白祿軍，張子媛，王利，周波波，李毅超，邵旭東，蘇珊，劉青*

(1.內(nèi)蒙古赤峰市水產(chǎn)技術(shù)工作站，內(nèi)蒙古 赤峰 024000; 2.大連海洋大學(xué) 遼寧省水生生物學(xué)重點實驗室，遼寧 大連 116023)

響水水庫位于內(nèi)蒙古克什克騰旗境內(nèi)的西拉沐淪河上游支流沙里漠河上，西鄰內(nèi)蒙古草原東部邊緣，海拔約1200 m。年平均降雨量約420 mm，6、7、8月份可占全年降雨量的70%[1]。年平均氣溫為 2.4 ℃左右，極端最高氣溫34.9 ℃，最低氣溫-34.1 ℃。流域內(nèi)沙丘、草原相間，氣候干燥，春秋兩季風(fēng)沙大，蒸發(fā)量也增大。水源為河水、山谷草地滲水，是一座以防洪、發(fā)電、水產(chǎn)養(yǎng)殖為主的山谷型水庫[2]，響水水庫自1982年建成蓄水，1984年開始養(yǎng)魚，目前養(yǎng)殖魚類有鰱、鳙、鯽、草魚、瓦氏雅羅魚、池沼公魚等。

浮游生物是水域生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其在物質(zhì)轉(zhuǎn)化、能量流動和信息傳遞等過程中起著重要作用[3]，浮游生物的種類組成、豐度、生物量及其變化能反映水域生態(tài)環(huán)境的狀況[4]。1994年金送笛等[5]曾對響水水庫的水化學(xué)指標和水生生物資源、水庫營養(yǎng)類型和魚產(chǎn)力進行過調(diào)查分析。時隔24年，由于水庫上游流沙淤積等原因，水庫水面面積由1994年的333 hm2降為目前的200 hm2，平均水深從10 m降為5.59 m。為了研究水庫中主要濾食性魚類的餌料資源，即浮游生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化，以及水庫目前的營養(yǎng)狀況和魚產(chǎn)力變化情況，作者于2018年5、7、9月對響水水庫浮游生物漁業(yè)資源開展了調(diào)查，分析了響水水庫浮游生物組成、密度、生物量等，并對水體營養(yǎng)狀況和魚產(chǎn)力進行了分析評估，旨在為合理利用響水水庫的浮游生物漁業(yè)資源提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查時間及調(diào)查站位

于2018年5月20日、7月31日、9月28日分3個季節(jié)進行調(diào)查，在響水水庫(東經(jīng)117°03′09″、北緯42°98′91″)的上、中、下游各設(shè)一個采樣站位(圖1)。

1.2 方法

浮游植物密度(N1,ind./L)計算公式為

N1=Cs/(Fs·Fn)·V/V1·Pn1。

(1)

其中：Cs為計數(shù)框面積(mm2)；Fs為顯微鏡視野面積(mm2)；Fn為計數(shù)的視野數(shù)；V為1 L水樣經(jīng)沉淀濃縮后的體積(mL)；V1為計數(shù)框容積(mL)；Pn1為Fn個視野中的浮游植物個體數(shù)(ind.)。

浮游植物生物量：生物量為藻體密度與藻體細胞濕質(zhì)量的乘積。對優(yōu)勢種的濕質(zhì)量進行實測，按體積換算，將體積值直接換算為質(zhì)量值(109μm3≈1 mg鮮藻質(zhì)量)，非優(yōu)勢種類濕質(zhì)量值查閱文獻資料得到。

1.2.2 浮游動物的采集與定量 原生動物、輪蟲等小型浮游動物，與浮游植物合用同一樣品，再濃縮至10～20 mL后使用，用浮游動物計數(shù)框，在顯微鏡(10×10倍數(shù))下全部計數(shù)，每個水樣計數(shù)兩片，取其平均值。枝角類、橈足類等較大動物用25號浮游生物網(wǎng)過濾，采集40 L水樣，用甲醛固定。數(shù)量較多時，取1 mL計數(shù)，計數(shù)兩片取平均值，如果數(shù)量較少，則分次全部計數(shù)。

浮游動物密度(N2，ind./L)計算公式為

N2=Vs·Pn2/(V2·Va)。

雖說我國已經(jīng)實施了很多的發(fā)展策略，包括：絲路基金、亞投行等，但就實際情況而言，并未完全覆蓋多樣化的融資需求。在保障風(fēng)險控制的前提下，我國金融機構(gòu)應(yīng)當(dāng)積極探索全新的融資模式，不斷吸引各項資本的參加，為“一帶一路”項目建設(shè)奠定基礎(chǔ)。與此同時，強化PPP模式的應(yīng)用，聯(lián)合民間資本與社會資本，為“一帶一路”建設(shè)提供資金支持，政府部門應(yīng)當(dāng)強化各類形式合作模式的鼓勵。

(2)

其中：V2為采樣體積(L)；Vs為沉淀體積(mL)；Va為計數(shù)體積(mL)；Pn2為計數(shù)所獲得的個體數(shù)(ind.)。

浮游動物生物量：個體小的浮游動物優(yōu)勢種同浮游植物測定與計算方法，個體大的浮游動物直接稱重，一般種類濕質(zhì)量值查閱文獻資料得到。

浮游植物、浮游動物的物種種類鑒定，按相關(guān)文獻[7-12]中的方法。

1.2.3 浮游生物優(yōu)勢種、生物多樣性指數(shù)和魚產(chǎn)力[13]

(1)優(yōu)勢種。通過計算優(yōu)勢度(Y)，當(dāng)Y> 0.02時該種即為優(yōu)勢種。計算公式為

Y=ni/n·fi。

(3)

其中：ni為第i種的數(shù)量；n為總數(shù)量；fi為該種出現(xiàn)頻率。

(2)生物多樣性指數(shù)。Margalef豐富度指數(shù)(d)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)、Pielou均勻度指數(shù)(J)計算公式為

d=(S-1)/lnn，

(4)

(5)

J=H′/(log2S)。

(6)

其中：S為樣品種類數(shù)；n為樣品個體總數(shù);Pi為第i種的個體數(shù)與總個體數(shù)的比值(ni/n)。表1為水質(zhì)生物多樣性指數(shù)評價標準。

表1 水質(zhì)生物多樣性指數(shù)評價標準

Tab.1 Water quality evaluation criteria with biodiversity index

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)H′水質(zhì)類型watertypeMargalef豐富度指數(shù)d水質(zhì)類型watertypePielou均勻度指數(shù)J水質(zhì)類型watertypeH′≥4清潔d≥4清潔0.8≤J<1.0清潔3≤H′<4輕污染3≤d<4輕污染0.5≤J<0.8輕污染2≤H′<3β-中污染2≤d<3β-中污染0.3≤J<0.5中污染1≤H′<2α-中污染1≤d<2α-中污染0≤J<0.3重污染H′<1重污染d<1重污染

(3)魚產(chǎn)力估算。計算公式為

F=B·(P/B)·u/K。

(7)

其中：F為魚產(chǎn)力(kg/hm2)；B為浮游生物現(xiàn)存量(mg/L)；P/B為浮游生物系數(shù)；u為浮游生物被魚類的利用率(%)；K為浮游生物餌料系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 響水水庫浮游植物

2.1.1 浮游植物的種類組成和優(yōu)勢種 從表2可見：響水水庫3次采樣調(diào)查共鑒定出浮游植物8門82個種屬；其中，綠藻門種類最多，為39種屬，占藻類總種屬數(shù)的47.6%；其次為硅藻門，為21種屬，占25.6%；藍藻門為10種屬，占12.2%；隱藻門、裸藻門、甲藻門均為3種屬，各占3.7%；金藻門為2種屬，占2.4%；黃藻門為1種，占1.2%。這表明，響水水庫浮游植物主要以綠藻類和硅藻類為主。

不同季節(jié)浮游植物的種類組成有差異，春季5月份水樣中，共鑒定出浮游植物4門31個種屬：其中，綠藻門種類最多，占52%，其次是硅藻門，占39%，藍藻門和隱藻門分別占6%和3%；夏季7月份水樣中，共鑒定出浮游植物6門37個種屬，綠藻門種類亦最多，占57%，其次為硅藻門和藍藻門，分別占22%和11%，甲藻門、黃藻門、裸藻門分別占5%、3%、3%，與5月份相比綠藻門和藍藻門所占比例有所上升，而硅藻門所占比例明顯下降；秋季9月份水樣中，共檢測出浮游植物7門49個種屬，其中，綠藻門占50%，硅藻門占25%，藍藻門占10%，隱藻門占6%，裸藻門、金藻門和甲藻門分別占4%、4%和2%，隱藻門較春、夏季明顯增多。這表明，響水水庫綠藻門種類最多，在3次采樣中均占有較大比例，硅藻門在春季占有較高比例，之后逐漸下降，藍藻門種類春季較少，到夏秋季比例明顯上升，隱藻門在秋季有較高的比例。春、夏、秋季3次調(diào)查中均出現(xiàn)的浮游植物有綠藻門的雙列柵藻、二形柵藻、四尾柵藻、韋氏藻、單生卵囊藻和硅藻門的尖針桿藻、小環(huán)藻等種類。

表2 響水水庫浮游植物種類名錄

從表3可見：響水水庫浮游植物5月份優(yōu)勢種有尖針桿藻、小環(huán)藻、雙列柵藻和衣藻；7月份優(yōu)勢種有尖針桿藻、小球藻、雙列柵藻、帽形菱形藻和衣藻；9月份優(yōu)勢種有小環(huán)藻、韋氏藻、雙列柵藻和綠球藻；春、夏、秋季共有的優(yōu)勢種是綠藻門的雙列柵藻。

2.1.2 浮游植物的密度和生物量 從表4可見：響水水庫浮游植物的平均密度為 1480.34×104ind./L；浮游植物密度秋季(9月)最高，夏季(7月)最低。春季以綠藻密度最高，占總密度的79.60%，處于絕對優(yōu)勢地位；夏季綠藻門所占比例有所下降，硅藻門比例上升；秋季綠藻門所占比例繼續(xù)下降，硅藻門比例繼續(xù)增加，其密度占到總密度的65.99%，另外，秋季藍藻門也占有較高的密度值。

表3 響水水庫浮游植物優(yōu)勢種

Tab.3 Dominant species of phytoplankton in Xiangshui Reservoir

種類species優(yōu)勢度dominance(Y)5月May7月July9月Sep.尖針桿藻Synedraacus0.0670.176小環(huán)藻Cyclotellasp.0.0660.623帽形菱形藻Nitzschiapalea0.083雙列柵藻Scenedesmusbijuga0.0360.0260.026小球藻Chlorellasp.0.084韋氏藻Westellabotryoides0.039綠球藻Chlorococcumsp.0.030衣藻Chlamydomonassp.0.4550.166

表4 響水水庫浮游植物密度及其占比

從表5可見：響水水庫浮游植物的平均生物量為7.48 mg/L，5月份和9月份生物量相差不大，7月份生物量最低；綠藻門生物量在春季最高，夏季下降，之后秋季又有所上升；硅藻門生物量春、夏季基本穩(wěn)定，秋季生物量上升；藍藻門雖然秋季有較高的密度，但因藍藻門種類個體較小，故生物量并不大；金藻門、黃藻門、甲藻門的生物量也較低。

表5 響水水庫浮游植物生物量及其占比

2.2 響水水庫浮游動物

2.2.1 浮游動物的種類組成和優(yōu)勢種 從表6可見：響水水庫3次采樣調(diào)查共鑒定出4大類浮游動物33個種屬；其中，輪蟲15種屬，占45.5%；原生動物13種屬，占39.4%；枝角類2種，占6.1%；橈足類3種，占9.1%。輪蟲在春、夏、秋季均較為常見，其中，螺形龜甲輪蟲、角突臂尾輪蟲、萼花臂尾輪蟲、裂足臂尾輪蟲、針簇多肢輪蟲、長三肢輪蟲、前節(jié)晶囊輪蟲在春、夏、秋季3次采樣中均有出現(xiàn)；原生動物的中華擬鈴蟲、急游蟲和鐘蟲，枝角類的長額象鼻溞，橈足類的無節(jié)幼體、橈足幼體亦在春、夏、秋季中均有出現(xiàn)。

表6 響水水庫浮游動物種類名錄

浮游動物的種類數(shù)在不同季節(jié)有所不同，5月份4大類浮游動物為20個種屬，其中輪蟲種類最多，占50%，原生動物次之，占36%，橈足類和枝角類分別占9%和5%；7月份為17個種屬，輪蟲亦最多，占58%，原生動物次之，占26%，橈足類和枝角類分別占11%和5%；9月份為25個種屬，輪蟲比列有所下降，占42%，原生動物次之，占35%，橈足類和枝角類分別占15%和8%。原生動物從春季到夏季比例下降，夏到秋比例又上升，而枝角類、橈足類所占比例均較低。

從表7可見：優(yōu)勢種類以輪蟲為主，5月份優(yōu)勢種有螺形龜甲輪蟲、針簇多肢輪蟲和俠盜蟲；7月份優(yōu)勢種最多，優(yōu)勢種為萼花臂尾輪蟲、前節(jié)晶囊輪蟲、鐘蟲、累枝蟲、異尾輪蟲和長額象鼻溞；9月份優(yōu)勢種有螺形龜甲輪蟲、針簇多肢輪蟲、舞躍無柄輪蟲、急游蟲和鐘蟲；螺形龜甲輪蟲和針簇多肢輪蟲在春、秋季均為優(yōu)勢種。

表7 響水水庫浮游動物優(yōu)勢種

Tab.7 Dominant species of zooplankton in Xiangshui Reservoir

種類species優(yōu)勢度(Y)dominance5月May7月July9月Sep.俠盜蟲Strobilidiumsp.0.032急游蟲Strombidiidaesp.0.083鐘蟲Vorticellasp.0.2960.027累枝蟲Epistylissp.0.053螺形龜甲輪蟲K.cochlearis0.1550.05異尾輪蟲Trichocercasp.0.025針簇多肢輪蟲P.trigla0.070.283萼花臂尾輪蟲B.calyciflorus0.042舞躍無柄輪蟲A.saltans0.104前節(jié)晶囊輪蟲A.priodonta0.067長額象鼻溞B.longhrostris0.159

2.2.2 浮游動物密度和生物量 從表8可見：響水水庫浮游動物平均密度為1700.05 ind./L，春季密度最高，夏季密度急劇降低，秋季密度又回升至接近春季密度；3次采樣中均是小型輪蟲和原生動物密度較高，枝角類則在夏季有較高的密度(22.13 ind./L)，橈足類密度總體不高，尤其夏季，主要是無節(jié)幼體，難以見到成體。

從表9可見：響水水庫浮游動物生物量總體較低，平均為0.76 mg/L，春、夏、秋季生物量逐漸增多，春季生物量以輪蟲為主，占92.97%；夏季生物量以枝角類為主，占87.68%；秋季橈足類生物量增加較多，占20.22%，加上輪蟲較高生物量，使9月份總體生物量最高(1.09 mg/L)；而個體較小的原生動物生物量在各個季節(jié)所占比例均較低。

表8 響水水庫浮游動物的密度及其占比

表9 響水水庫浮游動物的生物量及其占比

3 討論

3.1 響水水庫的浮游生物和水體營養(yǎng)類型

衡量水體營養(yǎng)狀態(tài)的指標有物理、化學(xué)、生物和綜合指數(shù)等多種方法。生物學(xué)指標是依據(jù)生物的種類組成、現(xiàn)存量及生物多樣性指數(shù)等判斷，應(yīng)用較為廣泛。1994年金送笛等[5]曾對響水水庫進行過調(diào)查，當(dāng)時浮游植物有7門29屬，主要為綠藻門10屬，硅藻門8屬，藍藻門4屬；本次調(diào)查浮游植物有8門82個種屬，增加的種類主要是纖維藻、月牙藻、空星藻、盤星藻、十字藻等綠球藻目的種類，上次調(diào)查中沒有出現(xiàn)的微囊藻，在本次調(diào)查中也有出現(xiàn)，而微囊藻和綠球藻類均是水體富營養(yǎng)化的標志[14]。本次調(diào)查浮游植物密度平均為1480.34×104ind./L，生物量平均為7.48 mg/L，較1994年浮游植物生物量的3.82 mg/L增長了近1倍。張覺民等[6]研究認為，浮游植物密度大于1×106ind./L，生物量為5～10 mg/L時，湖泊水庫出現(xiàn)富營養(yǎng)化。本試驗中浮游植物的種類、現(xiàn)存量均表明，響水水庫已處于富營養(yǎng)化狀態(tài)。

Gannon等[15]研究表明，浮游動物的種類、數(shù)量亦與水質(zhì)營養(yǎng)狀態(tài)有關(guān)。本次鑒定的浮游動物以輪蟲為主，除 1994年調(diào)查中常見的幾種輪蟲外，還增加了萼花臂尾輪蟲、長三肢輪蟲、前節(jié)晶囊輪蟲。一般認為，聚花輪蟲為貧營養(yǎng)水體種類，臂尾輪蟲、長三肢輪蟲和晶囊輪蟲為中-富營養(yǎng)型種類[6,15]。本次調(diào)查中，浮游動物的生物量較低，平均為0.76 mg/L，而1994年調(diào)查中浮游動物平均生物量達2.16 mg/L，生物量以枝角類的長刺溞占主導(dǎo)，本次調(diào)查中并沒有出現(xiàn)長刺溞，這是兩次生物量結(jié)果相差較大的原因，而長刺溞被認為是貧-中營養(yǎng)型種類[6]。中國湖庫中營養(yǎng)型浮游動物的平均值為2.1 mg/L[6]，單從浮游動物現(xiàn)存量角度看，響水水庫為貧營養(yǎng)型水體。

物種多樣性是衡量生物群落結(jié)構(gòu)的基本特征之一，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)[16]主要反映生物群落結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性；Margalef豐富度指數(shù)用于對同一地點作群落種類的多樣性比較，其值d表示水質(zhì)類型與H′接近[17]；Pielou均勻度指數(shù)J是實際多樣性與理論最大多樣性的比值[18]。依據(jù)響水水庫生物多樣性指數(shù)及水質(zhì)評價標準(表1)，得到響水水庫的水質(zhì)狀況(表10)，表明響水水庫呈中度污染水體。

綜合以上浮游植物、浮游動物種類、現(xiàn)存量和生物多樣性指數(shù)等評定結(jié)果，綜合評定響水水庫水體營養(yǎng)型從1994年的中營養(yǎng)型水體，已轉(zhuǎn)變?yōu)橹?富營養(yǎng)型水體。

表10 響水水庫生物多樣性指數(shù)及水質(zhì)狀況

3.2 響水水庫的漁業(yè)現(xiàn)狀和水體魚產(chǎn)力

水體魚產(chǎn)力是指在水域中不投餌不施肥的條件下，完全依賴水域中天然餌料生物、無機物質(zhì)和有機物轉(zhuǎn)化為魚產(chǎn)品的能力，通常以餌料生物的生物量來計算[19]。不同地區(qū)由于氣候、地理條件、水體營養(yǎng)狀況等條件不同，在系數(shù)的取值上存在較大差異。金送笛等[5]1994年計算響水水庫魚產(chǎn)力時，各系數(shù)的取值較低，浮游植物的P/B系數(shù)取值為20，餌料利用率取值為20%，餌料系數(shù)取值為50；浮游動物的P/B系數(shù)取值為10，餌料利用率取值為25%，餌料系數(shù)取為10。而在研究內(nèi)蒙古地區(qū)的達里湖[20]、納林湖[21]、狼山水庫[22]等文獻資料中，浮游植物的P/B系數(shù)均取值為60，餌料利用率取值為20%，餌料系數(shù)取值為40；浮游動物的P/B系數(shù)取值為20，餌料利用率取值為25%，餌料系數(shù)取為10。響水水庫位克什克騰旗，海拔較高，在1000 m以上，年平均氣溫相對較低，考慮其高寒特點，結(jié)合目前的水體營養(yǎng)狀態(tài)，并參考內(nèi)蒙其他水體的取值，確定響水水庫浮游植物的P/B系數(shù)取值為40，餌料利用率取值為20%，餌料系數(shù)取值為40；浮游動物的P/B系數(shù)取值為15，餌料利用率取值為25%，餌料系數(shù)取值為10。

響水水庫平均水深5.59 m，則1 hm2的水體體積為5.59×107L?，F(xiàn)有浮游植物平均生物量為7.48 mg/L，則每公頃浮游植物生物量為418.13 kg，由浮游植物提供魚產(chǎn)力應(yīng)為418.13×40×20%/40=83.63 kg/hm2；浮游動物現(xiàn)有生物量0.76 mg/L，則每公頃浮游動物生物量為42.48 kg，由浮游動物提供的魚產(chǎn)力應(yīng)為42.48×15×25%/10=15.93 kg/hm2；而水體中有機腐屑、細菌等腐質(zhì)鏈提供的魚產(chǎn)力約為浮游生物的30%～50%，如按40%計算，則腐殖質(zhì)提供的魚產(chǎn)力為(83.63+15.93)×40%=39.82 kg/hm2。因此，響水水庫總魚產(chǎn)力為83.63+15.93+39.82=139.38 kg/hm2，水庫水面200 hm2，按水面面積計算，則可提供的魚產(chǎn)力約為27.88 t。

董雙林等[23]研究表明，中國東北地區(qū)中小型富營養(yǎng)型湖庫的魚產(chǎn)潛力為300～600 kg/hm2，中營養(yǎng)型為150～375 kg/hm2。盡管響水水庫緯度與東北地區(qū)接近，但海拔高生長期短，魚產(chǎn)力難以達此標準。據(jù)內(nèi)蒙古赤峰市水產(chǎn)技術(shù)工作站統(tǒng)計，響水水庫近幾年鰱鳙的產(chǎn)量為20 t左右(其他魚類約7.5 t)，多數(shù)捕撈規(guī)格鰱鳙在2.5 kg以上。由此可見，水庫的餌料資源還有一定的利用空間。

本調(diào)查中測定顯示，響水水庫處于中-富營養(yǎng)型水平，且富營養(yǎng)化程度有加劇趨勢，2018年7月31日測定發(fā)現(xiàn)，水庫上、下游表層的溶氧為11.11～12.48 mg/L，差異不大，而底層溶氧差異極大，上游底層溶氧仍有較高水平，為9.05 mg/L；到下游溶氧表、中、底層急劇降低，中層降為0.45 mg/L，底層僅為0.06 mg/L。通常，隨著湖庫底部沉淀的增厚，有機質(zhì)也在不斷積累，水體下層特別是底泥中的微生物活動大為增強，盡管表層由于浮游植物強烈的光合作用溶氧較高，但底層由于微生物的呼吸常出現(xiàn)缺氧狀況，夏季底層缺氧常是富營養(yǎng)湖庫的標志[24]。響水水庫位于西沐淪河上游，由于河水的補充，上游底層沒有出現(xiàn)缺氧，但下游底層存在大量的微生物耗氧因子，使底層缺氧狀況尤為突顯。為防止水庫的進一步富營養(yǎng)化問題[25]，可以考慮增大濾食性鰱鳙的放養(yǎng)比例，特別是鰱的放養(yǎng)數(shù)量，一方面有利于控制藍藻等藻類的進一步繁殖，控制或減緩水體富營養(yǎng)化的速度，另一方面，增大放養(yǎng)量和捕撈量，使餌料資源得以最大化利用，以進一步提高水體的漁業(yè)資源。