王博涵等

摘要：通過對山東省濟南流域19個采樣點位的輪蟲進行調查研究并利用輪蟲香農維納指數(shù)、均勻度指數(shù)對濟南水質進行評價，結果表明：濟南流域共鑒定出輪蟲種類17屬30種，主要以龜甲輪屬和臂尾輪屬為主。輪蟲密度2.0～453.0 ind./L，平均值為114.4 ind./L。輪蟲香農維納指數(shù)和均勻度指數(shù)都具有顯著的空間分布規(guī)律，香農維納指數(shù)范圍為0.917～3.644，平均值為2.752；均勻度指數(shù)范圍為0.857～1.608，平均值為0881。濟南流域輪蟲香農維納指數(shù)和均勻度指數(shù)相對較低，通過綜合分析認為濟南流域水體受到不同程度污染。

關鍵詞：濟南流域；輪蟲；群落結構；多樣性指數(shù)

輪蟲是水生生物中浮游動物的重要組成部分，具有分布廣泛、繁殖迅速、發(fā)育時間短等特點，是大多數(shù)水生生物和魚類的開口餌料，在生態(tài)系統(tǒng)中起著重要作用。輪蟲是水體污染的重要指示物，對環(huán)境變化較敏感，因此在水環(huán)境監(jiān)測中被廣泛應用[1-3]。

目前國內針對河流生態(tài)系統(tǒng)中輪蟲群落的研究報道相對較多[4-5]，但對濟南流域輪蟲群落研究相對較少[6]。此外，濟南市多年來水生態(tài)人為干擾嚴重，水生態(tài)環(huán)境惡化，為了更好地制定相關治理措施，需要對水生態(tài)進行全面的評價。輪蟲由于具有對環(huán)境相應敏感、方便采集等特點，可作為很好的模式生物來評價水生態(tài)的健康狀況。為此筆者于2014年5月對濟南流域輪蟲群落結構進行了野外調查，并對水質狀況進行分析評價，以期為濟南流域水環(huán)境治理提供基礎理論數(shù)據。

1材料與方法

1.1采樣點設置

濟南市位于北緯36°40′，東經117°00′，地處中緯度地帶，其地勢為南部高北部低。山地丘陵約有3 000 km2，平原約有5 000 km2。根據濟南河流的地理特征，在濟南重要景區(qū)和各區(qū)縣，共設立19個采樣點位（J1～J19）（見圖1）。

1.2樣本的采集與鑒定

用采水器在各水層采混合水樣100 L，用25號浮游生物網過濾，將濾取的樣本放入100 mL標本瓶中，加4%～5%的甲醛溶液固定。固定的樣本在室內靜止24 h后虹吸上清液，濃縮至50 mL。根據相關文獻[7-10]在100～1 000倍Olympus—CX21生物顯微鏡下鑒定輪蟲種類并記錄數(shù)量。

1.3數(shù)據處理與分析

采用Biodiversity Profession 2.0計算Shannon-Weaner-多樣性指數(shù)（H）、Pielou均勻度指數(shù)（J） [11-12]。采樣點位、輪蟲密度和多樣性指數(shù)的空間分布在ArcMap 9.3上實現(xiàn)。

水質評價標準：H>3為輕污染或清潔，1≤H≤3為中污染，0≤H≤1為重污染。

圖1濟南流域采樣點位分布圖

2結果

2.1濟南流域輪蟲的物種組成

濟南市周邊水域共鑒定出輪蟲17屬30種。其中臂尾輪屬4種、晶囊輪屬3種、水輪屬3種、龜甲輪屬 2種、彩胃輪屬 2種、三肢輪屬2種、腔輪屬 2種、多肢輪屬 1種、無柄輪屬 1種、其他輪屬10種，分別占輪蟲總屬的 13%、10 %、10 %、7%、 7%、 7%、 7%、3%、3 %和 33 %。在此次調查中，曲腿龜甲輪蟲、卵形彩胃輪蟲、長肢多肢輪蟲和角突臂尾輪蟲為優(yōu)勢種。輪蟲種類數(shù)在各采樣點的分布范圍為2～15個，平均種類數(shù)為8個，其中點位 J10檢出的輪蟲種類數(shù)最多，為15個。

2.2輪蟲密度

由圖2可知，濟南流域輪蟲密度在各采樣點的分布狀況。在19個采樣點中，輪蟲密度范圍在2.0～453.0 ind./L，密度平均值為114.4 ind./L。其中J18點位輪蟲密度最高，為453.0 ind./L，J1點位輪蟲密度最小，為2.0 ind./L。

圖2濟南流域輪蟲密度分布圖

2.3輪蟲多樣性指數(shù)

如圖3所示，濟南流域輪蟲香農維納多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)相對較低。香農維納指數(shù)（H）范圍為0.917～3.644，均值為2.752。均勻度指數(shù)（J）范圍為0.857～1.608，均值為0.881。香農維納指數(shù)與均勻度指數(shù)最高值均出現(xiàn)在J10采樣點位，最低值均出現(xiàn)在J9采樣點位。采樣點位中J1和J9香農維納指數(shù)均小于1，依據評價標準為重污染；其他點位香農維納指數(shù)在1～3之間，依據評價標準為中污染。

圖3濟南流域香農維納指數(shù)、均勻度指數(shù)分布圖

3討論

有研究表明，輪蟲香農維納指數(shù)和均勻度指數(shù)能在一定程度上反映水質的狀況，數(shù)值越大，輪蟲群落結構相對穩(wěn)定，水質相對較好，反之則水質相對較差。本次調查數(shù)據表明，濟南流域共有輪蟲17屬30種，輪蟲密度平均值為114.4 ind./L，輪蟲香農維納指數(shù)平均值為2.752，均勻度指數(shù)平均值為0.881。從輪蟲種類組成和密度來看，輪蟲的群落結構與國內其他河流的較為相似[13-14]，具有典型河流輪蟲群落結構特征。從多樣性來看，香農維納多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)都相對較低，這表明輪蟲群落結構相對不穩(wěn)定，水質相對較差，受污染較嚴重。此外，濟南流域輪蟲種類以臂尾輪屬和龜甲輪屬居多，這兩個屬的輪蟲都是典型的污染指示種。在此次調查中，在一些采樣點位還檢出了寡營養(yǎng)型水體指示種-獨角聚花輪蟲和富營養(yǎng)型水體的指示種-卜氏晶囊輪蟲。這表明濟南流域部分水體已經出現(xiàn)不同程度的營養(yǎng)化。

在自然水域環(huán)境中，輪蟲主要以浮游植物（藻類）、細菌、有機碎屑等為食。在輪蟲的食物鏈中，浮游植物通過上行效應來直接影響輪蟲的群落結構。溫度是影響輪蟲群落結構最重要的環(huán)境因子之一，溫度一方面通過影響浮游植物的繁殖來間接影響輪蟲的種群結構，另一方面通過影響輪蟲休眠卵的孵化率來影響輪蟲種群的周轉速率。在一定范圍內溫度升高，輪蟲的種類和現(xiàn)存量增加，因此，一般在溫度回升的春季常形成輪蟲種群的指數(shù)增長。在天然水域中的競爭者（枝角類等）和捕食者（劍水蚤和魚類等）也是影響輪蟲種群增長的重要因素。枝角類能夠通過爭奪食物等方式抑制輪蟲生長，劍水蚤和魚類的大量存在，能使輪蟲密度迅速下降，同時經過下行效應抑制輪蟲的帶卵和繁殖。輪蟲既是水體營養(yǎng)狀況的指示生物，同時也是響應環(huán)境因素變化最為敏感的生物，輪蟲與環(huán)境之間的關系相對比較復雜，僅從生態(tài)學角度評價水質狀況是不夠準確和不夠全面，將生態(tài)學指標與環(huán)境因素結合起來進行綜合評價，這樣得到的結果就比較真實。

濟南位于山東省中西部，近年來由于旅游開發(fā)和工農業(yè)快速發(fā)展使水體受到不同程度的影響和污染。因此對濟南周邊水域進行水環(huán)境保護及水生生物多樣性修復具有重要意義。

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