李秋華，溫遠志，楊衛(wèi)誠，歐 騰，高廷進，張 壘，魏 剛

(1:貴州師范大學貴州省山地環(huán)境信息系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境保護重點實驗室，貴陽550001)

(2:貴州師范大學生命科學學院，貴陽550001)

(3:貴陽學院生態(tài)研究中心，貴陽550005)

河口是面源污染和點源污染流入水庫較集中的地方，也是水體富營養(yǎng)化程度和水華發(fā)生頻率較高的地段，河口水質的好壞直接或間接地影響著水庫水質狀況.改善入庫河口的水質是控制外源污染進入水體的最后一道屏障，也是相對容易實施水質改善工程的地段.后生浮游動物作為水域生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分，在水域生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結構中是一類極為重要的消費者，扮演著非常重要的角色，能作為指示生物較好地反映水質狀況［1-3］.后生浮游動物的群落結構與水體富營養(yǎng)化之間存在著密切關系，富營養(yǎng)化是后生浮游動物群落結構變化的主要動因之一［4-6］.通過對后生浮游動物群落結構及與環(huán)境因子之間的關系研究，能夠反映出該區(qū)域的水環(huán)境狀況.

百花湖(水庫)位于貴州省貴陽市西北郊，是紅楓湖(水庫)的下游湖庫，由紅楓湖下泄水以及長沖河、東門橋河、麥城河和麥西河四源匯成.麥西河為百花湖四大入庫河流之一，也是百花湖主要污染源流入河流之一，因而麥西河河口水質惡化相對嚴重.近年來，貴州省貴陽市對水資源的保護非常重視，對貴陽市的“兩湖一庫”即“紅楓湖、百花湖和阿哈水庫”開展了生態(tài)修復工程和水質改善工程.目前，有關貴州省百花湖麥西河河口后生浮游動物群落結構及其與環(huán)境因子關系的研究較少，缺乏基礎數據.本文通過對貴州百花湖麥西河入庫河口后生浮游動物種類分布狀況進行2周年的動態(tài)調查研究，結合后生浮游動物密度變化、指示種與環(huán)境因子之間的關系分析，初步了解百花湖麥西河庫灣的后生浮游動物群落結構動態(tài)狀況及引起動態(tài)變化的主要環(huán)境因子，為百花湖麥西河庫灣的水體修復、水質評價、水生生態(tài)系統(tǒng)的健康以及采取相應的管理措施提供一定的基礎資料和生物學依據.

1 材料與方法

1.1 采樣點和頻率

圖1 百花湖麥西河口采樣點Fig.1 Sampling sites at the estuary of Maixi River in Lake Baihua

百花湖(水庫)(26°35'～26°42'N，106°27'～106°34'E)位于貴州高原的中部烏江的一級支流——貓?zhí)由希诩t楓湖的下游，百花湖與紅楓湖合稱貴陽市“兩湖”，是貴陽市重要飲用水源地.麥西河是百花湖主要入庫河流之一.在麥西河河口設有2個采樣點，采樣點S1位于麥西河的支流上，而采樣點S2在河口與水庫開闊處(圖1).S1與S2采樣點相差2 km左右.于2009年8月至2011年8月，每月1次、每月2次或每兩月1次的頻率在S1和S2點進行采樣.

1.2 后生浮游動物的鑒定與計數

后生浮游動物按照全國內陸水域水生生物和環(huán)境調查規(guī)范中的方法進行［7-10］.定量樣品:取20 L水樣置于25#浮游生物網中過濾，濃縮至50 ml，加福爾馬林溶液固定后存于100 ml標本瓶中，帶回實驗室鏡檢.各類后生浮游動物種類按照文獻［7-10］鑒定.透明度(SD)和pH分別采用透明度盤(即塞氏盤)和pHS-3C型酸度計測定.根據《水和廢水監(jiān)測分析方法》［11］測定總氮(TN)、總磷(TP)、硝態(tài)氮(-N)等水化指標.葉綠素a(Chl.a)濃度測定:取200～500 ml樣品過0.45 μm的纖維濾膜抽濾，反復凍融后用丙酮萃取法進行測定［12］.

2 結果與分析

2.1 輪蟲的種類組成與動態(tài)變化

調查期間共鑒定出輪蟲29種，其中S1、S2樣點分別鑒定出28、29種，常見的檢出種有螺形龜甲輪蟲、熱帶龜甲輪蟲、萼花臂尾輪、裂足臂尾輪蟲、角突臂尾輪蟲、前節(jié)晶囊輪蟲、卜氏晶囊輪蟲、長三肢輪蟲、長肢多肢輪蟲(表1).S1、S2樣點的輪蟲種類組成具有較大的相似度.在調查期間鑒定出的29種輪蟲中，臂尾輪科出現的種類最多，其次是異尾輪科;從種類的季節(jié)變化來看，均為冬季種類較少，春、夏季種類較多;從種類組成上看，大部分都屬于污染種，主要屬于β中污染型指示種類.

表1 百花湖麥西河入庫河口輪蟲的種類組成Tab.1 Composition of rotifer at the estuary of Maixi River in Lake Baihua

百花湖麥西河入庫河口輪蟲的豐度在0.16～837.80 ind./L之間，最大值和最小值均在S2采樣點中，分別出現在2010年11月和7月(圖1).通過獨立樣本的t檢驗，S1和S2采樣點輪蟲的季節(jié)動態(tài)變化無明顯差異(n=27，P＞0.05).從輪蟲的季節(jié)動態(tài)看，在2010年8月份之后，輪蟲豐度明顯高于2009年同期輪蟲豐度，每年的3-4月份輪蟲的豐度有一個高峰值，但是輪蟲的最高值出現在11月份.

2.2 橈足類的種類組成及動態(tài)變化

百花湖麥西河入庫河口橈足類浮游動物種類相對較少，僅檢測到了溫中劍水蚤(Mesocyclops thermocyclopoides)和猛水蚤(Harpacticella sp.)，以無節(jié)幼體(Nauplius)和橈足幼體(Copepodites)為主.百花湖麥西河入庫河口橈足類的豐度在0～642.75 ind./L之間，最大值和最小值均在S2采樣點中，分別出現在2010年5月和7月(圖2).通過獨立樣本的t檢驗，S1和S2采樣點橈足類的季節(jié)動態(tài)變化無顯著差異(n=27，P＞0.05).從橈足類的季節(jié)動態(tài)可以看出，每年的3-4月份橈足類的豐度有一個高峰值.

2.3 枝角類的種類組成及動態(tài)變化

調查期間共監(jiān)測到枝角類浮游動物8種，包括長額象鼻溞(Bosmina longirostris)、短腹銳額溞(Alonella exigua)、短尾秀體溞(Diaphanosoma brachyurum)、短腹平直溞(Pleuroxus aduncus)、微型裸腹溞(Moina micrura)、蚤狀溞(Daphnia pulex Leydig)、僧帽溞(Daphnia cucullata)、奧氏秀體溞(Diaphanosoma orghidani)等.其中，長額象鼻溞和奧氏秀體溞為麥西河庫灣常見種類，而以長額象鼻溞為主要優(yōu)勢種類.枝角類豐度在0～31.20 ind./L之間，主要出現在11月至次年4月份.

2.4 后生浮游動物豐度組成

后生浮游動物的豐度主要由輪蟲和橈足類組成，枝角類豐度的比例相對較少，輪蟲豐度比例在4.09%～100%之間，橈足類豐度比例在0～95.64%之間，輪蟲豐度比例最高出現在2010年7月的S2采樣點，而橈足類最高值出現在2010年3月的S2采樣點(圖3).對比S1和S2采樣點可以看出，S1采樣點輪蟲豐度比例高于S2采樣點;從季節(jié)來看，2009年冬季橈足類豐度比例明顯高于其他時段，但是在2010年之后，輪蟲豐度一直維持較高的比例.

2.5 優(yōu)勢后生浮游動物動態(tài)變化特征

圖2 百花湖麥西河入庫河口輪蟲(a)、橈足類(b)和枝角類(c)豐度動態(tài)變化Fig.2 Dynamics of rotifer(a)，copepod(b)and cladocera(c)abundance at the estuary of Maixi River in Lake Baihua

S1和S2采樣點主要優(yōu)勢后生浮游動物的季節(jié)動態(tài)變化表明，萼花臂尾輪蟲、前節(jié)晶囊輪蟲、卜氏晶囊輪蟲和裂足臂尾輪蟲為輪蟲類的主要優(yōu)勢種，而長額象鼻溞為枝角類的主要優(yōu)勢種，無節(jié)幼體為橈足類的主要優(yōu)勢種.前節(jié)晶囊輪蟲、卜氏晶囊輪蟲在10-11月和5-6月為主要優(yōu)勢種，其最高豐度出現在10-11月，分別達到424.88 ind./L 和392.20 ind./L.裂足臂尾輪蟲在8-9月為主要優(yōu)勢種，達到61.99 ind./L.長額象鼻溞為冬、春季主要優(yōu)勢種，最高豐度達到27.93 ind./L;無節(jié)幼體在12月至次年2月份占優(yōu)勢，最高豐度達到67.68 ind./L(圖4).

2.6 后生浮游動物與環(huán)境因子之間的關系

2.6.1 主要環(huán)境指標 百花湖麥西河入庫河口透明度在0.50～2.60 m之間變化，最大值出現在2010年12月S2采樣點，最小值出現在2010年5月S1采樣點.S1和S2采樣點透明度相差不大，S1采樣點平均透明度略低于S2采樣點(圖5).從季節(jié)變化來看，透明度在冬季最高、夏季最低.葉綠素a濃度在9.00～100.58 μg/L之間變化，最大值出現在2009年10月S1采樣點，而最小值出現在2010年12月S2采樣點，S2采樣點葉綠素a濃度明顯低于S1采樣點.葉綠素a濃度季節(jié)變化明顯，冬季最低、夏季(8-10月)最高.總氮濃度在0.73～2.85 mg/L之間變化，最小值和最大值都出現在S2采樣點，總氮的季節(jié)變化明顯，冬季較高、夏季較低;總磷濃度在0.03～0.12 mg/L之間變化，其季節(jié)變化不如總氮明顯，但總磷濃度有逐年降低的趨勢，2009年總磷濃度最高(圖5).從富營養(yǎng)化參數可以看出，麥西河河口富營養(yǎng)化程度較高，大部分時期處于富營養(yǎng)化狀態(tài)或中 富營養(yǎng)狀態(tài).百花湖麥西河河口pH值在7.15～9.15之間，反映出了高pH值的特征;采樣期間溫度在3.0～25.3℃之間，具有明顯的季節(jié)性;降雨量在3～180 mm之間，主要集中在4-10月，而冬季12月至次年3月降雨相對較少.

圖3 百花湖麥西河入庫河口后生浮游動物豐度組成Fig.3 Percents of metazooplankton abundance at the estuary of Maixi River in Lake Baihua

2.6.2 后生浮游動物與環(huán)境因子之間的關系 選擇了13個對后生浮游動物群落結構動態(tài)變化影響較大的環(huán)境因子，包括水體的透明度、葉綠素a、總氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、氨態(tài)氮、總磷、磷酸根、懸浮物、濁度、pH、溫度和降雨量進行相關分析，表2僅列出了與后生浮游動物豐度相關性較好的環(huán)境因子.溫度、透明度、總氮和硝態(tài)氮與輪蟲和枝角類顯著相關，橈足類與這些環(huán)境因子相關性不顯著(表2).其中，輪蟲豐度與透明度、總氮、硝態(tài)氮(rSD=0.487，rTN=0.419，rNO－-N=0.501，P ＜0.01;n=50)呈極顯著正相關，而與濁度、溫度(r濁度=3－0.345，r溫度= －0.332，P ＜0.05;n=50)呈顯著負相關.枝角類豐度與透明度、硝態(tài)氮(rSD=0.528，rNO－-N=30.409，P ＜0.01;n=50)呈極顯著正相關，與溫度(r溫度= －0.427，P ＜0.01;n=50)呈極顯著負相關.

3 討論

3.1 后生浮游動物群落結構

百花湖麥西河河口后生浮游動物群落結構特點為輪蟲的種類和豐度在后生浮游動物中所占的比例較高，大型浮游動物(枝角類、橈足類)種類和豐度所占的比例較少，這與許多的湖泊和水庫浮游動物各類群的組成比例情況相似［13-16］.百花湖麥西河河口富營養(yǎng)化程度較高，大部分時期處于富營養(yǎng)化狀態(tài)，尤其以夏、秋季富營養(yǎng)化更為嚴重［17］.輪蟲作為水生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其種類組成及豐度消長與水質密切相關.通常情況下，在清潔型水體中輪蟲呈現出種類多、數量少的特點，而在中污染型的水體中，往往是耐污染類輪蟲為優(yōu)勢種(往往以較高數量出現)［14-16］.百花湖麥西河河口在監(jiān)測期內共監(jiān)測到29種輪蟲，以螺形龜甲輪蟲、熱帶龜甲輪蟲、萼花臂尾輪、裂足臂尾輪蟲、角突臂輪蟲、前節(jié)晶囊輪蟲、卜氏晶囊輪蟲、長三肢輪蟲、多肢輪蟲常見，這些種類都是富營養(yǎng)化指示種，后生浮游動物種類的組成反映出百花湖麥西河河口的水質狀況，輪蟲指示出了河口富營養(yǎng)化程度較高.在調查中，枝角類和橈足類的種類較少，季節(jié)變化明顯，優(yōu)勢種類明顯，枝角類主要以長額象鼻溞為優(yōu)勢種，在冬、春季更明顯.

圖4 百花湖麥西河入庫河口優(yōu)勢后生浮游動物豐度動態(tài)變化Fig.4 Dynamics of dominant metazooplankton species abundance at the estuary of Maixi River in Lake Baihua

3.2 主要理化因子對后生浮游動物群落結構的影響

河流作為地球陸地表層生態(tài)系統(tǒng)的脈絡，聯結著陸地生態(tài)系統(tǒng)與湖泊.一方面，河流接納了來自陸地生態(tài)系統(tǒng)的各種營養(yǎng)組分，其中碳組分包括溶解有機碳(DOC)、顆粒有機碳(POC)、溶解無機碳(DIC)以及顆粒無機碳(PIC)，其中DIC包括、、H2CO3、CO2等組分，導致水體有機質積累.另一方面，在河流內部水生生物光合作用與呼吸作用、有機質的氧化分解和轉化利用、碳酸鹽的溶解和沉淀等地球化學過程，導致水體以河流DIC為核心發(fā)生一系列的水環(huán)境變異，對水體富營養(yǎng)化產生重要影響［18］.河口由于人口密集，大量工業(yè)廢水和生活污水的排放使河口水域生態(tài)環(huán)境發(fā)生了一定程度的改變，河口水域水文環(huán)境復雜多變，其浮游動物動態(tài)在很大程度與水動力學有關［18-19］，但不同水體具有不同的影響因子.百花湖麥西河河口具有典型的喀斯特地貌特征.在喀斯特地區(qū)，以碳酸鹽巖化學溶蝕為特色的喀斯特流域河流DIC濃度較非喀斯特流域高出好幾倍.在高鈣、高堿度的喀斯特水體中，由于溶解二氧化碳的施肥效益，水生生物利用光合作用合成有機質的效率大大增加，沉水植物與浮游植物迅速繁殖，較易導致富營養(yǎng)進程速度加快［18］.輪蟲主要以細菌等為食，與S2采樣點相比，S1采樣點要遠離河口開闊區(qū)，S1采樣點輪蟲豐度較高也指示了該點富營養(yǎng)化程度要高于S2采樣點.溫度被認為是影響浮游動物發(fā)生并引起其種類季節(jié)演替的關鍵因子之一，水溫的變化可導致被捕食的壓力和浮游動物的食物發(fā)生改變，進而直接或間接地改變浮游動物的群落結構［1，15］.本研究得出，在百花湖麥西河河口，溫度、透明度、總氮和硝態(tài)氮與輪蟲和枝角類豐度呈顯著相關，溫度是影響輪蟲和枝角類豐度的主要環(huán)境因子，這也與許多研究結果一致［1，5］.在對百花湖麥西河河口浮游植物群落結構動態(tài)變化研究中，溫度也是影響該區(qū)域浮游植物群落結構動態(tài)變化的主要環(huán)境因子［17］，溫度的季節(jié)變化引起了該區(qū)域的水環(huán)境狀態(tài)發(fā)生改變，同時也引起了浮游動物群落結構的動態(tài)變化.

圖5 百花湖麥西河入庫河口透明度和葉綠素a濃度(a)，總氮和總磷濃度(b)，pH值、溫度和降雨量(c)的動態(tài)變化Fig.5 Dynamics of secchi depth and concentration of chlorophyll-a(a);concentration of total nitrogen and total phosphorus(b);pH，temperature and rainfall(c)at the estuary of Maixi River in Lake Baihua

表2 后生浮游動物豐度與環(huán)境因子之間的關系Tab.2 The correlation between metazooplankton abundance and environmental factors

3.3 水生生物對環(huán)境因子的響應

在對麥西河河口浮游植物與環(huán)境因子之間的關系研究中得出溫度是影響浮游植物群落結構的主要環(huán)境因子，營養(yǎng)鹽濃度成為影響浮游植物群落結構動態(tài)變化的次要環(huán)境因子［17］，與本文對后生浮游動物與環(huán)境因子關系研究的結果一致.這是因為:一方面，貴州高原地區(qū)季節(jié)變化明顯，溫度年際變化顯著，溫度是影響浮游生物動態(tài)變化的主要因子;另一方面，麥西河河口富營養(yǎng)狀態(tài)較高，營養(yǎng)鹽已經能夠滿足浮游生物生長的需求，相對高的營養(yǎng)鹽濃度變化對浮游生物群落結構動態(tài)的變化影響不大，營養(yǎng)鹽不是影響浮游生物群落結構變化的主要環(huán)境因子.因此，在貧營養(yǎng)水體，營養(yǎng)鹽是影響浮游生物群落結構動態(tài)變化的主要環(huán)境因子，而在富營養(yǎng)化程度較高水體，水文因素的動態(tài)變化是影響浮游生物群落結構動態(tài)變化的主要環(huán)境因子［20］.

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