銀川市鳴翠湖濕地水生生物種群結構及多樣性

石 偉，林海成，邱小琮

（1.銀川市水產技術推廣服務中心，寧夏 銀川 750001；2.中交基礎設施養護集團寧夏工程有限公司，寧夏 銀川 750002；3.寧夏大學生命科學學院，寧夏 銀川 750021）

水生生物是生活在水體中的生物的總稱，種類繁多，包括浮游生物、水生植物、水生動物等。不同功能的生物種群生活在一起，構成特定的生物群落。各種生物群落之間、生物與水環境之間，相互作用、相互協調，維持特定的物質和能量流動過程，構成完整的水生生態系統，對水環境保護起著重要作用。浮游植物是水生生物群落的重要組成部分，是水生生態系統中的初級生產者［1，2］，群落變化具有季節性，還影響水體中其他水生生物的組成和分布［3，4］。浮游動物是初級生產者和高級消費者之間的紐帶，參與水生生態系統中有機物的分解和循環［5］。底棲動物是全部或大部分時間生活在水體底層、沉積物表面以及附生在水生植物上的水生動物，也是水生態系統生物群落的關鍵組分，具有極其重要的生態學作用［6，7］。魚類種類、數量和多樣性指數既可以反映魚類的群落結構特征，也可以反映各種生態環境因素對群落結構的影響程度［8］。因此，開展湖泊濕地水生生物種群落結構和物種多樣性調查研究對湖泊生態環境保護有著至關重要的作用。

鳴翠湖濕地位于寧夏回族自治區（以下簡稱寧夏）銀川市興慶區掌政鎮，西距銀川市區9 km，東臨黃河3 km，地理坐標東經106°22′，北緯38°23′，平均海拔1100 m，總面積6.67 km2，水面占市國土總面積的60%。2005年被寧夏人民政府列為自治區濕地公園，2006年被國家林業和草原局確定為國家濕地公園，水源為黃河水與農田退水［9］。本研究于2020年1、4、7、10月對鳴翠湖的浮游生物、底棲動物、水生植物及湖岸帶植物、魚類進行定性、定量分析，旨在了解鳴翠湖濕地水生生物種類、組成、多樣性及其季節變化的特點和規律，為鳴翠湖濕地富營養化評價與治理、水域環境保護以及合理開發利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 樣點設置與采樣時間

為了滿足樣品的代表性和可比性，達到必要的精度和統計學樣品數，在鳴翠湖共設置6 個采樣點，具體點位信息見圖1。

圖1 鳴翠湖采樣點

1.2 調查時間

調查時間為2020年1月（冬）、4月（春）、7月（夏）、10月（秋），共4 次。

1.3 調查方法與數據處理

1.3.1 樣品采集與鑒定 浮游生物、底棲動物、水生植物、魚類樣品采集參照湖泊富營養化調查規范（第二版）［10］、水庫漁業資源調查規范（SL 167—2014）、水生生物調查技術規范（DB11∕T 1721—2020）進行。浮游生物鑒定參照《淡水微型生物圖譜》［11］和《中國淡水藻類》［12］進行。所采標本鑒定到屬或種，計數并計算生物量。

1.3.2 多樣性指數計算 采用Shannon-Wiener 多樣性指數（H′）和Margalef 指數（D）分析鳴翠湖水生生物物種多樣性［13］。計算公式如下。

Margalef物種豐富度指數：

式中，S為種類數，N為個體數。

Shannon-Wiener 物種多樣性指數：

式中，ni為第i種浮游植物的個體數，N為浮游植物總個體數。

2 結果與分析

2.1 浮游植物

2.1.1 浮游植物種類組成 鳴翠湖共檢出浮游植物8 門95 種（表1），藍藻門18 種，硅藻門26 種，綠藻門31 種，裸藻門11 種，甲藻門3 種，隱藻門2 種，金藻門2 種，黃藻門2 種，以綠藻門種類居多，硅藻門、藍藻門次之，偶見隱藻門、黃藻門、金藻門。

表1 鳴翠湖浮游植物種類組成 （單位：種）

由表1 可知，浮游植物種類數變化范圍為22～90 種。春季物種數為58 種，藍藻門占比17.24%，硅藻占比32.76%，綠藻門占比36.21%。夏季物種數為90 種，藍藻門占比18.89%，硅藻占比26.67%，綠藻門占比33.33%。秋季物種數82 種，藍藻門占比20.73%，硅藻占比29.27%，綠藻門占比30.49%。冬季物種數22 種，藍藻門占比4.55%，硅藻占比90.91%，綠藻門占比4.55%。鳴翠湖浮游植物種類分布見表2。

表2 鳴翠湖浮游植物種類分布

2.1.2 浮游植物密度與生物量 2020年鳴翠湖浮游植物密度與生物量分別見圖2、圖3。全年平均密度為846.37×104cell∕L，全年平均生物量為5.625 mg∕L。冬季平均密度為276.72×104cell∕L，平均生物量為2.226 mg∕L，春季平均密度為886.84×104cell∕L，平均生物量為4.168 mg∕L，夏季平均密度為1562.72×104cell∕L，平均生物量為11.316 mg∕L，秋季平均密度為659.20×104cell∕L，平均生物量為4.789 mg∕L。

圖2 鳴翠湖浮游植物密度變化情況

圖3 鳴翠湖浮游植物生物量變化情況

2.1.3 浮游植物多樣性指數及優勢類群 2020年，鳴翠湖浮游植物Shannon-Wiener 多樣性指數、Margalef 豐富度指數與優勢類群見表3。Shannon-Wiener 多樣性指數為2.780～4.331，年平均為3.643。Margalef 豐 富 度 指 數 為1.133～4.143，年 平 均 為2.805。

表3 鳴翠湖浮游植物多樣性指數及優勢類群

2.2 浮游動物

2.2.1 浮游動物種類組成 2020年鳴翠湖共檢出浮游動物4 類36 種，種類組成見表4。其中原生動物7 種，輪蟲20 種，枝角類6 種，橈足類3 種，以輪蟲種類居多。

表4 鳴翠湖浮游動物種類組成 （單位：種）

由表4 可知，2020年鳴翠湖浮游動物種類數變化范圍為6～31 種，其中春季物種數為26 種，夏季物種數為31 種，秋季物種數26 種，冬季物種數6 種，具體種類見表5。

表5 鳴翠湖浮游動物種類分布

2.2.2 浮游動物密度與生物量 2020年鳴翠湖浮游動物密度與生物量分別見圖4、圖5。全年平均密度為234.52 ind∕L，全年平均生物量為1.419 mg∕L。春季浮游動物平均密度為157.50 ind∕L，平均生物量為0.888 mg∕L，夏季浮游動物平均密度為374.06 ind∕L，平均生物量為1.337 mg∕L，秋季浮游動物平均密度為355.13 ind∕L，平均生物量為1.691 mg∕L，冬季浮游動物平均密度為51.38 ind∕L，平均生物量為1.762 mg∕L，夏季密度最高，冬季密度最低。

圖4 鳴翠湖浮游動物密度變化情況

2.2.3 浮游動物多樣性指數及優勢類群 2020年，鳴翠湖浮游動物Shannon-Wiener 多樣性指數、Margalef 豐富度指數與優勢類群見表6。Shannon-Wiener 多樣性指數為1.242～2.469，Margalef 豐富度指數為0.319～1.806。輪蟲為鳴翠湖春、夏、秋三季浮游動物的優勢類群，冬季優勢類群則為橈足類。

表6 鳴翠湖浮游動物多樣性指數及優勢類群

2.3 底棲動物

2.3.1 底棲動物種類組成 2020年鳴翠湖共檢出底棲動物3 門15 種（表7），其中環節動物3 種，軟體動物4 種，節肢動物8 種，以節肢動物門種類居多。

由表7 可知，2020年鳴翠湖底棲動物種類數變化范圍為5～13 種。春季物種數為11 種，環節動物門占比27.27%，軟體動物門占比27.27%。夏季物種數為13 種，環節動物門占比15.38%，軟體動物門占比30.77%，節肢動物門占比53.85%。秋季物種數8種，環節動物門和軟體動物門各占比37.50%，節肢動物門占比25.00%。冬季物種數5 種，環節動物門和軟體動物門各占比40.00%，節肢動物門占比20.00%。具體種類分布見表8。

表7 鳴翠湖底棲動物種類組成 （單位：種）

表8 鳴翠湖底棲動物種類分布

2.3.2 底棲動物密度與生物量 2020年鳴翠湖底棲動物密度與生物量分別見圖6、圖7。全年平均密度為623 ind∕m2，全年平均生物量為53.64 g∕m2。春季底棲動物平均密度為531 ind∕m2，平均生物量為43.72 g∕m2，夏季底棲動物平均密度為768 ind∕m2，平均生物量為69.81 g∕m2，秋季底棲動物平均密度為949 ind∕m2，平均生物量為86.71 g∕m2，冬季底棲動物平均密度為244 ind∕m2，平均生物量為14.31 g∕m2。

圖6 鳴翠湖底棲動物密度變化情況

圖7 鳴翠湖底棲動物生物量變化情況

2.3.3 底棲動物多樣性指數及優勢類群 2020年，鳴翠湖底棲動物的Shannon-Wiener 多樣性指數、Margalef 豐富度指數與優勢類群見表9。Shannon-Wiener 多樣性指數變化范圍為1.083～1.726，年平均為1.456。Margalef 豐富度指數變化范圍為0.728～1.806，年平均為1.287。冬、秋季底棲動物優勢類群為環節動物門和軟體動物門，春、夏季為節肢動物門。

表9 鳴翠湖底棲動物多樣性指數及優勢類群

2.4 水生植物及河岸帶植物

2.4.1 鳴翠湖主要植被種類 根據樣方調查和沿線線路調查記錄，鳴翠湖植物群落分布有35 科69 屬85 種維管植物，包含蕨類植物2 科2 屬2 種，裸子植物1 科2 屬2 種，被子植物32 科65 屬81 種，其中雙子葉植物25 科50 屬64 種，單子葉植物7 科15 屬17 種。

2.4.2 鳴翠湖植被類型 依據《中國植被》中植被的分類原則，參照《中國濕地植被》的濕地植被分類依據，結合鳴翠湖的形成、分布特點、野外調查結果的生態分析和群叢生境特征，將鳴翠湖植被劃分為3 個植被型組、7 個植被型、10 個群系和12 個群叢（表10）。

表10 鳴翠湖植被類型

2.4.3 鳴翠湖河岸帶植物重要值 通過計算鳴翠湖40 個有效樣的植物種重要值（表11），得出鳴翠湖40個群落植物物種以蘆葦為主，其重要值為1.45，所占比例達48.33%。

表11 鳴翠湖主要植物種重要值

2.4.4 鳴翠湖植物多樣性 鳴翠湖植物群落Shannon-Wiener 多樣性指數為0～0.84，Margalef 豐富度指數為0～1.12（表12）。

表12 鳴翠湖植物群落多樣性指數

2.5 魚類

2.5.1 鳴翠湖魚類種類分布 2020年，鳴翠湖共采集到魚類5 科16 種（表13），其中鯉科魚類12 種，占總種類數的75.00%。鯰科1 種占比6.25%，塘鱧科1種占比6.25%，鱸科1 種占比6.25%，鰕虎魚科1 種占比6.25%。

表13 鳴翠湖魚類種類組成

2.5.2 鳴翠湖魚類數量、多樣性指數及常見類群 2020年，從鳴翠湖共獲得魚類165 尾，生物量共計45.23 kg（表14）。Shannon-Wiener 多樣性指數為1.472。Margalef 豐富度指數為2.938。鳴翠湖常見的魚類為鯽、鯉、鰱、鳙。

表14 鳴翠湖魚類多樣性指數及常見種類

3 小結與討論

分別于2020年1月（冬季）、4月（春季）、7月（夏季）、10月（秋季），在鳴翠湖開展4 次水生生物調查工作。共計檢出浮游植物8 門95 種，浮游動物4 類36 種，底棲動物3 門15 種，水生植物及河岸帶植物35 科85 種，魚類5 科16 種。

鳴翠湖浮游植物主要為硅藻、綠藻和藍藻，濕地湖泊浮游植物的類型為硅-綠-藍藻型，優勢類群為綠藻門和硅藻門。綠藻門和藍藻門是鳴翠湖春季的主要類群，夏季主要浮游植物類群為綠藻門，綠藻門和硅藻門是秋季浮游植物的主要類群，冬季則為硅藻門，硅藻數量對浮游植物組成起決定性作用。浮游植物密度、生物量夏季最大，冬季最小。Shannon-Wiener 多樣性指數秋季最高，Margalef 豐富度指數夏季最高，浮游植物多樣性指數高，說明鳴翠湖浮游植物種群結構良好，水質良好。

鳴翠湖浮游動物以輪蟲為主，季節變化明顯，夏季種類最多，春、秋季次之，冬季最少。夏季平均密度最高，冬季平均生物量密度最高。Shannon-Wiener 多樣性指數夏季最高，冬季最低。Margalef 豐富度指數秋季最高，冬季最低。橈足類冬、夏2 季種類數變化并不明顯，而輪蟲類與枝角類冬季種類數相比于夏季明顯有所下降。輪蟲為鳴翠湖春、夏、秋3季浮游動物的優勢類群，冬季優勢類群則為橈足類。不同季節，水中生物因子，水體溫度、營養鹽水平、pH 等均不同，所以造成了浮游動物季節分布的變化。

鳴翠湖底棲動物中環節動物與軟體動物種類季節變化不明顯，節肢動物秋、冬季種類數明顯少于春、夏季。全年平均密度與平均生物量均為秋季最高。Shannon-Wiener 多樣性指數夏季最高，冬季最低。Margalef 豐富度指數季節變化明顯，夏季最高，冬季最低。環節動物門和軟體動物門是鳴翠湖冬、秋季底棲動物的主要類群，春、夏2 季為節肢動物門。

鳴翠湖主要植物種以蘆葦為主，占比48.33%，構成了鳴翠湖河岸帶植物的主要組成部分，其次為紫穗槐、荷花等物種。鳴翠湖各群落植物Shannon-Wiener 多樣性指數和Margalef 豐富度指數差異性較大，表明各群落的物種組成、豐富度和組成存在明顯差異。垂柳、沙棗和紫穗槐3 個人工木本群落種，其中，紫穗槐群落的物種豐富度和復雜性最高，表現出物種多樣性和群落穩定性。草本類植物群落中，蘆葦群落、香蒲群落的物種多樣性最高，扁桿鑣草群落和海乳草群落的多樣性次之。此外鳴翠湖植物群落中，水域中分布的槐葉萍、杜梨、眼子菜、荷花、茨藻等群落的Margalef 指數與Shannon-Wiener 指數均為0，主要原因是群落中的物種組成單一。

鳴翠湖魚類種類數為16 種，種群結構較簡單，以鯉科為主，常見種類為鯽、鯉、鰱、鳙，物種多樣性指數也較小，需加強魚類多樣性保護與資源恢復工作，逐步提高鳴翠湖濕地水生生態的穩定性。