元蕩湖水域后生浮游動物群落特征與水質評價

胡 景， 鐘俊生， 郁蔚文， 王 憶， 陳立婧*

(1.上海海洋大學省部共建水產種質資源發掘與利用教育部重點實驗室，上海 201306；2.中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所,上海 200092)

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元蕩湖水域后生浮游動物群落特征與水質評價

胡 景1， 鐘俊生1， 郁蔚文2， 王 憶1， 陳立婧1*

(1.上海海洋大學省部共建水產種質資源發掘與利用教育部重點實驗室，上海 201306；2.中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所,上海 200092)

摘要[目的]研究元蕩湖水域后生浮游動物群落特征，對元蕩湖水域水質進行初步評價。[方法]于2013年對元蕩湖水域后生浮游動物的種類組成、現存量、生物多樣性等進行了調查研究。[結果]后生浮游動物共有11屬20種，包括輪蟲11種，枝角類6種，橈足類3種。主要優勢種為萼花臂尾輪蟲(Brachionus calyciflorus)、裂足臂尾輪蟲(Brachionus diversicornis)、唇形葉輪蟲(Notholon labis)、卜氏晶囊輪蟲(Asplanchna brightwel)、尾豬吻輪蟲(Dicranophorus caudatas)、微型裸腹溞(Moina micrura)、長額象鼻溞(Bosmina longirostris)、簡弧象鼻溞(Bosmina coregoni)、中華哲水蚤(Calanus sinicus)、毛飾擬劍水蚤(Paracyclops fimbriatus)和模式有爪猛水溞(Onychocamptus mohammed)。調查數據顯示，元蕩湖后生浮游動物生物密度最高峰出現在秋季，達184.7 ind/L，生物量最高峰在春季，達1.193 mg/L。[結論]利用多樣性指數、輪蟲B/T指數、后生浮游動物E/O值和污染指示種等綜合判斷，元蕩湖水域處于中-富營養水平。

關鍵詞元蕩湖水域；后生浮游動物；群落結構

后生浮游動物包括輪蟲、枝角類和橈足類，營養價值豐富，消化吸收率高，是鰱鳙等濾食性魚類良好的生物餌料，其在食物鏈中制約著浮游植物和微生物的發生和發展[1]。在富營養化水體中，浮游動物還能夠發揮一定的控藻作用[2]。某些種類對環境條件變化較為敏感，常根據浮游動物群落組成和動態等綜合指標，來評價水質狀況[3]。

元蕩湖水域位于上海市青浦區西南約25 km處，與淀山湖相通，水域面積達12.9 km2，青浦區管轄2.8 km2。湖區漁業資源豐富，盛產魚、蝦、蟹、貝等優質水產品。近年來，地區經濟的發展使得土地資源日漸緊張，陸基養殖水面積呈逐年下降趨勢。2007～2011年，陸基養殖水面積的減少，對青浦區水產品造成的損失達7 000 t。青浦區類似元蕩湖水域的自然生態水域缺乏科學的規劃、合理開發和利用，湖區的生態環境、水生生物資源正面臨著破壞和衰竭。與元蕩湖相連的淀山湖，作為上海市重要的居民用水水源地，是上海市最大的淡水湖泊。受上游生活污水和湖泊養殖廢水的影響，水體污染問題嚴重。近年來，我國學者對淀山湖的藍藻毒素和污染源進行了研究[4-6]。元蕩湖是與淀山湖相連的最大水域，其水體營養狀況對于淀山湖有著不可忽略的影響。然而，元蕩湖一直處于未完全開發狀態，有關湖區后生浮游動物群落結構及動態的相關研究鮮見報道。筆者調查研究了元蕩湖水域后生浮游動物資源的分布，以期為該水域的漁業資源生態評價提供科學依據。

1材料與方法

1.1采樣點設置根據浮游生物采集的要求和元蕩湖水域形態與水文條件，設置7個采樣點(圖1)。

注： S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7分別為7個采樣點。Note: S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7are 7 sampling sites. 圖1　元蕩湖水域采樣點分布Fig.1　Sampling sites in Yuandang Lake area

1.2樣品采集與處理于2013年分4個季度采集元蕩湖水域后生浮游動物定性和定量樣品。樣品采集和固定處理按《淡水浮游生物研究方法》[7]進行。該水域屬于淺水性湖泊，在水面下0.5 m采樣。用25號浮游生物網(網目64 μm)拖撈5 min,獲取定性樣品，用5%甲醛溶液固定帶回。

輪蟲定量樣品，用5 L有機玻璃采水器于水面下0.5 m處共采集10 L水樣，混勻后取1 L水樣，加入4%魯哥氏碘液和5%甲醛溶液固定，靜置48 h后濃縮至50 mL。計數采用1 mL浮游生物計數框，混勻取樣后置于奧林巴斯顯微鏡下全部計數，3次平行。

枝角類與橈足類定量樣品，用5 L有機玻璃采水器于水面下0.5 m采集10 L水樣，混勻后經13號浮游生物過濾網(網目86 μm)過濾，加入4%福爾馬林固定，靜置濃縮后均勻取樣，顯微鏡下全片計數，3次平行。生物量的計算是用體積公式計算出生物體積，假定比重為1，獲得生物量[7]。參考文獻[8-11]進行種類鑒定。

1.3數據分析采用優勢度(Y)[12]、Shannon-Wiener物種多樣性指數(H)[13]分析浮游動物的優勢種和物種多樣性。公式如下：

式中，Ni為第i種密度，N為該類群總密度，S為該類群總種類數，fi為i種在1年中出現的頻率。H為0～1.0表示重污染；1.0～3.0為中度污染；>3.0為輕度污染至無污染[14-15]。

輪蟲的B/T指數：臂尾輪蟲屬(B)多是富營養型種，異尾輪蟲屬(T)幾乎都是貧營養型種。B/T<1時，為貧營養型；1≤B/T<2為中營養類型；B/T≥2為富營養類型[16]。

E/O指數：浮游動物富營養總數和貧營養總數的比值，Hakkari(1978)等應用該指數來判定水質，即E/O<0.5為貧營養型；0.5≤E/O<1.5為中營養類型；1.5≤E/O<5.0為富營養類型；E/O≥5.0為超富營養類型[16]。

2結果與分析

2.1后生浮游動物種類和優勢種由表1可知，2013年元蕩湖水域后生浮游動物共有15屬19種。其中，輪蟲8屬10種，占總種數55.00%；其中，長足輪蟲為7月偶見種，不作為優勢種；枝角類4屬6種，占30.00%；橈足類3屬3種(不含無節幼體和橈足幼體)，占15.00%。Y>0.02，判定為優勢種[12]，其中萼花臂尾輪蟲為輪蟲中的第1優勢種，長額象鼻溞和中華哲水蚤為全年優勢種，微型裸腹溞為春、夏、秋季的優勢種，且優勢度很高。優勢種中污染指示種所占比例較高。

表1　元蕩湖水域后生浮游動物優勢種及其優勢度

2.2后生浮游動物生物密度、生物量時空變化從圖2可見，2013年元蕩湖生物量為0.158～1.193 mg/L,以春季最高，達1.193 mg/L,夏季下降，秋季有所回升；生物密度為63.1～174.7 ind/L,以秋季最高，達174.7 ind/L,冬季下降。該水域后生浮游動物生物密度、生物量終年由輪蟲占主要部分。輪蟲生物密度占總浮游動物的96.12%，夏季最高可達到98.42%。橈足類生物量比例有所上升，秋季最高時可達38.53%。

圖2　元蕩湖水域后生浮游動物生物密度和生物量的季度變化Fig.2　Seasonal variation in density and biomass of metazoan zooplankton in Yuandnag Lake area

2.3后生浮游動物多樣性指數由表2可知，元蕩湖水域不同采樣點不同季節后生浮游動物的H無顯著差異，除S6(0.238)站點外，其他站點之間差異不顯著，S1站點稍高(0.971)。從季節上看，春季最高(0.982)，冬季最低(0.326)。根據H對污染程度的評價標準[14-15]可知，元蕩湖水域全年整體呈現中度污染局面。不同站點之間差別并不明顯，春季污染程度較輕。

表2元蕩湖水域各站點后生浮游動物群落多樣性指數(H)

Table 2Shannon-Wiener index of metazoan zooplankton community in sampling sites in Yuandang Lake area

采樣點SamplingsitesH春季Spring夏季Summer秋季Autumn冬季Winter平均MeanS11.0400.9950.9000.9500.971S21.3300.6930.56200.862S31.4680.9500.86000.820S40.9561.2340.4510.6930.834S51.0400.6930.9560.6370.832S600.950000.278S71.0401.3320.34900.680平均Mean0.9820.9780.5830.326—

2.4生態學水質和污染評價元蕩湖水域中臂尾輪蟲屬有2種(萼花臂尾輪蟲和裂足臂尾輪蟲)，異尾輪蟲屬有1種(縱長異尾輪蟲)。輪蟲的B/T指數為2，水質屬于中營養型。

元蕩湖水域的后生浮游動物富-中營養類型種(E)有尾豬吻輪蟲、萼花臂尾輪蟲、裂足臂尾輪蟲、卜氏晶囊輪蟲、微型裸腹溞和長額象鼻溞6種，且長額象鼻溞、萼花臂尾輪蟲為全年優勢種。貧-中營養類型種(O)為唇形葉輪蟲和縱長異尾輪蟲等2種。因此，元蕩湖后生浮游動物的E/O值為3，水質屬于富營養型。

3討論

3.1元蕩湖水域后生浮游動物群落結構分析2013年元蕩湖水域初次調查顯示，元蕩湖后生浮游動物群落結構表現為大型浮游動物(枝角類和橈足類)數量比例較小，小型浮游動物(輪蟲)所占比例較大的結構特征，這與國內已知江河、湖泊和水庫浮游動物各類群的組成比例情況相似[17-19]。后生浮游動物群落結構在生物量和生物密度的組成上主要為輪蟲。輪蟲個體較小，在生物密度上占主導地位，而在生物量上，由于橈足類個體較大，所占總體比重有所上升。魚類捕食對浮游動物個體大小有明顯的選擇性，通常在同等條件下優先選擇個體較大的浮游動物[20]，這就解釋了在生物密度和生物數量上，個體較大的枝角類和橈足類都不占優勢的情況。后生浮游動物群落結構的變化受食物鏈中所處營養級的影響。區域經濟發展的需要，水體中每年都會被投放一定的經濟魚類。這些魚所形成的捕食壓力，會影響群落結構。夏季時，魚類代謝活動增強，攝食強度增大，使水體生物量相比于春季有所下降，秋季由于攝食強度的減弱和浮游動物的相對生長，有一定回升。另外，在群落的組成上，輪蟲占主要地位，對于群落的變化趨勢有顯著影響。而王麗卿等對淀山湖輪蟲的群落動態分析表明，淀山湖水體輪蟲生物量每年均呈雙駝峰趨勢，春秋季出現高峰值，夏冬季出現低值[21]。這與元蕩湖水域后生浮游動物群落的動態變化一致。出現該現象的原因，主要是受水溫和食物對輪蟲優勢種的影響。

3.2元蕩湖水域水質生態學評價馮德祥等[22]研究認為，水體的營養狀況不同，會造成浮游動物種類組成和分布的差異，一般來說，嚴重污染水體中絕大部分敏感生物會逐漸消失，取而代之的是一些較耐污型種類，如萼花臂尾輪蟲和長足輪蟲等。對元蕩湖水域的初步調查研究顯示，目前該水域已經出現一些富營養型生物種類，如微型裸腹溞、長額象鼻溞、萼花臂尾輪蟲、裂足臂尾輪蟲等，結合多樣性指數評價與后生浮游動物E/O值，判定元蕩湖水域屬于富營養類型。譚渝峰[23]通過研究元蕩高等水生植物群落結構，結合以各季度營養物主要因子為基準的營養狀態指數與各季度綜合評價營養狀態指數，得出該水體呈富營養狀態的結論，這也與筆者的調查結果一致。

4結論

筆者通過對元蕩湖水域后生浮游動物群落結構的調查分析，得出元蕩湖水域水體已呈富營養狀態。而淀山湖與元蕩湖相連，水質必然受到影響，淀山湖作為上海市重要的水源地，其水體水質的監測與保護具有重要的戰略意義。因此，要注重該水域生態養殖功能的開發，開展“以漁養水、合理捕放、生態修復”等水域生態維護與修復試驗，淺水區圍蕩種草養蟹，闊水區布置浮水植物帶，傳統網圍改生態網圍和減排網箱，增殖放流鰱鳙、螺螄，合理捕放等生態修復技術模式，同時加強對元蕩湖水域水體的實時監測，控制其他污染源，構建良好、高效的生態系統。

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基金項目上海高校知識服務平臺上海海洋大學水產動物遺傳育種中心(ZF1206);元蕩湖漁業資源生態評價項目(D-8006-13-0049)。

作者簡介胡景(1995- )，男，安徽宣城人，碩士研究生，研究方向：水產養殖。*通訊作者，副教授，博士，碩士生導師，從事水環境的生物調控和生態修復、浮游生物的物種多樣性和優勢種演替機制等研究。

收稿日期2016-04-29

中圖分類號S 181

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)16-051-03

Features of Metazoan Zooplankton and Water Quality Assessment in Yuandang Lake Area

HU Jing1, ZHONG Jun-sheng1, YU Wei-wen2, CHEN Li-jing1*et al

(1. Ministry of Education Key Laboratory of Exploration and Utilization of Aquatic Genetic Resources, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306; 2 Fishery Machinery and Instrument Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Shanghai 200092)

Abstract[Objective] The aim was to study community features of metazoan zooplankton in Yuandang Lake area and evaluate its water quality. [Method] The species, existing quantity, biological diversity of metazoan zooplankton in Yuandang Lake area was investigated in 2013. [Result] There were 20 species of metazoan zooplankton in the lake, belonging to 11 genera, including 11 species of rotifer ,6 species of cladocera and 3 species of copepoda. The dominant species were Brachionus calyciflorus, Brachionus diversicornis, Notholon labis , Asplanchna brightwel, Dicranophorus caudatas, Moina micrura, Bosmina longirostris, Bosmina coregoni , Calanus sinicus, Paracyclops fimbriatus and Onychocamptus mohammed. The statistics indicated that the highest density of metazoan zooplankton was in autumn(184.7 ind/L). The highest biomass was in spring(1.193 mg/L). [Conclusion] Based on the Shannon-Wiener index, the B/T index of rotifer, the E/O index of metazoan zooplankton and the species sensitive to eutrophication, biological assessment of water quality suggested that the Yuandang Lake area is on mid-eutrophication.

Key wordsYuandang Lake area; Metazoan zooplankton; Community structure