富營養化對淺水湖泊輪蟲種群結構影響研究

鄭金秀，池仕運，李聃，汪紅軍，胡菊香

富營養化對淺水湖泊輪蟲種群結構影響研究

鄭金秀，池仕運，李聃，汪紅軍，胡菊香*

水利部中國科學院水工程生態研究所 水利部水工程生態效應與生態修復重點實驗室，湖北 武漢430079

石臼湖和固城湖是長江中下游兩個淺水湖泊，富營養化問題日益突出。為探索湖泊富營養化對輪蟲的影響，于2012年平水期和枯水期對這兩個湖泊輪蟲種群結構進行了調查，并檢測水體理化因子，分析輪蟲分布與水環境因子及水體富營養狀況的關系。水質檢測結果顯示，平水期石臼湖除個別點水體綜合營養狀態指數（TLI）＞50為輕度富營養狀態外，大多數站點TLI＜50，為中營養狀態；枯水期兩個湖泊TLI＞50，處于輕度-中度富營養化狀態。水生生物調查檢出輪蟲35種，其中石臼湖33種，固城湖27種，平水期種類多于枯水期。出現的輪蟲以臂尾輪蟲（Brachionus）和異尾輪蟲（Trichocerca）居多，優勢種主要有螺形龜甲輪蟲（Keratella cochlearis）、廣生多肢輪蟲（Polyarthra vulgaris）、疣毛輪蟲（Trichocerca sp.）、溝痕泡輪蟲（Pompholyx sulcata）、異尾輪蟲屬和臂尾輪蟲屬等。輪蟲平均密度3023.19 ind·L-1，平均生物量745.72 μg·L-1。現存量季節變動明顯，大部分站點平水期大于枯水期。輪蟲多樣性指數也是平水期大于枯水期，石臼湖輪蟲多樣性大于固城湖。水體綜合營養狀態指數（TLI）與輪蟲種類數和多樣性成顯著負相關，隨著富營養化加劇，輪蟲種類減少，多樣性降低。典范對應分析（Canonical Correspondence Analysis，CCA）表明，影響輪蟲種群分布的主要環境因子為NH4+-N、TN、TP和CODMn。按輪蟲豐度分布與水環境因子的關系排序，2次調查的24個站點可大致分成3個組。輪蟲種群結構受水體富營養狀態影響，每組站點的代表性種類對水體營養狀態有較好的指示作用。組1的代表性種類為曲腿龜甲輪蟲，指示營養級別O-β；組2代表性種類萼花臂尾輪蟲，指示的營養級別為β-α；組3以O營養級種類為主。

輪蟲；種群結構；富營養化；淺水湖泊

1 材料與方法

1.1樣品采集

2012年10月（平水期）、12月（枯水期）對石臼湖和固城湖進行輪蟲采樣調查，同時對水體理化因子進行分析。根據湖泊面積及生境特點，在石臼湖湖區布設8個采樣點，在固城湖湖區布設4個采樣點。具體采樣點設置如圖1。

圖1 采樣點示意圖Fig. 1 Geographical distribution of sampling sites

1.2樣品處理

輪蟲定性樣品用25號浮游生物網（孔徑為64 μm）大范圍拖撈獲得，取50 mL用5%的福爾馬林固定。定量樣品用2.5 L采水器于3個深度（表層、中層、底層）各采水5 L，混合后取2 L水用15%的魯哥氏液固定。所獲樣品均帶回實驗室進行分類、鑒定（王家楫，1961；諸葛燕，1997）。

水環境監測指標包括總氮、總磷、銨氮、硝氮、亞硝氮、可溶性磷酸鹽、葉綠素a和化學耗氧量等，各指標的測定方法參照《水和廢水監測分析方法》進行（國家環境保護總局《水和廢水監測分析方法》編委會，2002）。

1.3數據處理

根據中國環境監測總站制定的《湖泊（水庫）富營養化評價方法及分級技術規定》，選取葉綠素a（Chl a）、總磷（TP）、總氮（TN）、透明度（SD）和高錳酸鹽指數（CODMn）等為參數，計算綜合營養狀態指數（金相燦等，1995）。計算公式為：

式中：TLI(∑)—綜合營養狀態指數；

Wj—第j種參數的營養狀態指數的相關權重；

TLI（j）—代表第j種參數的營養狀態指數。

以Chl a作為基準參數，則第j種參數的歸一化的相關權重計算公式為：

（rij為第j種參數與基準參數chl a的相關系數，Chl a、TP、TN、SD和CODMn的rij值分別為1、0.84、0.82、-0.83和0.83，m為評價參數的個數）

各參數的營養狀態指數計算公式為：

TLI(chl a)=10(2.5+1.086lnChl a)

TLI(TP)=10(9.436+1.624lnTP)

TLI(TN)=10(5.453+1.694lnTN)

TLI(SD)=10(5.118-1.94lnSD)

TLI(CODMn)=10(0.109+2.661ln CODMn)

式中Chl a單位為mg·m-3，SD單位為m，其它指標單位均為mg·L-1。

輪蟲的生物多樣性采用Margalef多樣性指數（D）和Shannon-Wiener多樣性指數（H），公式分別為：

D=(S-1)/lnN，H=-Σ(Pi)(lnPi)

式中，S為種類數，Pi為某種輪蟲的密度占總個體密度(ind·L-1)的比例，N為輪蟲的密度（ind·L-1）。

用軟件PC-ORD 5進行典范對應分析（Canonical Correspondence Analysis，CCA），用于分析輪蟲群落與水體環境參數之間的關系，得出物種與環境二維排序圖，再用非參數程序多響應置換過程（multi response permutation procedures，MRPP）檢驗各組之間的差異性，并做指示種分析（indicator species analysis，ISA），找出各組的特征指示種。

2 結果與分析

2.1水環境因子變化

石臼湖和固城湖平水期平均水溫20 ℃，枯水期平均水溫9 ℃。根據地表水環境質量標準（GB3838-2002）單因子評價方法，兩個湖泊各采樣點總體符合地表水環境質量III類標準，平水期水質優于枯水期。枯水期石臼湖S2、S4和S8等采樣點及固城湖G2、G3、G4采樣點高錳酸鹽指數含量較高，枯水期固城湖氨氮含量較高，均超過III類

水質標準。各采樣點水環境因子平均值如表1。采用綜合營養狀態指數法，對石臼湖和固城湖水體營養狀態進行評價，各采樣點的綜合營養狀態指數變化如圖2。平水期時只有石臼湖的S1、S2和S3采樣點TLI＞50，為輕度富營養狀態，其余站點都＜50，處于中營養狀態。枯水期石臼湖和固城湖所有站點TLI都＞50，呈富營養狀態，其中S7和S8站點分別達到60.4和60.7，為中度富營養狀態。

表1 兩個湖泊水環境因子平均值Table 1 Average value of environmental factors in two lakes mg·L-1

圖2 石臼湖和固城湖綜合營養狀態指數變化Fig. 2 Comprehensive nutrition state index variation in Shijiu Lake and Gucheng Lake

2.2種類組成

石臼湖和固城湖調查中共采集到輪蟲35種，隸屬于10科21屬，其中石臼湖采集到33種，固城湖采集到27種。輪蟲的種類組成中，異尾輪屬（7種）和臂尾輪屬（6種）種類最多，分別占總種數的20.0%和17.1%；其次是龜甲輪屬（4種），占總種數11.4%，其它各屬種類均很少。石臼湖常見種主要有螺形龜甲輪蟲（Keratella cochlearis）、廣生多肢輪蟲（Polyarthra vulgaris）、疣毛輪蟲（Trichocerca sp.）等；固城湖常見種主要為螺形龜甲輪蟲、廣生多肢輪蟲、溝痕泡輪蟲（Pompholyx sulcata）、異尾輪蟲（Trichocerca sp.）、角突臂尾輪蟲（Brachionus angularis）等（見表2）。

兩個湖泊輪蟲皆是平水期種類多于枯水期種類，石臼湖平水期27種，枯水期22種；固城湖平水期20種，枯水期17種（圖3）。石臼湖各采樣點檢出的輪蟲種類數差異較大，平水期岸邊種類多于湖心，枯水期則以湖心種類居多。石臼湖輪蟲季節變化幅度也比固城湖大。這與各采樣點的生境有很大關系。石臼湖的8個采樣點，除了S4和S7位于湖心，其余6個點都靠近岸邊。受圍湖造田、養殖等人類活動影響，石臼湖岸邊帶有機質含量高，輪蟲餌料豐富，種類增多。而固城湖的4個采樣點皆位于敞水水面，離岸邊帶有一定距離，且固城湖為江蘇省飲用水源區，人類活動較石臼湖少，也導致了固城湖輪蟲種類數量及其季節變化的穩定。此外，石臼湖是通江淺水湖泊，受長江影響，湖泊水位變幅大，生境較固城湖復雜，也導致了其生物類群時間和空間的較大差異。

圖3 兩個湖泊的輪蟲種類分布Fig. 3 Rotifer species distribution in two lakes

表2 兩個湖泊輪蟲種類組成Table 2 Rotifer species composition in two lakes

2.3輪蟲現存量變化

2次調查輪蟲密度變動在50～13566.67 ind·L-1，平均3023.19 ind·L-1，生物量變動在8.50～4912.75 μg·L-1，平均745.72 μg·L-1。密度最大值出現在平水期固城湖G2站點，為13566.67 ind·L-1，生物量最大值出現在枯水期石臼湖S1站點，為4912.75 μg·L-1。石臼湖平均密度為2576.04 ind·L-1，平均生物量為955.93 μg·L-1；固城湖平均密度為3917.50 ind·L-1，平均生物量為325.29 μg·L-1。兩個湖泊輪蟲現存量季節變動較明顯，大部分站點平水期現存量大于枯水期，只有站點S1和S2枯水期大于平水期（圖4）。另外站點S4和G4生物量為枯水期大于平水期。這與不同季節出現的輪蟲種類有關，這些站點在枯水期出現了較多大個體的輪蟲，如疣毛輪蟲和萼花臂尾輪蟲。固城湖輪蟲密度大于石臼湖，而生物量卻小于石臼湖，也與兩個湖泊出現的優勢種有關，固城湖優勢種主要為螺形龜甲輪蟲、暗小異尾輪蟲、溝痕泡輪蟲等，個體較小，而石臼湖優勢種則包括了疣毛輪蟲和臂尾輪蟲等較大個體的輪蟲。

2.4輪蟲多樣性指數與營養狀態關系

輪蟲在不同季節表現出不同的多樣性。平水期

石臼湖Shannon-wiener指數（H）在1.57～3.14之間變動，平均2.48；Margalef指數（D）在0.52～2.14之間變動，平均1.40。枯水期石臼湖H值在1.00～2.35之間變動，平均1.85；D值在0.26～1.00之間變動，平均0.67。平水期固城湖H值在1.36～2.52之間變動，平均1.97；D值在1.14～1.42之間，平均1.26。枯水期固城湖H值在0.94～2.17之間，平均1.64；D值在0.33～1.05之間，平均0.64。輪蟲多樣性指數平水期高于枯水期，石臼湖的輪蟲多樣性高于固城湖（圖5）。

圖4 輪蟲現存量變化Fig. 4 variation of rotifer density and biomass

圖5 輪蟲多樣性指數Fig. 5 variation of rotifers diversity index

我們通過綜合營養狀態指數（TLI）與輪蟲多樣性指數及輪蟲種類數的pearson相關性分析得到，水體富營養狀態與輪蟲種類數和多樣性指數成負相關，其中TLI與種類數和Margalef指數（D）相關性顯著（表3）。說明營養增加，輪蟲種類減少，多樣性降低。

表3 TLI與輪蟲多樣性指數和種類數的相關性Table 3 Correlation analysis of TLI and biodiversity index and species

2.5輪蟲分布與水質的關系

為檢驗輪蟲種群結構與水質參數的關系，將各站點輪蟲豐度與水質參數做CCA分析，可得到圖6結果。統計分析結果顯示，CCA軸的軸1解釋率為0.491，軸2解釋率為0.274，軸3解釋率為0.180。軸1代表了大部分環境因子參量信息，與環境因子相關性顯著（r=0.975，P=0.002），各環境因子與3個軸之間的關系見表4。可以看出，軸1與溫度T成顯著正相關，與TP、CODMn、TN和NH4+-N成負相關，軸2主要與NH4+-N成正相關。影響輪蟲分布的主要水環境因子為溫度T、CODMn、TP、TN和NH4+-N。

圖6 輪蟲站點分布與水環境變量的CCA排序圖Fig. 6 CCA ordination biplots of site scores and selected environmental variables

表4 水環境參數與CCA 3軸之間的關系Table 4 Relationship between the environmental parameters and three axis

按輪蟲豐度分布與水環境因子的關系排序，2次調查的24個站點可大致分成3個組（如圖6）。經非參數程序多響應置換過程（multi response permutation procedures，MRPP）檢驗，3個組之間差異顯著（統計量T=-9.46，A=0.21，P＜0.01），說明依照環境因子排序劃分的3個組是合理的。

3 討論

3.1環境因子對輪蟲分布的影響

輪蟲的種群動態與諸多環境因子密切相關（Herzig，1987；Duggan等，2002），其中，溫度對輪蟲的生長繁殖和種群分布起了關鍵作用（王家楫，1961；Armengol等，1998；Mikschi，1989；楊宇峰等，2006）。諸多學者研究了輪蟲群落結構與溫度的關系（都雪等，2014；溫利新等，2006），認為溫度是影響輪蟲密度季節變化的影響因素之一。本研究中，分布于CCA軸2兩側的站點分別代表了平水期站點和枯水期站點，也說明溫度是決定輪蟲季節分布的主要因素。從優勢種組成變化來看，除了螺形龜甲輪蟲和廣生多肢輪蟲為全年優勢種，裂痕龜紋輪蟲、前翼輪蟲、暗小異尾輪蟲及角突臂尾輪蟲、剪形臂尾輪蟲等主要出現在平水期，而曲腿龜甲輪蟲、萼花臂尾輪蟲則主要出現在枯水期。這主要與食物資源的季節變化有關（Pourriot，1997），相比于枯水期，平水期溫度較高，藻類繁殖較快，而浮游動物中廣溫性種類較多，其中以藻類為食的臂尾輪蟲和暗小異尾輪蟲，及以碎屑為主要食物的裂痕龜紋輪蟲就得到相應的增長（溫利新等，2006；劉紅等，2006）。

營養狀態參數同樣影響著輪蟲的種群結構（Yoshida等，2003）。本研究中，總氮、總磷、高錳酸鹽和氨氮與輪蟲種類數呈顯著負相關（P＜0.05），這些營養鹽綜合影響了輪蟲的種群分布。TP含量是判定水體富營養化程度的一個重要指標，水體的富營養化程度隨著TP含量的升高而加劇，從而影響輪蟲的結構組成（都雪等，2014）。Jeppesen等（2000）認為，輪蟲的種類數隨著TP的增加而下降，這與本研究結果一致。Tasevska等人（2012）研究表明，輪蟲密度隨營養鹽的增加而增加。Wang等（2010）研究顯示，輪蟲密度與水體無機氮含量呈顯著正相關。本研究中，輪蟲密度與TN呈正相關，但相關性并不顯著。這可能與石臼湖和固城湖所處的營養狀態有關，也與通江湖泊較復雜的生境變化有關。在湖泊富營養化過程中，輪蟲的種類和密度都將發生演變，一般認為，水體富營養化，將使一些生物敏感種消失，使生物群落結構單一化，而耐受種的大量繁殖，使輪蟲密度增加（錢方平等，2007）。從TLI值來看，石臼湖和固城湖分別處于輕度富營養化和中營養-輕度富營養化階段，其影響首先體現在種類的變化上，其次才影響到輪蟲的密度。除了水體理化因子，輪蟲的現存量還受食物資源、生物之間的競爭捕食等諸多因素的影響（Devetter，1998；William，1984）。由于養殖和圍湖造田等人類活動干擾，石臼湖和固城湖氨氮含量和高錳酸鹽指數含量較高，一些站點超過III類水質標準，這些污染物都會對輪蟲結構產生影響，污染物過多也將抑制輪蟲的生長繁殖（朱瑋閣等，2009；Garcia-Garcia等，2007）。

3.2富營養化對輪蟲多樣性的影響

水體富營養化對水生生物群落結構及其物種多樣性的影響已有較多報道（胡菊香等，2007；郭凱等，2010；Dodson，1992）。綜合營養狀態指數（TLI）與輪蟲多樣性指數及種類數的相關性分析（表3）表明，水體富營養狀態與輪蟲種類數和多樣性指數成負相關，隨著水體富營養化程度的增加，輪蟲種類減少，多樣性降低。這與熊金林等（錢方平等，2007；熊金林等，2003）研究結果一致。湖泊發生富營養化的過程中，物種多樣性一般先升高，后下降。其間，在中營養水平時生物群落結構復雜，物種多樣性較高，而后逐漸下降（日本生態學會環境問題專門委員會，1987）。石臼湖和固城湖處于不同的富營養化階段，但都超過了中營養水平，因此，隨著TLI的升高輪蟲多樣性呈下降趨勢。輪蟲多樣性指數與水體污染程度有一定關系，許多學者研究（陳立婧等，2008；饒小珍等，2000）認為輪蟲可作為水質監測的指標，開展水質狀況評價。按輪蟲多樣性指數的評價結果，石臼湖和固城湖為富營養化狀態，與綜合營養狀態指數評價結果一致，但富營養化程度按輪蟲多樣性指數評價為石臼湖＜固城湖，這與綜合營養狀態指數評價結果相反。可見，在確定富營養化污染等級上，單純以輪蟲多樣性指數為標準是不夠的，還應探討輪蟲的種類組成，或與其他參數綜合分析。這與趙紅雪等人的研究結論一致（趙紅雪等，2011；李共國和虞左明，2003）。

3.3富營養化對輪蟲種群結構的影響

石臼湖和固城湖的輪蟲分布與水體富營養狀態密切相關。通過CCA分析將兩個湖泊的站點大致分為三組，其依據是水環境參數的排序。然而，分析這三組出現的輪蟲種類，我們同樣可以發現，其區別于另外兩組的代表性種類對水體營養狀態也有很好的指示作用。用PC-ORD做指示種分析（indicator species analysis，ISA），可以得出表5結果。

參照Sladecek（1983）劃分的輪蟲指示種類別，組1的代表性種類曲腿龜甲輪蟲，所指示的營養級別為O-β；組2代表性種類萼花臂尾輪蟲，指示的營養級別為β-α；組3種類較復雜，但以O營養級種類為主。以此來劃分，則表示組2是富營養狀態較高的水域，組1其次，組3相對營養狀態低些。這與調查的水質狀況和輪蟲結構是相符的。組1站

點組成以固城湖枯水期站點為主，組2除了S2之外，全是石臼湖枯水期站點，而組3則是石臼湖和固城湖平水期站點。調查結果已顯示，兩個湖泊平水期水質優于枯水期，平水期營養狀態也較枯水期低。

表5 指示種分析結果Table 5 The results of ISA

計算石臼湖好固城湖各類型指示種所占比例，兩個湖泊不同季節出現的種類中，平水期O和O-β類型輪蟲所占比例（石臼湖80%，固城湖53%）都高于枯水期（石臼湖56%，固城湖36%），這再次說明了輪蟲種類演變與富營養化有一定關系。從平水期石的中營養-輕富營養狀態至枯水期的輕度富營養-中度富營養狀態，輪蟲種類不僅隨營養水平上升而下降，而且出現的種類也與營養水平相適應。

這種演變除了與季節和食物資源有關，也體現了優勢種對污染的耐受性及生物之間的競爭關系。如得到較大認同的10種富營養化輪蟲指示種（胡菊香等，2007），在石臼湖和固城湖的不同季節都有個別種類成為優勢種。而同一屬的不同種往往出現在不同季節。如臂尾輪蟲，在平水期主要出現角突臂尾輪蟲和剪形臂尾輪蟲，而枯水期則出現萼花臂尾輪蟲，除了萼花臂尾輪蟲對污染的耐受力和對低溫適應性較強外（耿紅，2006；王愛民等，2014），這種現象也應該和種間競爭機制有關（謝欽銘等，1997），同樣的，曲腿龜甲輪蟲和矩形龜甲輪蟲也分別出現在不同的時期，而螺形龜甲輪蟲則成為全年優勢種，這說明了螺形龜甲輪蟲對富營養化有較強的適能力。

ARMENGOL X, ESPARCIA A, MIRACLE M R. 1998. Rotifer vertical distribution in a strongly stratified lake:a multivariate analysis[J]. Hydrobiologia, 387/388: 161-170.

BERZINS B and PEJLER B. 1989. Rotifer occurrence and trophic degree[J]. Hydrobiologia, 182: 171-180.

CHEN L J, LIU Q, PENG Z, et al. 2012. Rotifer community structure and assessment of water quality in Yangcheng Lake[J]. Chinese Journal of Oceanology and Limnology, 30(1): 47-58.

DODSON S I. 1992. Predicting crustacean zooplankton species richness[J]. Limnol Oceanogr, 37: 848-856.

DUGGAN I C, GREEN J D and SHIEl R J, 2002. Distribution of rotifer assemblages in North Island, New Zealand, Lakes:relationships to environmental and historical factors[J]. Freshwater Biology, 47: 195-206.

MIKSCHI E. 1989. Rotifer distribution in relation to temperature and oxygen content[J]. Hydrobiologia, 186/187: 209-214.

GARCIA-GARCIA G, PICAZO-PAEZ E A, NANDINI S, et al. 2007. Combined effects of sediment and lead(PbCl2) on the demography of Brachionus patulus (Rotifera: Brachionidae)[J]. Hydrobiologia, 593: 209-218.

HERZIG A. 1987. The analysis of planktonic rotifer populations: A plea for long-term investigations[J]. Hydrobiologia, 147: 163-180.

JEPPESEN E, JENSEN J P, KRISTENSEN P, et al. 2000. Trophic structure,species richness and biodiversity in Danish lakes: changes along a phosphorus gradient[J]. Freshwater Biology, 45: 201-218.

LESLIE E HOLLAND, C F BRYAN, J PRESTON NEWMAN JR. 1983. Water quality and the rotifer populations in the Atchafalaya River Basin, Louisiana[J]. Hydrobiologia, 98(1): 55-59.

DEVETTER M. 1998. Influence of environmental factors on the rotifer assemblage in an artificial lake[J]. Hydrobiologia, 387/388: 171-178.

TASEVSKA O, JERSABEK C D, KOSTOSKI G, et al. 2012. Differences in rotifer communities in two freshwater bodies of different trophic degree (Lake Ohrid and Lake Dojran, Macedonia)[J]. Biologia, 67/3: 55-572.

POURRIOT R. 1977. Food and feeding habits of Rotifera[J]. Arch Hydrobiol Beih Ergebn Limnol, 8: 243-260.

SLADECK V. 1983. Rotifers as indicators of water quality[J]. Hydrobiologia, 100: 169-201.

YOSHIDA T, URABE J, ELSER J J. 2003. Assessment of ‘top-down? and‘bottom-up? forces as determinants of rotifer distribution among lakes in Ontario, Canada[J]. Ecological Research, 18: 639-650.

OBERTEGGER U and MANCA M. 2011. Response of rotifer functional groups to changing trophic state and crustacean community[J]. Limnol, 70(2): 231-238.

WEN X L, XI Y L, QIAN F P, et al. 2011. Comparative analysis of rotifer community structure in five subtropical shallow lakes in East China:role of physical and chemical conditions[J]. Hydrobiologia, 661: 303-316.

WANG S B, XIE P, GENG H. 2010. The relative importance of physicochemical factors and crustacean zooplankton as determinants of rotifer density and species distribution in lakes adjacent to the Yangtze River, China[J]. Limnologica, 40: 1-7.

WILLIAM E N. 1984. Regulation of rotifer densities by crustacean zooplankton in an oligotrophic montane lake in British Columbia[J]. Oecologia(Berlin), 61: 175-181.

陳立婧, 顧靜, 彭自然, 等. 2008. 滆湖輪蟲群落結構與水質生態學評價[J]. 動物學雜志, 43(3): 7-16.

都雪, 王齊東, 張超文, 等. 2014. 洪澤湖輪蟲群落結構及其與環境因子的關系[J]. 湖泊科學, 26(2): 269-276.

耿紅. 2006. 水體富營養化和藍藻對輪蟲影響的生態毒理學研究[D]. 武漢: 中國科學院水生生物研究所: p99-108.

郭凱, 趙文, 殷守仁, 等. 2010. 北京官廳水庫輪蟲群落結構與水體富營養化狀況[J]. 湖泊科學, 22(2): 256-264.

國家環境保護總局《水和廢水監測分析方法》編委會. 2002. 水和廢水監測分析方法(第4版)[M]. 北京: 中國環境科學出版社.

胡菊香, 吳生桂, 陳金生, 等. 2007. 巢湖富營養化對輪蟲的影響研究[J].環境科學與技術, 30(12): 16-18.

金相燦, 劉樹坤, 章宗涉. 1995. 中國湖泊環境[M]. 北京: 海洋出版社.

李共國, 虞左明. 2003. 千島湖輪蟲群落結構及水質生態學評價. 湖泊科學, 15(2): 169-178.

劉紅, 馬徐發, 劉瑾. 2006. 武漢南湖浮游輪蟲的初步研究[J]. 水利漁業, 26(2): 60-62.

毛春梅, 張文錦. 2007. 固城湖富營養化評價及防治對策[J]. 安徽農業科學, 3(28): 9005-9006, 9030.

錢方平, 席貽龍, 溫新利, 等. 2007. 湖泊富營養化對輪蟲群落結構及物種多樣性的影響[J]. 生物多樣性, 15(4): 344-355.

饒小珍, 許友勤, 陳寅山. 2000. 福州內河的輪蟲與水質污染評價[J]. 福建師范大學學報(自然科學版), 16(1): 71-75.

日本生態學會環境問題專門委員會編, 盧全章譯. 1987. 環境指示生物·水域分冊[M]. 北京: 中國環境科學出版社.

史小麗, 秦伯強. 2007. 長江中下游地區湖泊的演化及生態特性[J]. 寧波大學學報(理工版), 20(2): 221-226.

王愛民, 席貽龍, 牛翔翔, 等. 2014. 汀棠湖冬季出現的萼花臂尾輪蟲對水溫的適應[J]. 生態學報, 34(16): 4588-4595.

王家楫. 1961. 中國淡水輪蟲志[M]. 北京: 科學出版社.

王慶, 劉麗君, 楊宇峰. 2010. 南方某水庫輪蟲群落特征及其對環境因子的響應[J]. 生態學報, 30(13): 3385-3395.

王榮娟, 張金池. 2011. 石臼湖濕地水環境質量評價及富營養化狀況研究[J]. 濕地科學與管理, 7(2): 26-28.

溫新利, 席貽龍, 張雷, 等. 2006. 蕪湖市鏡湖輪蟲群落結構分析及水質的生態學評價[J]. 水生生物學報, 30(2): 152-158.

謝欽銘, 李云, 李長春. 1997. 鄱陽湖輪蟲種類組成與現存量季節變動的初步研究[J]. 江西科學, 15(4): 235-242.

熊金林, 梅興國, 胡傳林. 2003. 湖北四湖泊營養類型與輪蟲群落的關系[J]. 動物學雜志, 38(6): 8-14.

楊宇峰, 王慶, 陳菊芳, 等. 2006. 河口浮游動物生態學研究進展[J]. 生態學報, 26(2): 576-585.

趙紅雪, 邱小琮, 李力, 等. 2011. 寧夏沙湖輪蟲種類與生物量及多樣性變化[J]. 湖北農業科學, 50(6): 1242-1246.

朱瑋閣, 李孫根, 呂林蘭, 等. 2009. 環境激素氰戊菊酯和有機錫對輪蟲生活史特征的影響[J]. 湖泊科學, 21(5): 687-692.

諸葛燕. 1997. 中國典型地帶輪蟲的研究[D]. 武漢: 中國科學院水生生物研究所.

Impact of Eutrophication on Rotifer Community Structure in Shallow Lakes

ZHENG Jinxiu, CHI Shiyun, LI Dan, WANG Hongjun, HU Juxiang*
Key Laboratory of Ecological Impacts of Hydraulic-Projects and Restoration of Aquatic Ecosystem of Ministry of Water Resources, Institute of Hydroecology, Ministry of Water Resources and Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430079, China

Shijiu Lake and Gucheng Lake are two shallow lakes in the middle and downstream areas of the Yangtze River. The lake eutrophication in the lakes has attracted wide attention. To explore the influence of eutrophication on rotifers, an investigation on rotifer community structure were carried out in normal season and dry season in 2012. At the same time water quality parameters were tested to study the relationship between the rotifers distribution and water quality including the eutrophication status. The results showed that almost of sites in Shijiu Lake were mesotrophic (Trophic Level Index, TLI＜50) except that few sites in mesotrophication (TLI＞50). However in dry season, both lakes were mesotrophic (TLI＞50). The investigation of aquatic organism showed that 35 species of rotifers were detected in total. There were 33 species in Shijiu lake and 27 species in Gucheng lake. the species were more in normal season. The frequency of Brachionus and Trichocerca was the highest. The dominant species were Keratella cochlearis, Polyarthra vulgaris, Trichocerca sp, Pompholyx sulcata, Trichocerca sp and Brachionus sp. The average density of the rotifers was 3023.19 ind·L-1and the average biomass was 745.72 μg·L-1. The seasonal changes were obvious in the standing crop. The standing crop in the normal season was higher than in the dry season in almost of the sites. Rotifers diversity index was higher in Shijiu lake. TLI was significantly negatively related to the rotifers species number and diversity. With the increasing of nutrient loading, rotifer species and diversity decreased. Further, Canonical Correspondence Analysis(CCA) showed that the main water qualtiy factors affecting the rotifer species distribution were NH4+-N, TN,TP and CODMn. According to the sort of the relationships between the rotifer abundance and the water environment factors, 24 sites can be roughly divided into three groups. The results showed that Rotifer community structure was affected by eutrophication, and the representative species in each group had a good indication on the trophic status. The representative species in Group 1 was Keratella valga, indicating the trophic level of oligosaprobic-β mesosaprobic; the representative species of Group 2 was Brachionus calyciflorus, indicating the nutrition level of β-α mesosaprobic; the representative species of Group 3 complicated, mainly as the indicators for oligosaprobic.

rotifers; community structure; eutrophication; shallow lakes

X171.5

A

1674-5906（2014）12-1964-08

國家自然科學基金項目（51279112）；中央分成水資源費項目（1261420237007）；水利部948項目（201408）

鄭金秀（1979年生），女，高級工程師，主要研究方向為水生態監測與評價。E-mai：surexxzh@126.com

*通信作者：E-mail：hujuxiang2005@163.com

2014-09-01

鄭金秀，池仕運，李聃，汪紅軍，胡菊香. 富營養化對淺水湖泊輪蟲種群結構影響研究[J]. 生態環境學報, 2014, 23(12): 1964-1971.

ZHENG Jinxiu, CHI Shiyun, LI Dan, WANG Hongjun, HU Juxiang. Impact of Eutrophication on Rotifer Community Structure in Shallow Lakes [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(12): 1964-1971.

輪蟲是淡水浮游動物的重要組成部分，在水生態系統食物鏈中起著承上啟下的作用，對維持水生態系統結構和功能有重要意義。由于輪蟲個體小，世代周期短，對環境敏感，被視為水體污染的重要指示生物，常常用于水質生態學評價（Chen等，2012；Leslie等，1983）。目前，對湖泊中輪蟲的研究，除了探討種群結構與水環境因子關系（都雪等，2014；Wen等，2011），更多關注其對富營養化的響應（Tasevska等，2012；OBERTEGGER和MANCA，2011；BerzinS和Pejler，1989）。研究表明，輪蟲在浮游動物中的比例隨水體富營養化程度的增加而上升（Duggan等，2002）。隨著湖泊營養水平的上升，輪蟲的數量和生物量有逐漸增加的趨勢（王慶等，2010；Yoshida等，2003）。通過分析輪蟲群落結構的動態變化，可以掌握水生態系統的結構和功能狀況，因此，調查研究湖泊中輪蟲分布與水環境因子和富營養化狀態的關系，可為水生態系統健康評價和水質監測及污染防治提供技術支撐。

長江中下游地區是我國淡水湖泊比較集中的地區，大多數為淺水湖泊，富營養化問題較突出（史小麗和秦伯強，2007）。石臼湖和固城湖位于南京市高淳縣，石臼湖是安徽省當涂縣與江蘇省溧水縣、高淳縣三縣間的界湖，總面積210.4 km2。固城湖與石臼湖原系湖泊洼地，古為丹陽湖，由于長期洪水挾帶泥沙沉積和圍墾，后分割為石臼湖、固城湖及其它諸小湖泊，其余形成河網圩區。因此，該地區水系比較發達，石臼湖分別與長江、青弋江和水陽江三大水系相連通；以長江一級支流——姑溪河與長江相連，成為國內為數不多的通江淡水湖，是長江豐水期重要的調洪儲水淡水湖泊之一。固城湖則是水陽江下游一座滯蓄山洪的天然調節湖泊，面積39 km2。近幾十年來，隨著社會經濟的快速發展，廢水排放、圍湖造田及過度養殖等人類活動嚴重威脅了石臼湖和固城湖的生態環境。這兩座湖泊都有不同程度的富營養化現象（毛春梅和張文錦，2007；王榮娟和張金池，2011）。水環境惡化，富營養化加劇，將使水生生物群落結構發生變化，但目前對這兩個湖泊的輪蟲種群動態及其與水質關系的研究尚未見報道。因此，本研究于2012年平水期和枯水期對兩個湖泊輪蟲進行采集調查，分析輪蟲的種類組成、現存量及多樣性變化，探討輪蟲分布與水環境因子和水體營養化狀態的關系，以期為湖泊的污染控制和富營養化綜合治理提供科學依據。