陸 丹，張 靜，耿昭克，王司陽，賈 潔

（1.青海省水文水資源勘測局，青海西寧810001；2.長江流域水環(huán)境監(jiān)測中心，湖北武漢430010；3.黃河水利科學(xué)研究院，河南 鄭州450003）

瑪多縣地處青海省果洛藏族自治州西北部，是萬里黃河流經(jīng)的第一個縣城，素有“黃河之源、千湖之縣”的美稱。境內(nèi)河流密集、湖泊眾多，有大小湖泊5 050個，較大的湖泊有扎陵湖、鄂陵湖、星星海等。2016年3月《三江源國家公園體制試點方案》正式印發(fā)，我國首個國家公園體制試點工作全面展開?，敹嗫h作為黃河源園區(qū)所在地，其獨特的生態(tài)區(qū)位受到了社會各界普遍關(guān)注和高度重視。

浮游動物是生態(tài)環(huán)境食物鏈及生物生產(chǎn)力的重要環(huán)節(jié)，將能量從低營養(yǎng)級轉(zhuǎn)移到更高的營養(yǎng)級［1］。后生浮游動物主要指輪蟲、枝角類和橈足類，過去對于黃河源地區(qū)水生態(tài)方面的調(diào)查較少，筆者在2016—2017年分5次對黃河干流瑪多縣段進(jìn)行了浮游動物的調(diào)查研究，初步掌握了后生浮游動物的群落結(jié)構(gòu)、密度組成以及與環(huán)境因子的相互關(guān)系，以期為黃河源園區(qū)建設(shè)提供依據(jù)。

1 調(diào)研方法

1.1 站點布置和調(diào)查時間

按照水生態(tài)監(jiān)測站點盡可能與水質(zhì)監(jiān)測站點一致的原則，選擇交通便利的站點作為研究對象。從上游至下游分別選擇扎陵湖北、鄂陵湖北、漁場、扎陵湖鄉(xiāng)和瑪多5個監(jiān)測站點（見圖1），于2016年8月、10月和2017年5月、8月和10月進(jìn)行取樣。

圖1 黃河干流瑪多段浮游動物取樣站點分布

1.2 樣品采集測定

后生浮游動物定性樣品用25號浮游生物網(wǎng)在水面0～0.5 m 處緩慢劃“∞”拖曳采集 3～5 min，過濾并用5%的福爾馬林固定保存。定量樣品：輪蟲定量樣品在采集定性樣品前用采水器采集1.5 L水樣，枝角類和橈足類定量樣品用采水器在水面0～0.5 m處取15 L水樣，經(jīng)13號生物網(wǎng)過濾后轉(zhuǎn)移到50 mL的小方瓶中，用5%的福爾馬林保存帶回實驗室，按《水庫漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范》（SL 167—2014）［2］鏡檢，參照章宗涉等［3-7］的方法對后生浮游動物進(jìn)行分類和計數(shù)。

水質(zhì)樣品按照《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》（SL 219—2013）［8］中樣品采集和保存方法采集和測定，均滿足現(xiàn)場平行樣采樣率不低于5%，全程序空白采樣率不低于5%的要求。主要監(jiān)測指標(biāo)為水溫、pH值、溶解氧、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、總磷、總氮等，其中水溫、pH值、溶解氧使用YSI6600多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀現(xiàn)場測量，其余項目在實驗室內(nèi)完成，滿足平行樣測定、加標(biāo)回收測定等測定率不低于5%的要求。

1.3 數(shù)據(jù)處理

后生浮游動物群落結(jié)構(gòu)和多樣性特征采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）、Margalef豐富度指數(shù)（D）和Pielou均勻度指數(shù)（J）來表示［9］，三種指數(shù)的計算公式分別為

式中：S為后生浮游動物總物種數(shù)；N為采集樣品中后生浮游動物總物種數(shù)；ni為采集樣品中第i種后生浮游動物個體數(shù)。

后生浮游動物優(yōu)勢種采用McNaughton優(yōu)勢度指數(shù)（Y）表示，以優(yōu)勢度指數(shù) Y＞0.02 為優(yōu)勢種［10］。 優(yōu)勢度指數(shù)計算公式為

式中：fi為第i種后生浮游動物在各樣點出現(xiàn)的頻率。

采用CANOCO5.0分析后生浮游動物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的關(guān)系。對后生浮游動物物種數(shù)據(jù)進(jìn)行降趨勢對應(yīng)分析（DCA）得出，第1軸長度為3.9，因此選擇基于單峰模型的典范對應(yīng)分析（CCA），通過優(yōu)勢度指數(shù)和蒙特卡洛置換檢驗，篩選確定排序的主要優(yōu)勢種和環(huán)境因子，檢驗排序結(jié)果的顯著性，并繪制后生浮游動物優(yōu)勢種與環(huán)境因子的關(guān)系圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 環(huán)境因子

黃河瑪多段從上游至下游扎陵湖北、鄂陵湖北、漁場、扎陵湖鄉(xiāng)和瑪多5個監(jiān)測站點海拔分別為4 306、4 281、4 279、4 276、4 217 m，平均海拔為 4 272 m。 5次調(diào)查水溫為7.5～13.8℃；水體呈弱堿性；葉綠素 a濃度最大值出現(xiàn)在2017年10月；溶解氧在寒冷季節(jié)含量較高，在溫度較高季節(jié)含量較低；總磷、總氮、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)和化學(xué)需氧量全年變化范圍較小。從監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，5個監(jiān)測站點水質(zhì)均達(dá)到或者優(yōu)于Ⅱ類水，水質(zhì)良好，見表1。

表1 黃河干流瑪多段環(huán)境因子（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）監(jiān)測結(jié)果

2.2 種類分布

5次調(diào)查共監(jiān)測到后生浮游動物62種，其中輪蟲45種、枝角類10種、橈足類7種，見表2。從時間分布來看，5月5個站點共監(jiān)測到后生浮游動物23種，其中輪蟲16種、枝角類2種、橈足類7種；8月5個站點共監(jiān)測到后生浮游動物36種，其中輪蟲27種、枝角類2種、橈足類7種；10月5個站點共監(jiān)測到后生浮游動物42種，其中輪蟲32種、枝角類9種、橈足類1種。各站點后生浮游動物的群落組成和比例存在較大差異，但均以輪蟲為主，種類數(shù)整體呈現(xiàn)出10月＞8月＞5月的趨勢。從空間分布來看，扎陵湖北共監(jiān)測到后生浮游動物30種，其中輪蟲21種、枝角類4種、橈足類5種；鄂陵湖北共監(jiān)測到后生浮游動物25種，其中輪蟲18種、枝角類5種、橈足類2種；漁場共監(jiān)測到后生浮游動物26種，其中輪蟲20種、枝角類4種、橈足類2種；扎陵湖鄉(xiāng)共監(jiān)測到后生浮游動物18種，其中輪蟲14種、枝角類3種、橈足類1種；瑪多共監(jiān)測到后生浮游動物41種，其中輪蟲32種、枝角類3種、橈足類6種。5次監(jiān)測種類結(jié)果顯示：瑪多＞扎陵湖北＞漁場＞鄂陵湖北＞扎陵湖鄉(xiāng)。

表2 黃河干流瑪多段后生浮游動物名錄

2.3 密度分布

從表3可以看出，各站點后生浮游動物種類平均密度為75.43個／L，密度整體偏小。密度最大的為2017年8月的漁場，密度最小的為2017年5月的鄂陵湖北。從時間分布來看，密度分布整體呈現(xiàn)出8月＞10月＞5月的趨勢。從空間分布來看，瑪多和漁場的密度最高，扎陵湖鄉(xiāng)的次之，扎陵湖北和鄂陵湖北的密度最小。

2.4 優(yōu)勢種

根據(jù)Y≥0.02為優(yōu)勢種的原則，2016年8月、10月和2017年5月、8月、10月優(yōu)勢種數(shù)量分別為3、5、2、4、4種，從優(yōu)勢種的分布來看，5次監(jiān)測共有的優(yōu)勢種僅有螺形龜甲輪蟲1種，物種的季節(jié)變化明顯，見表4。

2.5 生物多樣性和水質(zhì)評價

從表5可以看出，后生浮游動物的生物多樣性指數(shù) H′為 0.02～2.03，均勻度指數(shù)為 J 為 0.01～1.30，豐富度指數(shù)M為0.60～14.44；多樣性指數(shù)最大值出現(xiàn)在2016年8月，均勻度指數(shù)最大值出現(xiàn)在2016年10月，豐富度指數(shù)最大值出現(xiàn)在2017年5月。由于各站點生物多樣性指數(shù)偏低，傳統(tǒng)的浮游生物多樣性指數(shù)水質(zhì)評判標(biāo)準(zhǔn)［11］已不適用于黃河源瑪多段的水質(zhì)評價，因此采用浮游動物的優(yōu)勢種來評價水質(zhì)。參考文獻(xiàn)［12-19］所述的污染指示生物，對照表2中各時段的優(yōu)勢種可以看出，黃河源瑪多段出現(xiàn)了指示等級為寡污的異尾輪蟲和寡污-β中污的螺形龜甲輪蟲、疣毛輪蟲等后生浮游動物，反映出黃河干流瑪多段水體清潔，水質(zhì)狀況優(yōu)良。

表3 黃河干流瑪多段后生浮游動物密度

表4 黃河干流瑪多段后生浮游動物優(yōu)勢種

表5 黃河干流瑪多段各采樣點后生浮游動物多樣性指數(shù)

2.6 群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子典范性分析

利用CANOCO5.0對黃河干流瑪多段后生浮游動物優(yōu)勢種的密度和環(huán)境因子進(jìn)行典范對應(yīng)分析，用于分析的優(yōu)勢種主要有螺形龜甲輪蟲（Ko）、針簇多肢輪蟲（Pt）、長肢多肢輪蟲（Pd）、廣布多肢輪蟲（Pv）、月形腔輪蟲（Vl）、疣毛輪蟲（Ss）、裂痕龜紋輪蟲（Af）、狹甲輪蟲（Cs）、異尾輪蟲（Ts）、無節(jié)幼體（Na）10 種；環(huán)境因子主要有海拔（El）、水溫（Tem）、pH 值、葉綠素 a（Chl.a）、溶解氧、總磷、總氮、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量等10種。

從CCA分析雙軸圖（見圖2，圖中數(shù)值代表各軸環(huán)境因子和物種分布的解釋率）可以看出，螺形龜甲輪蟲、裂痕龜紋輪蟲與pH值、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量呈顯著性正相關(guān)關(guān)系，與總氮和葉綠素a負(fù)相關(guān)；針簇多肢輪蟲和長肢多肢輪蟲受總氮和葉綠素a的影響較大，呈正相關(guān)關(guān)系，與pH值、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；月形腔輪蟲、異尾輪蟲、疣毛輪蟲和無節(jié)幼體與高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、溶解氧、水溫正相關(guān)，與氨氮、pH值、總氮和葉綠素a負(fù)相關(guān)。

3 結(jié) 論

圖2 黃河干流瑪多段后生浮游動物優(yōu)勢種與環(huán)境因子的CCA排序

5次調(diào)查共監(jiān)測到后生浮游動物62種，其中輪蟲45種、枝角類10種、橈足類7種；種類數(shù)整體呈現(xiàn)出10月＞8月＞5月，瑪多＞扎陵湖北＞漁場＞鄂陵湖北＞扎陵湖鄉(xiāng)的趨勢。5次監(jiān)測的各站點后生浮游動物種類密度為 0.73～500.13 個／L，平均密度為 75.43 個／L，密度整體偏小，密度組成呈現(xiàn)8月＞10月＞5月的趨勢，瑪多和漁場的密度最大，扎陵湖鄉(xiāng)的次之，扎陵湖北和鄂陵湖北的密度最小。

黃河干流瑪多段5個站點平均海拔達(dá)到了4 272 m，5 次調(diào)查水溫為 7.5～13.8 ℃，屬于典型的高寒水體，后生浮游動物的生物多樣性指數(shù)H′為0.02～2.03，均勻度指數(shù) J 為 0.01 ～1.30，豐富度指數(shù) D 為0.60～14.44；由于各站生物多樣性指數(shù)偏低，傳統(tǒng)的浮游生物多樣性指數(shù)水質(zhì)評判標(biāo)準(zhǔn)并不適用于黃河干流瑪多段，因此采用浮游動物的優(yōu)勢種來評價水質(zhì)。黃河干流瑪多段出現(xiàn)了指示等級為寡污的異尾輪蟲和寡污-β中污的螺形龜甲輪蟲、疣毛輪蟲等后生浮游動物，反映出黃河干流瑪多段水體清潔，水質(zhì)狀況優(yōu)良。

用CANOCO5.0對后生浮游動物密度和環(huán)境因子進(jìn)行典范性分析發(fā)現(xiàn)，螺形龜甲輪蟲、裂痕龜紋輪蟲與pH值、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量顯著性正相關(guān)，與總氮和葉綠素a負(fù)相關(guān)；針簇多肢輪蟲和長肢多肢輪蟲受總氮和葉綠素a的影響較大，呈正相關(guān)關(guān)系，與pH值、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)負(fù)相關(guān)；月形腔輪蟲、異尾輪蟲、疣毛輪蟲和無節(jié)幼體與高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、溶解氧、水溫正相關(guān)，與氨氮、pH值、總氮和葉綠素a負(fù)相關(guān)。

傳統(tǒng)多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)評價方法多用于低海拔湖泊河流，而黃河源屬于高寒地區(qū)，浮游動物種類密度偏小，傳統(tǒng)生物評價方法在高海拔地區(qū)應(yīng)用的適用性有待進(jìn)一步研究。建議加強(qiáng)水生生物監(jiān)測，建立符合黃河干流瑪多段實際情況的生物評價標(biāo)準(zhǔn)體系。