黄河陕西段浮游动物群落结构特征研究

    陈媛媛+王益昌+沈红保+余斌+张军燕+李瑞娇+刘婷婷

    

    

    

    摘 要：于2013年5月对黄河陕西段浮游动物的群落进行了系统调查，并结合相关数据，分析了黄河陕西段浮游动物群落结构空间变化特征。调查共获取浮游动物4个大类，12个种，在种类组成中占主导地位的类群是轮虫。黄河陕西段浮游动物平均密度为6.6个/L，变化范围为0.2～21.0个/L，浮游动物平均生物量为14.8 μg/L，变化范围为0.1～56.3 μg/L。前节晶囊轮虫（Asplanchna priodonta）和萼花臂尾轮虫（Brachionus calyciflorus）为黄河陕西段浮游动物优势种类。浮游动物Shannon-Weiner多样性指数平均值为1.48，变化范围为1.00～2.12。浮游生物物种多样性指数评价结果表明，黄河陕西段浮游动物群落结构趋于简单化，水质受污染程度为中等，河流生态保护亟待加强。

    关键词：黄河陕西段；浮游动物；群落结构；水环境质量评价

    浮游动物（Zooplankton）是河流生态系统中水生生物的重要组成部分，其种类组成、群落结构以及种群动态直接或间接制约着初级生产力水平，在河流生态系统的结构和功能中具有重要的调控作用，因此，浮游动物多样性常被广泛用作评价河流生态系统功能的重要指标[1]。黄河发源于青藏高原的巴颜喀拉山北麓，由西向东流经9省（区），在山东东营注入渤海。其干流全长5 464 km，流域总面积79.5万km2[2]。黄河陕西段处于黄河中游，自府谷县墙头乡进入陕西，途径榆林、延安、渭南3市，在潼关秦东流入河南，全长714 km，河宽41～620 m，流域总面积13.33万km2，河流落差516 m，比降0.72‰[3]。主要支流有无定河、延河、汾河、渭河等，这些河流的交汇处是浮游动物生长繁殖的极佳栖息地。但是随着河道周边工业和农业的快速发展以及各种工程建设的陆续实施，水域環境受到污染，水生生物生存环境遭到破坏，致使其群落结构产生变化。然而有关黄河陕西段浮游动物的调查研究仅局限于零星报道[4]，较系统的群落演替研究未见详细报道。基于此，作者于2013年对黄河陕西段浮游动物群落结构进行了调查研究，旨在为黄河陕西段水生态系统健康评价以及黄河渔业资源的恢复和保护提供服务。

    1 材料与方法

    1.1 调查点位设置

    本次调查依据《黄河流域渔业资源调查规范》在黄河陕西段设置7个调查断面，即上游的府谷调查点（HS-1），中游的吴堡调查点（HS-2），下游的龙门调查点（HS-3）、洽川调查点（HS-4）、港口调查点（HS-5），以及两大支流：汾河调查点（HS-6）和渭河调查点（HS-7）（见图1）。

    1.2 浮游动物样品采集、鉴定

    根据黄河陕西段水质理化特征，依据《淡水浮游生物研究方法》[5]，浮游动物样品采用5 L有机玻璃采水器采集，具体方法为：取20 L混合水样，用25#浮游生物网（网孔0.064 mm）进行水样过滤浓缩，将收集到浮游动物转入50 mL采样瓶中，现场快速加入4%～5%甲醛溶液固定。固定样本带入实验室后，参照相关种类鉴定文献[6-8]，利用生物显微镜对浮游动物进行种类鉴定，并记录个体数量。

    1.3 数据处理与分析

    浮游动物密度和生物量参照文献[6]中的公式进行计算。物种多样性指数采用Shannon- Weiner指数（H）计算公式H′= -∑Pi log2 Pi进行计算，其中Pi为第i种类的个体数与总种类个体数的比值。所有数据的统计与分析利用软件SPSS19.0进行。

    2 结果与分析

    2.1 浮游动物群落结构

    2.1.1 种类组成及空间分布 调查表明，本次黄河陕西段7个调查断面共收集到浮游动物4大类（原生动物、轮虫、枝角类、桡足类），共有12个种类。其中原生动物有1个种类，占总种类的83%；轮虫有6个种类，占总种类的50.0%；枝角类有2个种类，占总种类的16.7%；桡足类有3个种类，占总种类的25.0%。种类组成主要以轮虫为主，其中数量最大、出现频率最高的轮虫为前节晶囊轮虫（Asplanchna priodonta）和萼花臂尾轮虫（Brachionus calyciflorus）。从浮游动物空间分布来看，渭河上的调查断面（HS-7）浮游动物种类数最多，有7个种，种类数最少的断面是中游的吴堡（HS-2），有2个种（见图2）。

    2.1.2 浮游动物密度和生物量 7个调查点样本分析发现，黄河陕西段浮游动物密度平均值是6.6个/L，密度变化范围在0.2～21.0个/L之间（见图3）。从四个类群的密度来看，轮虫占绝对优势，其平均密度占浮游动物平均密度84.72%；其次为桡足类，平均密度占9.68%；原生动物和枝角类平均密度总和占5.60%（见图4）。

    依据浮游动物生物量湿重换算方法[6]，黄河陕西段浮游动物平均生物量为14.8 μg/L，变化范围为0.1～56.3 μg/L（见图5）。其中采集到的轮虫平均生物量为6.7 μg/L，占浮游动物平均生物量45.27%；其次为枝角类，平均生物量占3040%；桡足类生物量占24.3%，原生动物仅占0.05%（见图4）。

    2.2 黄河陕西段浮游动物多样性

    分析显示，黄河陕西段浮游动物Shannon-Weiner多样性指数（H′）总体变化幅度不大，其最大值为2.12，出现在HS-5断面，最小值为100，出现在HS-2断面，指数平均值为1.48（见图6）。根据浮游生物多样性指数水质评价标准：H′值大于4.5表明水体未受到污染，H′在45～3.0之间表明水体受到轻度污染，H′在3.0～1.0之间表明水体受到中等污染，H′小于1.0表明水体受到严重污染[9]。评价结果表明，黄河陕西段水环境已受到中度污染，需严格限制污染物肆意排放，加大河道生态保护力度。

    3 讨论

    此次调查结果表明，黄河陕西段浮游动物群落结构在种类组成上主要以轮虫占优势，结构较为单一，群落稳定性较差。此结果与黄河流域其它河段调查结果基本一致[10-12]。研究表明，黄河陕西段浮游动物的密度和生物量均较小，这与黄河水体透明度低、含沙量大、流速快、腐殖质少等特征有很大关系，这些环境条件对浮游生物的生存产生较大压力。此外，本次调查发现黄河陕西段的支流-渭河上的调查点（HS-7）的种类数最多，现存量（密度和生物量）也相对较大，其主要原因可能与近年来渭河污染治理力度的加强产生的水生态系统趋于平衡有关。本次调查结果与黄河兰州段浮游动物调查结果[12]相比较存在较大差异，黄河陕西段浮游动物种类数虽有所减少，但是密度和生物量都有所增加，这表明浮游动物类群对水域环境的时空变化能表现出敏感的响应并作出相应的变动，以逐渐适应环境从而保持其结构稳定性。

    依据相关研究结果[13]获得的生物多样性指数越大水质越好的评价标准，渭河入黄处的港口段调查点（HS-5）H′值相对较大，水质相对较好，这表明栖息地群落交错区浮游动物存在多样性增加的。根据水质评价标准[9]，黄河陕西段水环境状况为中污染，这与其最大支流的渭河、渭河最大支流的泾河及北洛河的水质评价结果较一致[14-18]，这说明黄河陕西段整体水质污染较严重，黄河流域中游水质污染压力较大。因此，在进行黄河流域生态系统修复工程建设的同时需加大水质污染治理和河段水生生物保护与增殖力度。

    本次调查研究的时间选在黄河流域枯水期（5月）进行，研究结果只能表明此水期的浮游动物群落结构特征，全面系统评价黄河陕西段水环境状况存在局限性。因此，黄河陕西段平水期和丰水期浮游动物群落结构的研究将是下一步的工作重点。

    参考文献：

    [1]Lucas Mwebaza-Ndawula.Changes in relative abundance of zooplankton in northern Lake Victoria，East Africa[J].Hydrobiologia， 1994， 272： 259-264

    [2] 張齐.黄河流域渔业资源与生态环境的现状及保护建议[J].陕西水利，2010（6）：31-32

    [3] 王益昌，李维平，侯淑敏，等.黄河陕西段渔业资源现状调查[J].淡水渔业，2015，45（2）：97-101

    [4] 李红娟，袁永锋，李银娣，等.黄河流域水生生物资源研究进展[J].河北渔业，2009（10）：1-3

    [5] 章宗涉，黄祥飞.淡水浮游生物研究方法[M].北京：科学出版社，1981

    [6] 赵文.水生生物学[M].北京：中国农业出版社， 2005

    [7] 韩茂森，束藴芳.中国淡水生物图谱[M].北京：海洋出版社，1995

    [8] 周凤霞，陈剑红.淡水微型生物图谱.[M].北京：化学工业出社，2010

    [9] 郑丙辉，田自强，张摇雷，等.太湖西岸湖滨带水生生物分布特征及水质营养状况[J].生态学报， 2007，27 （10）：4214-4223

    [10] 袁永锋，李银娣，张林林，等.黄河干流中上游水生生物资源调查研究[J].水生态学杂志，2009，2（6）：15-19

    [11] 张军燕，张建军，杨兴中，等.黄河上游玛曲段春季浮游生物群落结构特征[J].生态学杂志， 2009，28（5）：983-987

    [12] 白海锋，王丰，张星朗，等.黄河兰州市区段秋季浮游动物群落结构特征[J].水生态学杂志， 2015，36（5）：51-57

    [13] 沈韫芬，章宗涉，龚循矩，等.微型生物监测新技术[M].北京：中国建筑工业出版社，1990

    [14] 白海锋，赵乃锡，殷旭旺，等.渭河流域浮游动物的群落结构及其与环境因子的关系[J].大连海洋大学学报，2014，29（3）：260-266

    [15] 宋菊梅，白海锋，鲁媛媛，等.北洛河丰水期浮游动物群落结构调查及水质初步评价[J].河北渔业，2014（7）：163-172

    [16] 白海锋，李丽娟，项珍龙，等.泾河水系浮游动物群落结构及其与环境因子的关系[J].大连海洋大学学报，2015，30（3）：291-297

    [17] 贾秋红，李文香，王博涵，等.渭河干流陕西段枯水期浮游动物群落结构及多样性研究[J].安徽农业科学，2015（33）：92-93

    [18] 高宏伟，李文香，侯淑敏，等.基于浮游动物多样性指数的渭河陕西段水质评价研究[J].现代农业科技，2015（23）：210-211

    （收稿日期：2016-05-16）