賈麗，黃雪梅，張秋英，陳琪，劉佳欣，白海鋒

（1.濟南市水文中心，山東 濟南 250013；2.濟南天下第一泉風景區(qū)服務中心，山東 濟南 250000；3.大連海洋大學水產與生命學院，遼寧大連 116023；4.陜西省黃河研究院，陜西 西安 710127）

大明湖（36°40'N，117°01'E）位于山東省濟南市歷下區(qū)北部，是由濟南眾多泉水匯流而成，湖水經濼水河注入小清河，面積46.0 hm2，平均水深2~3 m[1]。大明湖屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，春季干旱多風，夏季雨量集中，秋季溫和涼爽，冬季雪少寒冷。湖區(qū)年平均氣溫14.2 ℃，極端最高氣溫42.5 ℃（7 月份），極端最低氣溫-18.9 ℃（1 月份）。年平均日照時數(shù)為2 444 h，年平均無霜期251 d，年平均降水量為685 mm，年最大降水量822 mm，年平均相對濕度65.4% ，年平均風速2.7 m/s[2]。

浮游生物是水生態(tài)系統(tǒng)中重要的組成部分，對環(huán)境變化敏感。通過“上行效應”調節(jié)生態(tài)系統(tǒng)平衡，是評價水環(huán)境質量變化與水生態(tài)系統(tǒng)健康的重要指示生物[3]。近年來，隨著大明湖周邊城市化進度的加快，人類頻繁的社會活動、過度的養(yǎng)殖捕撈、水體污染和大氣污染等，對湖區(qū)生態(tài)環(huán)境造成了嚴重影響，導致浮游生物的生存環(huán)境發(fā)生了變化，群落結構出現(xiàn)了演替[4]?，F(xiàn)對大明湖浮游生物群落和多樣性進行調查，擬為濟南地區(qū)水生生物資源的保護和水生態(tài)健康評價提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調查時間及點位

2021 年9—10 月份。設置4 個調查點位（D1—D4）（圖1）。其中，D1 位于湖的西部敞水區(qū)，D2 位于湖的中部敞水區(qū)，D3 位于湖的東部敞水區(qū)，D4 位于小東湖區(qū)。在每個調查點位設置3 個平行采樣點，共12 個。

圖1 大明湖調查點位

1.2 浮游生物采集與種類鑒定

根據(jù)大明湖水流及水深的具體情況，以及《內陸水域漁業(yè)自然資源調查手冊》，對浮游動、植物進行定性和定量采樣。

浮游植物定性采樣：用25 #浮游生物網(wǎng)采集，在水面下0.5 m 處呈“∞”形拖拽；定量采樣：用5 L有機玻璃采水器，在水面下0.5 m 處采集水樣1 L?，F(xiàn)場在定性、定量樣品中加入1.5%（體積比）魯哥試劑固定，帶回實驗室，靜置沉淀24 h 后濃縮至30 mL待檢。浮游植物的細胞計數(shù)用400 倍生物顯微鏡，種類鑒定參照文獻[5]。

浮游動物的定性采樣方法同浮游植物。定量采樣：使用5 L 有機玻璃采水器，采集上、中、下3 層水樣并均勻混合；輪蟲和原生動物定量采樣方法：從混合水樣中取1 L，加入1.0%（體積比）魯哥試劑固定，帶回實驗室，沉淀24 h 后，濃縮并定容至30 mL。枝角類與橈足類定量采樣方法：采水器取均勻混合水樣50 L，用25# 浮游生物網(wǎng)過濾濃縮，用4%的甲醛溶液現(xiàn)場固定后，帶回實驗室鏡檢、分類與計數(shù)，種類鑒定參照文獻[6]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

1.3.1 浮游生物群落多樣性

采用Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)（H′）對浮游生物物種進行分析。計算公式為：H′=-∑Pilog2Pi。式中：Pi——第i種的個體數(shù)與總個體數(shù)的比值。生物多樣性指數(shù)水質評價標準見表1。

表1 生物多樣性分級及水質評價標準[7]

1.3.2 浮游生物群落優(yōu)勢種優(yōu)勢種的確定采用優(yōu)勢度（Y），計算公式為：

式中：Ni——第i種生物的個體數(shù)，個；N——所有種類的總個體數(shù)，個；fi——某種浮游生物出現(xiàn)的頻率，%。Y≥0.02 的物種確定為優(yōu)勢種[8]。

2 結果與分析

2.1 浮游生物群落組成

大明湖共鑒定出浮游植物5 門49 種，綠藻門（24 種）最為豐富，其次是硅藻門（15 種）、藍藻門（6種）、隱藻門（3 種）和裸藻門（1 種）（圖2）。各調查點位浮游植物的門類組成和物種數(shù)存在差異，其中種類數(shù)最多的調查點位是D2（25 種）。

圖2 浮游植物種類組成

浮游動物共鑒定出4 類10 種，其中原生動有4 種，占比為40.00%；輪蟲3 種，占總種類30.00%；枝角類和橈足類共占30.00%（圖3）。浮游動物種類組成在不同調查點位上存在差異，其中種類數(shù)最多的調查點位是D1（6 種）。

圖3 浮游動物種類組成

2.2 浮游生物密度和生物量

浮游植物密度為9.73×106~40.90×106cells/L，平均密度為26.31×106cells/L，其中藍藻門種類的密度最大，占比52.87%，其次是綠藻門（圖4）。生物量為21.561~33.177 mg/L，平均生物量為28.964 mg/L，其中硅藻門種類生物量占62.46%，其次是綠藻門。浮游植物密度和生物量在各調查點位存在差異。

圖4 浮游植物密度和生物量占比

浮游動物密度為2.80~6.00 ind./L，平均密度為3.80 ind./L，密度主要取決于輪蟲，占比62.79%。生物量為0.011~0.028 mg/L，平均生物量為0.018 mg/L，輪蟲占總生物量的45.33%（圖5）。浮游動物密度和生物量在各調查點位存在差異。

圖5 浮游動物密度和生物量占比

2.3 浮游生物優(yōu)勢種及多樣性

浮游植物優(yōu)勢種有8 種。其中綠藻門4 種，雙棘柵藻（Scenedesmus bicaudatus）、四尾柵藻（Scenedesmus quadricauda）、二形柵藻（Scenedesmus dimorphus）和直角十字藻（Crucigenia rectangularis）；藍藻門3 種，微小平裂藻（Merismopedia tenuissima）、點狀平裂藻（Dinoflagellates punctate）和中華尖頭藻（Raphidiopsis sinensia）；硅藻門1 種，肘狀針桿藻丹麥變種（Synedra ulna var. danica）。

浮游動物優(yōu)勢種有8 種。其中原生動物2 種，球形砂殼蟲（Difflugia globulosa）和盤狀表殼蟲（Arcella discoides）；輪蟲3 種，萼花臂尾輪蟲（Brachionus calyciflorus）、裂足臂尾輪蟲（Brachionus diversicornis）和前節(jié)晶囊輪蟲（Asplachna priodonta）；枝角類1 種，長額象鼻溞（Bosmina Longirostirs）；橈足類2 種，英勇劍水蚤（Cyclops strennus）和無節(jié)幼體（Nauplius）。

浮游植物H′為2.123~2.937，平均值為2.554，最高值出現(xiàn)在D1 調查點位，最小值出現(xiàn)在D3 調查點位；浮游動物H′為1.664~2.521，平均值為1.935，最高值出現(xiàn)在D1 調查點位，最小值出現(xiàn)在D2 調查點位（圖6）。參照生物多樣性指數(shù)水質評價標準[7]，依據(jù)浮游植物和浮游動物多樣性指數(shù)，大明湖秋季水質呈現(xiàn)中污染。

圖6 浮游生物Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)

3 討論

浮游生物的生活史與湖泊的自然水文密切相關，其種類、密度和多樣性直接影響生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能。本次調查共鑒定浮游生物59 種，以綠藻和原生動物占主導，優(yōu)勢種主要為中華尖頭藻、四尾柵藻、萼花臂尾輪蟲和前節(jié)晶囊輪蟲，其種類組成具有典型的北方湖庫浮游生物群落結構特征[9-10]。相比2015 年大明湖調查的36 種浮游植物[11]，本次調查的浮游植物種類數(shù)有所增加，而與同一區(qū)域的小清河濟南段28 種浮游動物[12]相比，本次調查種類數(shù)相對較少。種類及優(yōu)勢種間的差異主要與該湖泊所處的地理位置和生態(tài)環(huán)境有關。

浮游生物多樣性指數(shù)是表示生物群落內種類多樣性的程度的量綱數(shù)值，通過結合生物種類、數(shù)量等參數(shù)，客觀地反映生境對生物產生的綜合累積效應，多樣性指數(shù)越高，群落結構越穩(wěn)定[13]。本次調查中，大明湖浮游生物多樣性指數(shù)為1.664~2.937，平均值2.245，整體處于較好水平；綜合浮游植物和浮游動物水質評價標準，該湖區(qū)水質處于中污染狀態(tài)，與2017 年大明湖（1.144）[14]水質相比，有很大提高，與小清河濟南段春季水質（2.740）[15]基本相同。整體看來，與濟南其他水域相比，大明湖水質有所提高。

大明湖是由城內泉水和河水匯流而成的天然湖泊，其清潔水源主要來自市區(qū)諸泉的匯聚。據(jù)分析，大明湖每天需要清潔水源3.83×104m3，經過擴建后，總面積由74.0 hm2擴大到103.4 hm2，新增水面11.7 hm2，湖內環(huán)境容量有所提高[16]。近幾年，雖然經過底泥疏浚、環(huán)湖截污、種植水生植物和控制漁業(yè)發(fā)展等一系列綜合整治措施，湖區(qū)透明度提高，水體富營養(yǎng)化得到緩解，但由于湖區(qū)內水體流動速度較慢，蘊含豐富營養(yǎng)鹽的內源沉積物污染源仍然存在，湖水富營養(yǎng)化反彈頻繁。因此，首先應繼續(xù)加大治污力度，收集和攔截全部排向大明湖的生活污水，實現(xiàn)污水的“零入湖”。同時增加湖區(qū)噴水設施，加強水體與空氣的交換，提高水體的自凈能力。其次，根據(jù)湖庫水體保護要求，在湖區(qū)種植水生植物等，增強水體的生態(tài)調節(jié)能力，減少內源沉積污染物的潛在污染。此外，在保護水環(huán)境質量的同時，通過科學增殖放流，合理利用水體，以漁凈水，為濟南市水生態(tài)保護和區(qū)域高質量發(fā)展提供有力支撐。