白洋淀濕地浮游動物群落結構與水質評價

張子良，朱弘陽，楊志昭，王 茜，孔凡青

（1.天津農學院水產學院/天津市水生生態及養殖重點實驗室，天津 300384；2.生態環境部海河流域北海海域生態環境監督管理局生態環境監測與科學研究中心，天津 300170）

白洋淀濕地面積達366 km2，位于河北省保定市雄安新區，是我國海河平原最大濕地，對維持華北平原生態平衡具有重要意義。近幾十年來，由于白洋淀水資源短缺，干淀現象日益增多，加之白洋淀周邊地區經濟迅速發展，地方生活用水需求不斷增加，水資源矛盾日益突出[1]。

浮游動物在各類水體中物質循環再利用，能量傳輸流動等方面都起著至關重要作用。浮游動物既可以影響浮游植物群落結構，利于控制水華與赤潮，也可以通過其群落結構變化來調控水體魚類等水生生物群落結構[2]。在進行水生態監測時，浮游動物已經成為不可缺少的方面，利用浮游動物多樣性指數反映水體受污染情況是較為常見的方法。

本研究在2021 年對白洋淀濕地水質和浮游動物進行3次采樣，分析浮游動物群落結構的特征及變化情況，利用生物多樣性指數對白洋淀濕地水質進行評價，為白洋淀濕地生態保護和健康發展提供理論依據建議。

1 材料與方法

1.1 采樣時間及樣點布設

結合汛期特征，于2021 年5 月（汛前）、8 月（汛中）和11月（汛后）在白洋淀濕地8 個采樣點進行了3 次采樣，具體點位信息見表1。

表1 白洋淀濕地采樣點位Tab.1 Baiyangdian wetland sampling site

1.2 樣品采集與鑒定

浮游動物定性樣品采集時，需要用到25#浮游生物網和13#浮游生物網，使用生物網在水層中進行∞字型來回拖行，等水濾去后從生物網下方閥口收集到100 mL樣品瓶中，最后向樣品瓶中加入5%的福爾馬林進行固定。浮游動物定量樣品采集時，需要用到1 L 采水器，采樣時需下放到水體下層處，對各水層均有采集，總計采集1 L 水樣到樣品瓶中，向1L樣品瓶中加入5‰的魯哥氏液進行固定，將樣品帶回實驗室轉移到沉降瓶中沉淀24 h，最后將沉淀所得樣品液體濃縮到50 mL樣品瓶中以待鑒定[3]，鑒定參考相關書籍圖譜[4-7]。

1.3 數據分析與評價

根據Mcnaughton 優勢度Y大小可以篩選出浮游動物優勢種、Shannon-Wiener 多樣性指數H′和Pielou 均勻度指數J則是綜合利用生物多樣性來對水體清潔程度進行判斷，各計算公式如下[8]：

式中：ni——i物種的個體數；N——全部樣品的總個體數；fi——i物種出現的頻率；Y≥0.02 為優勢種；S——浮游動物總種類數。

2 結果與分析

2.1 浮游動物種類組成

5月（汛前）8個采樣點共檢測出浮游動物3門64種，其中檢出輪蟲種類最多共36 種，占種類總數的56%，橈足類最少共8 種，占種類總數的12%。8 月（汛中）8 個采樣點共檢測出浮游動物4 門59 種，其中輪蟲種類最多共29 種，占種類總數的49%，橈足類最少共7種，占種類總數的12%。11月（汛后）8 個采樣點共檢測出浮游動物4 門73 種，其中檢出輪蟲種類最多共43 種，占種類總數的59%，枝角類和橈足類最少分別為8種，分別占種類總數的11%（圖1）。

圖1 浮游動物種類數時空變化Fig.1 Temporal and spatial changes of zooplankton species

2.2 浮游動物密度變化

白洋淀浮游動物密度時空變化情況見圖2，5月（汛前）各點位浮游動物密度變化范圍為52.8～7 542 ind/L，平均值為3 152.4 ind/L；8 月（汛中）各點位密度變化范圍為1 101.6～2 016.6 ind/L，平均值為1 371.9 ind/L；11 月（汛后）各點位密度變化范圍為225～4 929 ind/L，均值達到1 940.4 ind/L。

圖2 浮游動物密度各點位汛期變化Fig.2 Change of zooplankton density at each point in flood season

2.3 優勢物種

白洋淀浮游動物優勢種及優勢度見表2，5月（汛前）優勢種共3 種，其中陀螺俠盜蟲（Strobilidum velox）優勢度0.343，是汛前優勢度最高的物種；8 月（汛中）優勢種最多，3 次采樣中橈足類幼體（Nauplius）僅在汛中時期為優勢種，針簇多肢輪蟲（Polyarthra trigla）優勢度為0.319，陀螺俠盜蟲（Strobilidum velox）次之，曲腿龜甲輪蟲（Keratella valga）優勢度最低；11 月（汛后）優勢種共3 種，優勢種更替受汛期影響明顯，汛中優勢種較多，汛前及汛后優勢種相對較少，原生動物的球砂殼蟲（Difflugia globulosa）在汛后優勢度最低，為0.048。

表2 白洋淀浮游動物優勢種和優勢度Tab.2 Dominant species and dominance of zooplankton in Baiyangdian

2.4 浮游動物生物多樣性指數

5 月（汛前）H′多樣性指數的變化范圍為1.15～2.68，平均值為1.89，J指數的變化范圍是0.32～0.81，平均值為0.57；8 月（汛中）H′多樣性指數的變化范圍為1.55～2.96，平均值為2.44，J指數的變化范圍是0.55～0.86，平均值為0.73；11 月（汛后）H′多樣性指數的變化范圍為1.73～2.65，平均值為2.12；J指數的變化范圍是0.58～0.82，平均值為0.68（圖3）。

圖3 浮游動物H'指數和J指數數值變化Fig.3 Value changes of H'index and J index of zooplankton

3 結論與討論

3.1 白洋淀濕地浮游動物群落特征

白洋淀濕地浮游動物群落結構特征表現為逐漸向小型浮游動物較多的群落特征發展，這與其他白洋淀濕地浮游動物相關研究一致[9-11]；無論是淡水湖泊還是臨海濕地都有浮游動物群落結構逐漸小型化的現象，水體富營養化程度較高會導致浮游動物群落結構整體往小型發展[12]；張佳敏等研究了武山湖水體中的橈足類受到鰱鳙等雜食性魚類捕食的影響，浮游動物群落結構也以小型和適應污染環境的種類為主[14]；白洋淀濕地浮游動物群落結構小型化的原因可能是水體富營養化和發展淀區水產養殖業。

白洋淀濕地輪蟲密度隨汛期變化較為明顯，汛前輪蟲密度明顯高于汛中和汛后，經過汛期影響，輪蟲密度下降。根據呂乾等對鄱陽湖豐水期浮游動物研究可知，豐水期水位波動導致各環境因子發生變化，從而影響浮游動物群落結構[15]。另有研究指出橈足類發育過程中存在休眠卵時期，密度受水流變化影響并不明顯[16]。本研究中對橈足類和枝角類而言，汛期對其密度影響不明顯，汛期前后密度變化范圍不大。

白洋淀濕地浮游動物優勢種多是淡水中常見物種，輪蟲是優勢種中占比最多的種類，其中針簇多肢輪蟲（Polyarthra trigla）在汛期前中后3 次調查期間都是白洋淀濕地浮游動物群落優勢種。各類型水體中都有輪蟲的分布，水體富營養化程度較高而且水體pH 為堿性環境中更為常見[17]。從本研究調查結果優勢種來看，白洋淀濕地仍有水體富營養狀況存在。

3.2 白洋淀濕地水質評價

本研究3 次調查結果顯示，白洋淀濕地浮游動物H′值在1.16～2.96，均值為2.15，J值在0.32～0.86，均值為0.49，水質清潔狀況整體處于中污染水平，結合物理生境方面來看，農業耕種用地在白洋淀占有較明顯比例，存在使用化肥等情況，其次人類干擾較明顯，淀區有運輸、旅游機動船只，整體呈現較顯著的人類生存活動影響。根據梁倍寧等對白洋淀研究顯示[11]，白洋淀2020 年和2021 年的年度水質類別已無劣V類，淀區中心點位的水質狀況基本優于淀區周邊點位，白洋淀濕地富營養化水平正在逐漸得到改善，但對白洋淀濕地的修復工作依然不能松懈，應該針對白洋淀濕地制定相應的長期調查計劃，對規劃區內水生態進行重點保護，結合浮游生物多樣性對白洋淀濕地進行保護和修復。