黃石水庫浮游生物資源調查及多樣性分析

■李夢軍 謝春華 張小立 楊福忠 王曉艷 徐黎明

（1 大湖水殖股份有限公司 415000；2 湖南省水產技術工程研究中心 415000）

黃石水庫地跨常德市桃源和張家界市慈利兩縣，是一座以灌溉為主，兼顧防洪、發電、漁業及航運等綜合利用的大（Ⅱ）型水利樞紐工程，控制流域集雨面積552km2。庫區主要由芭茅洲河、龍潭河、樊家坊河、劉家溪河、洞潭河5條支流匯成，支流分布呈扇形河系。水庫總庫容6.02億m3，正常水位90m，相應庫容4.58億m3，有效庫容3.38億m3，庫容系數0.6，屬多年調節水庫。水庫俗稱湖南“千島之湖”，庫區大小島嶼幾百個，完全獨立島嶼數十個，區域植被保護良好，森林覆蓋率85%以上。水庫生態系統功能主要包括水資源綜合利用與調節、漁業生產與休閑景觀以及區域生態支持與調節（郭立平等，2010），是湖南省常德市飲用水備用水源地。隨著庫區水利工程、漁業生產、旅游開發和城鎮化建設加劇，大量污染負荷遷移入庫（卓文等，2020），如何保持當前水庫優越的自然景觀、良好水質環境以及物種多樣性，求取生態最大功能效益，是庫區水生態資源可持續利用發展需考慮的現實問題。本研究通過對庫區浮游生物的定性、定量分析，并采用shannom-wiener生物多樣性指數對該庫區水質進行評價，以期為黃石水庫生物多樣性維護和水環境保護提供本底資料。

1 調查方法

1.1 調查地點與時間

水庫由5 條河流匯集而成，呈扇形河系分布，根據水庫形態，調查區域共設9個采樣點（圖1），各采樣點分別標記為S1（洞潭）、S2（劉家溪）、S3（甘坪山）、S4（杉木啞）、S5（竹巖坪）、S6（曾家坪）、S7（茶廠）、S8（吳家坪）、S9（張家坪）。2014年8～9月在各采樣點分別采集浮游植物和浮游動物。

表1 黃石水庫各采樣點浮游植物組成、密度及生物量

表2 黃石水庫各采樣點浮游動物組成、密度及生物量

表3 黃石水庫各采樣點浮游生物多樣性指數

1.2 測定方法

浮游植物和浮游動物采用鏡檢計數和種類鑒別法，采集、定性、定量分析參照《水庫漁業資源調查規范（SL167-2014）》方法進行，數據描述采用平均值。

1.3 群落多樣性分析方法

浮游植物和浮游動物的生物多樣性指數采用shannom-wiener多樣性指數（H）進行分析，計算公式為：

式中：H為群落或調查生境中物種的多樣性指數；S為群落或調查生境中的物種數；Pi為群落或調查生境中第i物種個體數占所有物種個體總數的比率；i 為1，…，S。

水質評價標準：0為嚴重污染；0＜H≤1為重污染富營養型；1＜H≤2為中污染中營養型；2＜H≤3為輕污染中營養型；3＜H為清潔貧營養型。

2 結果與分析

2.1 浮游植物種類組成、密度及生物量

本次調查檢出浮游植物5門44種，根據鏡檢浮游植物的種類、數量，計算出各采樣點浮游植物的平均密度和生物量（表1），其中：藍藻門10種，占總種數的22.73%,地中尖頭藻、魚腥藻、色球藻、針狀藍纖維藻出現的頻率較高；綠藻門21種，占總種數的47.73%，小球藻出現的頻率較高；硅藻門8種，占總種數的18.18%，直鏈藻、針桿藻出現的頻率較高；甲藻門4種，占總種數的9.09%,飛燕角甲藻、多甲藻出現的頻率較高；隱藻門1種，占總種數的2.27%。浮游植物的密度平均為1020.5×104ind/L、生物量平均為6.594mg/L。

2.2 浮游動物種類組成、密度及生物量

本次調查共檢出浮游動物43種，各采樣點浮游動物的種類組成均包含有原生動物、輪蟲類和枝角類，依據鏡檢的種類、數量，計算浮游動物的平均密度及生物量（表2），其中：原生動物12種，占總種數的27.91%；輪蟲類19種，占總種數的44.18%；枝角類12種，占總種數的27.91%。輪蟲類的壺狀臂尾輪蟲、裂足輪蟲、萼花臂尾輪蟲、螺形龜甲輪蟲、薄達臂尾輪蟲和枝角類的長肢秀體溞、短尾秀體溞、僧帽溞出現的頻率較高。浮游動物的密度平均為5,533ind/L、生物量平均為5.384mg/L。

2.3 浮游生物多樣性指數

采用shannom-wiener多樣性指數，計算黃石水庫調查水域各采樣點浮游植物和浮游動物的多樣性指數（表3），參照shannom-wiener指數水質污染評價標準對黃石水庫水質進行評價，各采樣點的多樣性指數均在1～2的范圍之間，水質處于中等污染程度。

3 討論

3.1 調查流域生物多樣性及水質評價

生物多樣性是衡量生物群落結構特征和穩定性的重要尺度參數，物種組成越豐富，結構越穩定（邱小琮等，2011）。本次調查各采樣點的生物多樣性指數H值的變幅不大，說明調查流域浮游生物群落結構較為一致，群落穩定性較低，可能與本次調查采樣時間（8～9月）相關，僅能代表采樣時段的生物群落分布，周年變化規律尚需進一步探討。而生物多樣性亦與水質存在相關性，可作為反映流域健康的生物指標（唐匯娟等，2008；陳紅等，2018）。調查時段各采樣點生物多樣性H值范圍均在1～2之間，據此評價調查流域屬中污染中營養型水體，且采樣點S3和S8的浮游植物H值接近2，輪蟲類中的螺形龜甲輪蟲作為耐污種（施利民等，2016）也在本次調查中出現的頻率較高，暗示調查流域水質可能正向富營養化趨勢發展。

3.2 調查流域水資源綜合利用及保護

調查流域屬常德市飲用水備用水源地，流域范圍執行Ⅱ級水質標準。本次調查采樣時段生物多樣性指數H值評價該流域屬中污染中營養型水體，且耐污種暗示水質可能正向富營養化趨勢發展。隨著黃石水庫水資源綜合利用工程（又稱“引黃入常”）啟動，加強調查流域水生態環境保護，確保水源地供水水質安全顯得尤其重要。防控污染物入庫，實施污染總量控制（趙永宏等，2010；張萬順等，2011）和魚類生物調控，開展增殖漁業（劉飛等，2018）需成為今后調查流域生態環境保護的主導措施。