南寧市南湖浮游動物生物多樣性分析 及水質評價

吳延志　陳宗永

摘?要：為了解南寧市南湖浮游動物群落現狀及水質狀況，于2017年1月至12月對南湖浮游動物多樣性進行調查，并利用浮游動物 ShannonWiener多樣性指數和浮游動物生物量對南湖水質情況進行評價。結果表明：2017年南湖9個監測點共監測到浮游動物52種，其中，原生動物12屬15種，占總種數的28.9%，輪蟲11屬25種，占總種數的48.1%，枝角類6屬8種，占總種數的15.4%，橈足類4屬4種，占總種數的7.7%。浮游動物中出現次數最高的是前節晶囊輪蟲、裂足臂尾輪蟲、角突臂尾輪蟲及無節幼體。浮游動物生物量月均值為1.156.04 mg·L-1;原生動物、輪蟲、枝角類、橈足類月均值分別占比0.05%、35.59%、22.97%、41.39%;對南湖浮游動物生物量貢獻最大的是橈足類，排在第2位的是輪蟲，第3位是枝角類。浮游動物 ShannonWiener多樣性指數和浮游動物生物量數值表明南湖水體屬于中度污染、中度富營養化水平。

關鍵詞：南湖;浮游動物;多樣性指數;水質評價;富營養化

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2019.07.005

Biodiversity Analysis and Water Quality Evaluation of Zooplankton in Nanhu Lake of Nanning City

WU Yanzhi， CHEN Zongyong

（Nanning Nanhu Park， Nanning， Guangxi 530021， China）

Abstract： In order to understand the status quo of zooplankton community and the water quality of Nanhu Lake in Nanning City， the diversity of zooplankton in Nanhu Lake was investigated from January to December in 2017， and the water quality of Nanhu Lake was evaluated by using the ShannonWiener diversity index and the biomass of zooplankton. The results showed that 52 species of zooplankton were detected in 9 monitoring sites in Nanhu Lake in 2017， among which protozoa were 15 species and 12 genera， accounting for 28.9% of the total species; rotifers were 25 species and 11 genera， accounting for 48.1% of the total species; cladocerans were 8 species and 6 genera， accounting for 15.4% of the total species; and copepods were 4 species and 4 genera， accounting for 7.7% of the total species. Among the zooplankton， the most frequent ones were Asplanchna priodonta， Brachionus diversicornis， Brachionus angularis and nauplius. The monthly mean biomass of zooplankton was 1.156.04 mg·L-1， while the monthly mean values of protozoa， rotifers， cladocerans and copepods respectively accounted for 0.05%， 35.59%， 22.97% and 41.39%. And copepods contributed the most to the biomass of zooplankton in Nanhu Lake， rotifers ranked the second， and cladocerans ranked the third. Therefore， the ShannonWiener diversity index and the biomass of zooplankton indicated that the water body in Nanhu Lake belonged to the level of moderate pollution and eutrophication.

Key words： Nanhu Lake; Zooplankton; Diversity index; Water quality evaluation; Eutrophication

南寧市南湖位于南寧市中心區，青秀區東部，地處北回歸線南側。 南湖水體呈長條形，東西走向;全湖通過南湖九拱橋和南湖大橋由東向西人為將水面分割成上中下3個湖段，水體通過橋孔相連;南湖東面通過連通渠與竹排沖相連，西面有1條直徑120 cm的暗管穿過康復路和邕江大堤直通邕江。據報道[1]，南湖水面寬度250～380 m，長約3.800 m，面積107 hm2，最大水深2 m，常年水位保持在70.10 m高程，平均水深1.5 m，湖泊容積約1.8×106 m3，流域面積510 hm2。南湖地處南寧市的經濟文化中心地段，是南寧市最大的城市湖泊，被稱為南寧市的“腎”;南湖還是南寧市最大的開放式公園，有九拱橋、韋拔群/李明瑞烈士陳列館、名樹博覽園、水幕電影綜合水景、三月三歡歌廣場等景點，獲得過全國十大公園的稱號，每年接待游客1.500多萬人次，是南寧市的一張靚麗的名片。地理位置和功能定位都很高。因此，南湖水質的變化及好壞都會引起市民和媒體的關注。

浮游動物是浮游生物的一部分，是一類經常生活在水中，完全沒有游泳能力，或者游泳能力微弱，不能制造有機物的異養型動物類群。浮游動物種類分布較廣，對急性毒性能做出快速反應，從而反映出環境污染的綜合效應。此外，浮游動物個體生活史較短，是監測水生生態系統健康狀況的首選。研究認為浮游動物是相對較好的評價指標[2]。國內近幾年對湖泊浮游動物群落結構研究比較多[3-9]。由于南寧市南湖的特殊性，先后有學者對南湖開展了相關研究，如陳家寶等[10]對南湖沉積物磷釋放進行研究，陳竑[11]等對南湖富營養化主要控制因子進行研究，韋蘭英等[12]研究水生態修復技術對南湖浮游植物種群變化的影響;陳宗永等[13]對草型生態系統構建技術在南湖富營養化防治中的應用進行研究。但是，有關南湖浮游動物多樣性的研究鮮見報道。為了掌握南湖浮游動物的群落結構特征，進而評價南湖的水質狀況，于2017年1月至12月對南湖浮游生物物種多樣性進行調查，旨在為南湖水質的監測和生態維護提供科學依據。

1?材料與方法

1.1采樣點布置

根據南湖呈東西長條狀、湖的周圍是水泥堤護岸的具體情況，分別在南湖的上湖、中湖、下湖沿橫向各設置3個采樣點，共9個采樣點。

1.2樣品采集及處理

于2017年1月至12月的每月中旬各采樣1次。按照《內陸水域漁業資源調查手冊》[13]的方法進行采樣處理和生物計算，同時參照《淡水微生物圖譜》[14]進行浮游動物種類的鑒定。

1.2.1?定性樣品?采樣用25號浮游生物網在水體表層以下以約0.3 m·s-1的速度呈△字形循回拖動（網口上端不露出水面）6 min，并將濾取的樣品放入標本瓶中，每一湖段3個采樣點的樣品放入同一標本瓶中混合，然后加入1 mL劉哥氏液固定，再加4 mL的福爾馬林保存。

1.2.2?定量樣品?根據采樣點的深度，使用5 L有機玻璃采水器，每個采樣點每隔0.5 m采集1次水樣，形成每一湖段3個采樣點共45 L混合水樣，取出1 L混合水樣放入標本瓶，加入4%的福爾馬林固定帶回實驗室。把1 L混合水樣樣品從標本瓶移到沉淀器中沉淀24 h后濃縮并定容到50 mL，然后吸取1 mL濃縮液注入1 mL計數框中，在10×20的放大倍數下計數原生動物和輪蟲數量各2次，若2次計數結果與其均數之差距不大于其均數的10%，這2個相近的均數就是計數結果;反之要計數第3片，把3片的均數作為計數結果。按以下公式換算單位體積中各類浮游動物的個體數量。

N=VPWC

式中：N-1 L水中各類浮游動物計數

V-水樣沉淀濃縮后的體積（mL）

C-計算框的容積（mL）

W-采水樣體積（L）

P-鏡視各類浮游動物個數（兩片或三片平均）

其余44 L混合水樣用13號浮游生物網過濾，過濾樣品放入標本瓶中加入4%的福爾馬林固定，濃縮的樣品帶回實驗室后用于對枝角類和橈足類的定量計數。

1.3?數據處理與水質評價標準

采用Microsoft Excel 2010進行數據分析處理。并采用ShannonWeiner多樣性指數（H′）[3]和浮游動物量指標法[15]對南湖上、中、下3個湖段浮游動物群落結構特征及水質狀況進行評價。

其中ShannonWeiner多樣性指數（H′）反映群落結構多樣性，計算公式如下：

H′= -∑（ni/N）log2（ni/N）

式中：H′-多樣性指數，ni-第i種的個體數，N-總個體數。

水質評價標準：H′>3，水體為輕度或無污染;H′ 1～7為中度污染;H′ 0～5為重度污染。

按照張覺民等[14]推薦的通過水體浮游動物量指標對水體營養類型進行分類，即動物量<1 mg·L-1為貧營養型;動物量1～3 mg·L-1為中營養型;動物量3 mg·L-1為富營養型。

2?結果與分析

2.1?浮游動物群落的種類組成及出現次數

從表1可知，2017年南湖共監測到52種浮游動物，其中原生動物12屬15種，占總種數的28.9%;輪蟲11屬25種，占總種數的48.1%;枝角類6屬8種，占總種數的15.4%;橈足類4屬4種，占總種數的7.7%。

從南湖上、中、下湖3個湖段浮游動物出現次數的監測統計結果（表1）可以看出，南湖浮游動物出現次數最多的分別是輪蟲類前節晶囊輪蟲Asplanchna priodonta、裂足臂尾輪蟲Brachionus diversicornis、角突臂尾輪蟲Brachionus angularis，橈足類無節幼體Aberrant larva，出現次數均為36次;其次是萼花臂尾輪蟲Brachionus calyciflorus、長三肢輪蟲Filinia longiseta、羅氏異尾輪蟲Trichocerca rousseleti，出現次數均為35次;出現次數排在第3位的是輪蟲類針簇多肢輪蟲Polyarthra trigla和橈足類透明溫劍水蚤Thermocyclops hyalinus;原生動物類天鵝長吻蟲Lacrymaria minima出現次數最少，僅為1次。

2.2?浮游動物密度及季節變化

從表2可知，南湖浮游動物總密度為605 2.4個·L-1，其中輪蟲總密度為493 6.9個·L-1，占浮游動物總密度的81.6%;橈足類總密度為820.4個·L-1，占浮游動物總密度的13.6%;枝角類總密度為159.3個·L-1，占浮游動物總密度的2.6%;原生動物總密度為135.8個·L-1，占浮游動物總密度的2.2%。表明，南湖浮游動物數量以輪蟲占優勢。浮游動物總密度在秋季最高，為2.101.4個·L-1;浮游動物總密度出現兩次高峰期，第1次高峰在秋季10月，總密度為893.6個·L-1，第2次高峰在夏季8月，總密度為892.6個·L-1;而冬季1月浮游動物總密度最低，為135.7個·L-1。原生動物總密度春季最高，秋季最低;而輪蟲、枝角類、橈足類總密度以秋季最高，冬季最低。輪蟲在10月和8月分別出現2個高峰，原生動物密度在4月出現高峰，枝角類密度在8月出現高峰，橈足類密度在11月出現高峰。

2.3?浮游動物生物量的周年變化情況

通過對南湖各種浮游動物的定性、定量分析，統計和計算出原生動物、輪蟲、枝角類、橈足類每個月生物量及浮游動物總生物量，結果列于表3。浮游動物生物量的年均值為1.156.04 mg·L-1，其中原生動物的年均生物量為0.57×10-3mg·L-1，占比0.05%;輪蟲年均生物量為0.411.41 mg·L-1，占比35.59%;枝角類月均生物量為0.265.5 mg·L-1，占比22.97%;橈足類的月均生物量為0.478.56 mg·L-1，占比41.39%。表明對南湖浮游動物生物量貢獻最大的類群是橈足類，其次是輪蟲，排在第3位的是枝角類，原生動物的生物量小到忽略不計。浮游動物的生物量秋季最高，為5.486.64 mg·L-1;冬季最低，為1.275.15 mg·L-1;浮游動物生物量秋季和冬季均以橈足類占優勢，而夏季和秋季均以輪蟲類占優勢。浮游動物生物量以8月最高，為2.417.02 mg·L-1;2月份生物量最低，為0.296.24 mg·L-1。

浮游動物生物量在不同的采樣點大小表現為下湖>中湖>上湖，其中，原生動物的生物量最高值在上湖，為0.63×10-3mg·L-1;最低值在下湖，為0.48×10-3mg·L-1。而輪蟲、枝角類、橈足類生物量最高值出現在下湖，分別為0.485.68、0.470.50、0.763.47 mg·L-1;生物量最低值則在上湖，分別為0.337.87、0.121.83、0.288.81 mg·L-1。

2.4?南湖水質評價

南湖浮游動物ShannonWeiner多樣性指數變化列于表4。結果表明，南湖浮游動物ShannonWeiner多樣性指數（H′）變化幅度為1.12～1.45;按湖區而言，下湖最大（1.32），上湖最小（1.23）;從3個湖段來看：上湖除10月份多樣性指數小于1外，其余月份多樣性指數為1.07～1.49;中湖除9月和10月多樣性指數小于1外，其余月份多樣性指數為1.19～1.54;下湖多樣性指數為1.09～1.50。南湖ShannonWiener多樣性指數月均值為1.26，按照水質評價標準，南湖水體為中度污染狀態。

從生物量判斷其營養狀態，2017年南湖浮游動物平均生物量為1.156.04 mg·L-1，按照浮游動物生物量指標評價，南湖水體總體屬于中度富營養化水平。

3?討論與結論

3.1?水質評價結果

根據《南寧市2017年環境狀況公報》[15]（南寧市環境保護局2018年6月5日）公布結果表明，2017年南湖水質為Ⅴ類，按營養狀態評價，屬于中度富營養化狀態;這一結果與本研究采用ShannonWiener多樣性指數（H′）法及浮游動物生物量法對水質評價相吻合。因此，本研究采用的評價方法適合南湖的具體情況，是一種比較簡便和快捷的水質生物監測的方法。

3.2?生物多樣性空間的變化

南湖生物多樣性指數存在空間上的變化，上湖生物多樣性較差，中湖次之，下湖最好。出現這樣的差異與南湖的水流方向和物理污染物的來源有關，南湖水流由西向東從上湖往下湖流動，污染物大部分來自上湖的雨污合流的溢流口，污染物順水流方向通過流動、擴散，經過物理和生化過程達到逐步降解，水質由差變好，生物多樣性指數逐漸升高。

3.3?浮游動物之間生物量變化關系

浮游動物生物量的年均值為1.156.04 mg·L-1，其中原生動物的年均生物量占0.05%;輪蟲占35.59%;枝角類占22.97%;橈足類41.39%。故對南湖浮游動物生物量最大的類群是橈足類，其次是輪蟲，排在第3位的是枝角類，原生動物生物量最小。原因與原生動物、輪蟲、枝角類、橈足類等浮游動物在食物鏈中存在依次被攝食的關系有關，原生動物在食物鏈的最底層、個體最小，而橈足類在最頂層、個體最大。因此，生物量橈足類最大，原生動物最小。

3.4?浮游動物生物量與季節變化

浮游動物生物量在秋季最高，在冬季最低。這可能與水溫變化有關，秋季水溫高，水體中的各種生物生長快，生物量就大;反之冬季水溫低，生物生長慢，生物量就小。同時也與湖水交換量有關，南寧市5月至10月為汛期，為了保證城市不產生內澇，經常排水納洪，排水帶來了大量的營養鹽、細菌及有機碎屑，為浮游動物的快速生長提供了豐富的食物。因此，秋季南湖浮游動物生物量較高。

參考文獻：

[1]陳宗永，馬海霞，韋蘭英，等.草型生態系統構建技術在南湖富營養化防治中的應用[J].水生態學雜志，2019，40（2）：35-39.

[2]張景平，黃小平，江志堅，等.珠江口海域污染的水質綜合污染指數和生物多樣性指數評價[J].熱帶海洋學報，2010，29（1）：69-76.

[3]周游，周彥鋒，丁娜，等.廬山西海夏秋季浮游動物群落結構與水質評價[J].水生態學雜志，2014，35（3）：26-33.

[4]代培，劉凱，周彥鋒，等.太湖五里湖湖濱帶浮游動物群落結構特征[J].水生態學雜志，2019，40（1）： 55-63.

[5]高子涵，張健，皮杰，等.湖南省大通湖浮游動物群落結構及其與環境因子關系[J].生態學雜志，2016，35（3）：733-740.

[6]陶雪梅，王先云，王麗卿，等.滆湖后生浮游動物群落結構研究[J].生態與農村環境學報，2013，29（1）：81-86.

[7]胡夢紅，楊麗麗，劉其根.競爭捕食作用對千島湖浮游動物群落結構的影響[J].湖泊科學，2014，26（5）：751-758.

[8]林青，由文輝，徐鳳潔，等.滴水湖浮游動物群落結構及其與環境因子的關系[J].生態學報，2014，34（23）：6918-6929.

[9]李娣，李旭文，牛志春，等.太湖浮游動物群落結構調查[J].安徽農業科學，2014，42（29）：10173-10174，10290.

[10]陳竑，陳家寶，劉文煒，等.南寧市南湖沉積物磷釋放的研究[J].廣西大學學報（自然科學版），1998，20（3）：269-273.

[11]陳竑，劉文煒，陳宗永，等.南湖富營養化主要控制因子分析[J].環境科學研究，1999，24（5）：34-39.

[12]韋蘭英，陳宗永，吳延志，等.水生態修復技術對南湖浮游植物種群變化的影響[J].大眾科技，2014（7）：37-40.

[13]張覺民，何志輝.內陸水域漁業自然資源調查手冊[M].北京：農業出版社，1991.

[14]周鳳霞，陳劍虹.微生物型生物圖譜[M].北京：化學工業出版社，2014.

[15]南寧市環境保護局.南寧市2017年環境狀況公報[EB/OL].（2018-06-05）[2019-02-08].https：//www.sohu.com/a/234683508_480217.

（責任編輯：林玲娜）