劉耀龍

（千陽縣水利局，陜西 寶雞 721100）

馮家山水庫位于陜西關(guān)中渭北黃土高原西部渭河支流——千河的下游，是陜西省大型水利工程之一，地理坐標(biāo)為107°07'—107°15'E，34°31'—34°39'N。庫區(qū)流經(jīng)千陽、鳳翔兩縣及寶雞市的陳倉區(qū)，水庫樞紐工程距渭河入口27 km。水庫總庫容為3.89×108m3，控制流域面積為3 232 km2，占千河流域面積92.5%，多年平均徑流量4.85×108m3，年平均流量15.4 m3/s，多年平均含沙量8.76 kg/m3。馮家山水庫是一座以城市供水為主，兼有灌溉、發(fā)電等綜合利用功能的水庫[1]。水庫水面積17.7 km2，平均深度24.0 m，最大深度50.0 m。

在水庫、湖泊生態(tài)系統(tǒng)中，大型底棲無脊椎動(dòng)物是水生生物的重要組成部分，其在水域生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中具有不可替代的作用，是了解水庫、湖泊生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和健康狀況的關(guān)鍵生物指示類群[2]。其生活于沉積物表面或沉積物中，具有遷移能力差、分布廣泛、生命周期長等特點(diǎn)，其對(duì)環(huán)境干擾反應(yīng)敏感，已被廣泛應(yīng)用于評(píng)價(jià)水域水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境預(yù)警[3-4]。目前，關(guān)于渭河支流——千河水系底棲大型無脊椎動(dòng)物方面的研究報(bào)道多見于對(duì)渭河流域的調(diào)查[5]，而對(duì)馮家山水庫的水生生物餌料資源的調(diào)查報(bào)道相對(duì)較少，尤其是近年來通過漁業(yè)增殖發(fā)展凈水漁業(yè)后，對(duì)庫區(qū)底泥中大型底棲無脊椎動(dòng)物資源的調(diào)查仍處于空白狀態(tài)?，F(xiàn)對(duì)馮家山水庫開展大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征及多樣性調(diào)查，旨在為全面了解千河水系以及馮家山水庫水生生物資源提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)為渭河流域的生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查時(shí)間及采樣點(diǎn)設(shè)置

根據(jù)馮家山水庫的氣候、水文及地勢地貌特征，于2018年12月（枯水期）在馮家山水庫設(shè)置6個(gè)調(diào)查點(diǎn)（F1—F6）（圖1）。其中F1位于水庫上游的千河入庫處，F(xiàn)2、F3、F4、F5分別位于水庫中游的敞水區(qū)及庫叉處，F(xiàn)6位于水庫大壩處。

圖1 馮家山水庫調(diào)查點(diǎn)位

1.2 大型底棲無脊椎動(dòng)物采集與種類鑒定

根據(jù)馮家山水庫底質(zhì)和水深的具體情況，在各調(diào)查點(diǎn)使用改良彼得遜采泥器（采樣面積為30 cm×30 cm）采集3個(gè)平行樣。采集到的泥沙和腐殖質(zhì)經(jīng)過孔徑為0.250 mm篩網(wǎng)沖洗過濾后，放入500 mL的樣品瓶中，加入75%的乙醇固定并保存。采樣結(jié)束后，在實(shí)驗(yàn)室采用人工挑選的方法，將大型底棲無脊椎動(dòng)物樣品分離出，放入100 mL樣品瓶，加入75%乙醇保存[6]。借助生物解剖鏡和電子顯微鏡對(duì)樣本進(jìn)行分類、鑒定及計(jì)數(shù)。大型底棲無脊椎動(dòng)物盡可能鑒定到種或?qū)?，物種鑒定參考文獻(xiàn)[7-9]。鑒定分類后計(jì)算生物量。用中性濾紙將大型底棲無脊椎動(dòng)物體表水分輕輕吸干，用分析天平稱質(zhì)量，精確到0.000 1 g。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

根據(jù)各調(diào)查點(diǎn)的面積，將其大型底棲無脊椎動(dòng)物的數(shù)量和質(zhì)量換算成密度（ind./m2）和生物量（g/m2），采用Shannon-Wiener指數(shù)（H＇）對(duì)大型底棲無脊椎動(dòng)物群落多樣性進(jìn)行分析。計(jì)算公式如下：

式中：Pi代表第i種生物的個(gè)體數(shù)與總生物個(gè)體數(shù)的比值；N代表大型底棲無脊椎動(dòng)物所有種類的個(gè)體數(shù)；ni代表大型底棲無脊椎動(dòng)物第i種生物的個(gè)體數(shù)[10]。

使用SPSS17.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素分析中的最小顯著差數(shù)法檢驗(yàn)顯著性，顯著性用P＜0.05表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 大型底棲無脊椎動(dòng)物種類組成

從各調(diào)查點(diǎn)庫底沉積物中采集到大型底棲無脊椎動(dòng)物12種，隸屬于3門4綱7科，其中節(jié)肢動(dòng)物門昆蟲綱3種，占總種類數(shù)25.0%；甲殼綱3種，占總種類數(shù)25.0%；環(huán)節(jié)動(dòng)物門寡毛綱1種，占總種類數(shù)8.3%；軟體動(dòng)物門腹足綱5種，占總種類數(shù)41.7%，見圖2（a）（b）。

圖2 大型底棲無脊椎動(dòng)物種類組成

各調(diào)查點(diǎn)中，F(xiàn)6沉積物中采集到大型底棲無脊椎動(dòng)物最多，共8種；調(diào)查點(diǎn)F5采集到的種類最少，為3種（圖3）。大型底棲無脊椎動(dòng)物在各采樣點(diǎn)沉積物中出現(xiàn)的頻次最高的種類有4種，分別是三代環(huán)足搖蚊（Cricotopus trifasciatus）、羽搖蚊（Chi-nonomus gr.plumosus）、中華圓田螺（Cipangopaludina cathayensis）和秀麗白蝦（Exopalaemon modestus）。

圖3 大型底棲無脊椎動(dòng)物種類數(shù)的空間特征

2.2 大型底棲無脊椎動(dòng)物密度與生物量

調(diào)查結(jié)果顯示，馮家山水庫6個(gè)調(diào)查點(diǎn)大型底棲無脊椎動(dòng)物密度均值為165.15 ind./m2，變化范圍為80.0~293.3 ind./m2；生物量均值為3.0 598 g/m2，變化范圍為1.0 930~4.9 590 g/m2。調(diào)查點(diǎn)F3沉積物中采集到大型底棲無脊椎動(dòng)物數(shù)量最多，主要以腹足綱和甲殼綱占優(yōu)勢，調(diào)查點(diǎn)F5數(shù)量最少。各采樣點(diǎn)大型底棲無脊椎動(dòng)物密度存在顯著差異（P＜0.05）（圖4）。各調(diào)查點(diǎn)大型底棲無脊椎動(dòng)物生物量差異顯著（P＜0.05），其中最大值出現(xiàn)在水庫上游調(diào)查點(diǎn)F1，最小值出現(xiàn)在水庫下游調(diào)查點(diǎn)F5，該調(diào)查點(diǎn)以個(gè)體較小的搖蚊為主，而體型較大的螺類和蝦類的種類相對(duì)較少（圖5）。

圖4 大型底棲無脊椎動(dòng)物密度的空間特征

圖5 大型底棲無脊椎動(dòng)物生物量空間特征

2.3 大型底棲無脊椎動(dòng)物多樣性

馮家山水庫大型底棲無脊椎動(dòng)物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H＇）變化幅度如圖6所示，H＇最大值出現(xiàn)在水庫大壩前面的F3調(diào)查點(diǎn)，為2.340，最小值出現(xiàn)在庫區(qū)下游F5調(diào)查點(diǎn)，為0.846，平均值為1.534。根據(jù)生物多樣性指數(shù)水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：H＇大于3為清潔或無污染；H＇在2~3之間為輕度污染，H＇在1~2之間為中污染，H＇小于1為重污染[11]。馮家山水庫水質(zhì)整體處于中污染狀態(tài)，調(diào)查點(diǎn)F5水質(zhì)污染嚴(yán)重，調(diào)查點(diǎn)F3水質(zhì)受污染程度較輕，其余調(diào)查點(diǎn)均受到中度污染。

圖6 大型底棲無脊椎動(dòng)物多樣性指數(shù)空間特征

3 討論

大型底棲無脊椎動(dòng)物是水庫、湖泊等相對(duì)靜止水體生態(tài)系統(tǒng)中最常見的生物類群，通過攝食、排泄等生命活動(dòng)分解碎屑和干擾沉積物結(jié)構(gòu)來加快水體自凈，并推動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)[12-13]。大型底棲無脊椎動(dòng)物種類不同其生活史也存在差異，這會(huì)影響其對(duì)水環(huán)境的響應(yīng)程度。研究表明，水庫的生境多樣性和穩(wěn)定性與大型底棲無脊椎動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)存在相關(guān)性，面臨不同的底質(zhì)條件和生物競爭壓力，大型底棲無脊椎動(dòng)物的種類組成和多樣性不同[14-16]。此外，頻繁的漁業(yè)捕撈減少了攝食大型底棲無脊椎動(dòng)物的魚類數(shù)量，利于水庫大型底棲無脊椎動(dòng)物的生存[4]。調(diào)查顯示，馮家山水庫大型底棲無脊椎動(dòng)物群落以節(jié)肢動(dòng)物門和軟體動(dòng)物為優(yōu)勢種群，三代環(huán)足搖蚊、羽搖蚊、中華圓田螺和秀麗白蝦為優(yōu)勢種，其種類組成與北方水庫大型底棲無脊椎動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征相似[17-18]，與國內(nèi)其他地區(qū)水庫和湖泊的大型底棲無脊椎動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)調(diào)查結(jié)果相比[4，19]，其種類數(shù)、生物密度和生物量均處于較低水平，這主要是因?yàn)轳T家山水庫處于渭河流域，該流域的沉積泥沙較為貧瘠。

調(diào)查顯示，馮家山水庫大型底棲無脊椎動(dòng)物多樣性指數(shù)整體處于較低水平，依據(jù)生物水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)顯示該水庫水質(zhì)處于中污染狀態(tài)，該評(píng)價(jià)結(jié)果與水環(huán)境化學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果存在差異，可能與兩者評(píng)價(jià)參數(shù)存在差異有關(guān)[20]。分析認(rèn)為，影響馮家山水庫水環(huán)境質(zhì)量的主要因素為入庫徑流量（千河流量）、流域面源污染（工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)）和底泥污染物釋放（大型底棲無脊椎動(dòng)物擾動(dòng)）[21]。在馮家山水庫建成后，由于長期的河流沖刷沉積，使大量有機(jī)污染物積累在庫底，此外，歷史上網(wǎng)箱養(yǎng)殖造成的殘餌糞便也增加了有機(jī)污染物的積累沉積，水庫底層沉積物中的有機(jī)質(zhì)給大型底棲無脊椎動(dòng)物提供了優(yōu)越的生長繁殖條件，尤其是水生昆蟲和寡毛類。大型底棲無脊椎動(dòng)物是鯉、鯽等經(jīng)濟(jì)魚類的優(yōu)質(zhì)餌料，一方面該部分餌料可提高凈水漁業(yè)資源產(chǎn)量，增加經(jīng)濟(jì)效益，另一方面可轉(zhuǎn)移水體和底泥中的氮、磷等營養(yǎng)元素，提高水庫水環(huán)境質(zhì)量。

目前，馮家山水庫生態(tài)養(yǎng)殖面積超1 000 hm2，年產(chǎn)鰱和鳙約350 t。依據(jù)其生物餌料資源量估算，其仍存在很大的凈水漁業(yè)發(fā)展空間。因此，建議每年增殖放流濾食性魚類（鰱、鳙等）的同時(shí)，可根據(jù)大型底棲無脊椎動(dòng)物的生物量適度放流食底棲動(dòng)物的魚類（鯉、鯽等），在保護(hù)水資源的同時(shí)合理利用漁業(yè)資源，以實(shí)現(xiàn)生態(tài)和經(jīng)濟(jì)雙重效益，為區(qū)域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。