海南尖峰嶺國家級自然保護區(qū)秋季浮游生物調(diào)查與評價

王鎮(zhèn)江 隋盺融 張清鳳 李高俊 蔡杏偉 申志新

摘要 [目的]了解尖峰嶺秋季浮游生物群落狀況。[方法]于2018年8月對尖峰嶺天池浮游生物進行調(diào)查研究，設置7個采樣點，分析浮游生物群落結(jié)構(gòu)與多樣性指數(shù)。[結(jié)果]共鑒定出浮游植物8門139種及變種，其中綠藻門種數(shù)最多，為63種;硅藻門次之，42種;藍藻門10種;裸藻門7種;黃藻門、金藻門、隱藻門各4 種。浮游植物豐度為39.6×104～444.0×104? 個/L;生物量為0.630～9.865 mg/L;Shannon-Wiener指數(shù)為4.321～5.780;Pielou均勻度指數(shù)為0.778～0.933。浮游動物共4類21種及變種，原生動物9種，輪蟲7種，橈足類3種，枝角類2種。浮游動物豐度為0.001×104～0.109×104 個/L;生物量為0.001～0.090 mg/L;Shannon-Wiener指數(shù)為1.522～3.057;Pielou 均勻度指數(shù)為0.812～1.000。采用Shannon-Wiener 指數(shù)和Pielou 指數(shù)評價尖峰嶺天池水質(zhì)狀況，結(jié)果表明，7個采樣點的水質(zhì)均為輕污染或無污染狀態(tài)。[結(jié)論]該研究結(jié)果豐富了尖峰嶺自然保護區(qū)生物多樣性基礎(chǔ)資料，為自然保護區(qū)生物多樣性保護提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞 浮游生物;尖峰嶺;群落結(jié)構(gòu)

中圖分類號 Q 178? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）18-0070-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.18.018

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Investigation and Evaluation of Autumn Plankton in Jianfengling National Nature Reserve， Hainan

WANG Zhen-jiang， SUI Xin-rong， ZHANG Qing-feng et al

（Hainan Academy of Ocean and Fisheries Science， Haikou， Hainan 571126）

Abstract [Objective]To understand the status of plankton community in Autumn of Jianfengling.[Method]The plankton in Tianchi of Jianfengling was investigated in August 2018 at seven sampling points， and the community structure and diversity index of plankton were analyzed. [Result] A total of 139 species and varieties of 8 phylum phytoplankton were identified， of which the number of Chlorophyta was 63， followed by Bacillariophyta 42， Cyanophyta 10， bare Euglenophyta 7， Xanthophyta 4， Chrysophyta 4， Cryptophyta 4. Phytoplankton abundance ranged from 39.6×104-444.0×104 ind/L; biomass was 0.630-9.865 mg/L， Shannon-Wiener index was 4.321-5.780 and Pielou evenness index was 0.778-0.933. There were 4 categories， 21 species and varieties of zooplankton， 9 species of protozoa ，7 species of rotifera，3 species of copepoda and 2 species of cladocera. Zooplankton abundance ranged from 0.001×104-0.109×104 ind/L; biomass was 0.001-0.090 mg/L， Shannon-Wiener index was 1.522-3.057; and a Pielou evenness index of 0.812-1.000. Using Shannon-Wiener index and Pielou evenness index to evaluate the water quality of Tianchi in Jianfengling， the results showed that the water quality of the seven sampling points was light pollution or no pollution state. [Conclusion]The results of this study enrich the basic information of biodiversity in Jianfengling Nature Reserve， and provide reference for biodiversity conservation in Nature Reserve.

Key words Plankton;Jianfengling;Structure of community

基金項目 農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)性長期性科技工作項目（ZX08S220259）“‘兩江一河魚類與環(huán)境監(jiān)測項目”;科研院所技術(shù)開發(fā)（R100030.304）“海南省淡水魚類資源調(diào)查”。

作者簡介 王鎮(zhèn)江（1992—），男，山東泰安人，碩士研究生，研究方向：水生生物調(diào)查。*通信作者，研究員，從事漁業(yè)生態(tài)、魚類保護、漁業(yè)技術(shù)推廣研究。

收稿日期 2020-12-16

尖峰嶺國家級自然保護區(qū)位于海南島西南部，屬海南省樂東黎族自治縣。面積約1 250 hm2，位于108°52′E，18°42′N，保存有較完整的熱帶天然林和次生林。有神秘的熱帶雨林、神奇的自然景觀、獨特的氣候條件、山海相連的地理優(yōu)勢，擁有我國現(xiàn)存整片面積最大、保護完好的原始熱帶雨林。從濱海至1 412 m的主峰分布著7個植被類型，形成垂直的植被帶譜。擁有維管植物2 800余種，動物4 300余種（含昆蟲），被譽為“熱帶北緣生物物種基因庫”。但是對其浮游生物的研究目前處于空白狀態(tài)。浮游植物作為初級生產(chǎn)者，易受環(huán)境變化的影響，水環(huán)境狀況對其群落結(jié)構(gòu)與功能的變化有著直接的影響。部分浮游植物種類可作為環(huán)境污染和水體富營養(yǎng)化的指示生物[1-4]。筆者于2018年秋季在海南尖峰嶺天池設7個樣點，對浮游生物進行調(diào)查研究，通過調(diào)查監(jiān)測浮游生物資源，對天池生態(tài)保護提出合理建議。

1 材料與方法

1.1 樣點設定

依據(jù)《內(nèi)陸水域漁業(yè)自然資源調(diào)查手冊》中對水生生物調(diào)查布點的要求和原則對尖峰嶺天池采樣點進行設定，依據(jù)尖峰嶺天池的生態(tài)狀況和地理特征，設置7個采樣點，分別是1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#（表1、圖1）。

1.2 樣品采集與處理

浮游植物：采取水樣1 L，加入魯哥氏液進行48 h 固定，靜置后虹吸，最后濃縮至50 mL進行鑒定分析[5-7]，取0.1 mL置于浮游生物計數(shù)框中，在 10×40 倍生物顯微鏡下計數(shù)，生物量通過細胞體積法推算[8]。

浮游動物：采浮游動物水樣20 L，用浮游生物網(wǎng)過濾，加入5%甲醛溶液固定，最后濃縮，在實驗室進行鑒定分析[9-12]，生物量通過體積法計算。

采樣時間：2018年8月對尖峰嶺天池進行采樣工作。

1.3 浮游生物多樣性指數(shù)

采用Shannon-Wiener指數(shù)（H′）、Pielou均勻度指數(shù)（J′）[13-14]及優(yōu)勢度（Y）描述尖峰嶺天池浮游植物群落結(jié)構(gòu)及多樣性特征。

Shannon-Wiener 指數(shù)

H′=-si=1P ilog 2P i

P i=n i/N

Pielou均勻度指數(shù)J′= H′/log2S。

優(yōu)勢度Y=（n i/N）·f i。

式中，n i為單個藻的個數(shù);N為一個樣點所有藻的個數(shù);S為采集樣品中的種類總數(shù);f i為第i種在各樣點出現(xiàn)的頻率。Y≥0.02為優(yōu)勢種。

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游植物的種類組成

該調(diào)查共采集到浮游植物8門139種及變種，其中綠藻門種數(shù)最多，為63種，約占總數(shù)的45%;硅藻門次之，42種，占總數(shù)的30%;藍藻門10種，占總數(shù)的7%;裸藻門7種，占總數(shù)的5%;黃藻門、金藻門、隱藻門各4 種，占總數(shù)的3%。采樣點1#、2#、3#、4#的浮游植物種數(shù)明顯多于樣點5#、6#、7#（圖2）。

2.2 浮游植物的豐度與生物量

從圖3可見，浮游植物豐度為39.6×104～444.0×104 個/L，最高值出現(xiàn)在2#采樣點，達444.0×104 個/L，最低值出現(xiàn)在7#采樣點，僅39.6×104 個/L。其樣點的豐度排序為2#>1#>3#>4#>6#>5#>7#。生物量為0.630～9.865 mg/L，最大值出現(xiàn)在2#采樣點，為9.865 mg/L，最小值出現(xiàn)在7#采樣點，僅0.630 mg/L。可見，尖峰嶺天池秋季浮游植物豐度與生物量的變化趨勢相同，峰值均出現(xiàn)在2#采樣點。主要原因是2#樣點為靜水面，腐殖質(zhì)積累，易于浮游植物群落的產(chǎn)生，而其他樣點處于流水中，不易形成較大的浮游植物群落。

2.3 浮游植物的多樣性

為了避免單一多樣性指數(shù)分析的不確定性，采用多樣性分析中常用的Shannon-Wiener 指數(shù)（H′）和Pielou（J′）指數(shù)進行分析。

從圖4可以看出，Shannon-Wiener 指數(shù)和Pielou指數(shù)變化趨勢大體一致。Shannon-Wiener指數(shù)為4.321～5.780，其中4#采樣點高于其他樣點，主要是由于4#點水流相對較緩，腐殖質(zhì)較為豐富;而7#采樣點最低，主要是由于7#點處于天池出水口，水流流速較快，周圍腐殖質(zhì)較少導致浮游植物多樣性較低。根據(jù)評價標準：0～1為重污染，>1～3為中污染，>3為輕污染或無污染，7個采樣點均為無污染。Pielou 均勻度指數(shù)為0.778～0.933，其中5#采樣點為最高點，4#采樣點次之，7#采樣點為最低。依據(jù)評價標準：0～0.3為重污染，>0.3～0.5為中污染，>0.5～0.8為輕污染或無污染評價，7個采樣點為輕污染或無污染。

2.4 浮游植物的優(yōu)勢種與常見種

根據(jù)Y≥0.02為優(yōu)勢種可判斷，尖峰嶺天池秋季優(yōu)勢種以硅藻門與綠藻門為主。其中，藍藻門6種，硅藻門17種，甲藻門2種，裸藻門3種，金藻門1種，隱藻門4種，黃藻門3種，綠藻門15種。根據(jù)頻率≥80%為常見種，因此可判斷常見種以硅藻門為主。其中，藍藻門3種，硅藻門13種，裸藻門2種，金藻門1種，隱藻門1種，黃藻門1種，綠藻門7種。

2.5 浮游動物的種類組成

該調(diào)查共采集到浮游動物4類21種及變種，原生動物9種，占總數(shù)的43%;輪蟲7種，占總數(shù)的33%;橈足類3種，占總數(shù)的14%;枝角類2種，占總數(shù)的10%。浮游動物物種數(shù)占比見圖5。

2.6 浮游動物的豐度與生物量

由圖6可知，浮游動物豐度為0.001×104～0.109×104 個/L，最高值出現(xiàn)在5#采樣點，為0.109×104 個/L，最低值出現(xiàn)在7#采樣點，為0.001×104 個/L。其樣點的豐度排序為5#>4#>3#>6#>1#>2#>7#。生物量為0.001～0.090 mg/L，最大值出現(xiàn)在5#采樣點，為0090 mg/L，最小值出現(xiàn)在7#采樣點，為0.001 mg/L。尖峰嶺天池秋季浮游動物豐度與生物量的變化趨勢相同，峰值均出現(xiàn)在5#采樣點，最低值均出現(xiàn)在7#采樣點。主要原因是5#樣點為靜水面，易于浮游植物群落的產(chǎn)生，可為浮游動物提供餌料，而其他樣點處于流水中，不易形成較大的浮游植物群落。

2.7 浮游動物的多樣性

為了避免單一多樣性指數(shù)分析的不確定性，采用多樣性分析中常用的Shannon-Wiener 指數(shù)（H′）和Pielou（J′）指數(shù)進行分析。

由圖7可以看出，Shannon-Wiener 指數(shù)和Pielou指數(shù)變化幅度不大，趨勢大體一致。Shannon-Wiener指數(shù)為1.522～3.057，其中4#采樣點高于其他樣點，主要是由于4#點相對水流較緩，餌料較為豐富;而7#采樣點最低，主要是由于7#點位于天池出水口，水流流速較快，周圍餌料較少。根據(jù)評價標準，除4#采樣點為輕污染或無污染外，其余均為中污染。Pielou指數(shù)為0.812～1.000，其中6#采樣點為最高點，7#采樣點次之，5#采樣點為最低，但是各點Pielou指數(shù)均在0.800以上。依據(jù)評價標準可知，7個采樣點均為無污染。

2.8 浮游動物的優(yōu)勢種與常見種

浮游動物優(yōu)勢種以原生動物為主。其中，原生動物8種，輪蟲4種，橈足類1種，枝角類1種。根據(jù)頻率≥50%為常見種可判斷，常見種以原生動物為主，其中原生動物4種，輪蟲1種，橈足類1種。

3 討論與結(jié)論

浮游生物在生態(tài)系統(tǒng)中具有重要作用，是水生食物網(wǎng)中不可或缺的組成部分。該研究通過對浮游生物群落調(diào)查研究，對尖峰嶺天池進行水生態(tài)狀況評價[15-16]，結(jié)果表明，尖峰嶺天池共鑒定出游植物8門139種及變種，生物量和豐度以2#采樣點最高，7#采樣點最低，優(yōu)勢種以硅藻門、綠藻門為主，浮游植物豐度與生物量變化趨勢基本一致。浮游動物4類21種及變種，優(yōu)勢種以原生動物為主，生物量和豐度在5#采樣點最高，7#采樣點最低，浮游植物豐度與生物量變化趨勢一致。通過浮游植物與浮游動物的Shannon-Wiener指數(shù)與Pielou 均勻度指數(shù)結(jié)果顯示水質(zhì)良好。

尖峰嶺天池浮游生物優(yōu)勢種分布存在顯著的空間差異性。浮游植物優(yōu)勢種與水體污染有關(guān)[6]。在浮游植物的優(yōu)勢種中多甲藻和小型黃絲藻、擬絲狀黃絲藻、小環(huán)藻、錐囊藻是寡污帶指示生物;鐮形纖維藻、四尾柵藻、衣藻、尾棘囊裸藻是弱中污帶指示生物。在浮游動物的優(yōu)勢種中原生動物表殼蟲、普通砂殼蟲是寡污帶指示生物。

該調(diào)查采用Shannon-Wiener 指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)來評價尖峰嶺天池秋季浮游生物的多樣性特征，二者評價結(jié)果趨勢一致。水生態(tài)狀況評價結(jié)果顯示，樣點水質(zhì)總體呈輕污染至無污染狀態(tài)，尖峰嶺天池位于尖峰嶺國家森林公園內(nèi)，總體人為干擾較少，也沒有農(nóng)業(yè)和工業(yè)污染，但是應控制商業(yè)活動帶來的生活污染，避免因人為活動增多而導致水質(zhì)惡化。

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