小五台水域浮游植物和底栖动物多样性调查分析

    乔艳珍　倪铭　王培培　王星　邢韶颖　王亚欣　王宏伟

    摘 要：基于2016年8月对小五台山的河流、水库、池塘等水体14个样点进行的浮游植物和底栖动物调查，对小五台水生生物的种类组成、均匀度、丰富度及其多样性现状进行了研究，并据此评价小五台水体的水质状况。研究结果表明：小五台水域采集到的浮游植物共有8门109种，其中硅藻门种类占主要优势，占所有物种数的40.3%，绿藻和蓝藻次之。主要底栖动物调查采用定性与定量相结合的方法，鉴定出底栖无脊椎动物34种，隶属于28科32属，并对它们的多样性及分布进行了初步分析。以多样性指数为指标对水体作评价，结果显示大多数采样点水体营养化程度不高，水质总体良好。

    关键词：小五台水域；浮游植物；底栖动物；多样性

    小五台山国家级自然保护区位于位于河北省西北张家口地区的蔚县和涿鹿两县境内，被誉为“天然基因库”和自然“试验室”[1]。浮游植物的群落结构、生物量以及发生水华的强度和频度，都可以作为衡量水体生态系统长期变化的重要指标[2]。周围河流、水库、池塘等水体中浮游植物的生态类型多种多样。有些底栖动物对环境污染具有指示和净化作用。因此研究水生生物多样性，对了解小五台水域中生态状况和合理利用水资源等具有重要意义，同时可以促进水生态环境的保护治理以及可持续发展。

    1 材料与方法

    采样地点位于张家口小五台自然保护区，实验小组于河北省蔚县金河口景区水源、小五台水沟、壶流河水库、白乐镇上河滩等地共14个样点进行采样，并检测了采样点水质，具体情况见表1。

    小五台金河流域为采样点1-6号，7-9号在松子口峪，壶流河水库是10号样点，白乐镇上河滩不同水域的12-14样点，在2016年8月进行了定点采样，在距水表面下10 cm处采水样，用酒精固定样品并做标记，回实验室充分静置24 h，显微镜下鉴定种类和计数。从草丛、底泥、池底等采集底栖生物，鉴定，分析多样性。水生生物功能群的出发点是把形态、生理和生态特征相似的归为一组，群组内具有相同或相近的生存策略（生态位），每一个组可以反映特定生境类型[3]。

    2 结果

    2.1 浮游植物分类

    经过14个样点的浮游植物的调查，在小五台水域中共鉴定出浮游植物有109种及变种，隶属于8门藻类，其中硅藻门出现的种类数量最多，为44种（包括3种变种），占总类数的40.3%。优势种主要有水华微囊藻、卷曲鱼腥藻、颗粒直链藻、鞘藻、新月藻等。小五台水域浮游植物分类见图1。

    2.2 浮游植物多样性

    Shannon-Wiener多样性指数H通常描述种的个体出现的不确定性，H值越高，表明多样性越高，一般 H>1属于正常，H<1 可能受到环境因子的扰动。小五台山金河流域各采样点，图2中浮游植物H的范围在0.69～4.91之间，表明其多样性可能受到其他环境因子的扰动，其中1号采样点的数值最高，10号采样点数值最低。Pielou（J）均匀度指数是群落的实测多样性与最大多样性的比率，范围在0～2之间，比率越高，则多样性越高，用来评价生物的多样性水平较为直观。一般当J>0.3时，水域内的生物多样性较好。小五台水体中浮游植物J的范围在0.23～1.64之间，表明其多样性较丰富。Margalef（D）丰富度指数是群落或生境中物种数目的多寡，其值越大，则说明此流域的多样性越高。D值范围在2.39～8.56之间，最高值出现在12号采样点，最低值出现在10号采样点。综上所述，小五台金河流域浮游植物多样性较为良好，适合于多种浮游植物的生长。

    2.3 底栖动物分类

    调查结果见表2、图3，小五台水域中，采到底栖动物34种，隶属于28科32属。节肢动物种类最多，占总种类数的71%，数量也最大，占总数的77%；软体动物次之；其中，节肢动物主要为甲壳纲、昆虫纲和蛛形纲的动物。两栖类采到的种类和数量都不多。而脊椎动物鱼类在水塘中的数量比较多，但种类有2种。

    2.4 底栖动物多样性

    根据小五台河流主要底栖动物Shannon-Wiener多样性指数H、均匀度指数J和丰富度指数D的统计结果： H的范围在0～2.16之间，表明底栖动物的多样性可能受到其他环境因子的扰动，其中昆虫纲的数值最高。J的范围在0～075之间，表明底栖动物的多样性良好。D值范围在0～3.15之间，最高值出现在昆虫纲。综上所述，小五台水域主要底栖动物昆虫纲、腹足纲和蛭纲的种类较为丰富（见图4）。

    3 讨论

    小五台属恒山余脉，桑干河与拒马河分水岭，位于省境西部偏北，呈东北—西南走向，因有东、西、南、北、中五个高峰，俗称五台；又因较五台山低，故名小五台山。以东台最高，海拔2 882 m，为华北地区高峰之一。气温低、温差大，降水集中于夏季，无霜期短，冻结时间长，阴坡积雪可终年不化。蔚县小五台金河景区成为国家4A级旅游景区。

    浮游植物分类方法是揭示浮游植物群落演替规律、开展淡水生态研究的工作基础和重要工具[4]。在小五台山的调查中共观察到浮游植物8门109种，以硅藻门最多，绿藻门和蓝藻门次之。从整体流域来看，1号和7-9号生物多样性指数高于其他地点，水体污染较少，10号生物多样性指数明显低于其他地点，水体富营养化严重。从整体来说，小五台山浮游植物的物种多样性相对较高，物种丰富度相对偏低。而Shannon -Wiener指数评价结果介于中度和轻度污染之间，因此，用生物多样性指数来评价水质富营养化水平，有待进一步深入[5]。

    小五台水域主要采到的底栖无脊椎动物34种，隶属于28科32属，底栖动物主要是昆虫纲和腹足纲，多样性良好。小五台山的特殊环境，决定了种类组成复杂性[6]。本次调查工作虽较为简单，大部分只鉴定到属，有的只能鉴定到科[7]，但为小五台水域大型底栖动物的进一步研究提供了基础研究参考。 受各方面条件所限，调查工作在8月开展，可能错过某些底栖动物的出现时间，导致调查到的种数不多。为了进一步了解小五台水域底栖动物的发生和分布，今后应加大力度，提高取样频度，以期得到更充实的研究结果。今后在小五台底栖动物的生物多样性与环境因素的关系，水生动物的次级生产力等方面还需要展开深入具体的研究。

    第24届冬季奥林匹克运动会，将在2022年在北京市和张家口市联合举行。河北省张家口市，将承办除雪车、雪橇大项和高山滑雪以外的所有雪上比赛。张家口市属于河北省空气质量最好区市，也是长江以北37个试点监测城市空气最好的。张市是京津冀重要的生态涵养区和国家规划的新能源基地之一，也是北京的上游水源地和生态保留地。然而，京津冀都需要面对地下水资源减少与环境污染问题，这与丰富的其他自然资源和强劲的经济增长形成了鲜明对比。因此，对水环境监测保护和生态修复的工作势在必行。

    参考文献：

    [1]

    Reynolds C.Variability in the provision and function of mucilage in phytoplankton： facultative responses to the environment[J].Hydrobiologia， 2007， 578 （1）：37 -45

    [2] Cellamare M，Morin S，Coste M et al.Ecological assessment of French Atlantic lakes based on phytoplankton，phytobenthos and macrophytes[J].Environmental Monitoring and Assessment， 2012， 184 （8）：4685-4708

    [3] 胡韌，蓝于倩，肖利娟，等.淡水浮游植物功能群的概念、划分方法和应用[J].湖泊科学， 2015， （01）：11-23