大渡河上游瑪柯河至腳木足河段浮游植物群落特征調(diào)查

龔 玉 蓉, 陰 雙 雨, 劉 鑫, 陳 鐵 鋒, 宋 靖 國,侯 寧, 劉 蘇, 周 青 春

(1.華中師范大學生命科學學院,湖北 武漢 430079;2.武漢市伊美凈科技發(fā)展有限公司,湖北 武漢 430070;3.四川足木足河流域水電開發(fā)有限公司,四川 成都 610041)

0 引 言

浮游植物是水生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的初級生產(chǎn)者,為地球提供了約70%的氧氣,在生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)中不可或缺[1-2]。作為重要餌料生物,浮游植物的生物量也直接影響水體生態(tài)系統(tǒng)中其它水生生物的正常生長,故對維持水生生態(tài)系統(tǒng)平衡具有十分重要的作用[3]。因其個體微小和種類繁多,對水體中各環(huán)境因子變化敏感,能及時、準確地反映水生態(tài)系統(tǒng)的變化,常被用作評估水域生態(tài)環(huán)境狀況的指示性生物[4-5]。

1 大渡河的浮游植物調(diào)查

大渡河起源于青海省境內(nèi)的果洛山東南麓,是岷江最大的支流。為了解大渡河上游干流水電站,尤其是雙江口以上電站的建設對大渡河河源區(qū)生態(tài)環(huán)境可能的影響,保護河源區(qū)河流生態(tài)完整性,中國水產(chǎn)科學研究院長江水產(chǎn)研究所和四川省水產(chǎn)研究所等單位在2012年對該水域進行過較為系統(tǒng)的科學考察。四川省水產(chǎn)研究所于2009～2014年對巴拉水電站水生生態(tài)影響進行過評價。2011年和2019年王文君等對大渡河河口浮游植物群落結構及時空變化等進行了研究[6-7]。對大渡河上游水域的浮游植物群落結構等方面的研究還不多見。

該研究于 2017～2018年春冬季 2 次對大渡河上游瑪柯河至腳木足水域浮游植物進行采集調(diào)查,分析了其浮游植物的群落結構特征及時空分布變化,為了解大渡河上游生態(tài)系統(tǒng)結構和功能提供基礎資料。此次調(diào)查范圍是大渡河上游干流河段的瑪柯河、麻爾曲河、腳木足河和支流河段則曲河、阿柯河、尼柯河、茶堡河和梭磨河。在各河段共設置24個采樣點,調(diào)查時間為2017年12月和2018年4月。

2 浮游植物調(diào)查方法

該文浮游植物樣品采集和測試方法主要依據(jù)《長江水生生物資源監(jiān)測手冊》并參照《水庫漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范》SL 167-2014和《內(nèi)陸水域浮游植物監(jiān)測技術規(guī)程》SL 733-2016進行。

2.1 定性標本采集

大型浮游生物用13號浮游生物網(wǎng),小型浮游生物用25號浮游生物網(wǎng),在表層至0.5 m深處以20～30 cm/s的速度作“∞”形循回拖動1～3 min,或在水中沿表層托慮1.5～5.0 m3水。

2.2 定量標本采集

小型浮游生物用有機玻璃采水器分別于表層0.5 m水深處取水樣1 L。大型浮游生物因數(shù)量稀少,每個采樣點各采水樣10 L,用25號浮游生物網(wǎng)過濾,收集水樣裝入玻璃瓶中。

2.3 標本處理

水樣采集后用固定液固定。對藻類、原生動物和輪蟲水樣,每升加入15 ml左右的魯哥氏液固定,對枝角類和橈足類水樣,按100 ml水樣加4～5 ml福爾馬林固定液。固定后,將樣品帶回實驗室保存。從野外采集并經(jīng)固定的水樣,帶回實驗室后須進一步濃縮,1 000 ml的水樣靜止沉淀24 h后,用虹吸管吸取上清液,剩下20～25 ml沉淀物轉入30 ml容量瓶中。

2.4 標本鑒定及統(tǒng)計

定性標本,在顯微鏡下,用目鏡測微尺測量大小,根據(jù)其大小、形態(tài)、內(nèi)含物參照藻類圖譜和分類標準定出屬種[8-9]。定量標本,采用0.1 ml計數(shù)框,10×40高倍顯微鏡下分格斜線掃描計數(shù)。用0.1 ml定量吸管吸取搖勻后的樣品液,置于0.1 ml浮游生物計數(shù)框中在顯微鏡下觀察計數(shù),并參照《淡水浮游生物研究方法》等統(tǒng)計到種的細胞數(shù),然后換算成每升含量。

室內(nèi)先將樣品定量為30 ml,搖勻后吸取0.1 ml樣品置于0.1 ml計數(shù)框內(nèi),在顯微鏡下按視野法計數(shù),數(shù)量特別少時全片計數(shù),每個樣品計數(shù)2次,取平均值,每次計數(shù)結果與平均值之差應在15%以內(nèi),否則增加計數(shù)次數(shù)。每升水樣中浮游植物數(shù)量的計算公式如下:

式中:N為一升水樣中浮游生物的數(shù)量(ind./L);Cs為計數(shù)框的面積,mm2;Fs為視野面積,mm2;Fn為每片計數(shù)過的視野數(shù);V為一升水樣經(jīng)濃縮后的體積,mL;v為計數(shù)框的容積,mL;Pn為計數(shù)所得個數(shù)(ind.)。

浮游植物生物量的計算采用體積換算法。根據(jù)浮游植物的體形,按近似幾何形測量體積,特殊形狀種類分解成部分進行測量。

3 結果與分析

3.1 浮游植物種類組成

在大渡河上游各河段進行浮游生物的定量和定性采集,通過對采集的水樣進行分析鑒定,兩次調(diào)查共發(fā)現(xiàn)浮游植物102種(屬),隸屬于6門46屬。其中冬季(12月)發(fā)現(xiàn)浮游植物64種(屬),隸屬于5門36屬;春季(4月)發(fā)現(xiàn)浮游植物89種(屬),隸屬于5門42屬。各河段浮游植物物種數(shù)統(tǒng)計見表1。

表1 各河段浮游植物物種數(shù)統(tǒng)計

從種類組成來看,調(diào)查水域浮游植物以硅藻門占絕對優(yōu)勢,有76種(屬),占總浮游植物總種數(shù)的74.5%;其次是綠藻門,有11種(屬),占總種數(shù)的10.8%;藍藻門有10種(屬),占總種數(shù)的9.8%;其他門類物種較少,依次為裸藻門2種(屬),甲藻門2種(屬)和隱藻門1種(屬)。物種組成上以阿柯河物種最為豐富,有76種(屬),其次是則曲河60種(屬),瑪柯河種57(屬),梭磨河53種(屬),尼柯河物種最少,具32種(屬)(表1)。各河段均以硅藻占絕對優(yōu)勢,占各河段浮游植物物種總數(shù)的71.70%～86.67%。硅藻門、藍藻門及綠藻門構成了調(diào)查水域浮游植物的主要組成部分,占各河段的92.45%～100%。冬季常見種類有舟形藻(Navicula sp.)、普通等片藻(Diatoma vulgar)、長等片藻(Diatom elongatum)、顆粒直鏈藻(Melosira granulata)、鈍脆桿藻(Fragilaria capucina)、橋彎藻(Cymbella sp.)等。春季的舟形藻(Navicula sp.)、普通等片藻(Diatoma vulgar)、長等片藻(Diatom elongatum)、曲殼藻(Achnanthes sp.)、肘狀針桿藻(Synedra ulna)、鈍脆桿藻(Fragilaria capucina)、膨脹橋彎藻(Cymbella pusilla)、菱形藻(Nitzschia sp.)、縊縮異極藻(Gomphonema constrictum)等在各河段分布較廣。各河段浮游植物各門種類數(shù)量見表2。

表2 各河段浮游植物各門種類數(shù)量統(tǒng)計

3.2 浮游植物現(xiàn)存量

冬季大渡河上游各河段浮游植物的平均密度為2.45×104ind./L,其中硅藻門的平均密度最高,為2.22×104ind./L。從各河段浮游植物密度來看,梭磨河浮游植物平均密度最高,為2.98×104ind./L,變動幅度在2.91～3.11×104ind./L;其次是阿柯河,平均密度為2.98×104ind./L,變動幅度在2.91～3.11×104ind./L;則曲河、腳木足河、麻爾曲河、瑪柯河和茶堡河浮游植物平均密度分別為2.83×104ind./L、2.60×104ind./L、2.04×104ind./L、1.65×104ind./L和1.52×104ind./L。

春季大渡河上游各河段浮游植物的平均密度為11.58×104ind./L,其中硅藻門的平均密度最高,為10.41×104ind./L。各河段浮游植物密度時間變化見圖1,曲河浮游植物平均密度最高,為15.89×104ind./L,變動幅度在14.40～17.60×104ind./L;其次是腳木足河,平均密度為14.40×104ind./L;瑪柯河、麻爾曲河、梭磨河、茶堡河、阿柯河和尼柯河浮游植物平均密度分別為12.48×104ind./L、11.20×104ind./L、10.55×104ind./L、10.40×104ind./L、9.59×104ind./L、8.17×104ind./L。

圖1 各河段浮游植物密度時間變化

冬季大渡河上游各河段浮游植物的平均生物量為0.042 1 mg/L,各調(diào)查水域生物量大小分布差異與時間差異見圖2。其中占絕對優(yōu)勢的硅藻門的平均生物量最大,為0.039 8 mg/L。調(diào)查的各河段水域中,浮游植物生物量最高的是則曲河,平均生物量為0.058 7 mg/L;其次是梭磨河0.054 7 mg/L及腳木足河0.049 0 mg/L;茶堡河浮游植物生物量最低,為0.018 3 mg/L。

圖2 各調(diào)查水域生物量大小分布差異與時間

春季大渡河上游各河段浮游植物的平均生物量為0.1606 mg/L。其中占絕對優(yōu)勢的硅藻門的平均生物量為0.142 4 mg/L。調(diào)查的各河段水域中,浮游植物生物量最高的是則曲河,平均生物量為0.230 4 mg/L,變幅為0.194 2～0.267 5 mg/L;其次是茶堡河0.198 2 mg/L及腳木足河0.181 4 mg/L;阿柯河浮游植物生物量最低,為0.117 7 mg/L,變幅為0.069 6～0.179 0 mg/L。

各河段浮游植物在春季較冬季平均密度和生物量都有顯著的增加,但均呈現(xiàn)低密度和低生物量的特征。硅藻門種類和密度占絕對優(yōu)勢,這與調(diào)查區(qū)域所在的地理位置和高山峽谷地形、急流低溫的水域環(huán)境相關,該水域環(huán)境僅適宜個體小的單細胞植物或多細胞群體的浮游植物生長發(fā)育,因此,喜急流潔凈水體的硅藻門種類較多,與張靜和王文君等調(diào)查結果一致。

4 結 語

(1)大渡河上游此次調(diào)查水域的浮游植物共鑒定出102種(屬),隸屬于6門46屬。其中硅藻門占絕對優(yōu)勢,有76種(屬),占浮游植物總物種數(shù)的74.5%。各河段也均為硅藻占絕對優(yōu)勢,占各河段浮游植物物種總數(shù)的71.70% ～ 86.67%。硅藻門、藍藻門及綠藻門構成了調(diào)查水域浮游植物的主要組成部分,占各河段浮游植物物種總數(shù)的92.45% ～100%。

(2)各河段春季的浮游植物平均密度和生物量比冬季都有顯著的增加,分別增加了3.7和2.8倍。但總體呈現(xiàn)低密度和低生物量的特征。可為獲得該水域浮游植物本底資源現(xiàn)狀及水生態(tài)監(jiān)測提供基礎數(shù)據(jù)。