小清河濟南段浮游動物群落結構空間變化特征

相華 朱中竹 商書芹 殷旭旺 白海鋒

摘 要：為了解濟南地區各水系浮游動物群落結構特征及空間變化，于2019年春季在小清河（濟南段）設置10個采樣點，進行浮游動物群落調查。結果顯示：小清河濟南段共檢測出浮游動物4大類28種屬，其中輪蟲種類數所占比例最高，為71.4%;橈足類最小，為7.2%。浮游動物密度為0.24～32.40個/L，均值為7.69個/L，密度最大值出現在河段上游吳家鋪（X1）。生物量為0.000 1～0.211 4 mg/L，均值為0.027 3 mg/L。生物量最大值出現在河段中游黃臺橋（X5），其空間變化趨勢與密度存在差異。浮游動物優勢種主要為普通表殼蟲（Arcella vulgaris）、四角平甲輪蟲（Platyias quadricornis）和多刺裸腹蚤（Moina macrocopa Straus），常見種為橈足幼體（Copepodid）。浮游動物種類趨于小型化，群落結構趨于簡單，因此需要加強河道污染治理和環境保護。

關鍵詞：小清河;浮游動物;群落結構;空間變化

小清河位于魯北平原南部，發源于濟南諸泉，西起睦里莊，自西向東與黃河平行橫貫濟南，流經濟南市區及章丘、淄博、濰坊、濱州、東營5地市的10個縣、市、區，從辛豐莊出濟南界，在濰坊壽光羊口流入萊州灣，全長237 km[1]。小清河濟南段從睦里莊斷面到辛豐莊斷面，全長30 km，沿途經馬鞍山、五柳閘、還鄉店、大碼頭、鴨旺口、從辛豐莊出濟南界，地勢南高北低。小清河是濟南市區唯一的排洪干道，也是市區污水的集中排放河道，隨著濟南市“東拓、西進”戰略的實施，河流的生態環境目前已難滿足整個城市快速發展的需要。河流水質好壞不僅影響市民的生活質量和工農業的發展，而且還關系到黃河下游沿岸人民的用水健康。為了更好地治理水污染和修復水環境，需要對河流生態進行全面調查評價。

浮游動物是生態系統食物鏈中的次級生產者，其種類和數量的變動直接或間接地影響水體中其他水生生物的數量與分布[2]。浮游動物因具有種類多、世代時間短、對環境敏感和方便采集等特點[3]，目前已廣泛應用到湖泊、水庫、河流等水質狀況的監測和評價上[4-6]。濟南地區水系河流水生態環境的評價目前多集中在魚類、底棲動物和浮游植物等[7-9]，而對浮游動物的研究較少[10]。基于此，本文通過調查小清河（濟南段）浮游動物的種類組成、優勢種、現存量等對其浮游動物群落結構特征進行研究，以期為了解小清河乃至整個濟南地區河流水生態系統和水環境狀況提供基礎理論數據。

1 研究區域及方法

1.1 采樣點位設置

于2019年5月，根據小清河的地勢地貌以及工業和人類密集程度，在河流調查區域共設10個調查點位（X1～ X10），其中河流上游（睦里莊-五柳閘）設置2個采樣點（X1 ～ X2），中游（五柳閘-鴨旺口）設置6個采樣點（X3 ～ X8），下游（鴨旺口-辛豐莊）設置2個采樣點（X9 ～ X10），具體位置及坐標見圖1和表1。所有采樣點均經GPS定位。

1.2 樣品采集與觀察

浮游動物定性樣品用25#浮游生物網在水面下拖拽采集，并用4%～5%甲醛溶液固定。輪蟲和原生動物的定量樣品用5 L有機玻璃采水器在各水層取混合水樣10 L，現場加入1.0%～1.5%（體積比）魯哥氏液固定[11]，帶回實驗室沉淀24 h后，虹吸上清液濃縮至30 mL;枝角類和橈足類定量樣品用有機玻璃采水器取100 L混合水樣，用25#浮游生物網過濾濃縮至50 mL后，現場加入4%～5%（體積比）甲醛溶液固定。混勻濃縮樣品，依據文獻[12-14]，在100～400倍生物顯微鏡（Olympus-CX21）下鑒定浮游動物種類，并記錄個體數量。

1.3 數據處理與分析

浮游動物密度計算公式：

N=（Vs×n）/（V×Va）

式中：N為1 L水中浮游動物的個體數，個/L;V為采樣體積，L;Vs為沉淀體積，mL;Va為計數體積，mL;n為計數所得的個體數。

浮游動物生物量依據文獻[15]中各種類個體濕重換算。

優勢種的確定采用優勢度（Y）計算公式：

Y=fiPi 式中：Y是優勢度，fi是第i個物種的出現頻率，Pi是第i個物種個體數占總個體數的比例，以Y ≥0.02確定為優勢種[16]。

常見種是根據物種的出現頻率（f）來確定，一般當f大于65%時確定為常見種[17]。所有數據用Excel統計處理。

2 結果與分析

2.1 浮游動物種類組成及分布

通過對小清河濟南段10個采樣點的采樣及檢測分析，共發現浮游動物4大類28種屬，其中，輪蟲有20種屬，占總種屬71.4%;原生動物和枝角類一樣，均有3種屬，均占總種屬的10.7%;橈足類有2種屬，占總種屬7.2%（見圖2），種類組成主要以輪蟲為主。各采樣點具體物種數詳見圖3，可以看出小清河中上游的黃臺橋采樣點浮游動物種類數較多，上游的梁府莊采樣點浮游動物種類數相對較低，沿著河流方向浮游動物的種類數呈現先降后升再降的波動趨勢。各采樣點浮游動物種類數大小順序為X5（12種）、X2（11種）、X9（9種）、X8（7種）、X10（7種）、X4（6種）、X7（5種）X1（4種）、X6（3種）、X3（2種）（見表2）。

2.2 浮游動物密度

調查期間，小清河濟南段各采樣點浮游動物密度為0.24～32.40個/L，平均密度7.69個/L（表3）。其中，原生動物密度占浮游動物總密度的48.96%，輪蟲密度占浮游動物總密度的36.59%，枝角類密度占浮游動物總密度的12.50%，橈足類密度占浮游動物總密度的2.08%（見圖4）。如表3所示，原生動物在X1采樣點的密度最高，為32.24個/L，以普通表殼蟲為主要組成種類;輪蟲在X5采樣點的密度最高，為19.88個/L，以四角平甲輪蟲、萼花臂尾輪蟲、方形臂尾輪蟲、前節晶囊輪蟲為主要組成種類;枝角類在X2采樣點的密度最高，為4.80個/L，以多刺裸腹溞為主要種類;橈足類在X5采樣點的密度最高，為0.64個/L，以橈足幼蟲為主要種類。

2.3 浮游動物生物量

從浮游動物生物量（表3）來看，小清河濟南段浮游動物平均生物量為0.027 0 mg/L，范圍0.000 1～0.211 4 mg/L。其中采集到的輪蟲生物量占總生物量的69.23%，枝角類生物量占總生物量的27.11%，橈足類生物量占總生物量的5.86%（見圖4）。從采樣點位看，輪蟲生物量最大值（0.176 4 mg/L）出現在X5采樣點;枝角類在X2采樣點的生物量最高，為0.033 6 mg/L;橈足類在X5采樣點生物量最高，為0.006 4 mg/L。

2.4 浮游動物優勢種及優勢度

小清河濟南段秋季出現浮游動物優勢種3種，其中原生動物1種，輪蟲1種，枝角類1種（見表4）。優勢種普通表殼蟲優勢度最高，為0.281 6，其次是多刺裸腹溞和四角平甲輪蟲，優勢度分別為0.036 8和0.033 1。常見種只有1種，為橈足幼體。

3 討論

3.1 浮游動物種類組成變化特征

浮游動物是一種個體較小，具有較短的世代交替周期，對環境變化反應迅速的水生生物，因此，近年來國內外很多學者關注于用浮游動物評價水體生態系統健康程度[18]。有研究顯示，隨著水體富營養化程度提高，浮游動物種類減少，豐度增加，多樣性指數降低，群落結構趨于簡單，其穩定性降低[19]。浮游動物對水環境變化的敏感性，使得其群落結構的變化的調查已成為水域生態系統調查的重要內容。涇河水系[20]調查發現了原生動物2屬3種，輪蟲23屬36種，橈足類3屬3種，甬江干流[21]報道了輪蟲24屬72種，枝角類5屬20種，橈足類11屬13種，可魯克湖[22]調查發現原生動物16種，輪蟲57種，枝角類7種，橈足類2種。這些水域均利用浮游動物對水質進行了評價，說明浮游動物群落結構的調查研究在水生態系統監測與健康評價方面具有重要作用。

小清河流域是濟南的重要河流，也是流經濟南的主要地表水源，是濟南典型的資源型缺水的季節性河道，具有防洪、排水、航運以及養殖等功能，影響著濟南人民的生活以及工業發展，增加了居民的收入也保證了濟南市的安全。近年來，由于很多企業受到資金短缺的影響，大部分廢水未經處理直接排放到小清河，其中大量有毒有害物質勢必會對河道水生生物的棲息、繁殖和生長造成影響，使其在現存量、種類數、種群結構和空間分布上發生很大變化。通過對比分析小清河浮游動物的歷年調查研究結果[23-26]發現，小清河浮游動物的種類以輪蟲和原生動物為主。此次調查發現，小清河濟南段浮游動物群落結構在種類組成上較為單一，主要以輪蟲為主，占總種類數的71.4%，原生動物和枝角類次之，均占總種類數的10.7%，表明小清河濟南段浮游動物主要以小型浮游動物（輪蟲）為主。這一調查結果與國內大部分河流浮游動物種類組成較相似[27-28]。

3.2 浮游動物密度和生物量變化特征

調查結果顯示，小清河濟南段浮游動物的密度和生物量較小，平均密度為7.69個/L，平均生物量為0.027 3 mg/L，其中以小型浮游動物（原生動物、輪蟲）的貢獻占主要。在種類密度百分比中，原生動物占主導，為48.96%，而在種類生物量百分比中，輪蟲占主導，為69.23%，這主要是因為原生動物體型較小，它們的相對濕重較體型比較大的輪蟲偏低。與1985年報道的小清河浮游動物調查結果[25]相比較，本次調查發現的浮游動物密度和生物量相對偏低，但與國內其他相似河流[7，20]相比，其浮游動物的密度和生物量相對較高。調查結果中X5采樣點在種類數和現存量上均占有優勢，從河流地理位置來看，采樣點X5在濟南市區河段中游的黃臺橋，此處受市區人類活動影響較大，水體富營養化較為嚴重，浮游動物主要以輪蟲為主。有研究[29]報道輪蟲對富營養環境具有喜好性，提升水體營養狀態有利于輪蟲密度的增加，而枝角類對水環境的響應能力敏感，喜歡生存于還原性的中營養或貧營養型的水體，橈足類是浮游動物中受環境因子影響較低的一種生物，大多數情況下主要以無節幼體和橈足幼體的形式存在。小清河濟南段浮游動物調查結果顯示，小型種類（表殼蟲、四角輪蟲和裸腹溞）占據一定優勢，橈足幼體成為常見種，這主要與采樣點的水環境質量有密切關系，說明小清河近年來的水質變化適合小型種類生存，使得浮游動物群落結構發生了改變，種類組成趨于小型化。

小清河水質好壞不僅影響市民的生活質量和工農業的發展，而且還關系到黃河下游沿岸人民的用水健康。因此，減少工業污染物的排放量，恢復河道生態平衡，提高水生生物多樣性已迫在眉睫。

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（收稿日期：2019-11-29）