黃春霞，鄒麗敏，趙慧慧

(1.上海市青浦區(qū)趙巷水務(wù)管理所，上海201799；2.上海市排水管理處，上海 200001)

青浦區(qū)位于上海西郊，境內(nèi)湖泊棋布，河道縱橫，水面積占比16.65%[1]，是上海水面率最高，生態(tài)環(huán)境保護(hù)較好的地區(qū)。近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，青浦區(qū)河道的水質(zhì)受到一定程度影響。浮游生物的生長與水質(zhì)密切相關(guān)，它們對環(huán)境變化的反應(yīng)很敏感，水質(zhì)的任何變化都可能引起其生理功能、種類豐度、群落結(jié)構(gòu)和功能的改變。目前，袁政濤等[2]和李偉[3]對青浦區(qū)河道水質(zhì)進(jìn)行了報道，但尚缺乏對青浦區(qū)河流浮游生物的研究和評價。筆者選取青浦區(qū)不同區(qū)域的5條河流，采集浮游動物進(jìn)行定量及定性分析，研究了青浦區(qū)5條河流浮游動物群落結(jié)構(gòu)特征，以期為青浦區(qū)水環(huán)境保護(hù)和污染治理提供參考。

1 材料與方法

1.1采樣時間及斷面布設(shè)2017年7月對青浦區(qū)5條河道浮游動物進(jìn)行調(diào)查，在青浦區(qū)東部布設(shè)采樣點2個，中部布設(shè)采樣點1個，西部布設(shè)采樣點2個。其中，東部位于徐涇鎮(zhèn)及華新鎮(zhèn)，近年來經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人員集聚較為快速；中部位于青浦老城區(qū)，為主要的居住區(qū)；西部位于朱家角及金澤鎮(zhèn)，注重生態(tài)保護(hù)。采樣斷面布設(shè)如圖1所示。

1.2樣品采集與測定浮游動物定性樣品用25#浮游生物網(wǎng)，在距水面0.5 m處做“∞”型緩慢拖拉5 min，將收集樣品置于10 mL標(biāo)本瓶內(nèi)，用4%福爾馬林溶液固定，帶回實驗室置于顯微鏡10×40倍下觀察，進(jìn)行種屬鑒定。浮游動物定量樣品用有機(jī)玻璃采水器在水下0.5和1.5 m處采集，等量混合后取1 L，加入魯哥試劑固定，帶回實驗室靜置沉淀24 h后，濃縮至50 mL，置于顯微鏡10×40倍下鑒定并計數(shù)。

浮游動物定性樣品的采集和處理方法參照文獻(xiàn)[4-5]，浮游動物種類鑒定參照文獻(xiàn)[6-7]。

1.3數(shù)據(jù)處理及評價

(1)物種多樣性指數(shù)采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)[8]，其計算公式為：

(1)

式中，Pi為第i種浮游動物個體數(shù)與樣品中總個數(shù)的比值，S為群落中的總物種數(shù)。Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)(H′)的評價標(biāo)準(zhǔn)如下：若04，則為清潔水體[9]。

(2)Pielou均勻度指數(shù)(J)[10]的計算公式如下：

(2)

Pielou均勻度指數(shù)的評價標(biāo)準(zhǔn)如下:若J為0.5～0.8，則為輕污染或無污染；若J為0.3～0.5，則為中污型；若J為0～0.3，則為重污染[11]。

(3)Margalef豐富度指數(shù)(d)[11]的計算公式如下：

(3)

式中，N為浮游動物總個體數(shù)。Margalef豐富度指數(shù)的評價標(biāo)準(zhǔn)如下：若d>3，則為輕污染或無污染；若d為1～3，則為中污型；若d為0～1，則為重污染。

(4)物種優(yōu)勢度(Y)采用McNaughton指數(shù)[12]，表示動物群落中某一物種在其中所占優(yōu)勢的程度，計算公式如下：

(4)

式中，ni為第i種浮游動物個體數(shù)，fi為第i種浮游動物在各站點出現(xiàn)的頻率。當(dāng)Y>0.02時，該物種為群落中的優(yōu)勢種。

圖1 采樣點布設(shè)Fig.1 The layout of sampling sites

(5)按以下公式計算多樣性閾值：多樣性閾值=H′×J。陳清潮等[13]提出的生物多樣性閾值評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1生物多樣性閾值的分級評價標(biāo)準(zhǔn)

Table1Thegradingevaluationstandardsofbiodiversitythresholddescription

評價等級 Evaluation level閾值Threshold分級描述GradingⅠ<0.6多樣性差 Ⅱ0.6～1.5多樣性一般 Ⅲ1.6～2.5多樣性較好 Ⅳ2.6～3.5多樣性豐富 Ⅴ>3.5多樣性非常豐富

2 結(jié)果與分析

2.1種類組成此次調(diào)查共檢出浮游動物3類26種，其中輪蟲最多19種，占比73%；枝角類4種，占比15%；橈足類3種，占比12%。由表2可知，青浦區(qū)5個采樣點的第一優(yōu)勢種類均為輪蟲類，其次為枝角類，出現(xiàn)率較高的是廣布多肢輪蟲(Polyarthratrigla)、隆線溞(Daphniacarinata)和廣布中劍水蚤(Mesocyclopsleuckarti)，廣泛分布在調(diào)查河道，其他物種僅在個別點位出現(xiàn)。以優(yōu)勢度指數(shù)Y>0.02確定的優(yōu)勢種有3種(表3)，分別為廣布多肢輪蟲(Polyarthratrigla)、長肢多肢輪蟲(P.dolichoptera)及裂足臂尾輪蟲(B.diversicornis)。

表2青浦區(qū)浮游動物各種群所占比例

Table2TheproportionofeachgroupofzooplanktoninQingpuDistrict

%

表3青浦區(qū)浮游動物的優(yōu)勢種和優(yōu)勢度

Table3ThedominantspeciesanddominanceofzooplanktoninQingpuDistrict

優(yōu)勢種Dominant species采樣點 Sampling sites12345懶輪蟲Rotaria tardigrada0.090.04轉(zhuǎn)輪蟲R.ratatoria0.08長足輪蟲R.neptunia0.110.11囊形單趾輪蟲Monostyla bulla0.02針簇多肢輪蟲P.trigla0.17廣布多肢輪蟲Polyarthra tri-gla0.060.040.060.030.10長肢多肢輪蟲P.dolichoptera0.020.030.02小多肢輪蟲P.minor0.020.03長三肢輪蟲Filinia longiseta0.100.07頂生三肢輪蟲F.terminalis0.020.05呂氏豬吻輪蟲Dicranopharus lutkeni0.02裂足臂尾輪蟲B.diversicornis0.030.040.06萼花臂尾輪蟲B.calyciflorus0.050.05剪形臂尾輪蟲B.forficula0.02壺狀臂尾輪蟲B.urceus0.04矩形臂尾輪蟲B.leydigi0.020.02螺形龜甲輪蟲Keratella cochle-aris0.040.05椎尾水輪蟲Epiphanes senta0.02

浮游動物豐度范圍為452～1 192 ind./L，平均值為833 ind./L，最大值出現(xiàn)在采樣點5，最小值出現(xiàn)在采樣點1，該排序與采樣點位所在地的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展程度成反比。從浮游動物的種群結(jié)構(gòu)來看，輪蟲類占優(yōu)，平均豐度為810 ind./L，占比97%。輪蟲的優(yōu)勢種為廣布多肢輪蟲(Polyarthravulgaris)、長足輪蟲(R.neptunia)，分別占總優(yōu)勢種數(shù)的27%和11%。

2.2浮游動物的群落特征

2.2.1Shannon-Wiener多樣性指數(shù)。青浦區(qū)河流浮游動物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)平均值為3.10，說明青浦區(qū)河流處于寡污染水平。從圖2可以看出，H′的變化范圍為2.65～3.36，說明青浦區(qū)的河流多樣性指數(shù)介于寡污型～β中污型。

圖2 青浦區(qū)河流浮游動物Shannon-Wiener多樣性指數(shù) Fig.2 Shannon-Wiener diversity index of zooplankton in Qingpu District

2.2.2Pielou均勻度指數(shù)。此次調(diào)查結(jié)果表明，青浦區(qū)5條河流浮游動物均勻度指數(shù)為0.76～0.82，平均值為0.78。根據(jù)黃祥飛[11]提出的評價標(biāo)準(zhǔn)，可判斷清浦區(qū)河流處于輕污染或無污染。

2.2.3Margalef豐富度指數(shù)。此次調(diào)查結(jié)果表明，浮游動物Margalef豐富度指數(shù)為1.01～1.93，平均值為1.47。根據(jù)黃祥飛[11]提出的評價標(biāo)準(zhǔn)，可判斷青浦區(qū)河流為中污型。

綜合考慮生物多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)及豐富度指數(shù)，可判定青浦區(qū)河流處于輕～中污型。此外，采用多樣性閾值對青浦區(qū)河流浮游動物進(jìn)行計算，多樣性閾值為2.03～2.57，平均值為2.41。根據(jù)陳清潮等[13]提出的多樣性閾值評價標(biāo)準(zhǔn)，青浦區(qū)河流整體屬于Ⅲ型，浮游動物的多樣性較好。

3 結(jié)論

(1)此次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，青浦區(qū)5條河流浮游動物共18種，優(yōu)勢種為廣布多肢輪蟲、長肢多肢輪蟲及裂足臂尾輪蟲。浮游動物豐度平均值為833 ind./L，豐度組成以廣布多肢輪蟲、長足輪蟲為主。

(2)采用Shannon-Wiener生物多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和Margalef豐富度指數(shù)對浮游動物進(jìn)行評價，結(jié)果表明青浦區(qū)河流處于輕～中污染水平。根據(jù)多樣性閾值結(jié)果，青浦區(qū)河流浮游動物的多樣性較好。

(3)此次野外調(diào)查僅采集了7月份的樣品，所獲得的數(shù)據(jù)僅代表這一階段的生境現(xiàn)狀，無法全面反映青浦區(qū)浮游動物群落結(jié)構(gòu)的季節(jié)、年際變化趨勢。在今后的研究中應(yīng)在不同季節(jié)進(jìn)行現(xiàn)場采樣調(diào)查，從而使評價結(jié)果更為全面。

[1] 朱宏進(jìn),鄒麗敏,李祥.以《條例》為指引 推進(jìn)省市合作治水[J].中國水利,2012(8):29-30.

[2] 袁政濤,金少格,張舒,等.青浦區(qū)鎮(zhèn)村級河道水質(zhì)綜合污染指數(shù)評價[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2016,6(2):58-60.

[3] 李偉.主成分分析法在青浦河道水質(zhì)評價中的應(yīng)用[J].環(huán)境與發(fā)展，2017(5)：49，51.

[4] 章宗涉,黃祥飛.淡水浮游生物研究方法[M].北京:科學(xué)出版社,1991.

[5] 張覺民,何志輝.內(nèi)陸水域漁業(yè)自然資源調(diào)查手冊[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社,1991:12-169.

[6] 韓茂森,束蘊芳.中國淡水生物圖譜[M].北京:海洋出版社,1995:2-134.

[7] 胡鴻鈞,魏印心.中國淡水藻類：系統(tǒng)、分類及生態(tài)[M].北京:科學(xué)出版社,2006:1-915.

[8] SHANNON C E,WEAVER W.The mathematical theory of communication[M].Urbana:University of Illinois Press,1949:11-13.

[9] 林青,由文輝,徐鳳潔,等.滴水湖浮游動物群落結(jié)構(gòu)及其與環(huán)境因子的關(guān)系[J].生態(tài)學(xué)報,2014,34(23):6918-6929.

[10] PIELOU E C.Species-diversity and pattern-diversity in the study of ecological succession[J].Theoret Biol,1996,10(2):370-383.

[11] 黃祥飛.湖泊生態(tài)調(diào)查觀測與分析[M].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2000:72-79.

[12] MCHAUGHTON S J.Relationships among functional properties of Californian grassland[J].Nature,1967,216(5111):168-169.

[13] 陳清潮,黃良民,尹建強.南沙群島海區(qū)浮游動物多樣性研究[M].北京:海洋出版社,1994:42-50.