;St2gt;St1gt;St3 。該結(jié)果與張澤豪等[18]對淮河干流信陽段底棲動物的研究結(jié)果類似，但底棲動物多樣性指數(shù)明顯低于干流，主要原因在于二者生境不同。出山店水庫作為深水型水庫，底質(zhì)以淤泥為主，水底幾乎無植被，冬季底質(zhì)環(huán)境不利于軟體動物、水生昆蟲等生長[9]，冬季底棲動物的種類和密度還受魚類攝食的影響。St2和St1點位于河流入庫區(qū)，與外界交流頻繁，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，因此更易于多種底棲動物生存。St4點位于敞水區(qū)，裸須搖蚊屬為典型越冬種類，在冬季不羽化且有垂直遷移特性[20]，因此St4點位更利于裸須搖蚊屬種類生長。此外，出山店水庫蓄水時間不長，水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不完善，因此相對于淮河流域，其他湖庫如板橋水庫[21]，底棲動物呈現(xiàn)出密度高而生物量底的特點。

根據(jù)Manteltest和RDA分析結(jié)果，出山店水庫冬季底棲動物密度主要與氨氮和總氮有關(guān)。氮是水體中的重要營養(yǎng)元素，是水生維管束植物和浮游生物生長發(fā)育的必需元素，其濃度變化直接影響底棲動物食物鏈中的各個層次，尤其冬季浮游植物生物量降低，但是人為活動影響以及降雨量等都會導(dǎo)致大量氮元素釋放到水體中，繼而影響底棲動物食物來源，從而影響底棲動物的食物供應(yīng)和分布。其次，氮元素與水體溶解氧的關(guān)系也影響著冬季底棲動物的生存狀況。而水體氨氮過高會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，對底棲動物的生存造成威脅[22]。信陽市工業(yè)化發(fā)展和人為活動都會導(dǎo)致出山店水庫水體TN和NH₄⁺-N 增加，從而影響底棲動物群落結(jié)構(gòu)，因此要加強出山店水庫水環(huán)境生態(tài)監(jiān)測。

3.2關(guān)于出山店水庫冬季底棲動物魚產(chǎn)潛力

出山店水庫蓄水后，庫區(qū)及壩址以上回水區(qū)域內(nèi)流速均減緩。庫區(qū)流速由急流向緩流的巨大轉(zhuǎn)變，對庫區(qū)魚類種群結(jié)構(gòu)及魚類繁殖都有一定影響，尤其是對產(chǎn)黏性卵的鯉、黃尾鯛等底層魚類的正常發(fā)育不利[23]

魚產(chǎn)潛力是指漁業(yè)資源在自然條件下可能達到的最大產(chǎn)量。通過對出山店水庫冬季的各種大型底棲動物估算，發(fā)現(xiàn)冬季底棲動物魚產(chǎn)潛力為12.48kg/hm² ，其中以搖蚊為主的水生昆蟲魚產(chǎn)潛力為11.44kg/hm² ，占比高達 91.67% 。搖蚊幼蟲主要以水底有機物碎屑為食，且攝食量相當可觀，因而在加速水體物質(zhì)循環(huán)中有機物礦化作用和消除有機物污染方面具有顯著作用。出山店水庫冬季底棲動物魚產(chǎn)潛力為 1.99×10⁴kg ，相對于出山店水庫增殖放流底層魚類數(shù)量仍具有較大食物空間。因此，進一步增加底層魚類的放養(yǎng)量，以利于水體中總氮等營養(yǎng)鹽以及有機物的轉(zhuǎn)移，同時確保出山店水庫漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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（責任編輯 屠晶）