王清華，邢蘇州，陳紅軍，曾慶飛

(1. 南京市高淳區(qū)固城湖石臼湖管理委員會，江蘇 高淳 211300; 2. 中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所湖泊與環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210008)

固城湖又名小南湖，位于江蘇省高淳區(qū)西南部境內(nèi)，原為水陽江的過水性湖泊，官溪河建楊家灣節(jié)制閘后，已轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬Ψ忾]的水庫型湖泊[1]。固城湖是高淳區(qū)唯一的大型集中式飲用水水源地，其維持著全區(qū)70%以上的人口飲用和80%以上的農(nóng)田灌溉，也是南京市的后備水源區(qū)和南京市最優(yōu)質(zhì)的水產(chǎn)品養(yǎng)殖基地，兼具防洪、灌溉、航運(yùn)、旅游等功能，在保證居民生活用水、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境平衡等方面起著不可替代的作用。

20 世紀(jì)90年代以前，固城湖水質(zhì)較好，符合Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)，水體呈貧營養(yǎng)狀態(tài)[2]。近年來，隨著固城湖水域資源的開發(fā)利用及區(qū)域經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，工業(yè)點(diǎn)源污染、農(nóng)業(yè)面源污染、居民生活污染以及圍墾養(yǎng)殖的二次污染等，導(dǎo)致大量污染物及氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)匯入湖體，湖體水質(zhì)不斷下降，生物多樣性減少，水體富營養(yǎng)化加速，水環(huán)境質(zhì)量明顯下降，固城湖漁業(yè)生物資源現(xiàn)狀發(fā)生了顯著變化[3]。因此，在湖泊富營養(yǎng)化加劇，湖泊環(huán)境質(zhì)量不斷下降的環(huán)境背景下，通過對固城湖生物資源現(xiàn)狀的調(diào)查和歷史資料對比，研究固城湖漁業(yè)生物資源結(jié)構(gòu)和多樣性，為控制固城湖水域的污染水平，提高漁業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量，保障應(yīng)用水安全提供參考。

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)位設(shè)置

于2012—2013年在固城湖共設(shè)置11個(gè)采樣點(diǎn)(圖1)，其中1、3、4、10位于河道入湖口，2號點(diǎn)位于小湖區(qū)的湖心區(qū)，5號點(diǎn)位于大湖湖心區(qū)，6號點(diǎn)位于圍墾養(yǎng)殖區(qū)排污口，7、8號點(diǎn)位于原水草密集區(qū)。11號點(diǎn)位于入湖河流的閘口。

圖1 固城湖采樣點(diǎn)位

1.2 采樣方法

使用自制水草采集器采集水生植物，樣品采集后去泥、分類、稱重，同時(shí)目測可見植物種類的覆蓋度；浮游植物樣品使用柱狀采水器在水深20 cm處采集水樣1 L， 現(xiàn)場加入魯哥試液固定，靜置沉淀48 h后濃縮鏡檢；枝角類和橈足類浮游動物樣品使用柱狀采水器采集水樣5 L，經(jīng)過25號浮游生物網(wǎng)過濾獲取，用4%福爾馬林固定保存；底棲動物調(diào)查采用1/16 m2彼得生采泥器，底泥經(jīng)篩網(wǎng)篩洗后置于解剖盤中將動物撿出，用10%福爾馬林固定，然后進(jìn)行種類鑒定、計(jì)數(shù)和稱重。

2 結(jié)果與討論

2.1 浮游植物群落結(jié)構(gòu)變化

調(diào)查到浮游植物96種，隸屬8門17科32屬。其中綠藻門種類數(shù)最多，有48種，占總數(shù)的50%；藍(lán)藻門16種，硅藻門15種，分別占總種數(shù)的16.67%和15.26%。裸藻門7種，隱藻門4種，甲藻門4種，黃藻門2種，金藻門1種。

固城湖內(nèi)浮游植物群落呈現(xiàn)一定的季節(jié)變化。在水位水溫較低時(shí)(4月)，浮游植物群落的密度和生物量最低，在水溫和水位較高時(shí)(7月)，群落密度和生物量最高。各采樣點(diǎn)來看，3、4、9號點(diǎn)即漆橋河、胥河、港口河浮游植物密度和生物量比小湖區(qū)、大湖區(qū)要高，大湖區(qū)內(nèi)部7、8號點(diǎn)較高。7、8號點(diǎn)為原來水草較為密集的區(qū)域，在水位低、水溫高時(shí)植物的死亡腐爛容易導(dǎo)致水質(zhì)的惡化，因此表現(xiàn)出浮游植物的數(shù)量和生物量較高。

根據(jù)國內(nèi)湖庫富營養(yǎng)化評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，浮游植物數(shù)量小于30 ×104ind./L為貧營養(yǎng)型，數(shù)量30×104～100 ×104ind./L為中營養(yǎng)型，數(shù)量大于100×104ind./L為富營養(yǎng)型。從浮游植物數(shù)量上看(見表1)，以浮游植物數(shù)量評價(jià)4月固城湖各點(diǎn)屬于中營養(yǎng)型，其他時(shí)間均屬于富營養(yǎng)型。

表1 浮游植物數(shù)量、生物量的時(shí)空變化(104 ind./L、mg/L)

固城湖及出入湖河道浮游植物主要群落藍(lán)藻、綠藻、硅藻、裸藻、隱藻的時(shí)空變化如圖2所示。7月、10月固城湖各點(diǎn)位浮游植物群落主要以綠藻為主，硅藻、藍(lán)藻次之，綠藻數(shù)量所占百分比分別為76.63%、72.05%，占絕對優(yōu)勢。1月、4月浮游植物群落以綠藻和硅藻為主，其比例分別為45.01%和43.95%，除西側(cè)湖濱區(qū)這個(gè)點(diǎn)外，其余各點(diǎn)未見藍(lán)藻群落分布。胥河的浮游植物數(shù)量在各采樣點(diǎn)中最高，且群落種類以綠藻為主，主要是因?yàn)椴蓸狱c(diǎn)位于胥河河口位置，又處于固城湖航道之上，受人類活動影響大水質(zhì)較差，水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重。通過對比發(fā)現(xiàn)7月、10月固城湖大湖區(qū)各點(diǎn)的藍(lán)藻數(shù)量要高于河道，尤其是東湖區(qū)、南湖湖心區(qū)等原先水草密集的地方藍(lán)藻數(shù)量較為突出，主要是因?yàn)?月、10月時(shí)水溫較高，湖區(qū)底部的植物腐爛分解導(dǎo)致水質(zhì)惡化，湖區(qū)的浮游植物數(shù)量尤其是小型的藍(lán)藻類數(shù)量高于水體流動性大的河道。

圖2 固城湖各采樣點(diǎn)浮游植物主要群落空間分布

2.2 浮游動物群落結(jié)構(gòu)變化

共鑒定出大型浮游動物枝角類8種，橈足類4種。橈足類的優(yōu)勢種除無節(jié)幼體與橈足幼體外，為跨立小劍水蚤(Microcyclopsvaricans)、中華窄腹劍水蚤(LimnoithonaSinensis)；枝角類的優(yōu)勢種主要有長額象鼻溞(Bosminalongirostris)、短尾秀體溞(Diaphanosomabrachyurum)、諾氏僧帽溞(Evadnenordmanni)蚤狀溞(DaphniapulexLeydig)。從枝角類和橈足類的優(yōu)勢種組成看，固城湖湖區(qū)水質(zhì)狀況屬中-富營養(yǎng)狀態(tài)。

固城湖大型浮游動物枝角類和橈足類群落的數(shù)量和生物量周年變化見表2和圖3。除官溪河外，固城湖各點(diǎn)浮游動物平均密度要高于各出入湖河道。官溪河因受人類活動干擾，浮游動物數(shù)量變化較大。從各點(diǎn)浮游動物密度對比上來看，橈足類浮游動物占優(yōu)勢。7—10月，橈足類數(shù)量明顯上升，特別是在湖心區(qū)和東湖區(qū)表現(xiàn)的尤為明顯，這與浮游植物中藍(lán)藻群落的變化相一致，說明湖區(qū)水質(zhì)在7—10月呈現(xiàn)惡化趨勢。枝角類浮游動物數(shù)量的周年變化相對較小。

表2 浮游動物數(shù)量、生物量的時(shí)空變化(ind./L、mg/L)

圖3 固城湖浮游動物群落空間分布

2.3 底棲動物群落結(jié)構(gòu)變化

固城湖底棲動物種類如表3所示，共鑒定底棲動物14種，隸屬9科12屬。其中軟體動物5種，搖蚊幼蟲類5種，寡毛類2種，其他底棲動物2種。

固城湖及出入湖河道底棲動物生物量的時(shí)空變化如圖4和圖5所示。

圖4 固城湖底棲動物生物量的時(shí)空變化

固城湖的底棲動物以瓣鰓類、腹足類為主，寡毛類及搖蚊幼蟲的生物量所占比例較小。入湖河道的生物量要高于出湖河道，大小湖區(qū)的生物量介于兩者之間。出湖河道主要是胥河的底棲動物生物量較小與人類活動干擾較大有關(guān)。湖區(qū)因受魚類等捕食行為的影響生物量低于河道。大湖區(qū)以寡毛類底棲動物為主，周年調(diào)查中其生物量均高于小湖區(qū)和河道。

圖5 各種類底棲動物生物量的時(shí)空變化

底棲動物種類日期中文學(xué)名拉丁學(xué)名2012—072012—102013—012013—04軟體動物 Mollusca銅銹環(huán)棱螺 Bellamya aeruginosa+++方形環(huán)棱螺Bellamya quadrata+++紋沼螺Parafossarulus striatulus++長角涵螺Alocinma longicornis+++方格短溝蜷Semisulco spiracancellata Bonson++搖蚊幼蟲Aquatic Insecta隱搖蚊 Cryptotendipes sp.+羽搖蚊Chironomus plumosus++++中國長足搖蚊Tanypus chinensis++++前突搖蚊Procladius sp.水棲寡毛類 Aquatic Oligochaeta霍甫水絲蚓Limnodrilus hoffmeisteri++++蘇氏尾鰓蚓 Branchiura sowerbyi++++其他底棲動物Other zoobenthos水蛭Hirudo++背蚓蟲Notomastus latericeus+

2.4 水生高等植物結(jié)構(gòu)變化

近年來固城湖水生植被逐漸萎縮退化，分布面積大大減少，水生植物種類減少。1962年固城湖有水生植物14種，1999年湖泊調(diào)查發(fā)現(xiàn)水生植物7種，隸屬5科6屬，群落結(jié)構(gòu)春季以菹草為主，夏、秋、冬以微齒眼子菜為主。2009年調(diào)查發(fā)現(xiàn)水生植物7種，群落結(jié)構(gòu)主要為微齒眼子菜+菹草群落，微齒眼子菜+苦草群落，狐尾藻群落以及金魚藻、輪葉黑藻和微齒眼子菜混合群落。而在2012年7月到2013年4月的四次調(diào)查期間，僅在西南部小湖區(qū)發(fā)現(xiàn)少許的菹草和苦草分布，生物量也很少，沒發(fā)現(xiàn)其他水生植物的分布。大小湖區(qū)底泥調(diào)查發(fā)現(xiàn)大量的微齒眼子菜的腐爛沉積。這一現(xiàn)象可能與固城湖的水位變化有關(guān)。水生植物的生長除水溫外還主要決定于其有效生長深度內(nèi)的光照可獲得性即光補(bǔ)償點(diǎn)，從理論上而言，水生植物的生物量應(yīng)與透明度成正比，與水深成反比。根據(jù)對太湖、洪澤湖等若干湖泊水生植物的調(diào)查及生態(tài)觀測，當(dāng)水深是透明度的2.55～5.64倍(不同種類對光照要求不同)時(shí)，已超過其光補(bǔ)償?shù)纳疃龋参镆虻貌坏阶銐虻墓饽芏鵁o法生存。固城湖水位近年來不斷升高(如表4)，平均水深不斷增大，透明度也發(fā)生很大變化，這對水生植物的生長發(fā)育產(chǎn)生很大影響。通常水生植物生物量較高月份出現(xiàn)在7月。但1999年調(diào)查發(fā)現(xiàn)遭特大洪水影響，植被生長高峰受到抑制，5月水草生物量最大，7月水草生物量僅為5月的45%。2012年固城湖水位比1999年增加1.7 m，平均水深增加2.12 m，平均水深達(dá)透明度的5.25倍，已大大超過菹草、微齒眼子菜等主要水生植物的光補(bǔ)償深度，各種水生植物因得不到光合作用而難以發(fā)育生長，造成全湖水生植物難以見及。

表4 不同時(shí)期固城湖水文條件與水生植物生物量對比表

3 結(jié) 論

固城湖浮游植物種群年內(nèi)變化呈現(xiàn)一定的季節(jié)差異，7月綠藻、藍(lán)藻為優(yōu)勢種，4月時(shí)綠藻、硅藻為優(yōu)勢種，群落生物量急劇上升，生物群落趨于小型化，綠藻數(shù)量占比超過50%。從1981至2012年30多年間，浮游植物數(shù)量從26.57增加到2.0117×107/L，生物量從0.2129 mg/L增加到37.2 mg/L。浮游動物群落枝角類以長額象鼻溞、短尾秀體溞、諾氏僧帽溞、蚤狀溞為優(yōu)勢種，橈足類以無節(jié)幼體與橈足幼體外，為跨立小劍水蚤、中華窄腹劍水蚤為優(yōu)勢種，種類組成顯示固城湖處于中富營養(yǎng)狀態(tài)。但近三十年來浮游動物的數(shù)量和生物量都有所下降，與湖泊魚類的捕食和浮游植物群落的脅迫有關(guān)。底棲動物中出現(xiàn)的主要是污染指示種，如腹足類的銅銹環(huán)棱螺、紋沼螺、寡毛類中的蘇氏尾鰓蚓及搖蚊幼蟲等，近年來腹足類種類數(shù)量減少，寡毛類和搖蚊幼蟲種類和生物量上升，顯示湖泊的污染程度在加劇。

近三十年來，由于人類在湖區(qū)漁業(yè)生產(chǎn)其強(qiáng)度的逐漸增加，放養(yǎng)魚類及河蟹對浮游生物及底棲動物的攝食，及沿湖污染物的排放，固城湖湖泊環(huán)境質(zhì)量逐年下降，富營養(yǎng)化程度日趨嚴(yán)重，同時(shí)由于固城湖水草逐年的腐爛沉積，固城湖的沼澤化程度又日趨嚴(yán)重，因此必須加強(qiáng)對固城湖生物資源的適度利用和環(huán)境資源的合理保護(hù)。