上海市青浦區河道浮游動物群落特征調查

黃春霞，鄒麗敏，趙慧慧

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

青浦區位于上海西郊，境內湖泊棋布，河道縱橫，水面積占比16.65%[1]，是上海水面率最高，生態環境保護較好的地區。近年來，隨著社會經濟的發展，青浦區河道的水質受到一定程度影響。浮游生物的生長與水質密切相關，它們對環境變化的反應很敏感，水質的任何變化都可能引起其生理功能、種類豐度、群落結構和功能的改變。目前，袁政濤等[2]和李偉[3]對青浦區河道水質進行了報道，但尚缺乏對青浦區河流浮游生物的研究和評價。筆者選取青浦區不同區域的5條河流，采集浮游動物進行定量及定性分析，研究了青浦區5條河流浮游動物群落結構特征，以期為青浦區水環境保護和污染治理提供參考。

1 材料與方法

1.1采樣時間及斷面布設2017年7月對青浦區5條河道浮游動物進行調查，在青浦區東部布設采樣點2個，中部布設采樣點1個，西部布設采樣點2個。其中，東部位于徐涇鎮及華新鎮，近年來經濟發展及人員集聚較為快速；中部位于青浦老城區，為主要的居住區；西部位于朱家角及金澤鎮，注重生態保護。采樣斷面布設如圖1所示。

1.2樣品采集與測定浮游動物定性樣品用25#浮游生物網，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標本瓶內，用4%福爾馬林溶液固定，帶回實驗室置于顯微鏡10×40倍下觀察，進行種屬鑒定。浮游動物定量樣品用有機玻璃采水器在水下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，帶回實驗室靜置沉淀24 h后，濃縮至50 mL，置于顯微鏡10×40倍下鑒定并計數。

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

1.3數據處理及評價

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

(1)

式中，Pi為第i種浮游動物個體數與樣品中總個數的比值，S為群落中的總物種數。Shannon-Wiener 多樣性指數(H′)的評價標準如下：若04，則為清潔水體[9]。

(2)Pielou均勻度指數(J)[10]的計算公式如下：

(2)

Pielou均勻度指數的評價標準如下:若J為0.5～0.8，則為輕污染或無污染；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(d)[11]的計算公式如下：

(3)

式中，N為浮游動物總個體數。Margalef豐富度指數的評價標準如下：若d>3，則為輕污染或無污染；若d為1～3，則為中污型；若d為0～1，則為重污染。

(4)物種優勢度(Y)采用McNaughton指數[12]，表示動物群落中某一物種在其中所占優勢的程度，計算公式如下：

(4)

式中，ni為第i種浮游動物個體數，fi為第i種浮游動物在各站點出現的頻率。當Y>0.02時，該物種為群落中的優勢種。

圖1 采樣點布設Fig.1 The layout of sampling sites

(5)按以下公式計算多樣性閾值：多樣性閾值=H′×J。陳清潮等[13]提出的生物多樣性閾值評價標準見表1。

表1生物多樣性閾值的分級評價標準

Table1Thegradingevaluationstandardsofbiodiversitythresholddescription

評價等級 Evaluation level閾值Threshold分級描述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 結果與分析

2.1種類組成此次調查共檢出浮游動物3類26種，其中輪蟲最多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5個采樣點的第一優勢種類均為輪蟲類，其次為枝角類，出現率較高的是廣布多肢輪蟲(Polyarthratrigla)、隆線溞(Daphniacarinata)和廣布中劍水蚤(Mesocyclopsleuckarti)，廣泛分布在調查河道，其他物種僅在個別點位出現。以優勢度指數Y>0.02確定的優勢種有3種(表3)，分別為廣布多肢輪蟲(Polyarthratrigla)、長肢多肢輪蟲(P.dolichoptera)及裂足臂尾輪蟲(B.diversicornis)。

表2青浦區浮游動物各種群所占比例

Table2TheproportionofeachgroupofzooplanktoninQingpuDistrict

%

表3青浦區浮游動物的優勢種和優勢度

Table3ThedominantspeciesanddominanceofzooplanktoninQingpuDistrict

優勢種Dominant species采樣點 Sampling sites12345懶輪蟲Rotaria tardigrada0.090.04轉輪蟲R.ratatoria0.08長足輪蟲R.neptunia0.110.11囊形單趾輪蟲Monostyla bulla0.02針簇多肢輪蟲P.trigla0.17廣布多肢輪蟲Polyarthra tri-gla0.060.040.060.030.10長肢多肢輪蟲P.dolichoptera0.020.030.02小多肢輪蟲P.minor0.020.03長三肢輪蟲Filinia longiseta0.100.07頂生三肢輪蟲F.terminalis0.020.05呂氏豬吻輪蟲Dicranopharus lutkeni0.02裂足臂尾輪蟲B.diversicornis0.030.040.06萼花臂尾輪蟲B.calyciflorus0.050.05剪形臂尾輪蟲B.forficula0.02壺狀臂尾輪蟲B.urceus0.04矩形臂尾輪蟲B.leydigi0.020.02螺形龜甲輪蟲Keratella cochle-aris0.040.05椎尾水輪蟲Epiphanes senta0.02

浮游動物豐度范圍為452～1 192 ind./L，平均值為833 ind./L，最大值出現在采樣點5，最小值出現在采樣點1，該排序與采樣點位所在地的經濟社會發展程度成反比。從浮游動物的種群結構來看，輪蟲類占優，平均豐度為810 ind./L，占比97%。輪蟲的優勢種為廣布多肢輪蟲(Polyarthravulgaris)、長足輪蟲(R.neptunia)，分別占總優勢種數的27%和11%。

2.2浮游動物的群落特征

2.2.1Shannon-Wiener多樣性指數。青浦區河流浮游動物Shannon-Wiener多樣性指數平均值為3.10，說明青浦區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，說明青浦區的河流多樣性指數介于寡污型～β中污型。

圖2 青浦區河流浮游動物Shannon-Wiener多樣性指數 Fig.2 Shannon-Wiener diversity index of zooplankton in Qingpu District

2.2.2Pielou均勻度指數。此次調查結果表明，青浦區5條河流浮游動物均勻度指數為0.76～0.82，平均值為0.78。根據黃祥飛[11]提出的評價標準，可判斷清浦區河流處于輕污染或無污染。

2.2.3Margalef豐富度指數。此次調查結果表明，浮游動物Margalef豐富度指數為1.01～1.93，平均值為1.47。根據黃祥飛[11]提出的評價標準，可判斷青浦區河流為中污型。

綜合考慮生物多樣性指數、均勻度指數及豐富度指數，可判定青浦區河流處于輕～中污型。此外，采用多樣性閾值對青浦區河流浮游動物進行計算，多樣性閾值為2.03～2.57，平均值為2.41。根據陳清潮等[13]提出的多樣性閾值評價標準，青浦區河流整體屬于Ⅲ型，浮游動物的多樣性較好。

3 結論

(1)此次調查發現，青浦區5條河流浮游動物共18種，優勢種為廣布多肢輪蟲、長肢多肢輪蟲及裂足臂尾輪蟲。浮游動物豐度平均值為833 ind./L，豐度組成以廣布多肢輪蟲、長足輪蟲為主。

(2)采用Shannon-Wiener生物多樣性指數、Pielou均勻度指數和Margalef豐富度指數對浮游動物進行評價，結果表明青浦區河流處于輕～中污染水平。根據多樣性閾值結果，青浦區河流浮游動物的多樣性較好。

(3)此次野外調查僅采集了7月份的樣品，所獲得的數據僅代表這一階段的生境現狀，無法全面反映青浦區浮游動物群落結構的季節、年際變化趨勢。在今后的研究中應在不同季節進行現場采樣調查，從而使評價結果更為全面。

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