陸 丹，張 靜，耿昭克，王司陽(yáng)，賈 潔

（1.青海省水文水資源勘測(cè)局，青海西寧810001；2.長(zhǎng)江流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，湖北武漢430010；3.黃河水利科學(xué)研究院，河南 鄭州450003）

瑪多縣地處青海省果洛藏族自治州西北部，是萬(wàn)里黃河流經(jīng)的第一個(gè)縣城，素有“黃河之源、千湖之縣”的美稱。境內(nèi)河流密集、湖泊眾多，有大小湖泊5 050個(gè)，較大的湖泊有扎陵湖、鄂陵湖、星星海等。2016年3月《三江源國(guó)家公園體制試點(diǎn)方案》正式印發(fā)，我國(guó)首個(gè)國(guó)家公園體制試點(diǎn)工作全面展開(kāi)。瑪多縣作為黃河源園區(qū)所在地，其獨(dú)特的生態(tài)區(qū)位受到了社會(huì)各界普遍關(guān)注和高度重視。

浮游動(dòng)物是生態(tài)環(huán)境食物鏈及生物生產(chǎn)力的重要環(huán)節(jié)，將能量從低營(yíng)養(yǎng)級(jí)轉(zhuǎn)移到更高的營(yíng)養(yǎng)級(jí)［1］。后生浮游動(dòng)物主要指輪蟲、枝角類和橈足類，過(guò)去對(duì)于黃河源地區(qū)水生態(tài)方面的調(diào)查較少，筆者在2016—2017年分5次對(duì)黃河干流瑪多縣段進(jìn)行了浮游動(dòng)物的調(diào)查研究，初步掌握了后生浮游動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)、密度組成以及與環(huán)境因子的相互關(guān)系，以期為黃河源園區(qū)建設(shè)提供依據(jù)。

1 調(diào)研方法

1.1 站點(diǎn)布置和調(diào)查時(shí)間

按照水生態(tài)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)盡可能與水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)一致的原則，選擇交通便利的站點(diǎn)作為研究對(duì)象。從上游至下游分別選擇扎陵湖北、鄂陵湖北、漁場(chǎng)、扎陵湖鄉(xiāng)和瑪多5個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)（見(jiàn)圖1），于2016年8月、10月和2017年5月、8月和10月進(jìn)行取樣。

圖1 黃河干流瑪多段浮游動(dòng)物取樣站點(diǎn)分布

1.2 樣品采集測(cè)定

后生浮游動(dòng)物定性樣品用25號(hào)浮游生物網(wǎng)在水面0～0.5 m 處緩慢劃“∞”拖曳采集 3～5 min，過(guò)濾并用5%的福爾馬林固定保存。定量樣品：輪蟲定量樣品在采集定性樣品前用采水器采集1.5 L水樣，枝角類和橈足類定量樣品用采水器在水面0～0.5 m處取15 L水樣，經(jīng)13號(hào)生物網(wǎng)過(guò)濾后轉(zhuǎn)移到50 mL的小方瓶中，用5%的福爾馬林保存帶回實(shí)驗(yàn)室，按《水庫(kù)漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范》（SL 167—2014）［2］鏡檢，參照章宗涉等［3-7］的方法對(duì)后生浮游動(dòng)物進(jìn)行分類和計(jì)數(shù)。

水質(zhì)樣品按照《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》（SL 219—2013）［8］中樣品采集和保存方法采集和測(cè)定，均滿足現(xiàn)場(chǎng)平行樣采樣率不低于5%，全程序空白采樣率不低于5%的要求。主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)為水溫、pH值、溶解氧、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、總磷、總氮等，其中水溫、pH值、溶解氧使用YSI6600多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，其余項(xiàng)目在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成，滿足平行樣測(cè)定、加標(biāo)回收測(cè)定等測(cè)定率不低于5%的要求。

1.3 數(shù)據(jù)處理

后生浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和多樣性特征采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）、Margalef豐富度指數(shù)（D）和Pielou均勻度指數(shù)（J）來(lái)表示［9］，三種指數(shù)的計(jì)算公式分別為

式中：S為后生浮游動(dòng)物總物種數(shù)；N為采集樣品中后生浮游動(dòng)物總物種數(shù)；ni為采集樣品中第i種后生浮游動(dòng)物個(gè)體數(shù)。

后生浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種采用McNaughton優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（Y）表示，以優(yōu)勢(shì)度指數(shù) Y＞0.02 為優(yōu)勢(shì)種［10］。 優(yōu)勢(shì)度指數(shù)計(jì)算公式為

式中：fi為第i種后生浮游動(dòng)物在各樣點(diǎn)出現(xiàn)的頻率。

采用CANOCO5.0分析后生浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的關(guān)系。對(duì)后生浮游動(dòng)物物種數(shù)據(jù)進(jìn)行降趨勢(shì)對(duì)應(yīng)分析（DCA）得出，第1軸長(zhǎng)度為3.9，因此選擇基于單峰模型的典范對(duì)應(yīng)分析（CCA），通過(guò)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)和蒙特卡洛置換檢驗(yàn)，篩選確定排序的主要優(yōu)勢(shì)種和環(huán)境因子，檢驗(yàn)排序結(jié)果的顯著性，并繪制后生浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種與環(huán)境因子的關(guān)系圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 環(huán)境因子

黃河瑪多段從上游至下游扎陵湖北、鄂陵湖北、漁場(chǎng)、扎陵湖鄉(xiāng)和瑪多5個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)海拔分別為4 306、4 281、4 279、4 276、4 217 m，平均海拔為 4 272 m。 5次調(diào)查水溫為7.5～13.8℃；水體呈弱堿性；葉綠素 a濃度最大值出現(xiàn)在2017年10月；溶解氧在寒冷季節(jié)含量較高，在溫度較高季節(jié)含量較低；總磷、總氮、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)和化學(xué)需氧量全年變化范圍較小。從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，5個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)水質(zhì)均達(dá)到或者優(yōu)于Ⅱ類水，水質(zhì)良好，見(jiàn)表1。

表1 黃河干流瑪多段環(huán)境因子（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）監(jiān)測(cè)結(jié)果

2.2 種類分布

5次調(diào)查共監(jiān)測(cè)到后生浮游動(dòng)物62種，其中輪蟲45種、枝角類10種、橈足類7種，見(jiàn)表2。從時(shí)間分布來(lái)看，5月5個(gè)站點(diǎn)共監(jiān)測(cè)到后生浮游動(dòng)物23種，其中輪蟲16種、枝角類2種、橈足類7種；8月5個(gè)站點(diǎn)共監(jiān)測(cè)到后生浮游動(dòng)物36種，其中輪蟲27種、枝角類2種、橈足類7種；10月5個(gè)站點(diǎn)共監(jiān)測(cè)到后生浮游動(dòng)物42種，其中輪蟲32種、枝角類9種、橈足類1種。各站點(diǎn)后生浮游動(dòng)物的群落組成和比例存在較大差異，但均以輪蟲為主，種類數(shù)整體呈現(xiàn)出10月＞8月＞5月的趨勢(shì)。從空間分布來(lái)看，扎陵湖北共監(jiān)測(cè)到后生浮游動(dòng)物30種，其中輪蟲21種、枝角類4種、橈足類5種；鄂陵湖北共監(jiān)測(cè)到后生浮游動(dòng)物25種，其中輪蟲18種、枝角類5種、橈足類2種；漁場(chǎng)共監(jiān)測(cè)到后生浮游動(dòng)物26種，其中輪蟲20種、枝角類4種、橈足類2種；扎陵湖鄉(xiāng)共監(jiān)測(cè)到后生浮游動(dòng)物18種，其中輪蟲14種、枝角類3種、橈足類1種；瑪多共監(jiān)測(cè)到后生浮游動(dòng)物41種，其中輪蟲32種、枝角類3種、橈足類6種。5次監(jiān)測(cè)種類結(jié)果顯示：瑪多＞扎陵湖北＞漁場(chǎng)＞鄂陵湖北＞扎陵湖鄉(xiāng)。

表2 黃河干流瑪多段后生浮游動(dòng)物名錄

2.3 密度分布

從表3可以看出，各站點(diǎn)后生浮游動(dòng)物種類平均密度為75.43個(gè)／L，密度整體偏小。密度最大的為2017年8月的漁場(chǎng)，密度最小的為2017年5月的鄂陵湖北。從時(shí)間分布來(lái)看，密度分布整體呈現(xiàn)出8月＞10月＞5月的趨勢(shì)。從空間分布來(lái)看，瑪多和漁場(chǎng)的密度最高，扎陵湖鄉(xiāng)的次之，扎陵湖北和鄂陵湖北的密度最小。

2.4 優(yōu)勢(shì)種

根據(jù)Y≥0.02為優(yōu)勢(shì)種的原則，2016年8月、10月和2017年5月、8月、10月優(yōu)勢(shì)種數(shù)量分別為3、5、2、4、4種，從優(yōu)勢(shì)種的分布來(lái)看，5次監(jiān)測(cè)共有的優(yōu)勢(shì)種僅有螺形龜甲輪蟲1種，物種的季節(jié)變化明顯，見(jiàn)表4。

2.5 生物多樣性和水質(zhì)評(píng)價(jià)

從表5可以看出，后生浮游動(dòng)物的生物多樣性指數(shù) H′為 0.02～2.03，均勻度指數(shù)為 J 為 0.01～1.30，豐富度指數(shù)M為0.60～14.44；多樣性指數(shù)最大值出現(xiàn)在2016年8月，均勻度指數(shù)最大值出現(xiàn)在2016年10月，豐富度指數(shù)最大值出現(xiàn)在2017年5月。由于各站點(diǎn)生物多樣性指數(shù)偏低，傳統(tǒng)的浮游生物多樣性指數(shù)水質(zhì)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)［11］已不適用于黃河源瑪多段的水質(zhì)評(píng)價(jià)，因此采用浮游動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)種來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)。參考文獻(xiàn)［12-19］所述的污染指示生物，對(duì)照表2中各時(shí)段的優(yōu)勢(shì)種可以看出，黃河源瑪多段出現(xiàn)了指示等級(jí)為寡污的異尾輪蟲和寡污-β中污的螺形龜甲輪蟲、疣毛輪蟲等后生浮游動(dòng)物，反映出黃河干流瑪多段水體清潔，水質(zhì)狀況優(yōu)良。

表3 黃河干流瑪多段后生浮游動(dòng)物密度

表4 黃河干流瑪多段后生浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種

表5 黃河干流瑪多段各采樣點(diǎn)后生浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)

2.6 群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子典范性分析

利用CANOCO5.0對(duì)黃河干流瑪多段后生浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種的密度和環(huán)境因子進(jìn)行典范對(duì)應(yīng)分析，用于分析的優(yōu)勢(shì)種主要有螺形龜甲輪蟲（Ko）、針簇多肢輪蟲（Pt）、長(zhǎng)肢多肢輪蟲（Pd）、廣布多肢輪蟲（Pv）、月形腔輪蟲（Vl）、疣毛輪蟲（Ss）、裂痕龜紋輪蟲（Af）、狹甲輪蟲（Cs）、異尾輪蟲（Ts）、無(wú)節(jié)幼體（Na）10 種；環(huán)境因子主要有海拔（El）、水溫（Tem）、pH 值、葉綠素 a（Chl.a）、溶解氧、總磷、總氮、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量等10種。

從CCA分析雙軸圖（見(jiàn)圖2，圖中數(shù)值代表各軸環(huán)境因子和物種分布的解釋率）可以看出，螺形龜甲輪蟲、裂痕龜紋輪蟲與pH值、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量呈顯著性正相關(guān)關(guān)系，與總氮和葉綠素a負(fù)相關(guān)；針簇多肢輪蟲和長(zhǎng)肢多肢輪蟲受總氮和葉綠素a的影響較大，呈正相關(guān)關(guān)系，與pH值、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；月形腔輪蟲、異尾輪蟲、疣毛輪蟲和無(wú)節(jié)幼體與高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、溶解氧、水溫正相關(guān)，與氨氮、pH值、總氮和葉綠素a負(fù)相關(guān)。

3 結(jié) 論

圖2 黃河干流瑪多段后生浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種與環(huán)境因子的CCA排序

5次調(diào)查共監(jiān)測(cè)到后生浮游動(dòng)物62種，其中輪蟲45種、枝角類10種、橈足類7種；種類數(shù)整體呈現(xiàn)出10月＞8月＞5月，瑪多＞扎陵湖北＞漁場(chǎng)＞鄂陵湖北＞扎陵湖鄉(xiāng)的趨勢(shì)。5次監(jiān)測(cè)的各站點(diǎn)后生浮游動(dòng)物種類密度為 0.73～500.13 個(gè)／L，平均密度為 75.43 個(gè)／L，密度整體偏小，密度組成呈現(xiàn)8月＞10月＞5月的趨勢(shì)，瑪多和漁場(chǎng)的密度最大，扎陵湖鄉(xiāng)的次之，扎陵湖北和鄂陵湖北的密度最小。

黃河干流瑪多段5個(gè)站點(diǎn)平均海拔達(dá)到了4 272 m，5 次調(diào)查水溫為 7.5～13.8 ℃，屬于典型的高寒水體，后生浮游動(dòng)物的生物多樣性指數(shù)H′為0.02～2.03，均勻度指數(shù) J 為 0.01 ～1.30，豐富度指數(shù) D 為0.60～14.44；由于各站生物多樣性指數(shù)偏低，傳統(tǒng)的浮游生物多樣性指數(shù)水質(zhì)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)并不適用于黃河干流瑪多段，因此采用浮游動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)種來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)。黃河干流瑪多段出現(xiàn)了指示等級(jí)為寡污的異尾輪蟲和寡污-β中污的螺形龜甲輪蟲、疣毛輪蟲等后生浮游動(dòng)物，反映出黃河干流瑪多段水體清潔，水質(zhì)狀況優(yōu)良。

用CANOCO5.0對(duì)后生浮游動(dòng)物密度和環(huán)境因子進(jìn)行典范性分析發(fā)現(xiàn)，螺形龜甲輪蟲、裂痕龜紋輪蟲與pH值、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量顯著性正相關(guān)，與總氮和葉綠素a負(fù)相關(guān)；針簇多肢輪蟲和長(zhǎng)肢多肢輪蟲受總氮和葉綠素a的影響較大，呈正相關(guān)關(guān)系，與pH值、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)負(fù)相關(guān)；月形腔輪蟲、異尾輪蟲、疣毛輪蟲和無(wú)節(jié)幼體與高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、溶解氧、水溫正相關(guān)，與氨氮、pH值、總氮和葉綠素a負(fù)相關(guān)。

傳統(tǒng)多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)評(píng)價(jià)方法多用于低海拔湖泊河流，而黃河源屬于高寒地區(qū)，浮游動(dòng)物種類密度偏小，傳統(tǒng)生物評(píng)價(jià)方法在高海拔地區(qū)應(yīng)用的適用性有待進(jìn)一步研究。建議加強(qiáng)水生生物監(jiān)測(cè)，建立符合黃河干流瑪多段實(shí)際情況的生物評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系。