上海市青浦區(qū)河道浮游動(dòng)物群落特征調(diào)查

黃春霞，鄒麗敏，趙慧慧

(1.上海市青浦區(qū)趙巷水務(wù)管理所，上海201799；2.上海市排水管理處，上海 200001)

青浦區(qū)位于上海西郊，境內(nèi)湖泊棋布，河道縱橫，水面積占比16.65%[1]，是上海水面率最高，生態(tài)環(huán)境保護(hù)較好的地區(qū)。近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，青浦區(qū)河道的水質(zhì)受到一定程度影響。浮游生物的生長(zhǎng)與水質(zhì)密切相關(guān)，它們對(duì)環(huán)境變化的反應(yīng)很敏感，水質(zhì)的任何變化都可能引起其生理功能、種類豐度、群落結(jié)構(gòu)和功能的改變。目前，袁政濤等[2]和李偉[3]對(duì)青浦區(qū)河道水質(zhì)進(jìn)行了報(bào)道，但尚缺乏對(duì)青浦區(qū)河流浮游生物的研究和評(píng)價(jià)。筆者選取青浦區(qū)不同區(qū)域的5條河流，采集浮游動(dòng)物進(jìn)行定量及定性分析，研究了青浦區(qū)5條河流浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征，以期為青浦區(qū)水環(huán)境保護(hù)和污染治理提供參考。

1 材料與方法

1.1采樣時(shí)間及斷面布設(shè)2017年7月對(duì)青浦區(qū)5條河道浮游動(dòng)物進(jìn)行調(diào)查，在青浦區(qū)東部布設(shè)采樣點(diǎn)2個(gè)，中部布設(shè)采樣點(diǎn)1個(gè)，西部布設(shè)采樣點(diǎn)2個(gè)。其中，東部位于徐涇鎮(zhèn)及華新鎮(zhèn)，近年來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人員集聚較為快速；中部位于青浦老城區(qū)，為主要的居住區(qū)；西部位于朱家角及金澤鎮(zhèn)，注重生態(tài)保護(hù)。采樣斷面布設(shè)如圖1所示。

1.2樣品采集與測(cè)定浮游動(dòng)物定性樣品用25#浮游生物網(wǎng)，在距水面0.5 m處做“∞”型緩慢拖拉5 min，將收集樣品置于10 mL標(biāo)本瓶?jī)?nèi)，用4%福爾馬林溶液固定，帶回實(shí)驗(yàn)室置于顯微鏡10×40倍下觀察，進(jìn)行種屬鑒定。浮游動(dòng)物定量樣品用有機(jī)玻璃采水器在水下0.5和1.5 m處采集，等量混合后取1 L，加入魯哥試劑固定，帶回實(shí)驗(yàn)室靜置沉淀24 h后，濃縮至50 mL，置于顯微鏡10×40倍下鑒定并計(jì)數(shù)。

浮游動(dòng)物定性樣品的采集和處理方法參照文獻(xiàn)[4-5]，浮游動(dòng)物種類鑒定參照文獻(xiàn)[6-7]。

1.3數(shù)據(jù)處理及評(píng)價(jià)

(1)物種多樣性指數(shù)采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)[8]，其計(jì)算公式為：

(1)

式中，Pi為第i種浮游動(dòng)物個(gè)體數(shù)與樣品中總個(gè)數(shù)的比值，S為群落中的總物種數(shù)。Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)(H′)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下：若04，則為清潔水體[9]。

(2)Pielou均勻度指數(shù)(J)[10]的計(jì)算公式如下：

(2)

Pielou均勻度指數(shù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下:若J為0.5～0.8，則為輕污染或無(wú)污染；若J為0.3～0.5，則為中污型；若J為0～0.3，則為重污染[11]。

(3)Margalef豐富度指數(shù)(d)[11]的計(jì)算公式如下：

(3)

式中，N為浮游動(dòng)物總個(gè)體數(shù)。Margalef豐富度指數(shù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下：若d>3，則為輕污染或無(wú)污染；若d為1～3，則為中污型；若d為0～1，則為重污染。

(4)物種優(yōu)勢(shì)度(Y)采用McNaughton指數(shù)[12]，表示動(dòng)物群落中某一物種在其中所占優(yōu)勢(shì)的程度，計(jì)算公式如下：

(4)

式中，ni為第i種浮游動(dòng)物個(gè)體數(shù)，fi為第i種浮游動(dòng)物在各站點(diǎn)出現(xiàn)的頻率。當(dāng)Y>0.02時(shí)，該物種為群落中的優(yōu)勢(shì)種。

圖1 采樣點(diǎn)布設(shè)Fig.1 The layout of sampling sites

(5)按以下公式計(jì)算多樣性閾值：多樣性閾值=H′×J。陳清潮等[13]提出的生物多樣性閾值評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1生物多樣性閾值的分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

Table1Thegradingevaluationstandardsofbiodiversitythresholddescription

評(píng)價(jià)等級(jí) Evaluation level閾值Threshold分級(jí)描述GradingⅠ<0.6多樣性差 Ⅱ0.6～1.5多樣性一般 Ⅲ1.6～2.5多樣性較好 Ⅳ2.6～3.5多樣性豐富 Ⅴ>3.5多樣性非常豐富

2 結(jié)果與分析

2.1種類組成此次調(diào)查共檢出浮游動(dòng)物3類26種，其中輪蟲(chóng)最多19種，占比73%；枝角類4種，占比15%；橈足類3種，占比12%。由表2可知，青浦區(qū)5個(gè)采樣點(diǎn)的第一優(yōu)勢(shì)種類均為輪蟲(chóng)類，其次為枝角類，出現(xiàn)率較高的是廣布多肢輪蟲(chóng)(Polyarthratrigla)、隆線溞(Daphniacarinata)和廣布中劍水蚤(Mesocyclopsleuckarti)，廣泛分布在調(diào)查河道，其他物種僅在個(gè)別點(diǎn)位出現(xiàn)。以優(yōu)勢(shì)度指數(shù)Y>0.02確定的優(yōu)勢(shì)種有3種(表3)，分別為廣布多肢輪蟲(chóng)(Polyarthratrigla)、長(zhǎng)肢多肢輪蟲(chóng)(P.dolichoptera)及裂足臂尾輪蟲(chóng)(B.diversicornis)。

表2青浦區(qū)浮游動(dòng)物各種群所占比例

Table2TheproportionofeachgroupofzooplanktoninQingpuDistrict

%

表3青浦區(qū)浮游動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)種和優(yōu)勢(shì)度

Table3ThedominantspeciesanddominanceofzooplanktoninQingpuDistrict

優(yōu)勢(shì)種Dominant species采樣點(diǎn) Sampling sites12345懶輪蟲(chóng)Rotaria tardigrada0.090.04轉(zhuǎn)輪蟲(chóng)R.ratatoria0.08長(zhǎng)足輪蟲(chóng)R.neptunia0.110.11囊形單趾輪蟲(chóng)Monostyla bulla0.02針簇多肢輪蟲(chóng)P.trigla0.17廣布多肢輪蟲(chóng)Polyarthra tri-gla0.060.040.060.030.10長(zhǎng)肢多肢輪蟲(chóng)P.dolichoptera0.020.030.02小多肢輪蟲(chóng)P.minor0.020.03長(zhǎng)三肢輪蟲(chóng)Filinia longiseta0.100.07頂生三肢輪蟲(chóng)F.terminalis0.020.05呂氏豬吻輪蟲(chóng)Dicranopharus lutkeni0.02裂足臂尾輪蟲(chóng)B.diversicornis0.030.040.06萼花臂尾輪蟲(chóng)B.calyciflorus0.050.05剪形臂尾輪蟲(chóng)B.forficula0.02壺狀臂尾輪蟲(chóng)B.urceus0.04矩形臂尾輪蟲(chóng)B.leydigi0.020.02螺形龜甲輪蟲(chóng)Keratella cochle-aris0.040.05椎尾水輪蟲(chóng)Epiphanes senta0.02

浮游動(dòng)物豐度范圍為452～1 192 ind./L，平均值為833 ind./L，最大值出現(xiàn)在采樣點(diǎn)5，最小值出現(xiàn)在采樣點(diǎn)1，該排序與采樣點(diǎn)位所在地的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展程度成反比。從浮游動(dòng)物的種群結(jié)構(gòu)來(lái)看，輪蟲(chóng)類占優(yōu)，平均豐度為810 ind./L，占比97%。輪蟲(chóng)的優(yōu)勢(shì)種為廣布多肢輪蟲(chóng)(Polyarthravulgaris)、長(zhǎng)足輪蟲(chóng)(R.neptunia)，分別占總優(yōu)勢(shì)種數(shù)的27%和11%。

2.2浮游動(dòng)物的群落特征

2.2.1Shannon-Wiener多樣性指數(shù)。青浦區(qū)河流浮游動(dòng)物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)平均值為3.10，說(shuō)明青浦區(qū)河流處于寡污染水平。從圖2可以看出，H′的變化范圍為2.65～3.36，說(shuō)明青浦區(qū)的河流多樣性指數(shù)介于寡污型～β中污型。

圖2 青浦區(qū)河流浮游動(dòng)物Shannon-Wiener多樣性指數(shù) Fig.2 Shannon-Wiener diversity index of zooplankton in Qingpu District

2.2.2Pielou均勻度指數(shù)。此次調(diào)查結(jié)果表明，青浦區(qū)5條河流浮游動(dòng)物均勻度指數(shù)為0.76～0.82，平均值為0.78。根據(jù)黃祥飛[11]提出的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可判斷清浦區(qū)河流處于輕污染或無(wú)污染。

2.2.3Margalef豐富度指數(shù)。此次調(diào)查結(jié)果表明，浮游動(dòng)物Margalef豐富度指數(shù)為1.01～1.93，平均值為1.47。根據(jù)黃祥飛[11]提出的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可判斷青浦區(qū)河流為中污型。

綜合考慮生物多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)及豐富度指數(shù)，可判定青浦區(qū)河流處于輕～中污型。此外，采用多樣性閾值對(duì)青浦區(qū)河流浮游動(dòng)物進(jìn)行計(jì)算，多樣性閾值為2.03～2.57，平均值為2.41。根據(jù)陳清潮等[13]提出的多樣性閾值評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，青浦區(qū)河流整體屬于Ⅲ型，浮游動(dòng)物的多樣性較好。

3 結(jié)論

(1)此次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，青浦區(qū)5條河流浮游動(dòng)物共18種，優(yōu)勢(shì)種為廣布多肢輪蟲(chóng)、長(zhǎng)肢多肢輪蟲(chóng)及裂足臂尾輪蟲(chóng)。浮游動(dòng)物豐度平均值為833 ind./L，豐度組成以廣布多肢輪蟲(chóng)、長(zhǎng)足輪蟲(chóng)為主。

(2)采用Shannon-Wiener生物多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和Margalef豐富度指數(shù)對(duì)浮游動(dòng)物進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明青浦區(qū)河流處于輕～中污染水平。根據(jù)多樣性閾值結(jié)果，青浦區(qū)河流浮游動(dòng)物的多樣性較好。

(3)此次野外調(diào)查僅采集了7月份的樣品，所獲得的數(shù)據(jù)僅代表這一階段的生境現(xiàn)狀，無(wú)法全面反映青浦區(qū)浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的季節(jié)、年際變化趨勢(shì)。在今后的研究中應(yīng)在不同季節(jié)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采樣調(diào)查，從而使評(píng)價(jià)結(jié)果更為全面。

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