羅華輝 汪小冬 魏朝宇 謝永廣 陳敦學(xué)

摘 要：為探究東洞庭湖沿岸帶浮游生物多樣性與空間分布特征，在2018年8月對東洞庭湖沿岸帶浮游生物多樣性進行了調(diào)查研究。調(diào)查結(jié)果顯示東洞庭湖沿岸帶共有浮游植物7門54屬92種，浮游植物平均密度和生物量分別為96.46×104 ind/L和2.0240 mg/L，以硅藻和綠藻為優(yōu)勢種。浮游動物共34屬55種，浮游動物平均密度和生物量分別為1402.86 ind/L和5.51 mg/L，浮游動物分布以輪蟲為主。生物量上，浮游植物以S6（君山區(qū)沿湖3）生物量最大，浮游動物以S8（君山區(qū)沿湖5）生物量最大，利用Shannon Wiener指數(shù)分析，東洞庭湖目前生物多樣性有減少趨勢，且水質(zhì)屬于輕度污染狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：浮游生物;東洞庭湖;優(yōu)勢種;Shannon Wiener指數(shù);密度

中圖分類號：Q179.1

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0457（2021）03-0015-06

國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2021.03.003

The Structure and Diversity Analysis of Plankton Community in the Coastal Zone of East Dongting Lake

LUO Huahui1，WANG Xiaodong2，WEI Zhaoyu1，XIE Yongguang1，CHEN Dunxue1*

（1.College of Animal Science/Research center of fishery resources and environment，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China;2.College of Animal Science，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410003，China）

Abstract：

In order to explore the spatial variations and biodiversity of the phytoplankton and zooplankton in the East Dongting lake，the surveys were carried out in the coastal zone in August，2018.The results showed that 92 species of phytoplankton belonging to 54 genera and 7 phylum in the coastal zone of East Dongting lake，dominated by Bacillariophyta and Chlorophyta.The average density and biomass values of phytoplankton were 96.46×104 ind/L and 2.0240 mg/L.A total of 55 zooplankton species from 34 genera were identified with the average density and biomass values of 1402.86 ind/L and 5.51 mg/L，respectively.Among them，that was dominated by Rotifera.On the spatial distribution，the highest biomass of phytoplankton was S6，while zooplankton was S8.The results demonstrated that the species diversity is declining by Shannon Wiener index analysis，and the water environmental parameters was light pollution.

Keywords：

Plankton;East dongting lake;dominant species;Shannon Wiener;density

洞庭湖位于湖南省北部、長江南岸，分為東西南三個區(qū)域，其中東洞庭湖位于湖南省岳陽市，介于北緯28°59″～ 29°38″，東經(jīng)112°43″～ 113°15″之間，地處亞熱帶濕潤氣候區(qū)，日照充足，雨量充沛，年均氣溫17℃，是中國政府指定的21個國際重要濕地自然保護區(qū)之一，具有重要的生態(tài)價值。

浮游生物作為水體食物網(wǎng)的基礎(chǔ)，為其他大型水生生物提供重要的生物餌料，對環(huán)境變化極其敏感，其分布狀況、種類和數(shù)量在一定情況下可以作為水體環(huán)境監(jiān)測指標[1]。加強涉水信息收集和共享，突出全過程節(jié)約管理，加大自然生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境保護力度是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容。近年來，受山峽大壩蓄水影響，洞庭湖入湖水量嚴重減少，換水周期延長，氮、磷等污染物濃度增加迅速[2-3]，同時隨著湖區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，入湖河流污染通量及周邊污染物都在迅速加大，且入湖氮、磷以硝態(tài)氮和磷酸鹽為主[4-6]，進一步加速了水體浮游生物的生長[7]。以往研究洞庭湖水質(zhì)狀況及生物多樣性均通過多時間點采樣[3]，或者多水平面采樣并結(jié)合水質(zhì)指標進行分析[8]，以上方法能較好反映洞庭湖水質(zhì)狀況，但均費時費力，迫切需要尋找一種簡單的方法用于快速判斷水質(zhì)狀況。東洞庭湖背靠岳陽市君山區(qū)，受人們生產(chǎn)經(jīng)營活動影響較大，沿岸帶浮游生物具有群落結(jié)構(gòu)特征變化迅速的優(yōu)點，可以快速高效反應(yīng)水質(zhì)狀況，因此我們利用沿岸帶生物多樣性分析水質(zhì)狀況，并于2018年8月在東洞庭湖沿岸帶設(shè)置14個采樣點對該湖區(qū)進行浮游生物調(diào)查取樣，研究結(jié)果對于闡明洞庭湖水質(zhì)狀況，研究東洞庭湖物種多樣性以及實施水生生態(tài)環(huán)境保護將提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 采樣點設(shè)置

沿岸帶浮游生物受人類活動影響較大，按照控制性與代表性原則（有水草區(qū)和無水草區(qū)）在東洞庭湖沿岸帶設(shè)置14個調(diào)查點，具體采樣點見圖1。GPS定位見如下表1。

1.2 采樣與數(shù)據(jù)分析

浮游生物的定性定量采集方法參考章宗涉和黃祥飛（1991）[9]，浮游生物鑒定方法主要參考沈盎綠（2019）[10]，多樣性分析主要依據(jù)Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)（H）進行，Shannon-Wiener指數(shù)（物種多樣性）：H=-∑ri=1[piLnpi][8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游生物種類組成與分布特征

2.1.1 浮游植物種類組成與空間分布

調(diào)查區(qū)域共檢出浮游植物7門54屬92種，其中綠藻門24屬34種，占總種類數(shù)的36.96%，然后依次為硅藻門13屬29種，占比31.52%;藍藻門10屬16種，占比17.39%;裸藻門3屬8種，占比8.70%;甲藻門2屬2種和黃藻門1屬2種，占比均為2.17%，隱藻門最少，僅發(fā)現(xiàn)1屬1種，占比1.09%。綠藻門和硅藻門在每個采樣點均有發(fā)現(xiàn)，其中綠藻門分布最多為S6（君山區(qū)沿湖3）和S1（團東村），硅藻門分布最多點為S11（太平咀）和S6（君山區(qū)沿湖3），在所有調(diào)查點中，以S13（鹿角）的種屬分布最少，僅發(fā)現(xiàn)了硅藻門和綠藻門，以S11（太平咀）和S2（中洲站）發(fā)現(xiàn)的種屬最多，均為六門（未見隱藻門），隱藻門僅在S7被發(fā)現(xiàn)（圖2）。

2.1.2 浮游動物種類組成與空間分布

調(diào)查區(qū)域共檢出浮游動物4門34屬55種。其中包括原生動物門14屬22種，占總種類數(shù)的40%;輪蟲12屬23種，占比41.82%;枝角類6屬8種，占比14.55%;橈足類2屬2種，占比3.64%。輪蟲類在每個采樣點均有發(fā)現(xiàn)，最高點為S4（君山區(qū)沿湖1）和S8（君山區(qū)沿湖5）;原生動物僅在S3（華容河匯合口）點未被檢出，橈足類僅在S5（君山區(qū)沿湖2）點未被檢出，枝角類在S1（團東村）、S2（中洲站）、S4（君山區(qū)沿湖1）、S7（君山區(qū)沿湖4）、S13（鹿角）、S14（湘江入河口）點均未被檢出;調(diào)查點中S6（君山區(qū)沿湖3）、S9（長江入湖口1）、S10（長江入湖口2）、S11（太平咀）、S12（麻糖鎮(zhèn)）浮游動物四大類均有檢出（圖3）。

2.2 浮游生物密度與生物量分析

2.2.1 浮游植物密度及生物量

14個采樣點中，浮游植物平均密度為96.46×104 ind/L，密度范圍為13.2～291.02×104 ind/L;其中以S6 （君山區(qū)沿湖點3） 的密度最高，S13（鹿角）密度最低（圖3）。其所發(fā)現(xiàn)的藻種中密度最大的是硅藻門，占比36.4%;其次是藍藻門，占比32.1%;再其次是綠藻門，占比26.2%。余下四門密度較小，分別是甲藻門、裸藻門、黃藻門和隱藻門，分別占比3.4%、1.10%、0.7%和0.1%（表2）。

浮游植物生物量上，其總體生物量范圍為0.2445～7.3752 mg/L，平均生物量為2.0240 mg/L（圖3），浮游植物生物量最大的是硅藻門，占總數(shù)比高達55.7%，其次為藍藻門，占比16.2%。再其次便是甲藻門，占比16%;綠藻門占比8.9%;裸藻門占比2.8%;黃藻門占比0.3%;生物量最小的是隱藻門。根據(jù)浮游植物生物量評價標準，浮游植物生物量小于1 mg/L 的為極貧營養(yǎng)型，生物量在1 mg/L～3 mg/L的為貧—中營養(yǎng)型，生物量在3 mg/L～5 mg/L的為中—富營養(yǎng)型，生物量在 5 mg/L～10 mg/L的為富營養(yǎng)型，由此可見東洞庭湖沿岸帶中只有S6（君山區(qū)沿湖點3）和S11（太平咀）屬富營養(yǎng)型，其余各處均處于貧—中營養(yǎng)型（表2、圖4）。

2.2.2 浮游動物密度及生物量

調(diào)查結(jié)果顯示，東洞庭湖沿岸帶浮游動物的密度范圍為600～2 500 ind/L，平均密度為1 402 ind/L，其中輪蟲密度最大，達到387 ind/L，占比47.1%;其次是原生動物，占比27.6%;再其次是橈足類，占比23.0%;密度最小的是枝角類，僅占比2.3%。按采樣點劃分，以S8（君山區(qū)沿湖5）和S7（君山區(qū)沿湖4）兩點，浮游動物密度最大，分別達到2 500 ind/L和2 100 ind/L，以S14 （湘江入河口）點密度最小，僅為600 ind/L。

總體的生物量范圍在1.72（S14）～13.23（S8） mg/L，平均生物量為5.51 mg/L，其中橈足類的生物量最大，達到3.46 mg/L，占總數(shù)的62.8%，其次是枝角類、原生動物和輪蟲，分別占比16.9%、16.5%;和4.0%（表3，圖5）。

2.3 浮游生物多樣性分析

多樣性分析結(jié)果顯示浮游植物Shannon Wiener指數(shù)除S10（長江入湖口2）和S13（鹿角）在1～2之間之外其余各點都在2～3之間，分析可能由于S10和S13點河灣較大，引起水流平緩，氨、氮進一步積累所致。而浮游動物的多樣性指數(shù)較同地區(qū)的浮游植物整體看略有下降，但是在S4、S11、S13點多樣性指數(shù)高于浮游植物。其中S2（中洲站）、S3（華容河匯合口）、S5（君山區(qū)沿湖2）、S6（君山區(qū)沿湖3）、S7（君山區(qū)沿湖4）、S10（長江入湖口2）和S14（湘江入河口）的Shannon Wiener均在1～2之間，揭示東洞庭湖沿岸帶水質(zhì)屬于輕度污染（表4）。

3 結(jié)論與討論

3.1 浮游生物空間分布特征分析

本次東洞庭湖調(diào)查共檢出浮游植物7門54屬92種，平均密度和平均生物量為96.46×104 ind/L和2.0240 mg/L，傅圓圓[8]的調(diào)查結(jié)果顯示浮游植物共有8門65屬159種，浮游植物平均密度為6.11萬個/升，較之本次的調(diào)查結(jié)果顯示東洞庭湖區(qū)域浮游植物種類數(shù)呈減少趨勢，而生物密度卻上升數(shù)倍有余。分析原因可能是由于我們采樣點為沿岸帶，水流速度較緩慢，人為干擾較重，營養(yǎng)物質(zhì)較多，同時水深較淺，導(dǎo)致浮游植物大量生長[11]。同時水溫也是影響浮游植物生長與繁殖的重要理化因子之一[12]，本次采樣時間在8月，水溫高，浮游生物生長速度快，進一步提高了浮游植物密度[13]。但是浮游植物物種數(shù)的減少表明東洞庭湖區(qū)域的浮游植物生物多樣性在逐年減少，需要引起關(guān)注。

相比浮游植物，東洞庭湖浮游動物的生物量就顯得較少，統(tǒng)計出浮游動物僅有4門34屬55種，平均密度為1402 ind/L，在豐度分布中，以輪蟲和原生動物為主，這與在眾多江河湖泊的調(diào)查結(jié)果相吻合[14]，將為湖區(qū)魚類提供了良好的餌料條件。

3.2 東洞庭湖浮游生物多樣性分析

Shannon Wiener 物種多樣性指數(shù)可以反映水體的水質(zhì)狀況，一般來說多樣性指數(shù)越大，說明水質(zhì)越好[15]，在本調(diào)查中，浮游植物Shannon Wiener指數(shù)均在2～3之間（S10（長江入湖口2）和S13（鹿角））除外，反應(yīng)東洞庭湖整體處于輕度污染狀態(tài)，而傅圓圓（2015）調(diào)查結(jié)果中，Shannon Wiener 物種多樣性指數(shù)在3.24～4.77之間，指示為水質(zhì)清潔，說明近幾年洞庭湖水質(zhì)在逐漸變差[16]，需要引起大家的重視，分析原因可能與三峽大壩蓄水導(dǎo)致洞庭湖入湖水量減少以及人類生產(chǎn)活動加劇，引起氮、磷的大量排放有關(guān)[2-3]。

東洞庭湖浮游動物的Shannon Wiener指數(shù)較同地區(qū)的浮游植物整體看略有下降，但是整體種屬分類與前人基本一致，其中汪夢琪等[17]2018年調(diào)查洞庭發(fā)現(xiàn)浮游生物有4 門 20 屬，以原生動物和輪蟲為主;曾春芳等[18]2005年調(diào)查南洞庭湖也發(fā)現(xiàn)浮游動物20屬。此外不同生物種類對水體水質(zhì)狀態(tài)的敏感度不同，在水體受到污染時，少數(shù)種類的種群數(shù)量增加[19]，在本調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)S4（君山區(qū)沿湖1）、S11（太平咀）、S13（鹿角）采樣點浮游動物Shannon-Wiener指數(shù)高于浮游植物，也在一定程度上說明東洞庭湖處于輕度污染狀態(tài)了。

3.3 東洞庭湖污染源分析與水質(zhì)評價

浮游植物個體小，生長快，對環(huán)境變化極其敏感，常被用做水環(huán)境變化的指示生物[1]。一般認為，在水質(zhì)較好的水域，以硅藻為主，藍藻、綠藻數(shù)量較少，在較差的水中，藍藻會成為優(yōu)勢種[20]，東洞庭湖浮游植物由2015年的以硅藻為主[8]，變?yōu)?018年的硅藻與綠藻并重，說明東洞庭湖水質(zhì)已經(jīng)處于由好變壞的過程中了，郭晶等[21]分析東洞庭湖水質(zhì)指標也得到類似的結(jié)果。有研究表明，水體營養(yǎng)化會導(dǎo)致小型輪蟲和枝角類成為優(yōu)勢種[22-23]，且浮游動物的豐度與水體富營養(yǎng)化程度正相關(guān)[23]，在本調(diào)查中，輪蟲和原生動物成為優(yōu)勢種，也側(cè)面驗證了，洞庭湖水質(zhì)正在變差。分析原因認為導(dǎo)致水質(zhì)變化的關(guān)鍵TN 和 TP[21];而氮磷超標主要以硝態(tài)氮和磷酸鹽為主要來源;同時受三峽蓄水影響，氮磷沉積較為嚴重[3]。

致謝：本調(diào)查實施感謝湖南洞庭湖濕地生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站相關(guān)工作人員的積極配合，同時給與調(diào)查用船的支持。

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