漢中市興元湖纖毛蟲群落結構與水質評價

劉智峰

摘要：2014年3～5月，利用PFU法對漢中市興元湖水中纖毛蟲群落進行調查，從3個采樣點共觀察到56種纖毛蟲，隸屬1門，3綱，11目，32屬。優勢種為縱長板殼蟲（Coleps elonqatus）、鈍漫游蟲（Litonotus obtusus）、鉤刺斜管蟲（Chilodonella uncinata）、珍珠映毛蟲（Cinetochilum margaritaceum）、溝鐘蟲（Vorticella convallaria）、尾瘦尾蟲（Uroleptus candatus）、偽尖毛蟲（Oxyticha fallax）、闊口游仆蟲（Euplotes eurystomus）。通過計算水體纖毛蟲的多樣性指數，大小關系為3號采樣點<1號采樣點<2號采樣點。水質評價結果，1號采樣點屬于β-中污型，2號采樣點屬于寡污型，3號采樣點屬于α-中污型。

關鍵詞：PFU法；纖毛蟲；群落結構；水質評價；

中圖分類號：Q959.117；X824 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）17-4159-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.17.013

纖毛蟲是自然水域重要的生態類群，它們的個體微小、結構簡單，比表面積越大，對環境變化反應越敏感，與較高等生物比較，纖毛蟲對環境污染具有更短、更迅速的響應，是一種非常有效的指示生物[1]。同時，在水生生態系統中，作為捕食者和被捕食者的纖毛蟲在物質循環和能量流動過程中扮演了十分重要的角色，它們通過對有機顆粒物、細菌和藻類的攝食和吸收，直接將能量進行轉化，使較復雜的物質轉化成較簡單的成分并得以在水環境中再循環[2]。因此，研究纖毛蟲的生物多樣性及其空間分布格局，有助于了解水體食物網的物質循環和能量流動過程。

本研究以生物監測理論為原理，分析興元湖水體中纖毛蟲的物種組成、優勢種類、豐度等群落結構參數，評價其水質，闡釋纖毛蟲群落結構與水質之間的關系，為該水體的環境治理提供理論依據。

1 樣點設置與研究方法

1.1 樣點概況

興元湖是1982年開始在原八里橋水庫的基礎上建設而成的綜合性城市休閑公園，是集灌溉、養魚、旅游為一體的綜合性公園，水面面積22萬m2。它是漢中市重點旅游景區，湖周圍沒有工廠排污，水質較好。該湖的主要污染源為周邊村民的農田農業退水和游人帶入的生活垃圾。

1.2 樣點設置

依據興元湖水體功能不同，設置3個采樣點（圖1），1號為興元湖魚塘區，2號為興元湖觀賞區，3號為興元湖娛樂區。用PFU法每月采樣1次，連續監測3個月。

1.3 樣品采集

按照國家標準《水質微型生物群落監測——PFU法》（GB/T 12990-91），在每個采樣點設置1組纖毛蟲群落群集所需的孔徑為100～150 μm的聚氨酯泡沫塑料塊（polyurethane foamunit，PFU），切割成5.0 cm×6.50 cm×7 cm大小，先用自來水沖洗，再用蒸餾水浸泡12～24 h備用[3]。2014年3～5月份每月月初放樣1次，在各采樣點水面下約10 cm處懸掛2～3塊PFU，7 d后回收。樣品用食品塑料袋包裝后帶回實驗室在顯微鏡下進行活體制片觀察、種類鑒定及計數、PFU塊的放置、收集以及纖毛蟲樣品的觀察、計數等均參照此國家標準。

1.4 定性、定量方法

定性研究采取顯微鏡下活體觀察法，分類系統采用Levine等[4]的分類法進行，種類鑒定參考《微生物監測新技術》[5-8]中的物種特征表述和圖譜。

定量研究采取直接記數法。即先用1 mL定量吸管標定每毫升水滴數m，然后將水樣搖勻，用定量吸管吸取1 mL，滴一滴在載玻片上，蓋上蓋玻片在10×20的放大倍數下按從上至下或從左至右的順序一個一個視野不重復的把整個1滴水樣觀察完，得到每滴水樣中的個體數n。用下列公式換算成1 L水中的個體數量（ind/L）：N=n×m×1 000[9]。本試驗中，每升水樣隨機取5個1 mL，每毫升觀察3滴，取平均值。

1.5 優勢種的確定

根據纖毛蟲出現的不同頻次統計各物種的多少，用“++++”（>10 000個/L）、“+++”（1 000～10 000個/L）、“++”（100～1 000個/L）、“+”（<100個/L）來表示。出現頻次最高的物種定義為優勢種[10]。

1.6 多樣性指數計算

多樣性指數d值按Margalef多樣性指數公式計算：

d=（S-1）/lnN

式中S表示樣品中種類數，N表示樣品中個體總數。根據這一指數的計算公式，指數越高，表示污染越輕，指數越低表示污染越重。

評價標準分為5個等級：0-1為多污型，1-2為α-中污型，2-3為β-寡污型，3-4為寡污型，>4為清潔水體[11]。

2 結果與分析

2.1 環境因子

2014年3～5月，每月采集水樣測定pH、SS、COD，3個月份的平均值列于表1，測定方法參照《水和廢水監測分析方法（第四版）》（2002）中方法進行[12]。測定指標主要有水溫（溫度計測定），pH值（PHS-3C型pH計測定），COD（重鉻酸鉀法測定），DO（碘量法測定）， NO3-N（酚二磺酸分光光度法測定）。

由表1可看出，pH基本在7.5～7.8之間，約為中性，達到標準要求。SS、COD 3號采樣點最高，其次是1號采樣點，2號采樣點最低。原因是3號采樣點屬娛樂區，游人在游玩的過程中帶入較多生活垃圾，使得有機污染最為嚴重；1號采樣點屬養殖區，由于投放飼料使得這一區域的SS、DO、COD也較高；2號采樣點為觀賞區，水生植物較為豐富，外界污染物進入較少，COD、SS相對較小。

2.2 物種組成與分布

在對興元湖水體進行為期3個月的研究中，共觀察到纖毛蟲56種，隸屬于3綱11目26科32屬。其中，動基片綱（Kinetofragminophorea）24種，占42.86%，寡膜綱（Oligohymenophorea）17種，占30.36%，多膜綱（Polyhymenophorea）15種，占26.79%。從物種分布來看（表2），2號采樣點43種纖毛蟲，物種最為豐富，1號采樣點34種，位居其次，3號采樣點種27種，物種最少。

2.3 優勢類群與優勢種

鑒定到的56種纖毛蟲，從各類群優勢度來看（表3），下毛目種類最多，為優勢類群，優勢度為21.43%。前口目為次優勢類群，優勢度為16.07%。吸管蟲目、腎形目為偶見類群，優勢度都為1.79%。其余為常見類群。下毛目成為優勢類群一方面反映出其在水體中數量豐富，另一方面與采樣方式有關，采用PFU海綿塊，它是一個多孔的富集基質，有利于棘毛比較發達的下毛目在海綿塊中“爬行”。

從各物種的相對豐度來看（表2），興元湖水體纖毛蟲的優勢種主要有：縱長板殼蟲（Coleps elonqatus）、鈍漫游蟲（Litonotus obtusus）鉤刺斜管蟲（Chilodonella uncinata）、珍珠映毛蟲（Cinetochilum margaritaceum）、溝鐘蟲（Vorticella convallaria）、尾瘦尾蟲（Uroleptus candatus）、偽尖毛蟲（Oxyticha fallax）、闊口游仆蟲（Euplotes eurystomus）。

2.4 多樣性指數

根據定量方法計算出各采樣點3個月纖毛蟲的平均豐度，再計算出多樣性指數，列于表4。

從表4可以看出，多樣性指數大小關系為：3號采樣點<1號采樣點<2號采樣點。水質評價結果為：2號采樣點屬于寡污型，水質最好；1號采樣點屬于β-中污型，水質次之；3號采樣點屬于α-中污型，水質最差。這與同期環境因子監測結果（表1）相一致。

多樣性指數是群落演替的一個重要指標，某一群落種類多樣性指數越高，表明該群落結構復雜，穩定性好，而當生物生存環境受到脅迫時敏感種類大量消失，多樣性指數明顯下降。因而群落多樣性的變化是生物生存環境發生變化的重要標志[13]。1號采樣點屬于魚塘區，建有多個網箱養魚場，人為投放飼料，使得該水域中營養較為豐富，纖毛蟲數量在3個采樣點中最高，水質處于β-中污型。主要污染物來自于養魚飼料和魚類排放的糞便等有機物。3號采樣點屬于娛樂區，游人向水體投入大量的生活垃圾，游艇排放的油類污染物，使得該區域水質在3個采樣點中最差。從物種看，耐污型縱長毛板殼蟲、珍珠映毛蟲、尾瘦尾蟲、偽尖毛蟲在3號采樣點呈現出優勢分布。2號采樣點屬于觀賞區，水體中種植大量荷花、蘆葦等水生植物，其根系吸收水體中的氮磷污染物，加速了水體有機污染物質的分解轉化，同時釋放出氧氣，補充水體溶解氧，起到了良好的凈化水質作用，因此該采樣點擁有最豐富的物種。本研究中的偶見種，如粘液瓶口蟲卑怯管葉蟲、修飾籃口蟲、大口薄咽蟲、冠帆口蟲、小旋口蟲，大都出現在2號采樣點，這是清潔水體的寡污型指示物種。

3 小結

1）對興元湖水體纖毛蟲的研究結果表明，在3個采樣點共觀察到纖毛蟲56種，隸屬3綱11目26科32屬。其中動基片綱24種，寡膜綱17種，多膜綱15種。

2）興元湖水體纖毛蟲的優勢種主要有縱長板殼蟲（Coleps elonqatus）、鈍漫游蟲（Litonotus obtusus）、鉤刺斜管蟲（Chilodonella uncinata）、珍珠映毛蟲（Cinetochilum margaritaceum）、溝鐘蟲（Vorticella convallaria）、尾瘦尾蟲（Uroleptus candatus）、偽尖毛蟲（Oxyticha fallax）、闊口游仆蟲（Euplotes eurystomus）。

3）興元湖水體纖毛蟲的多樣性指數大小關系為3號采樣點<1號采樣點<2號采樣點。水質評價結果為2號采樣點屬于寡污型，水質最好；1號采樣點屬于β-中污型，水質次之；3號采樣點屬于α-中污型，水質最差。

參考文獻：

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