寶應湖水體浮游動物組成和多樣性調查

馬德高，吳 蔚，陳志芳*，殷 慧，陳宇潔，童桂鳳，汪 霄

(1.揚州市環境監測中心站，江蘇 揚州 225007； 2.無錫市環境監測中心站，江蘇 無錫 214121)

寶應湖水體浮游動物組成和多樣性調查

馬德高1，吳 蔚2，陳志芳1*，殷 慧1，陳宇潔1，童桂鳳1，汪 霄1

(1.揚州市環境監測中心站，江蘇 揚州 225007； 2.無錫市環境監測中心站，江蘇 無錫 214121)

通過2012年9月至2013年3月對江蘇揚州寶應湖水體浮游動物的組成進行調查和分析發現，寶應湖浮游動物中，橈足類和枝角類物種數量較多，分別為13種和22種，隸屬6科20屬；寶應湖浮游甲殼動物的生態類群、種類數和主要優勢種組成的季節變化較顯著，湖體水質整體處于中營養型狀態。

寶應湖；浮游動物；多樣性

寶應湖位于揚州市鹽金公路以西，屬淺水湖泊。寶應湖以及周邊縱橫交錯的水網系統，形成以湖泊濕地為主的濕地生態系統。濕地是陸地上重要的生態景觀和生物最重要的生存環境之一，被譽為“地球之腎”。浮游甲殼動物是湖泊生態系統的重要組成，其群落結構可直接反映水域生態系統的結構及其功能和健康狀況[1]。調查寶應湖浮游甲殼動物的多樣性和群落結構是研究寶應湖水域生態系統結構和功能的重要內容之一。此次調查以橈足類和枝角類這兩類浮游甲殼動物為研究對象，通過定性和定量調查，對寶應湖浮游動物多樣性及群落結構進行分析，并對寶應湖水體的水質狀況進行評估，以期為當地水資源保護和開發利用提供參考數據。

1 材料與方法

1.1 自然地理概況

揚州寶應湖地理坐標位于119°07′43″～119°42′51″E，33°02′46″～33°24′55″N，屬于亞熱帶濕潤季風氣候，四季分明，雨量充沛。年平均氣溫14.4 ℃，年降水量938.6 mm，全年無霜期216 d。平水期水深2 m，枯水期1.5 m左右，汛水期2.5 m以上。寶應湖湖面狹長，長20.7 km，平均寬1.2 km，總面積38.69 km2。湖內水生植物群落主要有蘆葦(Phragmitesaustralis)、芡實(Euryaleferox)、睡蓮(Nymphaeatetragona)及金魚藻(Ceratophyllumdemersum)等，沿湖堤岸有加楊(Populuscanadensis)、水杉(Metasequoiaglyptostrodoides)等形成防護林帶。寶應湖濕地范圍內的湖灘地及堤岸處人工造林面積達2 780 hm2，森林覆蓋率達22%，被譽為“蘇中第一森林大氧吧”[2]。

1.2 調查方法

分別于2012年9月(秋季)和2013年4月(春季)、8月(夏季)對寶應湖浮游動物多樣性進行調查。根據寶應湖的地形、出入水口以及水深等條件，共設5個監測斷面，即Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ和Ⅴ(圖1)。在各斷面又分別設置沿岸和湖心2個采樣點。根據固定監測斷面上所采獲的浮游甲殼動物樣品的定性定量分析，獲得浮游甲殼動物的物種組成和多樣性狀況，并借此對寶應湖水體的環境條件進行評估。因時間有限，對2013年夏季采獲樣品僅初步完成定性分析，定量分析工作待后續完成。

圖1 寶應湖調查區域的斷面和站點布設

1.3 數據統計

1.3.1 優勢種

浮游動物優勢種根據每個種的優勢度值來確定。

Y=(ni/N)×fi。

式中，ni為i種的個體數，N為所有種的總個體數，fi為i種的出現頻率。Y>0.1為優勢種[3]。

1.3.2 浮游甲殼動物的多樣性指數和均勻度

J=H′/log2S。

式中，H′為Shannon-Weaver多樣性指數，S為種數，J為均勻度指數。

H′的評價標準。蔡立哲等[4]將污染等級分為5類：無浮游動物，嚴重污染；H′<1，重污染；13，清潔。Wilhm等[5]將污染等級分為3類：03.30，貧營養化。

D=(S-1)/InN。

式中，D為馬加利夫(Margalef)多樣性指數，S為浮游甲殼動物種類數，N為浮游甲殼動物總個體數。

D的評價標準。D值在0～1時為重污染，1～3時為中污染，>3時為輕度污染或無污染[6]。

2 結果與分析

2.1 種類組成

根據5個監測斷面的調查采樣及初步鑒定，寶應湖浮游動物中，橈足類和枝角類物種數量較多，分別為13種和22種，隸屬6科20屬(表1～2)。

表1 寶應湖浮游動物鰓足綱、枝角目種類

2.2 優勢度和優勢種

計算出的寶應湖各物種的優勢度如表3～4。

由表2可以看出，在2013年春季的浮游動物樣品中，優勢種為長額象鼻溞、球型銳額溞、圓形盤腸溞、中華窄腹劍水蚤、跨立小劍水蚤。在2012年秋季的浮游動物標本中，優勢種為廣布中劍水蚤、跨立小劍水蚤和英勇劍水蚤。

2.3 物種豐度

2012年秋季寶應湖浮游動物豐度較低、生物量較小，大型浮游甲殼動物的平均豐度為1.15 ind.·L-1，最大值為2 ind.·L-1，最小值為0.75 ind.·L-1。2013年4月的寶應湖浮游甲殼動物豐度較高、生物量較大。大型浮游甲殼動物的平均豐度為8.45 ind.·L-1，最大值為26.5 ind.·L-1，最小值為0.5 ind.·L-1。由此可見，生物量季節變化明顯，春季>秋季。浮游甲殼動物種類的數量變化也很明顯，春季>秋季。由表3～4可看出，春季的枝角類的種類和數量都較橈足類多，秋季的橈足類種類和數量較枝角類多。可見，寶應湖浮游甲殼動物的生態類群、種類數和主要優勢種組成的季節變化較顯著。

表2 寶應湖浮游動物橈足綱、劍水蚤目種類

表3 寶應湖2013年春季各類浮游動物的優勢度

表4 寶應湖2012年秋季各類浮游動物的優勢度

2.4 浮游甲殼動物多樣性分析

由公式計算出揚州寶應湖浮游動物各采樣點的H′、D和J(圖2)。

圖2 不同監測點的多樣性和均勻度指數

從分布上來看，各采樣斷面的均勻度指數最大值為0.628，最小值為0.089，變化范圍較大。

2.5 寶應湖水質評估

根據馬加利夫多樣性指數和Shannon-Weaver多樣性指數[6-8]對寶應湖水質狀況進行評估。雖然應用2類多樣性指數對各斷面所取樣品計算得出的數據各異，但所呈現的折線圖的走勢基本一致，都能一致地反映寶應湖的水質狀況。

在調查中，各斷面采樣點的H′值在0.09～3.02波動，平均值為1.094；豐富度D值在0.195～5.263變化，平均值為2.105 2；種內均勻度J值在0.089～0.628波動，平均值為0.285 8。

根據Shannon-Weaver多樣性指數標準，這5個采樣斷面中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ為重污染，Ⅳ都為中度污染，Ⅲ為清潔、無污染。根據5個采樣點的H′平均值得出，寶應湖湖水的水質為中度污染。

根據馬加利夫多樣性指數的標準來看，這5個采樣斷面中，Ⅰ、Ⅱ為重污染，Ⅳ、Ⅴ為中度污染，Ⅲ為輕度污染或無污染。根據5個采樣斷面的D值的平均值可初步認為，寶應湖水質為中度污染。Shannon-Weaver多樣性指數和馬加利夫多樣性指數反映寶應湖湖水的水質狀況一致，均反映為中度污染。另外，根據H′的評價標準，可得出寶應湖的湖水水質為中營養型狀態。

由各采樣點的沿岸和湖心的生物數據分析還可得出沿岸的污染程度要比湖心的嚴重。如斷面Ⅰ的岸邊樣點，其下層無浮游動物。在斷面Ⅴ，沿岸樣點中層和下層水樣的浮游動物都分別較湖中樣點中、下層水樣的浮游動物少。造成岸邊比湖心污染程度大的原因，可能是由于沿岸村莊的生活污染，或是由于湖中污染物隨水波或水位降低滯留于岸邊，春季水位比秋季要高，以致岸邊水體的污染程度較深。

由D值和H′值分析得出，斷面Ⅰ、Ⅱ的污染較嚴重。分析可能的原因是：①斷面Ⅰ位于寶應湖的入口區，淮河水由此進入湖盆。而淮河水的污染較嚴重，對寶應湖湖水產生很大程度的影響。②兩個采樣斷面附近都有大量種植的荷花，當地村民種植荷花時普遍施用藥物，這種做法對湖水的水質造成一定程度的影響。而斷面Ⅱ位于金寶村旁的湖水通道與寶應湖狹長主湖道的匯水區，而沿岸村莊居民生活廢水的排入很可能對此處湖水的水質有一定影響。從D值和H′值統計結果來看，斷面Ⅲ處的水質最為清潔，無污染。該斷面位于寶應湖的湖心區，湖水最深。來自淮河的污染水源流至此處已被凈化。而斷面Ⅳ位于寶應湖的湖心區與出口區之間，湖面水道由寬變窄，此處的D值和H′值均反映水體為中度污染，水質尚良好。與之不同的是，斷面Ⅴ的情況從D值反映出該處水體為中度污染，而H′值則反映為重度污染。一般來說，Shannon-Weaver多樣性指數反映的水質污染情況要嚴格一些。由于南水北調工程施工，其下游通往高郵湖的中間建造了一個寶應湖退水閘，此閘限制了寶應湖湖水流往高郵湖。在春季和夏季水位上漲時，滯留在下游的污染物會對上游湖水造成一定程度的影響，這可能是造成斷面Ⅴ附近水質狀況較差的原因。

與2012年秋季相比，2013年春季寶應湖的水質發生了一定變化。春季浮游動物無論是密度、生物量還是種數均較秋季多。一方面是由于浮游動物在春季大量繁殖，至夏季種群密度和生物量都大幅增加，種類相對較多，而至秋季其種群數量大幅下降[3]；另一方面春季湖水的水質營養化較秋季高，水中懸浮有機物、細菌和有機碎屑等相對較多，食物充足，有利于浮游動物的繁殖。因此，春季寶應湖浮游動物的生物量和種類相對秋季都增加較多，這符合浮游動物季節性變化的特性。值得注意的是，湖泊水質的富營養化狀況會隨著季節性溫度的上升而趨于嚴重，夏季水體的富營養化程度往往最高。因夏季調查結果的數據統計分析工作尚未完成，寶應湖夏季水質狀況有待后續研究做進一步討論。

3 小結

綜上所述，寶應湖水體的水質清澈，污染程度較輕，局部水域沿岸的污染程度較重。整體處于中營養型狀態。因此，建議當地政府在保障地方農業經濟和生態旅游業發展以及居民生活水平提高的同時，著力加強對寶應湖水質的保護，維持寶應湖濕地的良好生態環境，使之更持久地實現為沿岸居民生活提供長遠服務的價值。

[1] 魯敏，謝平. 武漢東湖后湖區浮游甲殼動物群落結構的研究[J].水生生物學報，2002，26(2)：123-129.

[2] 鈕兆花，胡天新，何國俊，等. 寶應湖濕地功能分析及其科學利用[J]. 現代農業科技，2008，20(1)：321-324.

[3] 徐兆禮，沈新強，袁騏，等. 杭州灣洋山島周圍海域浮游動物分布特征[J]. 水產學報，2003，27(S1)：69-75.

[4] 蔡立哲，馬麗，高陽，等. 海洋底棲動物多樣性指數污染程度評價標準的分析[J].廈門大學學報(自然版)，2002，41(5)：641-646.

[5] WILHM J L，DORRIS T C. Biological parameters for water quality criteria[J]. Bioscience，1968，18：477-481.

[6] 徐兆禮，陳亞瞿. 東黃海秋季浮游動物優勢種聚集強度與鮐魚漁場的關系[J].生態學報，1989，8(4)：13-15.

[7] 王鳳娟，胡子全，湯潔，等. 用浮游動物評價巢湖東湖區的水質和營養類型[J].生態科學，2006，25(6)：550-553.

[8] 吳利，馮偉松，張堂林，等. 春、秋季武湖浮游動物群落特征及其與環境因子的關系[J]. 水生態學雜志，2011，32(2)：31-37.

(責任編輯：張瑞麟)

2017-01-20

馬德高(1982—)，男，江蘇如皋人，工程師，碩士，研究方向為生物生態監測與生物多樣性； 吳 蔚，女，江蘇無錫人，高級工程師，主要研究方向為生物生態監測。并列第一作者。

陳志芳，高級工程師，從事生物生態監測與生物多樣性研究工作，E-mail: 251652269@qq.com。

10.16178/j.issn.0528-9017.20170434

S93

A

0528-9017(2017)04-0656-04

文獻著錄格式：馬德高，吳蔚，陳志芳，等. 寶應湖水體浮游動物組成和多樣性調查[J].浙江農業科學，2017，58(4)：656-659，666.