長江中游2 個湖泊沉積物枝角類微化石密度的垂直變化

摘要：為了重現湖泊枝角類的群落演替歷史，反映人類活動對湖泊生態的干擾強度，選擇長江中游的龍感湖和武昌湖分別設置2 個和1 個采樣點，每個樣點采集2 根沉積柱，鑒定沉積物中的枝角類卵鞍和象鼻溞屬殼刺并計數，測定沉積物樣品的總氮和總磷含量并鑒定沉積物年代，探究枝角類微化石組成、密度垂直變化及其人類活動的影響。結果顯示，在龍感湖和武昌湖沉積物中，分別鑒定出9 種和12 種枝角類卵鞍。龍感湖沉積物中的枝角類總卵鞍密度（均以干重計）為2.27 個/g，高于武昌湖1.63 個/g；象鼻溞殼刺的平均密度459.40 個/g，顯著高于武昌湖1.52 個/g。自20 世紀60 年代以來，武昌湖沉積物中枝角類的優勢類群由裸腹溞屬、尖額溞屬種類向裸腹溞屬、盤腸溞屬種類轉變；50 年代以前，龍感湖枝角類卵鞍的優勢種群為盤腸溞屬種類，之后其優勢類群由盤腸溞屬、裸腹溞屬種類向象鼻溞屬種類轉變。2 個湖泊沉積物中枝角類卵鞍和象鼻溞殼刺密度的垂直變化與湖泊富養化過程及漁業養殖歷史一致。研究表明，人類活動的干擾強度影響了長江中下游湖泊沉積物中枝角類微化石的組成和密度變化。

關鍵詞：枝角類；微化石；湖泊沉積物；富營養化；龍感湖；武昌湖

中圖分類號：Q111.4，X141 文獻標志碼：A 文章編號：1674-3075（2024）03-0156-09

湖泊作為全球生態系統的重要組成部分，其獨特的反饋機制和相對封閉的自然環境能夠敏感地響應環境變化（程龍娟等，2019）。浮游動物在湖泊生態系統食物鏈中具有承上啟下的作用，其種群結構和季節演替受湖泊理化因子、魚類捕食等環境因素的顯著影響（Jeppesen et al，2000；Zhang et al，2019）；此外，沉積物中枝角類微化石的變化能夠綜合反映出湖泊生態系統長期的物理、化學和生物特征（Chen et al，2010；Kattel et al， 2018；Nevalainen et al， 2018；Zhang et al，2020）。

枝角類是浮游動物的重要組成部分，具有較強的環境敏感性。在環境條件適宜時，可進行孤雌生殖并迅速擴大種群數量，而在不利的環境條件下，枝角類通過有性生殖產生休眠卵以應對惡劣環境（孟瓊和鄧道貴，2008；Nevalainen amp; Luoto，2013）。這些休眠卵（卵鞍）在一定程度上反映了同期水體中的枝角類種類組成及相對豐度。有研究表明，沉積物中營養鹽含量及枝角類微化石變化等信息，既能間接反映當時人類活動對湖泊環境的影響（Paw?owski etal，2015），又是湖泊古環境重建的重要載體（Hann etal，1994；Jeppesen et al，2000）；此外，枝角類個體死亡后，含有幾丁質的外殼可在沉積物中長期保存，如頭殼、背殼、后腹部及其尾爪等（Frey 1998；Jeppesen etal，2001）。目前，長江中下游湖泊枝角類微化石的研究主要集中在武漢東湖、江西軍山湖、安徽巢湖和南漪湖、江蘇太湖等（何平等，2018；劉琪等，2018a；胡錦婷等， 2019；孫雨琛等，2020；Zhang et al，2020），這些研究均顯示了枝角類卵鞍（休眠卵）豐度與湖泊富營養化進程的一致性。

龍感湖和武昌湖位于長江中游地區，系長江變遷與跨長江兩岸古彭蠡澤解體后的殘跡湖，均屬通江湖泊，平均水深3.78 m 和3.43 m，是眾多鳥類棲息、繁殖、越冬的重要地帶，也是魚類的洄游場所（朱廣偉等， 2019；羅俊等，2020）；通江湖泊的生物多樣性受到了廣泛關注（常劍波和曹文宣，1999；Zhanget al，2014；Jia et al，2018；Zhang et al，2019）。在20 世紀中期，龍感湖湖面寬闊，水生植被發育良好，隨著圍湖造田加劇，濕地面積縮減，水生植被遭到破壞，水體富營養化加劇（羊向東等，2001；劉健等，2005；Wu et al，2008；Bing et al，2014）。尤其是20 世紀70 年代末，大面積的圍網養殖，并施以磷肥以促進魚類餌料的生長，加重了湖泊富營養化進程（吳艷宏等，2001）；此外，龍感湖不同湖區養殖方式存在差異性，位于湖北境內的湖區圍網養殖面積大，而位于安徽境內的湖區圍網養殖出現時間晚且面積小而密。在20 世紀70 年代以前，武昌湖漁業生產系天然捕撈，產量低而不穩定；70 年代后期，武昌湖成立漁場，開始規模化漁業養殖至今。盡管龍感湖和武昌湖所處地理位置相近、氣候相同，但自1950 年以來，受人為干擾活動的方式和程度存在明顯差異，且龍感湖面積是武昌湖的2～3 倍，這些因素勢必對2 個湖泊枝角類的組成和豐度產生影響（王蘇民和竇鴻身，1998；李祥等，2006；吳艷宏等，2010）。沉積物中枝角類微化石的變化能夠反映湖泊枝角類群落結構演替的長期歷史變化，但人類活動干擾的差異性是否長期影響枝角類群落結構的演替規律仍有待探究。本文通過研究龍感湖、武昌湖沉積物中枝角類微化石（卵鞍和象鼻溞殼刺）組成、密度及沉積物中營養鹽含量變化，分析湖泊沉積物中枝角類微化石密度與其總氮、總磷含量的關系，了解人類活動的干擾水平對枝角類微化石組成和密度的影響，探究湖泊枝角類群落結構和多樣性的長期演替規律，揭示長江中下游湖泊環境變遷尤其是富營養化對枝角類群落結構動態的長期影響。