石教旭 楊 麗 陳廷琴 陳 悅 田 虹 楊萬(wàn)嬌

（昭通學(xué)院，云南 昭通 657000）

0 引言

浮游動(dòng)物是一類(lèi)體型微小，需要借助顯微鏡才能觀察清楚其外部形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在水中營(yíng)浮游性生活的水生動(dòng)物［1-2］。浮游動(dòng)物在水生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中通常處于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，是河流生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的重要環(huán)節(jié)。其既作為魚(yú)類(lèi)和其他水生動(dòng)物的天然優(yōu)質(zhì)餌料，影響魚(yú)類(lèi)和其他水生生物的種群分布；又以水中浮游植物、細(xì)菌、碎屑等為食，不僅起到調(diào)控浮游植物種類(lèi)組成和數(shù)量的作用，而且具有凈化水體的功能［3-5］。此外，浮游動(dòng)物的種類(lèi)組成和數(shù)量會(huì)隨水環(huán)境的變化而變化。因此，浮游動(dòng)物也可用作水環(huán)境監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)的指標(biāo)［6-7］。

2005年，長(zhǎng)江上游珍稀特有魚(yú)類(lèi)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)由國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)成立。2017年，為深入貫徹落實(shí)《中共中央 國(guó)務(wù)院關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見(jiàn)》，作為長(zhǎng)江上游南岸的一級(jí)支流，同時(shí)是長(zhǎng)江上游珍稀特有魚(yú)類(lèi)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)重要組成部分的赤水河，于2017年1月1日開(kāi)始實(shí)施為期10 a的全面禁漁［8-9］。赤水河源于云南省昭通市鎮(zhèn)雄縣赤水源鎮(zhèn)，流經(jīng)滇、黔、川3省，于四川省合江縣匯入長(zhǎng)江。其流域至今未修建過(guò)水壩，仍然保持著自然流態(tài)，氣候條件適宜，水質(zhì)良好，為長(zhǎng)江上游的部分珍稀特有魚(yú)類(lèi)及其他水生生物提供了良好的棲息或產(chǎn)卵條件［10］。但在禁漁前，部分釀酒廠、畜牧養(yǎng)殖場(chǎng)及農(nóng)村污水的排放，使得赤水河污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，生物多樣性受到嚴(yán)重威脅［10］。禁漁后，在各級(jí)政府及社會(huì)各界的共同努力下，該流域環(huán)境得到了一定的改善，生物多樣性也得到了一定程度的恢復(fù)［11］。筆者通過(guò)調(diào)查分析赤水河云南段浮游動(dòng)物的種類(lèi)組成、優(yōu)勢(shì)種和多樣性，從而對(duì)該流域浮游動(dòng)物群落分布特征和水質(zhì)進(jìn)行討論，以期為該河流生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)、生態(tài)修復(fù)及保護(hù)該河段的珍稀特有魚(yú)類(lèi)提供理論指導(dǎo)和科學(xué)依據(jù)［12］。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)分布及采樣時(shí)間

野外采樣按照《河流水生生物調(diào)查指南》［13］進(jìn)行，共采樣兩次，采樣時(shí)間分別為2021年11月（秋季）和2022年1月（冬季）。根據(jù)干支流情況及城鎮(zhèn)分布情況，在鎮(zhèn)雄縣赤水源鎮(zhèn)、果珠鄉(xiāng)、大灣鎮(zhèn)和坡頭鎮(zhèn)境內(nèi)共設(shè)置6個(gè)采樣點(diǎn)（見(jiàn)表1）。

表1 赤水河云南段采樣地點(diǎn)坐標(biāo)

1.2 浮游動(dòng)物采集與處理

赤水河云南段浮游動(dòng)物樣品采集包含定性樣品采集和定量樣品采集。為減少誤差，在同一個(gè)采樣點(diǎn)采樣時(shí)遵循定量樣品應(yīng)在定性樣品前采集的原則［3］。

1.2.1 定性樣品的采集與處理。枝角類(lèi)、橈足類(lèi)定性樣品用13號(hào)浮游生物網(wǎng)采集，原生動(dòng)物、輪蟲(chóng)和無(wú)節(jié)幼體的定性樣品用25號(hào)浮游生物網(wǎng)采集，使網(wǎng)口在水下50 cm處作“∞”字形緩慢拖曳采集。現(xiàn)場(chǎng)將枝角類(lèi)和橈足類(lèi)樣品用體積分?jǐn)?shù)為40%的甲醛溶液固定，用量為水樣體積的4%；原生動(dòng)物和輪蟲(chóng)樣品用魯哥氏液固定，用量為水樣體積的1.5%。將樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后，在光學(xué)顯微鏡下完成物種鑒定，優(yōu)勢(shì)種類(lèi)鑒定到種，其他種類(lèi)至少鑒定到屬。種類(lèi)鑒定主要依據(jù)《水生生物學(xué)》［14］《中國(guó)淡水生物圖譜》［15］等書(shū)籍。

1.2.2 定量樣品的采集與處理。定量樣品用采水器采集，枝角類(lèi)、橈足類(lèi)每個(gè)樣點(diǎn)采集水樣10.0 L，再用25號(hào)浮游生物網(wǎng)過(guò)濾濃縮至0.1 L，原生動(dòng)物、輪蟲(chóng)和無(wú)節(jié)幼體每個(gè)采樣點(diǎn)采集水樣1.0 L；采集后的水樣固定方法與定性樣品固定方法相同；樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后，運(yùn)用沉淀器、虹吸管等儀器將水樣進(jìn)行沉淀濃縮，然后計(jì)數(shù)。原生動(dòng)物計(jì)數(shù)用0.1 mL計(jì)數(shù)框，在10×20放大倍數(shù)的顯微鏡下全片計(jì)數(shù)，每瓶樣品計(jì)數(shù)兩片。輪蟲(chóng)計(jì)數(shù)用1.0 mL計(jì)數(shù)框全片計(jì)數(shù)，每瓶樣品計(jì)數(shù)兩片。枝角類(lèi)、橈足類(lèi)、無(wú)節(jié)幼體計(jì)數(shù)可用5.0 mL計(jì)數(shù)框?qū)悠贩秩舾纱稳坑?jì)數(shù)，定量樣品采集和分析方法參照《淡水浮游生物調(diào)查技術(shù)規(guī)范》（ SC/T 9402—2010）［16］。

水樣中浮游動(dòng)物的數(shù)量計(jì)算公式為

式（1）中：N為1 L水樣中浮游動(dòng)物的數(shù)量，單位為ind/L；v為樣品濃縮后的體積，單位為mL；V為采樣體積，單位為L(zhǎng)；C為計(jì)數(shù)框體積，單位為mL；n為計(jì)數(shù)所獲得的個(gè)體數(shù)（兩片平均數(shù)），單位為ind。

1.3 數(shù)據(jù)處理分析方法

1.3.1 優(yōu)勢(shì)種分析方法。浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種的確定要依據(jù)該種的優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（Y），優(yōu)勢(shì)度指數(shù)大于0.02時(shí)表示該種為優(yōu)勢(shì)種。優(yōu)勢(shì)度指數(shù)的計(jì)算公式為［17］

式（2）中：Ni為第i種生物數(shù)量，N為生物個(gè)體總數(shù)，fi為第i種生物的出現(xiàn)頻率。

1.3.2 物種多樣性分析方法。物種多樣性指數(shù)是描述群落結(jié)構(gòu)特征的一個(gè)指標(biāo)，包括物種多樣性、物種豐富度及物種均勻度。此研究采取α-多樣性的3種多樣性指數(shù)（即Shannon多樣性指數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)）對(duì)赤水河云南段的浮游動(dòng)物多樣性進(jìn)行分析。Shannon多樣性指數(shù)可估算群落多樣性的高低，用于描述個(gè)體出現(xiàn)的紊亂性和不確定性，不確定性越高，多樣性就越高；Margalef豐富度指數(shù)是以種的數(shù)目和全部種的個(gè)體總數(shù)表示物種多樣性，該指數(shù)是指一個(gè)群落或環(huán)境中物種數(shù)目的多少，反映了群落物種的豐富度，Margalef豐富度指數(shù)越大說(shuō)明群落內(nèi)物種越豐富；Pielou均勻度指數(shù)反映出物種個(gè)體數(shù)分配的均勻程度，數(shù)值范圍在0～1，數(shù)值越大說(shuō)明群落內(nèi)物種分布越均勻［10］。

Shannon多樣性指數(shù)計(jì)算公式為

Margalef豐富度指數(shù)計(jì)算公式為

Pielou均勻度指數(shù)計(jì)算公式為

式（3）至式（5）中：S為總物種數(shù)量，Ni為第i種生物數(shù)量，N為生物個(gè)體總數(shù)，Pi=Ni/N。

浮游生物多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：Shannon多樣性指數(shù)H′在0～1表示重度污染，在1～2表示α-中度污染，在2～3表示β-中度污染，H′>3表示輕度污染；Margalef豐富度指數(shù)D在0～1表示重度污染，在1～2表示α-中度污染，在2～3表示β-中度污染，D>3表示輕度污染；Pielou均勻度指數(shù)J在0～0.3表示重度污染，在0.3～0.4表示α-中度污染，在0.4～0.5為β-中度污染，J>0.5表示輕度污染［18-19］。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 浮游動(dòng)物的種類(lèi)組成

對(duì)赤水河云南段秋冬兩季浮游動(dòng)物研究共發(fā)現(xiàn)4類(lèi)16種（見(jiàn)表2、表3），16種浮游動(dòng)物在秋、冬兩季均出現(xiàn)，沒(méi)有某種物種的增加或者減少。其中原生動(dòng)物9種，占總物種數(shù)的56.20%；輪蟲(chóng)4種，占總種類(lèi)數(shù)的25.00%；枝角類(lèi)2種，占總物種數(shù)的12.50%；橈足類(lèi)1種，占總物種數(shù)的6.30%（見(jiàn)圖1）。秋、冬兩次調(diào)查調(diào)查結(jié)果均顯示，原生動(dòng)物占比最高，在種類(lèi)組成上占優(yōu)勢(shì)，其次為輪蟲(chóng)，枝角類(lèi)和橈足類(lèi)所占比例較小。

圖1 赤水河云南段4類(lèi)浮游動(dòng)物種類(lèi)組成占比

2.2 浮游動(dòng)物的分布

由表2、表3可知，秋季時(shí)，S4位點(diǎn)物種數(shù)最多，含此次調(diào)查的全部物種16種，其次為S5位點(diǎn)14種，然后依次為S3位點(diǎn)12種，S6位點(diǎn)10種，S2位點(diǎn)7種，S1位點(diǎn)1種；冬季時(shí)，亦是S4位點(diǎn)物種數(shù)最多，有14種，然后依次為S5位點(diǎn)13種，S3位點(diǎn)12種，S6位點(diǎn)10種，S2位點(diǎn)5種，S1位點(diǎn)0種。秋、冬兩季6個(gè)位點(diǎn)的物種數(shù)排序結(jié)果相同。

表2 赤水河云南段秋季浮游動(dòng)物種類(lèi)名錄及分布情況

表3 赤水河云南段冬季浮游動(dòng)物種類(lèi)名錄及分布情況

2.3 浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種

由表4可知，赤水河云南段秋、冬兩季調(diào)查出的浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種共11種。兩季同為優(yōu)勢(shì)種的有9種，其中原生動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)種有針棘匣殼蟲(chóng)、砂殼蟲(chóng)、褐砂殼蟲(chóng)和彎凸表殼蟲(chóng)4種，輪蟲(chóng)優(yōu)勢(shì)種有萼花臂尾輪蟲(chóng)、前節(jié)晶囊輪蟲(chóng)、螺形龜甲輪蟲(chóng)和腔輪蟲(chóng)4種，枝角類(lèi)優(yōu)勢(shì)種有長(zhǎng)額象鼻溞1種。原生動(dòng)物圓殼蟲(chóng)和片口砂殼蟲(chóng)只在秋季為優(yōu)勢(shì)種。

表4 赤水河云南段浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種

2.4 浮游動(dòng)物多樣性分析

用Excel工作表計(jì)算出赤水河云南段浮游動(dòng)物秋、冬兩季6個(gè)采樣點(diǎn)的Shannon多樣性指數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)并作圖（見(jiàn)圖2、圖 3）。

2.4.1 Shannon多樣性指數(shù)分析。由圖2、圖3可知，此次調(diào)查赤水河云南段6個(gè)位點(diǎn)的浮游動(dòng)物除S1位點(diǎn)3種指數(shù)在秋、冬兩季均為0以外，S2～S6位點(diǎn)秋季浮游動(dòng)物的Shannon多樣性指數(shù)分別為 1.877、2.329、2.553、2.497、2.218，均高于冬季1.472、2.303、2.427、2.391、2.150，表明秋季群落浮游動(dòng)物多樣性高于冬季。除S1位點(diǎn)外，秋、冬兩季都是S4位點(diǎn)的Shannon多樣性指數(shù)最高，S2位點(diǎn)的Shannon多樣性指數(shù)最低。

圖2 秋季浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)

圖3 冬季浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)

2.4.2 Margalef豐富度指數(shù)分析。由圖 2、圖3可知，除 S1 位點(diǎn)外，秋季S4位點(diǎn)的Margalef豐富度指數(shù)（4.290）最高，S2位點(diǎn)的Margalef豐富度指數(shù)（2.606）最低；冬季S3位點(diǎn)的Margalef豐富度指數(shù)（4.504）最高，S2位點(diǎn)的Margalef豐富度指數(shù)（2.485）最低。

2.4.3 Pielou均勻度指數(shù)分析。由圖 2、圖 3可知，秋、冬兩季的Pielou均勻度指數(shù)（除S1位點(diǎn)）都在0.9～1.0，且秋季S2～S6位點(diǎn)Pielou均勻度指數(shù)分別為 0.970、0.937、0.921、0.946、0.963，均高于冬季0.915、0.927、0.920、0.932、0.934。秋季時(shí)S2位點(diǎn)的Pielou均勻度指數(shù)最高，S4位點(diǎn)的最低；冬季時(shí)S6位點(diǎn)的Pielou均勻度指數(shù)最高，S2位點(diǎn)的最低。

3 討論

3.1 浮游動(dòng)物群落分布特征

余海英［20］在2007年對(duì)赤水河流域浮游動(dòng)物的調(diào)查結(jié)果顯示，該流域共有111種浮游動(dòng)物，其中以原生動(dòng)物為主（有76種），然后依次是輪蟲(chóng)28種、橈足類(lèi)4種、枝角類(lèi)3種。閔文武等［21］于2018年9月對(duì)赤水河流域進(jìn)行浮游動(dòng)物采樣分析，檢測(cè)出浮游動(dòng)物共52種，其中輪蟲(chóng)最多（有33種），其次是原生動(dòng)物11種，然后是橈足類(lèi)6種，最后是枝角類(lèi)3種。吳俁學(xué)等［22］于2019年12月對(duì)赤水河流域進(jìn)行浮游動(dòng)物采樣分析，檢測(cè)出浮游動(dòng)物共43種，其中以輪蟲(chóng)為主（有26種），然后依次為原生動(dòng)物12種，橈足類(lèi)3種，枝角類(lèi)2種。此次調(diào)查赤水河云南段浮游動(dòng)物共檢測(cè)出16種，在種類(lèi)組成上秋、冬兩季都以原生動(dòng)物為主（9種），這與余海英2007年調(diào)查結(jié)果相似，其次是輪蟲(chóng)（4種），然后是枝角類(lèi)（2種），橈足類(lèi)（1種）最少。此次調(diào)查的4類(lèi)浮游動(dòng)物的物種數(shù)均少于上述研究，這是由于上述研究調(diào)查的范圍都是整個(gè)赤水河流域，赤水河流經(jīng)地勢(shì)西南高、東北低，氣溫差異大，從上游到下游水溫逐漸升高［21］，中下游的貴州段和四川段適合更多的浮游動(dòng)物生存，而此次調(diào)查的只是赤水河流域水溫最低的云南段，因此，調(diào)查到的浮游動(dòng)物種類(lèi)較少為正常。

3.2 赤水河云南段水質(zhì)評(píng)價(jià)

在此次調(diào)查分析赤水河云南段浮游動(dòng)物的多樣性指數(shù)中，S1位點(diǎn)秋、冬兩個(gè)季節(jié)的Shannon多樣性指數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)都為零，該位點(diǎn)在秋季時(shí)僅檢測(cè)到針棘匣殼蟲(chóng)一種浮游動(dòng)物，其密度為0.5 ind/L，在冬季時(shí)沒(méi)有檢測(cè)到浮游動(dòng)物。如果根據(jù)浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)S1位點(diǎn)的污染類(lèi)型，3個(gè)指數(shù)的評(píng)價(jià)結(jié)果都是重度污染，而實(shí)際情況恰巧相反，S1位點(diǎn)處于赤水河源頭，在此次采樣中水質(zhì)最好。此次在S1位點(diǎn)幾乎沒(méi)有采集到浮游動(dòng)物的原因可能有以下3方面。第一，此次采樣時(shí)間為2021年11月和2022年1月，采樣時(shí)此地已經(jīng)處于低溫時(shí)期，低溫不利于浮游動(dòng)物的新陳代謝和生長(zhǎng)繁殖；第二，秋末和冬季，浮游動(dòng)物會(huì)因缺少食物而大量死亡；第三，赤水河是流動(dòng)性河流，浮游動(dòng)物沒(méi)有運(yùn)動(dòng)能力或運(yùn)動(dòng)能力弱，不能自主遷徙，只能隨河流流動(dòng)［23］。因?yàn)镾1位點(diǎn)實(shí)際水質(zhì)情況與用多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)的水質(zhì)情況嚴(yán)重不符，所以在前面分析多樣性指數(shù)時(shí)及在后面用多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)水污染類(lèi)型時(shí)，不對(duì)該點(diǎn)進(jìn)行分析。

根據(jù)浮游生物多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)赤水河云南段秋、冬兩季各個(gè)樣點(diǎn)的污染類(lèi)型。Shannon多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，S2位點(diǎn)秋、冬兩季均為α-中度污染，S3、S4、S5、S6這4個(gè)位點(diǎn)秋、冬兩季均為β-中度污染。Margalef豐富度指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，秋季時(shí)S2、S6兩位點(diǎn)為β-中度污染，S3、S4、S5這3個(gè)位點(diǎn)為輕度污染；冬季時(shí)，S2位點(diǎn)為α-中度污染，其余4個(gè)點(diǎn)均為輕度污染。Pielou均勻度指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，5個(gè)位點(diǎn)在秋、冬兩季都是輕度污染。

近年來(lái)，在赤水河流域污染治理方面，云、貴、川3省努力踐行“綠水青山就是金山銀山”理念，為保護(hù)赤水河主動(dòng)放慢工業(yè)發(fā)展步伐，減緩經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度，采取關(guān)閉煤礦、拆除小水電站、修建污水處理廠、退耕還林還竹等措施，集中一切力量對(duì)赤水河流域進(jìn)行生態(tài)修復(fù)和治理。雖然生態(tài)修復(fù)和治理取得了顯著的效果，但部分區(qū)域的治理還需要加大執(zhí)法力度和保護(hù)宣傳力度，讓“綠水青山就是金山銀山”理念深入人心。