獨木河春季浮游生物資源調查及多樣性分析

蘭開勇　劉碧洪　彭德清　任雪勤　楊丹丹　蒲松　林艷紅　邵儉

摘 要：本研究于2019年4月對獨木河流域開展浮游生物調查及多樣性分析。結果表明：該流域內浮游植物7門35屬71種，優勢種為小環藻、舟形藻、微小色球藻和衣藻;浮游動物3門26屬36種，頸溝基合溞為絕對優勢種。浮游植、動物的Shannon-Wiener多樣性指數分別為3.84（3.45～4.22）、2.28（1.97～2.71），Pielou均勻度指數分別為0.88（0.81～0.91）、0.94（0.89～0.98）。獨木河流域浮游生物群落結構較簡單，水體呈富營養化趨勢，水質處于清潔至β-中污染之間，這為該流域水生態環境及水生生物研究和保護提供了本底資料。

關鍵詞：獨木河;浮游生物;生物多樣性;資源調查

中圖分類號：S932.2? 文獻標識碼：A

文章編號：1008-0457（2021）05-0015-08? ? 國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2021.05.003

Investigation and Diversity Analysis on Plankton Resources in the Dumu River

LAN Kaiyong1，LIU Bihong1，PENG Deqing1，REN Xueqin1，YANG Dandan1，PU Song1，LIN Yanhong1，2，SHAO Jian1，2*

（1.College of Animal Science/Key Laboratory of Animal Genetics，Breeding and Reproduction in the Plateau Mountainous Region，Ministry of Education，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China;2.Research Center of Fishery Resources and Environment，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China）

Abstract：This study conducted a survey on plankton diversity in the Dumu River Basin in April 2019.The results showed that there were 71 species of phytoplankton belonged to 35 genera and 7 phyla in the watershed，and the dominant species were Cyclotella，Navicula，Chroococcus minutus and Chlamydomonas，respectively.Simultaneously，there were 36 species of zooplankton belonged to 26 genera and 3 phyla，and Bosminopsis deitersi Richard wasa dominant species.Moreover，the Shannon-Wiener diversity index were 3.84 （3.45～4.22） and 2.28 （1.97～2.71），respectively，and the Pielous evenness index were 0.88 （0.81～0.91） and 0.94 （0.89～0.98）.The structure of the plankton community in the Dumu River Basin was relatively simple.However，the water quality was between clean and beta-medium pollution，and it showed a trend of eutrophication，which could provide essential data for the research and protection of aquatic ecological environment and aquatic biodiversity in the future.

Keywords：Dumu River;plankton;biodiversity;resources survey

基金項目：貴州大學大學生“SRT計劃”項目（貴大SRT字（2018）186）;貴州省科技計劃項目（黔科合基礎[2019]1118）

獨木河是清水江的支流，屬于長江流域烏江水系，位于貴州省貴定縣，發源于貴州省貴陽市花溪區高坡鄉，流經龍里縣，于貴定縣內石板鄉入境，光明鄉的光明村出境。境內全長95.60 km，流域面積1180.30 km2，年均流量為 22.46 m3/s。2007年，獨木河下游修建大花水水電站后，河床升高，水面抬升，水域生境發生了改變。因此，本研究通過對獨木河洛北河至兩岔河段的浮游生物進行采樣分析，并利用Shannon-Wiener多樣性指數和Pielous均勻度指數對其水質進行評價，研究獨木河現階段浮游生物群落組成和多樣性狀態，可望為該流域水生態環境保護提供參考。

1 材料與方法

1.1 采樣點及時間

本研究共設置了6個采樣點（表1，圖1），依次為S1（兩岔河）、S2（兩岔河匯口）、S3（高橋河口）、S4（獨木河口）、S5（獨木橋）、S6（洛北河）。采樣時間為2019年4月。

1.2 樣本采集與處理

1.2.1 浮游植物采集

定性樣品用25號浮游生物網于水體表層進行“∞ ”拖曳8～10 min收取。定量樣品用采水器于水體表層、水深5 m、10 m處各取一個水樣，各層水樣等量混合后，再取一個混合水樣。樣品采集后，立刻以魯哥氏液固定，用量為水樣體積的1%～1.5%。定量樣品固定后還需濃縮至30～50 mL貯存，帶回實驗室鑒定、計數及分析[1-4]。

1.2.2 浮游動物采集

小型浮游動物定性樣品利用25號浮游生物網采集，大型浮游動物定性樣品利用13號浮游生物網采集。大型浮游動物定量樣品于一定水層用10 L采水器采10～50 L水樣，用25號浮游生物網過濾于1000 mL廣口瓶中，將網洗2～3次。小型浮游動物定量樣品的采集方法同浮游植物定量樣品采集。樣品采集后，立即用每100 mL水樣加1.5 mL魯哥氏液固定，帶回實驗室鑒定、計數及分析。具體操作方法根據《內陸水域漁業自然資源調查手冊》[5]，《水生生物學》（第二版）[6]。

1.3 數據處理

1.3.1 密度及生物量計算

2 結果與分析

2.1 浮游植物

2.1.1 種類組成與分布

共檢出浮游植物7門35屬71種（圖2，表3）。其中硅藻門種數最多，共18屬40種，占總種數的56.3%;綠藻門次之，共7屬20種，占總種數的28.2%;藍藻門6屬7種，占總種數的9.9%;裸藻門、甲藻門、黃藻門和隱藻門都是1屬1種，分別占總種數的1.4%。硅藻門中的顆粒直鏈藻、直鏈硅藻、針桿藻、菱形藻、谷皮菱形藻和藍藻門的束絲藻分布較廣。各采樣點種類數量差異較大，其中S1、S5、S6最多，S2最少。

2.1.2 密度及生物量

通過鏡檢、定量分析，對浮游植物的密度及生物量數據計算處理（表4）。獨木河流域浮游植物的平均密度為222.9793×10⁴cells/L;平均生物量為5.9345 mg/L。其中硅藻門密度最大，為89.8836×104 cells/L;甲藻門密度最小，為10.7576×10⁴cells/L。硅藻門生物量最大，為3.4354 mg/L;藍藻門生物量最小，為1.1171 mg/L。S1、S2、S4、S5、S6浮游生物密度主要以硅藻門為主，其次是綠藻門和藍藻門; S3主要以藍藻門和綠藻門為主，其次是硅藻門。

2.2 浮游動物

2.2.1 浮游動物的種類組成及分布

共檢出浮游動物（圖3、表5）3門26屬36種。其中輪蟲動物門有11屬19種，占總種數的52.8%;節肢動物門有6屬8種，占總種數的22.2%;原生動物門有9屬9種，占總種數的25.0%。其中輪蟲動物門萼花臂尾輪蟲、舞躍無柄輪蟲、樸氏晶囊輪蟲、頂生三肢輪蟲、節肢動物門的頸溝基合溞、原生動物門的放射盤星蟲在各個采樣點出現的頻率較高。

2.2.2 浮游動物的密度及生物量

獨木河流域浮游動物平均密度為0.0036×10⁴ind./L;平均生物量為0.7229 mg/L。其中輪蟲密度最大，為0.0016×10⁴ cells/L;原生動物和橈足類密度最小，為0.0004×10⁴cells/L。從各采樣點分布來看，浮游動物密度差異不明顯。S6浮游動物生物量最高，S4次之，其余各樣點差異不明顯（表6）。

2.3 浮游生物優勢種

本次調查共確定浮游植物優勢種4種，其中硅藻門2種，藍藻門和綠藻門各1種（表7）。優勢種組成存在空間差異性，S1和S5優勢種為硅藻門小環藻，優勢度指數分別為0.04、0.03。S2優勢種為硅藻門舟形藻，優勢度指數為0.04。S4優勢種為藍藻門微小色球藻和綠藻門衣藻，優勢度指數分別為0.04、0.03;S3和S6均未見明顯優勢種。

共確定浮游動物優勢種6種，輪蟲5種，原生動物3種，枝角類1種（表8），其中枝角類頸溝基合溞為6個采樣點共有優勢種，且優勢度指數最高。

獨木河流域浮游植物Shannon-Wiener 多樣性指數（H）變化范圍在3.45～4.22，平均值為3.84，水質屬于輕污染。Pielou 均勻度指數（E）變化范圍在0.81～0.91，平均值為0.88，水質屬于清潔。浮游植物多樣性數據顯示獨木河流域水質處于輕污染～清潔。浮游動物Shannon-Wiener 多樣性指數（H）變化范圍在1.97～2.71，平均值為2.28，水質屬于β-中污染。Pielou 均勻度指數（E）變化范圍在0.89～0.94，水質屬于清潔。浮游動物多樣性數據顯示獨木河流域水質處于β-中污染～清潔。因此，獨木河流域水質處于β-中污染～清潔水平（表9）。

3 結論與討論

3.1 浮游生物種類組成分布

本次研究鑒定出浮游植物共7門 35屬71種，其中以硅藻門為主，共18屬40種;綠藻門次之，共7屬20種;藍藻門6屬 7種;裸藻門、甲藻門、黃藻門和隱藻門均1屬1種。優勢種為硅藻門小環藻、舟形藻，藍藻門微小色球藻和綠藻門衣藻。浮游動物共3門26屬36種：其中輪蟲動物門11屬19種;原生動物門9屬 9種;節肢動物門6屬8種。優勢種為晶囊輪屬卜氏晶囊輪蟲、前節晶囊輪蟲，臂尾輪屬萼花臂尾輪蟲，無柄輪屬舞躍無柄輪蟲，枝角類頸溝基合溞，原生動物長圓沙殼蟲、螅狀獨縮蟲、湖生累枝蟲。本研究表明，獨木河流域浮游植物種類組成結構簡單，主要以硅藻門為主，可能是因為采樣時間為春季，溫度較低、光照等非生物因子抑制浮游植物的生長繁殖[25]。其次硅藻主要在春季開始繁殖，并能快速生長成為優勢種。大多數硅藻是狹冷性物種，在高原河流中硅藻門占有一定的優勢，適合在較寒冷的水體環境中生長[26]。本研究中，浮游動物種類組成在空間上無明顯差異;浮游動物種類多為廣布種，群落結構特征為小型浮游動物（輪蟲、原生動物），其種類數在浮游動物種類總數中所占比例較高，這與國內其他江河、湖泊和水庫浮游動物種類組成比例相似[27]。浮游動物對水環境因子條件的變化極其敏感，其種類數量分布情況和物種密度變化與水環境條件變化密切相關[28]。頸溝基合溞是浮游動物主要優勢種，在所有采樣點中均為優勢種;臂尾輪屬主要生活在中污染水體，在S1、S5均表示為優勢種;螅狀獨縮蟲主要生活在中污染水體，在S3表現為優勢種。浮游動物處于水生態系統食物鏈中起著不可缺少的重要作用，是一類在水中營浮游性生活的動物類群，是作為是中上層魚類和多種仔稚魚的主要餌料，對漁業的發展具有重要意義[29]。梯級水庫會影響浮游生物群落河流流域變化[30];水體攪動產生的懸浮物會對浮游植物光合作用造成影響[31]，同時影響浮游動物攝食率、生長率、存活率和群落等[32]。S5浮游生物密度均小于低于其他樣點，可能與S5上游區正在修建“江邊窯水電站工程”有關，隨著水電站竣工及運營，水體中浮游生物群落結構可能會趨于穩定。

3.2 水質評價

浮游生物是水生生態系統中的重要組成部分，對環境變化十分敏感，可以作為判斷水質狀況的指示物種[33-34]。通過Shannon-Wiener多樣性指數和Pielou均勻度指數，可以判斷出獨木河流域水質處于β-中污染～清潔貧營養水平。本研究表明，獨木河流域浮游植物Shannon-Weiner 多樣性指數（H）變化范圍在3.45～4.22，平均值為3.84，水質屬于輕污染型。Pielou 均勻度指數（E）變化范圍在0.81～0.91，平均值為0.88，水質屬于清潔型。浮游動物Shannon-Wiener 多樣性指數（H）變化范圍在1.97～2.71，平均值為2.28，水質屬于β-中污染型。Pielou 均勻度指數（E）變化范圍在0.89～0.94，平均值為0.94，水質屬于清潔型。有研究表明，浮游植物密度小于3×10⁵cells/L 水體為貧營養，密度3×105～10×105 cells/L為中營養，密度大于10×105 cells/L為富營養[35]。本研究中獨木河流域浮游植物密度除S5密度為26.4000×104 cells/L，小于3×10⁵cells/L外，S1、S2均大于3×10⁵cells/L，為中營養型;S4、S6均大于10×10⁵cells/L，為富營養型。水體屬于中——富營養類型。此外，優勢種與營養狀態對應關系分別為：金藻門——貧營養;隱藻門——貧、中營養;甲藻門——中營養;硅藻門——中富營養;硅藻門、綠藻門——富營養;藍藻門、綠藻門——重富營養[36]。根據優勢種優勢度顯示，獨木河中以綠藻門、硅藻門、藍藻門為優勢種的水體特征，這表明其水質在一定程度上出現污染;同時，從浮游動物中污染性和中——富營養指示種臂尾輪屬、貧——中營養指示種舞躍無柄輪蟲、中污性指示種螅狀獨縮蟲都是優勢種[37]，進而說明獨木河水體有向富營養化發展的趨勢。

通過對獨木河進行浮游生物調查及多樣性分析，獨木河浮游生物種類組成簡單、水質處于β-中污染～清潔貧營養水平，并有向富營養化發展的趨勢。在此基礎之上，下一步亟需開展魚類資源調查、底棲動物種類調查以及重金屬含量檢測等，結合已有數據，從而對獨木河水生生態系統更加全面的了解和掌握，提出更精確的保護建議。同時，應加強對獨木河水生生態系統的保護，減少在獨木河流域的作業，對獨木河流域居民的生活污水進行處理后再排放。

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通訊作者：邵儉（1986—），男，博士，副教授，主要從事漁業資源與環境保護研究，E-mail：shaojian5098@163.com.