文/柴炎

神頭泉為山西省19大巖溶泉之一，位于山西省朔州市朔城區(qū)神頭鎮(zhèn)，泉群分布面積約5km2，大小泉眼100余處，呈散流狀排泄，主要由神頭泉組、司馬泊泉組、河道泉組3個(gè)泉組組成。神頭泉組包括東海子、西海子及二七泉；河道泉組包括神西泉及河道中大量的散泉；司馬泊泉組包括司馬泊泉，三泉灣泉、五花泉、蓮花泉等。

神頭泉水流常年穩(wěn)定，年均水溫14℃，是國內(nèi)最早的虹鱒養(yǎng)殖生產(chǎn)區(qū)域之一。當(dāng)?shù)囟舅疁氐椭?0℃，滿足虹鱒繁育條件，是山西省虹鱒發(fā)眼卵重要生產(chǎn)基地，其發(fā)眼卵輻射西北、西南、華東多個(gè)地區(qū)生產(chǎn)。神頭泉作為山西省冷水魚產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基地，開展其泉域生物資源調(diào)查，對(duì)下一步制定冷水魚產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)規(guī)劃、促進(jìn)水域生態(tài)資源保護(hù)與產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。

底棲動(dòng)物指生活史的全部或大部分時(shí)間聚居于水體底部的水生動(dòng)物類群。底棲動(dòng)物是巖溶泉域水生生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的重要環(huán)節(jié)之一，是魚、蝦、貝類的優(yōu)質(zhì)天然餌料；同時(shí)在水生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和營養(yǎng)循環(huán)中起著重要的作用。由于底棲動(dòng)物生活相對(duì)穩(wěn)定、地區(qū)性強(qiáng)、容易計(jì)數(shù)，對(duì)環(huán)境變化反應(yīng)敏感，可以較好反映其生活環(huán)境的水質(zhì)、底質(zhì)污染狀況，對(duì)水體水質(zhì)變化起到指示或警示作用，因此被廣泛用于河流水系、湖泊、水庫及濕地的研究中。目前對(duì)巖溶泉域底棲動(dòng)物的調(diào)查研究較少。

本研究于2021年5月和8月分別對(duì)神頭泉域4個(gè)采樣點(diǎn)位進(jìn)行底棲動(dòng)物采樣收集，利用生物密度、生物量密度、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（′）、Pielou均勻度指數(shù)（′）、Margalef豐富度指數(shù)（）對(duì)泉域底棲生物群落種類組成分布與水質(zhì)環(huán)境狀況之間的關(guān)系等進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，為神頭泉域水生態(tài)環(huán)境和水生生物保護(hù)提供參考。

一、材料與方法

（一）采樣點(diǎn)設(shè)置

按生態(tài)類型劃分，神頭泉域?qū)儆诤拥琅c池塘混合型泉域。底棲動(dòng)物調(diào)查采樣點(diǎn)主要選擇在泉水排泄帶比較集中、生態(tài)環(huán)境適合水生生物生長與繁殖的水生態(tài)區(qū)域，從北向南分別確定河道泉、三泉灣、水圍寺、五花泉4個(gè)采樣點(diǎn)（見圖1）。

圖1 神頭泉域底棲動(dòng)物調(diào)查采樣點(diǎn)位置圖

（二）底棲動(dòng)物的采集與處理

采集底棲動(dòng)物主要用蘇泊爾網(wǎng)，大小為30cm×30cm。根據(jù)各采樣點(diǎn)的水流速度變化，分別選擇3個(gè)平行點(diǎn)，采集面積共0.27m2。將采集的樣品放入已標(biāo)好時(shí)間、地點(diǎn)和面積大小的封口袋中，加入10%的福爾馬林溶液，做好固定，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理分類、鑒定、計(jì)數(shù)和稱重。處理采集樣品時(shí)用清水清洗干凈，去除樹葉樹枝，石頭等雜質(zhì)。體積較大的（如蛭綱、蜻蜓目等）可用肉眼直接鑒定，小型底棲動(dòng)物用顯微鏡和解剖鏡來鑒定。計(jì)數(shù)完，進(jìn)行稱重前，先用濾紙吸干底棲動(dòng)物表面的水分，用感量為0.0001g的電子天平進(jìn)行稱重，其中軟體動(dòng)物不去殼稱重，筑巢類水生昆蟲去巢稱重。

（三）多樣性分析指標(biāo)

主要采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（）、Pielou均勻度指數(shù)（）和Margalef豐富度指數(shù)（）。

二、結(jié)果與分析

（一）群落組成分布

本次資源調(diào)查共采集到底棲動(dòng)物3門6綱18種（科、屬）（見表1）。其中節(jié)肢動(dòng)物門采集到的種類數(shù)最多為10種，占總種類數(shù)的55.56%；環(huán)節(jié)動(dòng)物門和軟體動(dòng)物門都為4種，占總種類數(shù)均為22.22%。

表1 神頭泉域底棲動(dòng)物種類組成分布

群落組成的水平分布為：澤蛭、膀胱螺、中華鋸齒米蝦在除五花泉外的3個(gè)采樣點(diǎn)均有分布；尾腮蚓、寬體金線蛭、蝎蝽、蜻屬、角石蠶、秀麗白蝦、鉤蝦在2個(gè)點(diǎn)有分布；其他底棲動(dòng)物僅在1個(gè)點(diǎn)有分布。

由表1可知，三泉灣采樣點(diǎn)底棲動(dòng)物種類最多，為11種；水圍寺采樣點(diǎn)次之，為10種；河道泉采樣點(diǎn)底棲動(dòng)物9種；五花泉種類最少，僅1種。

從圖2可知，4個(gè)采樣點(diǎn)中，水圍寺采樣點(diǎn)生物密度最高，在530個(gè)/m2以上；河道泉采樣點(diǎn)底棲動(dòng)物種類也達(dá)400個(gè)/m2以上；五花泉采樣點(diǎn)物種單一，只有秀麗白蝦分布，但生物密度高達(dá)300個(gè)/m2。五花泉生物量密度最大，超過500g/m2；其他3個(gè)采樣點(diǎn)生物量密度均在100g/m2以下。三泉灣采樣點(diǎn)底棲動(dòng)物生物密度、生物量密度均較小。

圖2 神頭泉域底棲動(dòng)物生物密度及生物量密度分布

（二）多樣性分析結(jié)果

根據(jù)底棲動(dòng)物種類及各種類生物數(shù)量分析神頭泉域底棲動(dòng)物生物多樣性，如表2所示。從多樣性指數(shù)（）和均勻度指數(shù)（）來看，水圍寺采樣點(diǎn)的生物多樣性和均勻度相對(duì)較高；從豐富度指數(shù)（）看，三泉灣采樣點(diǎn)的R值最大，為3.19。

表2 神頭泉域底棲動(dòng)物生物多樣性指數(shù)分析

利用生物多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)泉域水環(huán)境，從多樣性指數(shù)（）值來看，三泉灣和河道泉多樣性指數(shù)（）值小于1，為重污染；水圍寺多樣性指數(shù)（）值在1～2，為中污染。從豐富度指數(shù)（）值來看，水圍寺和河道泉豐富度指數(shù)（）值介于1～2，為中污染；三泉灣豐富度指數(shù)（）值大于3，為清潔。參考標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 生物多樣性指數(shù)分析標(biāo)準(zhǔn)參照表

五花泉因?yàn)橹徊杉?種底棲動(dòng)物，計(jì)算無意義，故不納入比較。

三、討論

（一）水環(huán)境對(duì)底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的影響

神頭泉域生態(tài)環(huán)境多樣，屬于池塘與河道混合型泉域。三泉灣和水圍寺采樣點(diǎn)屬于池塘型，底棲動(dòng)物種類最多。其中水圍寺采樣點(diǎn)生物密度最大，池塘型生態(tài)環(huán)境相對(duì)于河道型較為穩(wěn)定，為底棲動(dòng)物提供了安靜、穩(wěn)定的生存環(huán)境，正好滿足其遷移能力弱的特點(diǎn)。而三泉灣位于水產(chǎn)養(yǎng)殖場上游，屬于泄水帶池塘，水溫偏低、營養(yǎng)匱乏，導(dǎo)致底棲動(dòng)物生物密度和生物量均較少。河道泉采樣點(diǎn)屬于河道型，雖底棲動(dòng)物是主要生活在河床中的生物，河床的穩(wěn)定性是影響底棲動(dòng)物群落分布的主要原因，但底棲動(dòng)物密度和河床穩(wěn)定性之間并不存在明顯的相關(guān)關(guān)系，還與底質(zhì)卵石、沙質(zhì)的孔隙率、空隙大小以及水流速度、透明度、總氮含量等理化因素有關(guān)。河道泉水流湍急，水質(zhì)渾濁、透明度較低，造成底棲動(dòng)物種類和生物密度不高且生物量密度最低，分析結(jié)果與實(shí)際情況相符。五花泉采樣點(diǎn)亦屬于池塘型，然而水深較深，采樣受限，只能通過下地籠進(jìn)行收集，因此僅采集到1種秀麗白蝦。

（二）多樣性分析評(píng)價(jià)

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（）分析表明，三泉灣和河道泉為重污染；水圍寺為中污染，接近于實(shí)際情況，人為因素是神頭泉域水資源環(huán)境污染的主要原因。另外，三泉灣大部分水源被用于下游養(yǎng)殖場的養(yǎng)殖生產(chǎn)，水體總量和交換量明顯減少；河道泉位于源子河內(nèi)，在采樣時(shí)也觀察到河內(nèi)有大量的生活垃圾。多樣性指數(shù)（）的分析結(jié)果與耐污指示種膀胱螺和尾腮蚓的分布情況一致，同時(shí)說明三泉灣和河道泉這兩個(gè)采樣點(diǎn)水體受到較重程度的污染。水圍寺位置偏僻、安靜，距離周邊生活污染輻射較遠(yuǎn)些，但同樣存在水位下降的問題，水體幾乎沒有流量和交換量，處于受污染狀態(tài)。

由Pielou均勻度指數(shù)（）和Margalef豐富度指數(shù)（）分析得出，水圍寺采樣點(diǎn)的生物多樣性和均勻度相對(duì)較高；水圍寺和河道泉為中污染；這與實(shí)際環(huán)境狀況較為相符。三泉灣為清潔，這與實(shí)際情況不符。Margalef豐富度指數(shù)（）僅與底棲動(dòng)物種類數(shù)和個(gè)體總數(shù)相關(guān)，與種類及其各物種生物量無關(guān)。雖有報(bào)道，可通過該指數(shù)（）較為客觀地反映評(píng)價(jià)區(qū)域物種的豐富度和水質(zhì)情況，但可能不適合用于本次研究分析評(píng)價(jià)。此外，底棲動(dòng)物只是一項(xiàng)指標(biāo)，還有其他指標(biāo)，如：葉綠素a、COD、BOD等理化指標(biāo)可反映水體受污情況。

四、結(jié)論與建議

通過對(duì)底棲動(dòng)物的采集、鑒定與統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)神頭泉域存在耐污指示種膀胱螺和尾巴腮蚓。經(jīng)Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（）和Pielou均勻度指數(shù)（）分析，確定神頭泉域存在大面積污染狀況。從評(píng)價(jià)結(jié)果看，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（）比Pielou均勻度指數(shù)（）更加靈敏、嚴(yán)苛。

本次調(diào)查工作除了采集底棲動(dòng)物外，僅監(jiān)測了部分基礎(chǔ)性水質(zhì)理化指標(biāo)。鑒于神頭泉域存在大面積污染的情況，建議后續(xù)開展此類調(diào)查工作時(shí)，增加其他理化指標(biāo)的監(jiān)測，如總硬度、總堿度等。并在此基礎(chǔ)上調(diào)查浮游植物、浮游動(dòng)物和魚類棲息情況，對(duì)泉域水質(zhì)做出更全面的評(píng)價(jià)，真實(shí)反映泉域漁業(yè)資源情況，以利于其漁業(yè)開發(fā)規(guī)劃，讓泉域得到更好地保護(hù)和利用。