嘉陵江出口段浮游生物群落特征及水質評價

摘要：為掌握嘉陵江出口段浮游生物群落結構及揭示水環境污染狀況，對嘉陵江出口段浮游生物種類構成、細胞密度、優勢種及浮游生物多樣性開展研究，并評價水質狀況。結果表明，嘉陵江出口段浮游生物種群豐富，共采集到浮游植物8門57屬129種，浮游植物細胞密度在（17.90～21.81）×104 ind/L之間，均值為19.60×104 ind/L。Shannon-Weaver多樣性指數H范圍為2.55～3.31，均值為2.89。優勢種也以硅藻門種類最為常見。浮游動物共發現輪蟲類14種，枝角類10種，橈足類8種，浮游動物細胞密度范圍在9.68～11.69 ind/L之間，均值為10.92 ind/L。Shannon-Weaver多樣性指數H范圍為2.07～2.50，均值為2.24。輪蟲占比最大，為主要優勢種種類。浮游生物優勢種生境狀況及Shannon-wiener多樣性指數值分析表明，嘉陵江出口段水質為中度污染等級。

關鍵詞：嘉陵江;浮游生物;多樣性;水質

中圖分類號：X826 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）03-000-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.002

Plankton community structure and water quality assessment in the outlet area of Jialing River

Wang Tujin

（School of River and Ocean Engineering，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China）

Abstract：In order to understand the plankton community structure and reveal the pollution status in the outlet area of Jialing River， the plankton species composition， cell density， dominant species， and Shannon-wiener diversity index were analysed and the water quality was evaluated. The results show that a total of 129 species of phytoplankton are collected， belonging to 8 phylum and 57 genus. The cell density of phytoplankton is in the range of 17.90～21.81×104 ind/L with the mean value of 19.60×104 ind/L. The diversity index is in the range of 2.55～3.31， with the mean value of 2.89. The dominant species are mainly diatoms. A total of 32 species of zooplankton are detected. Among them， the species number of rotifer， cladocera and copepods are 14， 10 and 8， respectively. The cell density of zooplankton is in the range of 9.68～11.69 ind/L with the mean value of 10.92 ind/L. The diversity index is in the range of 2.07～2.50， with the mean value of 2.24. The dominant species are mainly rotifers. Habitat status of dominant species of plankton and Shannon-wiener diversity index analysis show that the water quality in the outlet area of Jialing River belong to mesosaprobic zone.

Key words：Jialing River;Plankton;Diversity;Water quality

嘉陵江是長江水系中流域面積最大的支流，經重慶主城區匯入長江。嘉陵江是重慶主城區工農業生產、生活的重要水源，同時也是長江上游的重要水源涵養地。嘉陵江的水質狀況對重慶社會經濟的發展起著至關重要的作用。對嘉陵江開展水環境質量研究對于保障嘉陵江生態環境安全具有重要意義。

浮游生物個體微小，種類繁多，浮游生物群落結構與水質變化關系密切，浮游生物直接影響著水生態系統其他生物的生理代謝以及水環境理化性質[1，2]，同時浮游生物對水環境污染狀況響應迅速，水質的改變也影響著浮游生物的個體、種群和群落結構。因此浮游生物是反映水環境質量狀況的重要指示生物，對水生態系統中浮游生物的分析是水生態環境監測的重要方法之一，在國內外得到廣泛的應用[3-6]。以往對嘉陵江浮游生物的調查已有零星研究報道，但多集中于對浮游植物種群的單一分析，尚缺乏對重要水域同一時期的浮游植物和浮游動物的系統研究。本研究以磁器口至朝天門河段為研究水域，對該出口段水域浮游生物群落結構分布特征開展研究，分析浮游生物種群構成、細胞密度、優勢種及多樣性，對浮游生物群落結構所反映的水環境質量進行評價，以期為嘉陵江生態環境保護提供基礎數據和依據。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

以嘉陵江重慶出口段作為研究水域，在磁器口、石門大橋、渝澳大橋、朝天門設置4個采樣點。

浮游生物的采集包含定性和定量樣品采集。浮游植物定性分析樣品使用25號浮游生物網，在水下作“∞”字型緩慢拖曳采集。定量分析則使用采水器采集水樣，水樣立即用盧戈氏碘液固定，用量為水樣體積的1.5%，運回實驗室后向沉淀器中倒入1000 mL水樣，經過 24 h 以上的靜置沉淀，充分沉淀后通過虹吸管吸取上清液，留下30 mL濃縮水樣作定量分析。輪蟲的定性分析樣品使用25號浮游生物網，在水下作“∞”字型緩慢拖曳采集，將網頭中的水樣轉移至樣品瓶中，加福爾馬林液進行固定。定量分析則使用采水器采集10000mL水樣，經過濾后作定量分析。枝角類和橈足類的定性分析樣品使用13號浮游生物網在水下作“∞”字型緩慢拖曳采集，網頭中的樣品轉移至樣品瓶中，加福爾馬林液進行固定。定量分析則使用采水器采集20000mL水樣，經過濾后作定量分析。

1.2 分析方法

1.2.1 種類鑒定

浮游植物的分類鑒定參照《中國淡水藻類——系統、分類及生態》[7]進行，浮游動物的分類鑒定主要參照文獻[8-10]進行。

1.2.2 浮游生物優勢度及多樣性分析

本研究使用Mcnaughton優勢度指數來判定水樣中的浮游生物優勢種。Mcnaughton優勢度指數計算公式如下：Y= （ni/N）·fi，式中ni為第i物種個體細胞總數，N為群落細胞總數，fi為所有第i物種在樣點中出現的頻率。優勢度指數Y>0.02，該種即為優勢種。

浮游生物的多樣性分析采用Shannon-Weaver多樣性指數H進行表征，計算公式為：

式中，N 為同一水樣中觀察到的個體總數，ni為水樣第i種的個體數。多樣性指數H與水質的關系為：H<1.0，重度污染;H =1.0～2.0，α中度污染;H =2.0～3.0，β中度污染;H>3.0，輕度污染或無污染。

2 結果與討論

2.1 浮游植物群落結構特征

對嘉陵江出口段的浮游植物進行鑒定，共發現浮游植物8門57屬，其中硅藻門22屬66種、綠藻門17屬36種、金藻門1屬1種、黃藻門1屬2種、藍藻門7屬11種、裸藻門4屬4種，隱藻門1屬3種，甲藻門4屬6種，共計129種。浮游植物細胞密度如圖1所示。由圖可知，浮游植物細胞密度在（17.90～21.81）×104 ind/L之間，均值為19.60×104 ind/L。從不同采樣點浮游植物細胞密度分布特征來看，各點之間差異較小，細胞密度在瓷器口最高，渝澳大橋最低。嘉陵江出口段水體中的浮游植物以硅藻為主，硅藻占據絕對優勢地位，硅藻細胞密度均值為14.38×104 ind/L，占比73.36%。其次為隱藻，占比9.74%。

通常水體中的浮游植物隨著水體富營養化程度的不同呈現不同優勢藻類，貧營養型水體中的浮游植物通常以黃藻、金藻為主，中營養型水體以硅藻、甲藻以及隱藻類占優勢，而富營養型水體主要以藍藻、綠藻為主[11]。根據本文分析，嘉陵江出口段是以硅藻為主的浮游植物群落結構，推斷嘉陵江出口段在監測期間處于中營養狀態。

對浮游植物群落進行多樣性分析，結果表明各采樣點Shannon-Weaver多樣性指數H范圍為2.55～3.31，均值為2.89。多樣性分析結果反映出嘉陵江出口段浮游植物種群豐富，種群分布格局均勻，水體污染程度為β中度污染等級。

2.2 浮游植物優勢種

硅藻細胞密度占比73.36%，為浮游植物優勢類群，在各個采樣點中浮游植物優勢種也主要以硅藻門藻類為主（表1）。尤其以硅藻門的直鏈藻屬、小環藻屬、等片藻屬、針桿藻屬、舟形藻屬的硅藻種類較為常見，在嘉陵江出口段水體中出現頻率和細胞密度較高。

2.3 浮游動物群落結構特征

對嘉陵江出口段浮游動物進行鑒定，共發現輪蟲類14種，枝角類10種，橈足類8種。浮游動物密度如圖2所示。浮游動物細胞密度范圍為9.68～11.69 ind/L，平均密度為10.92 ind/L。各個采樣點輪蟲的數量占比均最高，平均占比達到78.15%，其次為橈足類，占比16.43%，枝角類所占比例最小。四個采樣點浮游動物Shannon-wiener 指數分別為2.07～2.50，均值為2.24。反映出浮游動物的種群較豐富，分布格局均勻。水體污染程度為β中度污染等級。

2.4 浮游動物優勢種

嘉陵江出口段的浮游動物優勢種主要為輪蟲類（表2），尤其以螺形龜甲輪蟲、壺狀臂尾輪蟲、萼花臂尾輪蟲、曲腿龜甲輪蟲在各個采樣點出現的頻率較高，均為優勢種。而枝角類和橈足類在各個采樣點水樣中出現頻率較低。尤其是枝角類在各個采樣點的種群數量少，均未成為優勢種。輪蟲對環境的適應能力強，生長發育速度快，通常快速占領水體中的生態位，成為優勢種，同時也較易受到外界諸多環境因素的影響而發生種群變化[12]。各個采樣點浮游動物優勢種多為生活在中污染環境中的種類，表明嘉陵江出口段的水質不甚清潔，受到一定程度污染。

3 結論

嘉陵江出口段共發現浮游植物8門57屬129種，細胞密度在（17.90～21.81）×104 ind/L之間，其中硅藻占比73.36%，占據絕對優勢地位，優勢種以直鏈藻屬、小環藻屬、等片藻屬、針桿藻屬、舟形藻屬的硅藻最為常見。浮游動物共發現輪蟲類14種，枝角類10種，橈足類8種。浮游動物平均密度為10.92 ind/L，輪蟲占比最高，達到78.15%，優勢種也主要以輪蟲類為主。浮游植物和浮游動物優勢種主要為生活在中污性環境中的種類，同時通過Shannon-wiener 多樣性指數分析表明嘉陵江出口段浮游生物種群較豐富，多樣性較高，所反映的水體污染程度為中度污染等級。

參考文獻

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收稿日期：2020-02-21

基金課題：重慶市基礎與前沿研究計劃項目（No.cstc2017jcyjAX 0086）

作者簡介：王圖錦（1981-），男，博士，副教授，研究方向為水生態環境保護。