紧水滩水库后生浮游动物群落结构及水质营养状态评价_吕梦茹.pdf

第32卷第2期2023年2月长江流域资源与环境esources and Environment in the Yangtze BasinVol32 No2Feb 2023紧水滩水库后生浮游动物群落结构及水质营养状态评价吕梦茹1，丁奕帆1，张瑞1，刘洋1，阚冬奇1，张真2，刘其根2，杨家新1*(1 南京师范大学海洋科学与工程学院，江苏 南京 210023;2 上海海洋大学水产与生命学院，上海 200090)摘要:为了解紧水滩水库后生浮游动物(以下简称浮游动物)群落结构及水质营养状态，于 2019 年 10 月(秋)、2020 年 1 月(冬)、2020 年 5 月(春)和 2020 年 8 月(夏)对浙江丽水紧水滩水库后生浮游动物群落结构和水体理化因子进行了调查研究。结果共鉴定出 33 种浮游动物，分属于 3 类 21 属，其中枝角类物种数最多(13 种)，轮虫次之(11 种)、桡足类最少(9 种)，且以枝角类和轮虫为主。浮游动物丰度夏季最高(311.7 ind.L1)，冬季最低(135.5 ind.L1)，枝角类和桡足类丰度占比较高。聚类分析结果表明该水库春、冬季浮游动物群落结构较为相似，夏、秋季较为相似。水库浮游动物优势种仅有虫宿温剑水蚤 Ther-mocyclops vermifer、长额象鼻溞 Bosmina longirostris 和简弧象鼻溞 B coregoni 3 种，优势度低，群落结构较单一。多样性指数(1.75H2.64、0.71J0.90、1.93D3.80)显示紧水滩水库水质为轻中度污染状态。冗余分析(DA)结果表明，影响浮游动物群落结构的主要环境因子为水温(WT)、水深(WD)、总氮(TN)、总磷(TP)、溶解氧(DO)和 pH 值，另外，透明度(SD)、高锰酸盐指数(CODMn)对浮游动物群落结构也有一定程度影响。关键词:紧水滩水库;浮游动物;水质因子;聚类分析;冗余分析(DA)中图分类号:X826文献标识码:A文章编号:1004-8227(2023)02-0354-11DOI:10.11870/cjlyzyyhj202302011收稿日期:2022-04-14;修回日期:2022-06-19基金项目:国家重点研发计划项目(2019YFD0900605)作者简介:吕梦茹(1996)，女，硕士研究生，主要研究方向为浮游生物多样性 E-mail:*通讯作者 E-mail:浮游动物在水生生态系统中具重要作用，是水生食物链的关键环节。浮游动物是绝大部分多数鱼类和虾蟹的天然饵料，其通过摄食水体中的浮游植物和有机碎屑，在一定程度上影响着浮游植物的群落结构1。水体不同的环境因子和地理水文条件是影响浮游动物群落结构的重要因素，通过浮游动物群落结构及其与环境因子的关系分析评价湖泊、水库、池塘等水体营养状况，是湖沼学研究的重要方法27。紧水滩水库(119 14 23E 119 31 59E，28835N 281255N)位于浙江省丽水市瓯江中上游的龙泉溪上，以发电为主，兼防洪、灌溉、生态、供水、旅游等综合效益，1988 年竣工，全长 60 km，库容量 13.93 亿 m3，正常蓄水位184 m，集水面积 2 761 km2，占瓯江流域面积15.4%。紧水滩水库流域属于亚热带季风气候，水库流域径流主要由降雨形成，每年 34 月为桃花汛、5 6 月为梅雨汛期，春夏两季降雨量最多，且主要集中在 6 月，7 9 月进入高温干旱期，冬季最少8。紧水滩水库是山区峡谷型水库，通常不同水深呈现出不同的水体环境，水库水文特征对水体中浮游动物群落结构具有一定的影响9，10，国内外已有多数学者利用浮游动物群落结 构 特 征 对 该 类 型 水 库 水 质 进 行 调 查 研究11，12。紧水滩水库承担着两岸七万多亩农田的灌溉功能，也为库区周围及下游地区工业、生活提供充足的水源13，其水质状态与人类生活息息相关，关注水质变化至关重要。建库以来，紧水滩水库水质发生一系列变化。19882004 年紧水滩水库水质状况较好，20052009 年的 58 月该水库均有蓝藻爆发现象，2010 年有研究表明紧水滩水库水质呈中富营养状态1416。2013 年，丽水市虽着力于瓯江中上游的水生态文明建设等工作，但随着丽水市经济社会迅猛发展，水污染等问题仍然存在17，从 2013 年至今，鲜有关于紧水滩水库水质状况的报道，且近年来库区城市化进程不断加快，旅游业迅速发展，使得紧水滩水库水质监测及水生态健康研究更显迫切。目前，对紧水滩水库的研究多为气候、降雨量、渔业等方面18，19。本研究旨在通过周年采样调查紧水滩水库浮游动物群落结构变化，分析水库水体营养状况，为改善和加强紧水滩水库水质管理提出生态学依据。1材料与方法1.1采样时间及采样点设置20192020 年对紧水滩水库浮游动物群落结构开展调查，分别于 2019 年 10 月(秋季)、2020年 1 月(冬季)、2020 年 5 月(春季)和 2020 年 8月(夏季)共 4 次采样调查。采样点选取水库上游、中游和大坝附近等 10 个位点，具体位置见图 1。采样水体最浅 2.2 m，最深 73.5 m，采样深度分别为 0.5、4、8、12、16 和 20 m。各采样点四季水体深度不同，其中采样位置 S1 只在0.5 m图 1紧水滩水库浮游动物采样点分布Fig.1Distribution of zooplankton samplingstations in Jinshuitan reservoir处采集水样;S2 在 0.5，4 和 8 m 处，S3，S4 在0.5，4，8，12 和 16 m 处分别采集，其余采样点则分别在 0.5、4、8、12、16 和 20 m 处采集水样。采样点的设置等具体方法依据水库渔业资源调查规范(SL 1671996)20。1.2样本采集及鉴定桡足类和枝角类用 5L 采水器在各水层(0.520 m)取水样 10 L，经 25#浮游生物网过滤收集，用 4%甲醛溶液固定带回实验室进一步按规范处理。轮虫类用 5 L 采水器在各水层(0.520 m)分别取 1 L，加入水样体积 1%1.5%鲁哥氏液，静置 48 h 进行虹吸。取各采样点不同深度水样5 mL于样品瓶混匀，使用 1 mL 计数框进行全片镜检计数21。每瓶水样至少重复观察 3 次，取均值进行数据统计。参照相关文献2224 进行种类鉴定。1.3水质理化因子的测定使用水质多参数水质测定仪(美国 YSI EXO2)现场测 定 水 温(WT)、酸 碱 度(pH)、溶 解 氧(DO)、浊度(Turb)。总氮(TN)、总磷(TP)和高锰酸盐指数(CODMn)等指标依据水和废水监测分析方法25 在实验室内测定。1.4数据分析及处理依据文献26 定义优势度(Y0.02)为优势种;采用 Shannon-wiener 多样性指数(H)、Pielou均匀度指数(J)、Margalef 丰富度指数(D)法分析水库浮游动物群落结构及水质状况5，27，浮游生物多样性指数评价水质状况标准28(表 1)如下。(1)ArcGIS 10.0 制作紧水滩水库采样点分布图。(2)PIME 5 进行聚类分析、计算 H、J、D;自编程函数计算优势度(Y)。(3)SPSS 25.0 进行 Pearson 相关性分析、差异性分析。(4)Canoco 5 进行冗余分析(DA)。根据去趋势对应性分析(DCA)结果，选择 DA 分析。表 1浮游生物多样性指数水质评判标准Tab.1Standard of water quality assessment based on plankton diversity indices生物多样性指数重污染-中污染-中污染轻污染清洁H 1020 1030 2045 30 45J 0103 0105 0308 05 08D10 020 1040 2060 40 60注:H:多样性指数;J:均匀度指数;D:丰富度指数553第 2 期吕梦茹，等:紧水滩水库后生浮游动物群落结构及水质营养状态评价2结果与分析2.1浮游动物群落结构共鉴定出浮游动物 3 类 33 种(表 2)，其中枝角类 13 种，占比最大(39.4%)，轮虫 11 种，占 33.3%，桡足类 9 种，占 27.3%。浮游动物种类在春夏季最丰富，秋冬季略低(图 2)。调查期间，紧水滩水库浮游动物种类组成季节变化明显，春、夏季轮虫种类较多，秋、冬季较少，秋季枝角类比其他季节少。表 2紧水滩水库浮游动物种类Tab.2Species of zooplankton in Jinshuitan reservoir物种春季夏季秋季冬季枝角类 Cladocera长额象鼻溞 Bosmina longirostris+微型裸腹溞 Moina micrura+简弧象鼻溞 Bosmina coregoni+短尾秀体溞 Diaphanosoma brachyurum+盔形透明溞 Daphnia galeata+僧帽溞 Daphnia cucullata+鹦鹉溞 Daphnia psittacea+大型溞 Daphnia magna+角突网纹溞 Ceriodaphnia cornuta+颈沟基合溞 Bosminopsis deitersi+透明薄皮溞 Leptodora Kindti+长肢秀体溞 Diaphanosoma leuchtenbergianum+蚤状溞 Daphnia pulex+桡足类 Copepoda特异荡镖水蚤 Neutrodiaptomus incongruens+虫宿温剑水蚤 Thermocyclops vermifer+右突新镖水蚤 Neodiaptomus yangtsekiangensis+广布中剑水蚤 Mesocyclops leuckarti+透明温剑水蚤 Thermocyclops hyalinus+汤匙华哲水蚤 Sinocalanus dorrii+台湾温剑水蚤 Thermocyclops taihokuensis+粗壮温剑水蚤 Thermocyclops dybowskii+锯缘真剑水蚤 Eucylops serrulatus+轮虫 otifer尖尾疣毛轮虫 Synchacta stylata+梳状疣毛轮虫 Synchacta pectinata+独角聚花轮虫 Conochilus unicornis+萼花臂尾轮虫 Brachionus calyciflorus+迈氏三肢轮虫 Filinia maio+裂足臂尾轮虫 Brachionus diversicornis+等刺异尾轮虫 Trichocerca similis+螺形龟甲轮虫 Keratella cochlearis+纤巧异尾轮虫 Diurella tenuior+长足轮虫 otaria neplunia+盘状鞍甲轮虫 Lepadella patella+653长江流域资源与环境第 32 卷图 2紧水滩水库浮游动物物种数季节变化Fig.2Seasonal variation of zooplankton species in Jinshuitan reservoir确定紧水滩水库浮游动物常见种，应该考虑季节出现率、区域出现率和丰度 3 个方面29。根据本研究结果，以丰度较高，出现率大于 25%，且至少 3 个季节同时出现为标准，确定常见种(7种):长额象鼻溞、简弧象鼻溞、虫宿温剑水蚤、短尾秀体溞(Diaphanosoma brachyurum)、右突新镖水蚤(Neodiaptomus yangtsekiangensis)、广布中剑水蚤(Mesocyclops leuckarti)、汤匙华哲水蚤(Si-nocalanus dorrii);以 丰 度 较 低，出 现 率 小 于25%，且只在一个季节出现为标准，确定稀有种(8 种):颈沟基合溞(Bosminopsis deitersi)、迈氏三肢轮虫(Filinia maio)、裂足臂尾轮虫(Brachio-nus diversicornis)、蚤状溞(Daphni