焦作市青天河浮游動物調(diào)查及多樣性研究

王玉玲,張霽

(1.商丘師范學院 生命科學學院,河南 商丘 476000;2.商丘職業(yè)技術(shù)學院,河南 商丘 476001 )

焦作市青天河浮游動物調(diào)查及多樣性研究

王玉玲1,張霽2

(1.商丘師范學院 生命科學學院,河南 商丘 476000;2.商丘職業(yè)技術(shù)學院,河南 商丘 476001 )

主要對焦作市青天河浮游動物的種類組成、群落結(jié)構(gòu)特征和物種的多樣性進行了調(diào)查研究，共鑒定出浮游動物82種，其中原生動物32種，輪蟲26種，節(jié)肢動物24種.優(yōu)勢種主要有蚤狀溞(Daphniapulex)、大型溞(DaphniamagnaStraus)、放射太陽蟲(ActinophryssolEhrenberg)、廣布中劍水蚤(Mesocychclops)等.原生動物占浮游動物總數(shù)的39.0%，輪蟲占31.7%，節(jié)肢動物占29.3%.結(jié)果表明，浮游動物隨浮游植物數(shù)量的增多而增多，密度和浮游動物數(shù)量間呈良好的正相關(guān)，魚類對浮游動物的濾食同樣也影響浮游動物的群落結(jié)構(gòu).

焦作市青天河；浮游動物；種類組成；多樣性

浮游動物是存在于水中的小型水生動物，是水體的重要組成部分.在維持水體生態(tài)系統(tǒng)中有重要的作用，同時，它們的種類和數(shù)量的變化還控制著初級生產(chǎn)力的變化，能直接或間接影響食物鏈中其他浮游藻類、微生物和一些魚類的群落組成和數(shù)量，從而影響到水域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，進而能調(diào)控生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動.另一方面，浮游動物也是評價水域生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量好壞的重要指標，其中很多種類對環(huán)境的變化非常敏感.利用群落結(jié)構(gòu)中浮游動物的種類組成差異、種類數(shù)量的變化、個體數(shù)的變動以及生物的多樣性等一些綜合指標，可以評判水域質(zhì)量和環(huán)境的變化，反映水體的質(zhì)量優(yōu)劣和健康狀況[1,2].在對大面積水體養(yǎng)殖的實踐中，通常采取對水域中浮游生物的采樣分析，計算水體生物的生產(chǎn)量，分析養(yǎng)魚水質(zhì)，進而判定是否增加餌料.

焦作南鄰黃河，青天河位于焦作市西北部博愛縣境內(nèi)，距離黃河大約20 km，地處北溫帶，屬溫帶大陸性季風氣候，年降水量大致為738.9 mm，全年平均溫度大約為14.8 ℃,青天河河水平均溫度11 ℃,青天河外形不太規(guī)則，由大壩、大泉湖、三姑泉、靳家?guī)X等游覽區(qū)等308個景點組成，其內(nèi)部還有峽谷和丘陵組成，總面積為106 km2.青天河中有多種魚類，常見的有鰱魚、鯽魚、草魚、鳙魚、鯉魚等，這些魚類大部分都以河中的浮游生物為食，但隨著景區(qū)的開放度逐漸提高，游客量逐年升高，景區(qū)河水受到很大污染.而河中生活的大量浮游動物是主要的次級生產(chǎn)者，為河內(nèi)的動物提供了主要餌料.因此，它們的數(shù)量、分布以及變動等都會直接或間接的影響著青天河的生態(tài)環(huán)境.本文主要研究青天河浮游動物組成、分布、多樣性以及與其生存環(huán)境的主要關(guān)系，以期能為青天河的生態(tài)系統(tǒng)修復和生物多樣性研究提供一些基礎(chǔ)資料.

1 材料與方法

1.1 采樣時間和站位設置

課題組成員根據(jù)青天河的形狀、周邊環(huán)境、水體條件以及對浮游生物的采集要求,在青天河周圍設置了A、B、C、D、E、F、G、H共8個采樣點，并于2014年6月至9月的上、中、下旬分別對青天河進行采樣.采樣點位置介紹見表1

表1 青天河浮游動物采樣點位置

Table 1 The sampling site of Qingtian River

1.2 樣品采集和處理

根據(jù)青天河的地理位置，用網(wǎng)口內(nèi)徑31.6 cm，下圈內(nèi)徑50 cm,網(wǎng)長140 cm，篩絹網(wǎng)孔寬160 um，高度30 cm的淺水II 型浮游生物網(wǎng)，從底層到表層垂直拖網(wǎng)，采集浮游動物樣品，并將樣品裝入廣口瓶，用80%的酒精固定住帶回實驗室；另外，在設置的8個點分別采集水質(zhì)樣品，將樣品中雜質(zhì)濾掉，在顯微鏡下進行種類鑒定、計數(shù)[3-7].

1.3 數(shù)據(jù)處理和相關(guān)性分析[8,9]

浮游動物的數(shù)量計算:按照下式計算浮游動物的數(shù)量

Na=(Vs×n)/(V×Va)

式中Na代表1L中浮游動物的個體數(shù)(ind·L-1)；V代表采樣體積(L)；Vs代表沉淀體積(mL)；Va代表計數(shù)體積(mL)；n代表技術(shù)所得的個體數(shù).

浮游動物多樣性指數(shù)計算 根據(jù)Shannon-Wiener計算多樣性指數(shù)，即:

式中Pi=Ni/N，Ni代表第i個物種的個體數(shù)，N代表S個物種的總個體數(shù).

浮游動物優(yōu)勢度指數(shù)計算 根據(jù)Simpson優(yōu)勢度公式計算優(yōu)勢度指數(shù)，即:

式中Ni為第i個物種的個體數(shù)，N是S個物種的總個體數(shù)，S是物種數(shù).

浮游動物均勻度指數(shù)計算 根據(jù)Pielou均勻度公式計算均勻度指數(shù)，即：

E=H/lnS

式中H為Shannon-Wiener物種多樣性指數(shù)，S為物種數(shù).

浮游動物豐富度指數(shù)計算 根據(jù)Margalef豐富度公式計算豐富度指數(shù),即：

R=(S-1)/lnN

浮游動物相似性指數(shù)計算 根據(jù)Jaccard相似性公式計算相似性指數(shù)，即：

q=J/(a′+b′-J)

式中a′為A群落物種數(shù),b′為B群落物種數(shù),J為A、B共有的物種數(shù).

2 結(jié)果與分析

2.1 青天河浮游動物種類

本次所得的樣品中，共有82種，具體名錄見表2，其中原生動物有10科13屬32種，占總數(shù)的39.0%，輪蟲有5科10屬26種，占總數(shù)的31.7%，節(jié)肢動物有5科5屬24種，占總數(shù)的29.3%(見表3).就浮游動物的優(yōu)勢種的情況來看，原生動物中的優(yōu)勢種主要有大變形蟲(AmoebaproteusLeidy)、多足變形蟲(Amoebapolypodia)、大草履蟲(ParameciumcaudatumEhrenber)、放射太陽蟲(ActinophryssolEhrenberg)等.輪蟲主要有臂尾水輪蟲 (EpiphanesbrachionusEhrenberg)、小巨頭輪蟲(CephalodellaexignaGosse)為優(yōu)勢種.節(jié)肢動物門主要有蚤狀溞(DaphniapulexDe Geer)、大型溞(DaphniamagnaStraus)、廣布中劍水溞(MesocyclopsleuckartiClaus)等.

表2 青天河浮游動物名錄

Table2 The name of zooplankton of Qingtian River

表3 青天河浮游動物組成及數(shù)目

Table3 Composition and numbers of zooplankton in Qingtian River

2.2 多樣性特征

從表4可以看出，8個采樣點地區(qū)浮游動物分布強度大致相同，但浮游動物的種類豐富度表現(xiàn)出較為明顯的差異.8個采樣點的浮游動物的種類豐富度指數(shù)的比較：鳳凰灘(2.45)>石佛灘(2.42)>月山寺(2.08)>明清居民寺(1.94)>靳家?guī)X(1.89)>太行博竹苑(1.28)>河水入口處(1.26)>河水出口處(1.17).從表4可以看出，河水入口和出口處浮游動物的豐富度指數(shù)相對于河水中央處的石佛灘和鳳凰灘的浮游動物的豐富度指數(shù)較小.石佛灘和鳳凰灘浮游動物數(shù)量較多，豐富度也最高.

表4 8種采樣點浮游動物種類多樣性指標

Table4 Species diversity index of zooplankton in 8 sampling areas

8個采樣點中雖然鳳凰灘和石佛灘的浮游動物的多樣性指數(shù)相對較高，但8個采樣點的多樣性指數(shù)差異不太明顯.石佛灘和鳳凰灘的環(huán)境容納量相對較大，處于河水中央處，環(huán)境較為穩(wěn)定，污染程度較小，自然狀況較為穩(wěn)定，這些都是有利于浮游動物正常生長和生殖的因素，物種多樣性指數(shù)相對較高.

從表4可得，多樣性和優(yōu)勢度規(guī)律大致一樣.8個采樣點的優(yōu)勢度指數(shù)大體一致，但石佛灘(0.40)和鳳凰灘(0.40)的優(yōu)勢度指數(shù)較其余6個采樣點的優(yōu)勢度指數(shù)高,鳳凰灘(0.40)>明清居民寺(0.39)>月山寺(0.38)>河水入口處(0.37)>靳家?guī)X(0.36)>河水出口處(0.34)>太行博竹苑(0.33),多樣性指數(shù)由種類數(shù)和分布均勻性這兩個成分組成，石佛灘和鳳凰灘均勻度指數(shù)相對較低，但后者兩處浮游動物豐富度指數(shù)最高，這是由于較多的種類數(shù)起了關(guān)鍵性作用.

從這8個采樣點的優(yōu)勢度指數(shù)可以看出，其規(guī)律與種類豐富度指數(shù)基本一致，這充分反映出浮游動物豐富度高的地方優(yōu)勢度也較高，這與浮游動物的生境的環(huán)境有直接關(guān)系.

2.3 浮游動物分布相似性比較

根據(jù)Jaccard的相似性系數(shù)原理，當q在0.00～0.25區(qū)間時為不相似，在0.25～0.50區(qū)間時為中等不相似，在0.50～0.75區(qū)間時為中等相似，在0.75～1.00區(qū)間時為極相似.青天河浮游動物的各個采樣點的相同物種數(shù)見表5，物種的相似系數(shù)見表6.

表5 8種采樣點浮游動物相似物種

Table5 Species habitat similarity of zooplankton in 8 sampling areas

表6 8種采樣點浮游動物物種相似系數(shù)

Table6 Species habitat similarity coefficient of zooplankton in 8 sampling areas

從表6中可知，河水入口處與靳家?guī)X、河水入口處與月山寺、河水入口處與明清居民村、河水入口處與太行博竹苑、河水入口處與河流出口處、靳家?guī)X與月山寺、靳家?guī)X與石佛灘、靳家?guī)X與鳳凰灘、靳家?guī)X與明清居民村、靳家?guī)X與太行博竹苑、靳家?guī)X與河流出口處、月山寺與石佛灘、月山寺與鳳凰灘、月山寺與太行博竹苑、月山寺與河流出口處、石佛灘與太行博竹苑、石佛灘與河流出口處、鳳凰灘與太行博竹苑、鳳凰灘與河流出口處、明清居民村與太行博竹苑、明清居民村與河流出口處、太行博竹苑與河流出口處均為不相似.河水入口處與石佛灘、河水入口處與鳳凰灘、石佛灘與鳳凰灘、石佛灘與明清居民村、鳳凰灘與明清居民村為中等不相似.石佛灘與鳳凰灘均地處河流中央處，水體狀況相似，環(huán)境也較為相同，因此石佛灘和鳳凰灘的相似系數(shù)相對較高.另外，明清居民村與石佛灘和鳳凰灘相距較近，因此，相似系數(shù)也相對較高.

3 討 論

3.1 浮游動物種類分析

經(jīng)過幾個月的取樣調(diào)查，共鑒定出3類浮游動物共82種，其中原生動物32種，輪蟲26種，節(jié)肢動物24種.從8個采樣點可以看出浮游動物的種類與具體生活環(huán)境中的環(huán)境容納量和資源狀況有很大關(guān)系，即資源越為豐富，環(huán)境越為適宜，生境遭受的破壞越小，浮游動物的種類也越多.一些浮游植物和濾食性的魚類也可能會影響到浮游動物的種類.濾食性魚類對浮游動物的捕食對浮游動物的個體大小有著很明顯的選擇性，在同樣的能量消耗下，會優(yōu)先選擇個體相對較大的浮游動物.因此，魚類的捕食壓力是影響浮游動物物的種類數(shù)量和多樣性的一個重要因素.同樣，浮游動物之間的競爭和捕食關(guān)系的存在也在一定程度上影響著浮游動物的種類數(shù).

3.2 浮游動物多樣性分析

物種之間的多樣性分析表明，8個采樣點浮游動物的種類豐富度為：鳳凰灘>石佛灘>月山寺>明清居民寺>靳家?guī)X>太行博竹苑>河水入口處>河水出口處.因為多樣性指數(shù)由種類數(shù)量和均勻性兩種成分決定，石佛灘和鳳凰灘均勻度指數(shù)相對較低，但后者兩處浮游動物豐富度指數(shù)最高，這是由于較多的種類數(shù)起了關(guān)鍵性作用.因此，物種的多樣性的大小決定于種類的豐富度和均勻度共同變化的相對大小.石佛灘和鳳凰灘的多樣性、優(yōu)勢度均較高，這說明這兩個采樣點的環(huán)境容納量和資源量最適合于浮游動物的生存，鳳凰灘的豐富度指數(shù)最高，空間異質(zhì)性程度較高，這表明此處有著更多樣性的小生境，能夠允許更多的物種生存于其中.河流入口處和出口處的環(huán)境較為復雜，生境不穩(wěn)定，因此，多樣性和豐富度指數(shù)均較低.

3.3 浮游動物相似性分析

從表6得到的相似性之間的關(guān)系可以看出，河水入口處與石佛灘、河水入口處與鳳凰灘、石佛灘與鳳凰灘、石佛灘與明清居民村、鳳凰灘與明清居民村為中等不相似，這表明了這些地方有較多的相似物種.同時，由于石佛灘和鳳凰灘均處于河水中央處，河水受到的污染程度低，因此，這兩個地方的浮游動物種類數(shù)較多，相似性也較高.

3.4 青天河管理建議

近些年隨著人們的旅游量劇增，對河水的破壞程度比之前要高很多，對河水中的浮游動物的生存環(huán)境造成很大破壞，對浮游動物的數(shù)量種類和多樣性也有很大影響.近些年報道的赤潮現(xiàn)象的頻發(fā)可能也是由于浮游動物數(shù)量減少，因此，可食用的浮游植物的數(shù)量驟增，造成赤潮現(xiàn)象的爆發(fā).對青天河旅游景區(qū)保護的建議為在發(fā)展經(jīng)濟的同時，要加大對環(huán)境的保護力度，健全管理制度，限制景區(qū)的人口數(shù)量，加強對景區(qū)的人員管理，傳播保護生態(tài)環(huán)境的意識，禁止向河中投擲污染水環(huán)境的東西.及時將人類留下的垃圾處理掉，定期檢測河水中的浮游動物或水生生物的種類和數(shù)量的變化，掌握水域的變化趨勢并及時采取措施補救.盡量減少景區(qū)周圍會排放有害氣體和污水的工廠,避免破壞水體生態(tài)平衡和減少對自然景觀的破壞.

[1]劉建康.高級水生生物學[M].北京:科學出版社，1999:94-97，199-223，284-288，327-337.

[2]劉凌云，鄭光美.普通動物學[M].北京:高等教育出版社，1997:35-67，162-166， 233-301.

[3]王家楫.中國淡水輪蟲志[M].北京:科學出版社，1961:1-288.

[4]蔣燮治，堵南山.中國動物志：淡水枝角類[M].北京:科學出版社，1979:1-297.

[5]沈嘉瑞.中國動物志：淡水橈足類[M].北京:科學出版社，1979:1-450.

[6]黃祥飛，孫鴻烈，劉光菘.湖泊生態(tài)調(diào)查觀測與分析[M].北京:中國標準出版社，2000:147-157.

[7]周鳳霞.淡水微生物圖譜[M].北京:化學工業(yè)出版社，2005:1-107.

[8]章宗涉，黃祥飛.淡水浮游生物研究方法[M].北京:科學出版社，1991:358-388.

[9]李春喜,等.生物統(tǒng)計學[M].北京：科學出版社，2000:229-238.

[責任編輯：徐明忠]

Investigation on zooplankton and diversity in the Qingtian river of Jiaozuo

WANG Yuling1,ZHANG Ji2

(1.College of Life Science, Shangqiu Normal University, Shangqiu 476000,China; 2.Shangqiu Vocational Technical College,Shangqiu 476001,China)

This paper deals with the species, distribution, diversity of the zooplankton in the Qingtian river of Jiaozuo.Species diversity and community structure characteristics were investigated,and discuss the main environmental factors.A total of 58 species zooplankton were found and identified as 32 species ofPhylumProtozoa,26 species ofPhylumRotifera,24 species ofPhylumArthropoda.The dominant species areDaphniapulex、DaphniamagnaStraus、ActinophryssolEhrenberg andMesocychclops.PhylumProtozoaaccounting for 39.0%,PhylumRotiferaaccounting for 31.7%,PhylumArthropodaaccounting for 29.3%.The results show that the highest biomass and abundance of zooplankton in the Qingtian river of Jiaozuo City appears in October, from which they gradually decrease.This research also shows that the relationship of zooplankton in the Qingtian river of Jiaozuo with phytoplankton is positive correlativity.

the Qingtian river of Jiaozuo; zooplankton; species;diversity

2015-10-18

河南省2011年基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計劃項目(112300410267)

王玉玲(1968-),女,河南商丘人，商丘師范學院副教授,主要從事動物學教學及昆蟲研究.

Q958.8

A

1672-3600(2015)12-0056-06