倒天河水庫和碧陽湖夏秋季橈足類種類組成及水質(zhì)評(píng)價(jià)

龔勛，闞薇

(1.貴州理工學(xué)院 食品藥品制造工程學(xué)院，貴州 貴陽 550003； 2.貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 生態(tài)工程學(xué)院，貴州 畢節(jié) 551700)

倒天河位于貴州畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)西北角，地理坐標(biāo)27°18′35″～27°19′31″N、105°15′2″～105°15′48″E，匯水面積123.44 km2，庫容650 m3，坎高20 m，是畢節(jié)市區(qū)最主要的集中式飲用水源地[1]。碧陽湖位于畢節(jié)市的南部新區(qū)(27°28′06″N，105°30′70″E)，碧陽湖是人工湖，面積約20 hm2[2]。近年來，倒天河水庫生活污水排放量增加，污染負(fù)荷加大。碧陽湖流經(jīng)畢節(jié)市，污染來源甚多，尤其是畢節(jié)人民公園至碧陽湖段，每天都有大量污水排入河段，水質(zhì)狀況不容樂觀。在湖庫水生生物中，浮游生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力存在明顯的種間差異；因此，浮游生物種群結(jié)構(gòu)常被用作湖庫水質(zhì)監(jiān)測(cè)的重要指標(biāo)。

橈足類隸屬節(jié)肢動(dòng)物門甲殼綱橈足亞綱，是一群小型甲殼動(dòng)物，一般營浮游生活，是淡水及海洋重要的浮游動(dòng)物之一。大部分橈足類以浮游植物為食，亦可作為花鰱、鯡魚等魚類的食餌，且一些橈足類可作為水體污染的指示生物，其種群變動(dòng)情況直接反映水體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化[3-5]。對(duì)浮游橈足類種類組成及分布的調(diào)查，對(duì)了解淡水湖庫水域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能有重要參考價(jià)值。本研究對(duì)畢節(jié)市夏秋季2種類型的淡水水體(水庫和人工湖泊)開展橈足類種類組成及水質(zhì)生態(tài)評(píng)價(jià)調(diào)查，根據(jù)2013年夏秋季對(duì)倒天河水庫和碧陽湖的采樣分析，初步探討夏秋兩季橈足類種類組成的變化及水質(zhì)狀況，擬為該區(qū)域水生生物多樣性研究和水質(zhì)監(jiān)測(cè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)設(shè)置和采樣時(shí)間

根據(jù)碧陽湖的實(shí)際水環(huán)境情況，遵循《湖泊富營養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范(第2版)》[6]要求，在碧陽湖的上游、中游和下游相應(yīng)設(shè)置3個(gè)采樣點(diǎn)。由于倒天河水域面積相對(duì)較大，受到地理環(huán)境條件的制約，只在水庫中段設(shè)置1個(gè)采樣點(diǎn)。2013年6月中旬—10月中旬，每隔半月在這4個(gè)采樣點(diǎn)分別采集浮游動(dòng)物樣品1次，具體采樣點(diǎn)位置設(shè)置如圖1所示。

圖1 采樣點(diǎn)的分布

1.2 試驗(yàn)材料

采水器(5 000 mL)，13號(hào)浮游生物網(wǎng)(網(wǎng)孔0.112 mm)，透明度盤，標(biāo)本瓶，0.5 mL計(jì)數(shù)框，普通光學(xué)顯微鏡，體視顯微鏡，3%～5%(體積分?jǐn)?shù))甲醛，便攜式溫度計(jì)，其他。

1.3 樣品采集與計(jì)算

定性樣品用13號(hào)浮游生物網(wǎng)于垂直及水平方向緩慢拖網(wǎng)。水深<2 m時(shí)，在0.5 m處采集；深水分層，采水面下0.5 m和1 m處。取樣時(shí)呈“∞”形來回拖動(dòng)數(shù)次，采樣時(shí)間5～10 min，將采好的水樣滴入甲醛固定。定量采集時(shí)，采水20 L，現(xiàn)場(chǎng)加入5%甲醛溶液進(jìn)行固定，帶回實(shí)驗(yàn)室沉淀24～48 h，將采集的水樣濃縮至相應(yīng)體積。計(jì)數(shù)前將標(biāo)本充分搖勻，然后注入0.5 mL浮游生物計(jì)數(shù)框內(nèi)，在40倍的顯微鏡下全片觀察計(jì)數(shù)，每個(gè)樣本重復(fù)2次，取平均值[7]。依據(jù)《中國動(dòng)物志 節(jié)肢動(dòng)物門 甲殼綱 淡水橈足類》[8]進(jìn)行分類鑒定。

水樣于水體表層下0.5 m處采集，水溫、水深等現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)定，用透明度盤測(cè)定水體的透明度。根據(jù)已有研究[9-11]及聯(lián)合國教科文組織推薦的《微型生物監(jiān)測(cè)新技術(shù)》[12]，選擇以下指標(biāo)來衡量倒天河水庫和碧陽湖的水質(zhì)情況：透明度，水深，水溫，Margalef豐富度指數(shù)(D)，Shannon-Wiener指數(shù)(H′)，Pielou均勻度指數(shù)(J)。主要計(jì)算公式如下：

D=(S-1)/lnN；

H′=-Σ[(ni/N) ln(ni/N)]；

J=H′/ln(2S)。

式中：S為種類數(shù)；N為觀察到的個(gè)體總數(shù)；ni為第i種生物的數(shù)量[13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 橈足類種類組成

如表1所示，本次調(diào)查共鑒定橈足類2目2科10屬18種，其中哲水蚤目1科1屬2種，劍水蚤目1科9屬16種。倒天河水庫夏季鑒定的有9種，秋季鑒定的有6種，其中夏秋兩季均出現(xiàn)的有4種，分別是球狀許水蚤、透明溫劍水蚤、胸飾外劍水蚤、廣布中劍水蚤。碧陽湖上游夏季出現(xiàn)的有13種，秋季出現(xiàn)的有10種；碧陽湖中游夏季出現(xiàn)的有11種，秋季出現(xiàn)的有8種；碧陽湖下游夏季出現(xiàn)的有14種，秋季出現(xiàn)的有8種。碧陽湖上、中、下游夏秋兩季都出現(xiàn)的有8種，分別是球狀許水蚤、指狀許水蚤、綠色近劍水蚤、胸飾外劍水蚤、廣布中劍水蚤、透明溫劍水蚤、近鄰劍水蚤和草綠刺劍水蚤。總的來看，倒天河水庫和碧陽湖夏季出現(xiàn)的橈足類種類比秋季多，且種類組成季節(jié)變化明顯，只在夏季出現(xiàn)的有8種，即大尾真劍水蚤、鋸緣真劍水蚤、聞名大劍水蚤、白色大劍水蚤、長刺溫劍水蚤、近親擬劍水蚤、澤柔近劍水蚤和長腹近劍水蚤，只在秋季出現(xiàn)的有2種，即如愿真劍水蚤和英勇劍水蚤。從種類構(gòu)成上看，倒天河水庫和碧陽湖夏秋兩季均以劍水蚤目占優(yōu)勢(shì)，其中大劍水蚤屬和劍水蚤屬居多。

表1 夏秋季倒天河和碧陽湖各采樣點(diǎn)橈足類的 種類組成及分布

注：+表示在該季節(jié)出現(xiàn)。

2.2 水質(zhì)生態(tài)學(xué)評(píng)價(jià)

從Margalef物種豐富度指數(shù)來看(表2)，倒天河水庫夏季D為1.25，秋季為0.95，從該項(xiàng)指標(biāo)上看夏季倒天河水庫為中型污染，秋季為重型污染。碧陽湖上游、中游、下游在夏季的D為1.00～1.38，為中污染型，而秋季碧陽湖各取樣點(diǎn)的D均小于1，為重污染型。總體來看，倒天河水庫和碧陽湖夏季的水質(zhì)均為中污染型，秋季均為重污染型。

夏秋兩季倒天河水庫和碧陽湖Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)都比較高，處于1.60～2.39，從該項(xiàng)指標(biāo)看均為中度污染。對(duì)倒天河水庫和碧陽湖4個(gè)采樣點(diǎn)夏秋兩季的Pielou均勻度指數(shù)(J)進(jìn)行比較，當(dāng)J為0～0.3時(shí)，水質(zhì)為重度污染；當(dāng)J為0.3～0.5時(shí)，水質(zhì)為中度污染；當(dāng)J為0.5～0.8時(shí)，水質(zhì)為輕度污染。除夏季碧陽湖上游J值為0.42(水質(zhì)評(píng)價(jià)為中度污染之外)外，各采樣點(diǎn)在夏秋季的水質(zhì)評(píng)價(jià)均為輕度污染。

表2 夏秋季倒天河和碧陽湖各采樣點(diǎn)的生物 多樣性指數(shù)及水質(zhì)評(píng)價(jià)

2.3 水體理化指標(biāo)

由表3可知，倒天河水庫夏季水深和秋季水深相差不大，碧陽湖上游和中游夏季的水深都比秋季的深，而碧陽湖下游夏秋兩季水深沒有變化。透明度的數(shù)據(jù)顯示，各采樣點(diǎn)夏季的透明度明顯比秋季的高，其中夏季倒天河水庫的透明度最高為1.53 m，而碧陽湖下游秋季的透明度最低為0.55 m。從水溫上看，倒天河夏季和秋季平均水溫僅相差3.28 ℃，碧陽湖上游夏季和秋季的水溫平均值差異為2.61 ℃，碧陽湖中游夏季水溫比秋季高3.66 ℃，碧陽湖下游夏季和秋季的平均水溫相差也僅為3.05 ℃。總的來說，夏秋兩季水溫波動(dòng)范圍為19.81～24.14 ℃，各采樣點(diǎn)夏秋兩季水溫相差在4 ℃以內(nèi)。

表3 夏秋季倒天河和碧陽湖各采樣點(diǎn)的 水體理化指標(biāo)

3 小結(jié)與討論

本研究通過對(duì)倒天河水庫、碧陽湖夏秋兩季的橈足類種類組成及水質(zhì)進(jìn)行初步調(diào)查，共鑒定出10個(gè)屬18種橈足類。從種類組成上看，透明溫劍水蚤等富營養(yǎng)化橈足類指示種均有出現(xiàn)[3,14-15]，其中優(yōu)勢(shì)種多為大劍水蚤屬和劍水蚤屬。種類組成季節(jié)變化明顯，倒天河水庫和碧陽湖夏季出現(xiàn)的橈足類種類比秋季多。透明溫劍水蚤夏秋季均出現(xiàn)，且以碧陽湖偏多，說明碧陽湖存在一定程度的富營養(yǎng)化。

本次調(diào)查中橈足類的Margalef物種豐富度指數(shù)表現(xiàn)為夏季大于秋季，這可能與夏季水溫、透明度較秋季高有一定的關(guān)系[3,16]。基于該指數(shù)對(duì)倒天河和碧陽湖各采樣點(diǎn)的水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，各采樣點(diǎn)秋季的水質(zhì)均為重污染型，夏季的水質(zhì)均為中污染型。利用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)對(duì)倒天河水庫和碧陽湖各采樣點(diǎn)的水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，各采樣點(diǎn)之間的水質(zhì)并無明顯的差異，均處于中輕度污染狀況。在本研究中，所運(yùn)用的3個(gè)生物多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)的結(jié)果有所不同，可能還需要進(jìn)一步結(jié)合其他浮游動(dòng)物、浮游植物等因素，才能更全面、準(zhǔn)確地對(duì)水質(zhì)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

有研究表明，溫度、透明度、水深等理化因子是影響橈足類的種類組成和多樣性的重要因素[3,15-16]。倒天河水庫和碧陽湖各采樣點(diǎn)夏季的水溫和透明度明顯高于秋季。在適溫范圍內(nèi)，橈足類的生長率隨溫度升高而增加。同時(shí)，橈足類卵的孵化受溫度影響較為明顯，較高的溫度有利于卵的孵化。透明度對(duì)橈足類的影響主要體現(xiàn)在2個(gè)方面：一是水體透明度會(huì)影響浮游植物進(jìn)行光合作用，從而影響作為橈足類重要食物來源的浮游植物的密度；二是水體透明度可影響橈足類被濾食性魚類捕食的概率。這從另外一個(gè)層面解釋了倒天河水庫和碧陽湖各采樣點(diǎn)夏季橈足類的種類數(shù)比秋季多的原因[16]。