章海鑫,付輝云,張艷萍,余智杰,黃江峰,張愛芳,陳文靜,李左宏,朱桂根
(江西省水產科學研究所,江西 南昌 3300390)
軍山湖居鄱陽湖之南,原是鄱陽湖的一部分,1958年修建軍山湖大堤后形成了相對獨立的一個湖泊。位于江西省南昌市進賢縣北部,東經 116°01′15″—116°33′38″,北緯 28°09′41″—28°46′13″。南北長25 km,東西寬5 km,最寬處達16 km,水面為2.13萬hm2,流域面積為615.5 km2,蓄水量近12億m3,是我國縣境內最大的淡水湖泊。
軍山湖自1994年以來發(fā)展大面積養(yǎng)魚,養(yǎng)蟹。導致軍山湖水體環(huán)境發(fā)生改變,全湖水生植物種類少,水環(huán)境質量降低,到2010年軍山湖已成為中營養(yǎng)化湖泊[1-2]。作為湖泊生物鏈上重要一環(huán)的底棲動物,也受到水體營養(yǎng)水平和環(huán)境條件的影響[3-4]。因為它連接著底層食物網和水柱食物網,在水體的能量循環(huán)和物質循環(huán)中扮演著重要的角色,在湖泊生態(tài)系統(tǒng)中有重要功能,即可以給魚類提供食物,又扮演水體分解者的角色[5]。方春林[6]在1994年調查發(fā)現(xiàn)軍山湖底棲動物種類數(shù)為19種,潘洪超[7]2007年調查軍山湖底棲動物則發(fā)現(xiàn)37種底棲動物。說明軍山湖經過十幾年的養(yǎng)殖開發(fā),水體環(huán)境的變化給其底棲動物的群落結構造成影響。自2010年后,軍山湖生態(tài)環(huán)境較以前有了明顯的改善,水體環(huán)境改變對底棲動物的影響到底如何?有必要對種類和資源狀況作進一步調查和評價,以期為合理開發(fā)和保護軍山湖提供一定的借鑒。
在軍山湖設15個采樣點,采樣點分布如圖1。
采樣時間為2013年5月—2014年5月,春、夏、秋、冬每季度一次。在各采集點把改良的彼德生采泥器采集到的泥樣經60目篩篩洗后,置于解剖盤中將動物分撿出,并使用10%的福爾馬林溶液固定,然后進行種類的鑒定、計數(shù)。底棲動物密度最終折算成每平方米的含量。
數(shù)據分析使用Excel軟件進行數(shù)據的初步處理和制圖,使用SPSS 11.0進行數(shù)據處理。
多樣性統(tǒng)計采用Shannon-wiener多樣性指數(shù)、Simpson優(yōu)勢度指數(shù)、Pielous均勻度指數(shù)、Margalef種類豐富度指數(shù)等指標進行分析。具體計算公式如下所示:
圖1 采樣點分布Fag.1 Distribution of sampling sites
相對多度等級劃分:﹥10%為優(yōu)勢種;1% ~10%為常見種;﹤1%為偶見種[8]。
上式中ni為群落中第i種魚的個體數(shù);N為群落中所有物種數(shù)量;Pi為群落中第i種個體數(shù)的比
從表1可見,1周年調查共采集到軍山湖底棲動物27種,分別隸屬于軟體動物門,環(huán)節(jié)動物門和節(jié)肢動物門。其中軟體動物門的瓣鰓綱有6屬11種,占總數(shù)40.74%;腹足綱4屬6種,占總數(shù)22.22%;多毛類1屬1種,占總數(shù)3.70%;寡毛類4屬5種,占總數(shù)18.52%;水生昆蟲2屬2種,占總數(shù)7.42%;其他2屬,占總數(shù)7.42%。從分布來看,河蜆、多鰓齒吻沙蠶、霍甫水絲蚓在所有采樣點都有分布,是軍山湖的廣度分布種。
表1 江西軍山湖底棲動物種類組成與分布Tab.1 Specific composition and disposition on benthic animals in the Junshan Lake of Jiangxi
軍山湖各采樣點采集到物種數(shù)從表2可以看出9號采樣點采集到的物種數(shù)最多,達到了21種,1、14、2、11、4和7號等采樣點采集到的物種數(shù)也超過了10種。
表2 江西軍山湖各采樣點底棲動物種類數(shù)Tab.2 Species num ber of benthic anim als on sam p ling sites in the Junshan Lake of Jiangxi
圖2反映的是軍山湖底棲動物優(yōu)勢種的四季變化情況,在四季中,每個季節(jié)都有3個數(shù)量超過總數(shù)10%的優(yōu)勢種,其中河蜆、多鰓齒吻沙蠶一年四季都是優(yōu)勢種;霍甫水絲蚓則是春、夏、秋三季的優(yōu)勢種;中華顫蚓只在冬季是優(yōu)勢種。從占有總數(shù)百分比來看,春季優(yōu)勢種占總數(shù)超過70%,最高為河蜆,占36.79%;夏季優(yōu)勢種占總數(shù)超過49.39%,最高也為河蜆,占20%;秋季優(yōu)勢種占總數(shù)超過69%,最高為霍甫水絲蚓,占36.5%;[冬季優(yōu)勢種占總數(shù)58%,最高為霍甫水絲蚓,占36.5%]。從密度曲線可以發(fā)現(xiàn),河蜆在四季中的密度是下降的趨勢;多鰓齒吻沙蠶則是在夏季最高,春、秋和冬三季差別不大;霍甫水絲蚓密度春、夏、秋是逐季上升,但冬季其不是優(yōu)勢種,冬季中華顫蚓取代成為優(yōu)勢種。
圖2 軍山湖底棲動物優(yōu)勢種的四季變化情況Fig.2 The change of dominant species in four seasons in Junshan Lake
2.3.1 底棲動物總數(shù)和物種數(shù)的四季變化從圖3可以看到夏季軍山湖采集到的底棲動物數(shù)量和物種最多,分別為330個和25種;其次為春季和秋季,分別為193個、18種和200個、16種;冬季采集到最少,底棲動物數(shù)量為92個,物種為11種。四季平均采集到底棲動物數(shù)為203個。夏季底棲動物的密度最大為289.5 ind/m2,春季和秋季差不多,分別為 160.7 ind/m2和 166.7 ind/m2,冬季的密度最低,為 76.6 ind/m2,全年平均為 177.6 ind/m2。
2.3.2 各類群底棲動物的四季變化和多樣性表3反映的是各類群底棲動物在軍山湖的四季分布情況,從表3中可以發(fā)現(xiàn)春、夏兩季軟體動物的個體數(shù)占絕對優(yōu)勢,秋、冬兩季則是寡毛類占優(yōu)勢。春季有軟體動物、寡毛類、多毛類和水生昆蟲四類,分別占總數(shù)的54.92%、21.76%、17.10% 和 5.70%。夏季除了軟體動物、寡毛類、多毛類和水生昆蟲四類外,還有其他類群,分別占總數(shù)的54.85%、21.82%、12.42%、3.94%和 6.97%。秋季同樣除了軟體動物、寡毛類、多毛類和水生昆蟲四類外,還有其他類群,分別占總數(shù)的30%、44%、15%、6%和5%。冬季則只有軟體動物、寡毛類、多毛類三類外加其他類動物,分別占總數(shù)的30.43%、34.78%、32.61%和 2.17%。
圖3 江西軍山湖底棲動物總數(shù)和物種數(shù)的四季變化Fig.3 The change of the size of anmial and species quantity in four seasons
生物多樣性指數(shù)是把群落結構的某些信息通過公式處理后用綜合指數(shù)予以表達,是對群落結構的一種簡化的反映。生物多樣性指數(shù)一是可以反映群落中種類數(shù)的多寡,二是反映群落中各類生物個體數(shù)的均勻情況。表4為軍山湖底棲動物的多樣性分析結果。從表4可以看到夏季的多樣性指數(shù)和豐富度大于春、秋兩季,春、秋兩季大于冬季。優(yōu)勢度則夏季小于春、秋兩季,春、秋兩季小于冬季。均勻度則四季的差別不大。
表3 軍山湖各類群底棲動物數(shù)量的四季變化情況Tab.3 The change of the size of vary group benthic animals in four seasons
表4 軍山湖底棲動物四季多樣性分析Tab.4 Analysis on benthic animals diversity in four seasons in Junshan Lake
1年內4次采集到軍山湖底棲動物有19屬27種,優(yōu)勢種為河蜆、多鰓齒吻沙蠶、霍甫水絲蚓。這些優(yōu)勢種在很多湖泊中也是優(yōu)勢種[9-10]。這是因為它們對于生境具有廣泛的適應性。采集到底棲動物種類比方春林[6]采集到種類多,比潘洪超[7]發(fā)現(xiàn)的種類少,特別是軟體動物類別中少很多種,全年底棲動物密度為177.6 ind/m2。除了河蜆、多鰓齒吻沙蠶、霍甫水絲蚓等在全湖可以發(fā)現(xiàn)外,其余種類均是在幾個點有發(fā)現(xiàn)。淡水單孔蚯蚓、粗腹搖蚊、劍狀矛蜯、短褶矛蚌、刺裂脊蜯和淡水殼菜只在4個采樣點有發(fā)現(xiàn),但發(fā)現(xiàn)有這些種的采樣點數(shù)大于潘洪超[7]發(fā)現(xiàn)這些種的采樣點數(shù);在這些種中,除了淡水殼菜外,其余種類的個體數(shù)量也少。馬徐發(fā)等[11]研究認為,一般底棲動物現(xiàn)存量增加是水體富營養(yǎng)化的表現(xiàn)之一,軍山湖多毛類和寡毛類密度均比潘洪超[7]2007年計算的大。表明軍山湖水體環(huán)境經過一段時間的大面積養(yǎng)殖后導致水體環(huán)境出現(xiàn)富營養(yǎng)化。同時吉曉燕[1]和江立文等[2]對軍山湖水質和營養(yǎng)水平進行綜合考察后得出軍山湖為中營養(yǎng)化湖泊。同時養(yǎng)殖品種也可能對底棲動物的生境造成一定的破壞,而導致底棲動物種類減少,如某些種類的數(shù)量劇增,如霍甫水絲蚓數(shù)量在秋季達到總數(shù)的36.5%。
不管是從發(fā)現(xiàn)底棲動物種類數(shù)看,還是物種數(shù)量總數(shù)看,夏季是軍山湖底棲動物數(shù)量、密度和物種數(shù)量最多的季節(jié),發(fā)現(xiàn)物種總數(shù)占到了總數(shù)的92.6%的,春季和秋季其次,冬季最少。從各類別來說,軟體動物夏季>春季>秋季>冬季,熊六鳳等[12]在青嵐湖同樣得到了類似的結果;寡毛類則是秋季>夏季>春季>冬季,而多毛類四季的差別不大。同樣從底棲動物組成類別來看,春季和夏季占主導地位的是軟體動物,這是因為春、夏兩季是軟體動物大量繁殖的季節(jié)[13],潘洪超等[14]得到春、夏兩季河蜆的密度和生物量均大于秋冬兩季。秋季和冬季則表現(xiàn)為軟體動物和寡毛類同時占主導地位,這是因為秋、冬季較低的氣溫直接影響了軟體動物的密度[14],軟體動物密度下降,寡毛類夏季達到高峰,春秋冬三季密度差別不大,多毛類密度在四季類變化都小,從而使得軟體動物和寡毛類同時占主導地位。
雖然軟體動物種類與前幾年調查[7]有所下降,但其仍在軍山湖占主體地位。其次為寡毛類和多毛類,雖然多毛類只有一種,但其個體數(shù)量龐大??臻g異質性程度越高,意味著有更加多樣的小生境,能允許更多的物種共存[15-16],從而具有更高的生物多樣性。國內外關于生境與底棲動物多樣性關系的研究較多[17-18],認為生境的復雜性是決定底棲動物多樣性的關鍵因子。根據生物多樣性大小軍山湖底棲動物可以排列成夏季>秋季>春季>冬季;豐富度也是夏季>春季>秋季>冬季;均勻度冬季>秋季>夏季>春季;優(yōu)勢度冬季>春季>秋季>夏季。表明夏季良好的水溫條件為底棲動物提供了良好的棲息、生長和繁殖條件,從而增加了可供更多底棲動物生存的生境空間,底棲動物多樣性較高。秋季與春季溫度相差不大,所以多樣性差別不大。優(yōu)勢度表現(xiàn)為冬季>春季>秋季>夏季是因為個別物種在冬季、春季和秋季數(shù)量占據了主導地位,如河蜆數(shù)量占春季總數(shù)的36.79%,霍甫水絲蚓數(shù)量占秋季總數(shù)的36.5%,而優(yōu)勢種在冬季占總數(shù)的75.87%。
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