王俊 劉金殿 張愛(ài)菊 郝雅賓 周志明

摘要：2018年7月、2019年7月對(duì)富春江富陽(yáng)段浮游動(dòng)物和水質(zhì)各進(jìn)行1次調(diào)查，共發(fā)現(xiàn)浮游動(dòng)物35屬66種，其中原生動(dòng)物8屬20種，輪蟲(chóng)16屬30種，枝角類6屬9種，橈足類5屬7種。2018年7月，富陽(yáng)段浮游動(dòng)物平均豐度為19.7 ind./L，平均生物量為0.93 mg/L，各大類種類數(shù)量較為均衡;2019年7月，浮游動(dòng)物平均豐度為19.0 ind./L，平均生物量為0.15 mg/L，種類以原生動(dòng)物和輪蟲(chóng)為主，2次采樣浮游動(dòng)物群落有明顯差異。2018年7月，發(fā)現(xiàn)5個(gè)浮游動(dòng)物功能群;2019年7月發(fā)現(xiàn)7個(gè)浮游動(dòng)物功能群，說(shuō)明水體的自凈能力更強(qiáng)。典范對(duì)應(yīng)分析表明，水溫、葉綠素a含量、總磷含量、總氮含量和溶解氧含量是與富陽(yáng)段浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)相關(guān)性較強(qiáng)的環(huán)境因子，其中與水溫、葉綠素a含量、總磷含量和總氮含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系;與溶解氧含量在一定范圍內(nèi)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。

關(guān)鍵詞：富春江富陽(yáng)段;浮游動(dòng)物;時(shí)空變化;環(huán)境因子;群落結(jié)構(gòu);水質(zhì)

中圖分類號(hào)：S931.3?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2020）14-0283-07

錢塘江是浙江省第一大水系，自北源新安江算，河長(zhǎng)為588.73 km;自南源馬金溪算，河長(zhǎng)為 522.22 km。流經(jīng)安徽省和浙江省，流域總面積為 55 058 km2，浙江省內(nèi)流域面積達(dá)44 014 km2，漁業(yè)資源非常豐富。20世紀(jì)末至21世紀(jì)初，由于環(huán)保工作相對(duì)滯后，沿江造紙工廠污水大量排入，加上過(guò)度挖沙、水利工程興建等人為活動(dòng)的影響，使得錢塘江水域的生態(tài)環(huán)境遭到了一定程度的破壞;另外過(guò)度捕撈現(xiàn)象較突出，造成錢塘江的漁業(yè)資源衰退非常明顯[1]。但隨著近年來(lái)可持續(xù)發(fā)展觀的日漸深入和推廣，政府各部門通力協(xié)作，開(kāi)展水生動(dòng)物苗種的增殖放流，努力恢復(fù)退化的漁業(yè)資源，并于2019年重拳出擊，開(kāi)始實(shí)施每年的3—6月為期4個(gè)月的禁漁，最大程度地保證魚(yú)類順利度過(guò)繁殖期。富春江是錢塘江自杭州建德市梅城鎮(zhèn)至蕭山區(qū)聞家堰段的別稱，該段水域漁業(yè)資源豐富，特別是三角魴、翹嘴鲌、花鱸等經(jīng)濟(jì)魚(yú)類品質(zhì)較高，受到浙江省乃至全國(guó)喜食水產(chǎn)人的追捧，加上富春江自古就是風(fēng)景勝地，在國(guó)內(nèi)聞名遐邇，漁業(yè)、旅游業(yè)相輔相成。沿江兩岸已是浙江省重要的經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)地區(qū)，該區(qū)域的水生態(tài)健康狀況也是大眾關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

目前，漁業(yè)資源調(diào)查工作不僅需要調(diào)查魚(yú)類的種類、資源量，同時(shí)還要兼顧到其餌料生物、生存環(huán)境等。浮游動(dòng)物既是水產(chǎn)類的重要餌料，也是水體氮磷轉(zhuǎn)化的重要一環(huán)，有些物種常被當(dāng)做環(huán)境指示種[2]，因此，掌握浮游動(dòng)物在富春江段中的分布及影響其分布的要素對(duì)掌握富春江水域的生態(tài)情況有著較為重要的意義。目前，關(guān)于富春江段的浮游動(dòng)物研究仍鮮見(jiàn)報(bào)道，僅有輪蟲(chóng)類調(diào)查見(jiàn)過(guò)報(bào)道[3]，政府相關(guān)機(jī)構(gòu)關(guān)于錢塘江全流域的調(diào)查報(bào)告具體到浮游動(dòng)物這方面表現(xiàn)為選點(diǎn)較分散，無(wú)法疏理出區(qū)域性江段如富春江的浮游動(dòng)物的變化規(guī)律和影響因子。

1 材料與方法

1.1 采樣區(qū)域

本研究以富春江富陽(yáng)段水域作為研究對(duì)象，選取7個(gè)點(diǎn)位，于2018、2019年2個(gè)年度的夏季進(jìn)行該水域的浮游動(dòng)物和水化學(xué)參數(shù)的檢測(cè)，以求基本摸清該水域浮游動(dòng)物的分布情況及其與環(huán)境因子之間的聯(lián)系。具體選點(diǎn)位置見(jiàn)圖1，以F1～F7符號(hào)表示，自桐廬縣往富陽(yáng)區(qū)方向依次為窄溪大橋→桐洲島→中埠大橋→東吳大橋→富陽(yáng)大橋→富春江第一大橋→新沙島。研究區(qū)域涵蓋了富陽(yáng)地區(qū)富春江干流水域范圍的70%左右。

1.2 樣品采集與觀察

1.2.1 定性樣品

采用25號(hào)浮游生物網(wǎng)在上層水體“八字形”撈取3～5 min，將收集到的樣品用4%的福爾馬林固定。參照《微型生物監(jiān)測(cè)新技術(shù)》[4]《中國(guó)淡水輪蟲(chóng)志》[5]《中國(guó)動(dòng)物志 節(jié)肢動(dòng)物門甲殼綱 淡水枝角類》[6]《中國(guó)動(dòng)物志 節(jié)肢動(dòng)物門甲殼綱 淡水橈足類類》[7]的分類方法，在100～400倍顯微鏡下鑒定浮游動(dòng)物種類。

1.2.2 定量樣品

按照《淡水浮游生物研究方法》中的方法進(jìn)行采集、計(jì)數(shù)，并進(jìn)行豐度、生物量的計(jì)算。

1.2.3 水質(zhì)指標(biāo)的確定和測(cè)量

參照GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和近幾年關(guān)于富春江水質(zhì)的報(bào)道，初步篩選了一些水質(zhì)指標(biāo)，和浮游動(dòng)物進(jìn)行同步檢測(cè)。其中水溫（WT）、溶解氧（Do）含量、pH值使用便攜式水質(zhì)測(cè)定儀（HQ40d）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，總磷（Tp）含量、總氮（TN）含量、氨氮（NH3-N）含量、化學(xué)需氧量（CDOCr）、葉綠素a（Chla）含量按照HJ 493—2009《水質(zhì)采樣 樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定》將水樣固定后帶回實(shí)驗(yàn)室按照各自的國(guó)標(biāo)方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

1.3.1 生物多樣性指數(shù)

采用Shannon-Wiener指數(shù)（H′）、Margalef指數(shù)（D）、物種均勻度指數(shù)（J）、Simpson指數(shù)（1-λ）對(duì)浮游動(dòng)物進(jìn)行多樣性評(píng)價(jià)，使用PRIMRR 5軟件進(jìn)行上述指數(shù)的計(jì)算。

1.3.2 優(yōu)勢(shì)度（Y）

Y>0.02定為優(yōu)勢(shì)種，具體計(jì)算公式為Y=ni/N×fi。式中：ni為樣品中第i種浮游動(dòng)物的個(gè)體豐度，ind./L;N為浮游動(dòng)物總豐度，ind./L;fi為第i種浮游動(dòng)物在各采樣站點(diǎn)中出現(xiàn)的頻率。

1.3.3 典范對(duì)應(yīng)分析

浮游動(dòng)物與環(huán)境因子的關(guān)系采用Canoco 5軟件進(jìn)行典范對(duì)應(yīng)（CCA）分析，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行l(wèi)g（x+1）處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 水質(zhì)分析

具體監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1，總體上2019年7月富陽(yáng)段水體中與營(yíng)養(yǎng)鹽水平相關(guān)的環(huán)境因子平均水平低于2018年同期，原因可能是2019年采樣前段時(shí)間出現(xiàn)了1次較大的集中降雨期，富春江出現(xiàn)了汛情，這點(diǎn)從2個(gè)年度的水體透明度可以得到印證，2019年的水體透明度明顯較低。

2.2 浮游動(dòng)物分析

2.2.1 浮游動(dòng)物大類組成

富春江富陽(yáng)段2018年7月、2019年7月2次采樣調(diào)查，共發(fā)現(xiàn)浮游動(dòng)物35屬66種，其中原生動(dòng)物8屬20種，輪蟲(chóng)16屬30種，枝角類6屬9種，橈足類5屬7種。具體結(jié)果見(jiàn)圖2、表2。從圖2可以看出，2年度同時(shí)期水樣中浮游動(dòng)物的大類組成有明顯差異。2019年7月基本上7個(gè)點(diǎn)的水樣中枝角類、橈足類這類大型浮游動(dòng)物種類占比都很小，尤其是橈足類，在幾個(gè)采樣點(diǎn)都缺失，浮游動(dòng)物種類以原生動(dòng)物和輪蟲(chóng)為主。相對(duì)而言，2018年7月采樣發(fā)現(xiàn)的浮游動(dòng)物各種類數(shù)量較為均衡，但發(fā)現(xiàn)的種類總數(shù)上2019年高于2018年。

2.2.2 浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種

2018年富春江富陽(yáng)段優(yōu)勢(shì)種有盤狀表殼蟲(chóng)、簡(jiǎn)弧象鼻溞、溫劍水蚤屬等6種，2019年優(yōu)勢(shì)種有褐砂殼蟲(chóng)、螺形龜甲輪蟲(chóng)、針簇多肢輪蟲(chóng)等5種（表3）。

2.2.3 浮游動(dòng)物豐度和生物量的變化

從圖3、圖4可以看出，2018年7月點(diǎn)位F1～F7中，F(xiàn)6豐度最低，為10.8 ind./L，F(xiàn)7豐度最高，為44.0 ind./L，平均豐度19.7 ind./L;F2生物量最低，為0.20 mg/L，F(xiàn)7生物量最高，為2.12 mg/L，平均生物量為 0.93 mg/L。2019年7月，F(xiàn)3豐度最低，為9.5 ind./L，F(xiàn)5豐度最高，為36.0 ind./L，平均豐度為19.0 ind./L，豐度和種類數(shù)情況接近尼洋河流域[8-9];F3生物量最低，為0.007 mg/L，F(xiàn)7生物量最高，為0.500 mg/L，平均生物量0.150 mg/L。2個(gè)時(shí)間段富春江富陽(yáng)段7個(gè)點(diǎn)位浮游動(dòng)物的豐度變化并不大，但是從生物量角度來(lái)看，2019年7月明顯要小于2018年同期，反映出2019年富陽(yáng)段浮游動(dòng)物有明顯小型化的特點(diǎn)，與國(guó)內(nèi)某些江河浮游動(dòng)物比例結(jié)果[10-11]相似，也與上文得出的結(jié)論一致。

2.2.4 浮游動(dòng)物功能群

目前，國(guó)內(nèi)外在運(yùn)用浮游植物功能群劃分以此反映水體的生態(tài)狀況已經(jīng)做得比較成熟[12-14]，有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。但是對(duì)于浮游動(dòng)物的功能群劃分研究還缺乏統(tǒng)一。目前，國(guó)內(nèi)外已有的研究也是針對(duì)于海洋生態(tài)系統(tǒng)[15-16]。在淡水生態(tài)系統(tǒng)中僅見(jiàn)安睿的研究[17]。該研究根據(jù)浮游動(dòng)物大小、攝食方式將淡水浮游動(dòng)物劃分為原生的動(dòng)物濾食者（PF）、原生動(dòng)物捕食者（PC）、輪蟲(chóng)濾食者（RF）、輪蟲(chóng)濾食者（RC）、小型浮游動(dòng)物濾食者（SCF）、小型浮游動(dòng)物捕食者（SCC）、中型浮游動(dòng)物濾食者（MCF）、中型浮游動(dòng)物捕食者（MCC）、大型浮游動(dòng)物濾食者（LCF）、大型浮游動(dòng)物捕食者（LCC）這10個(gè)功能群[17]。

本研究參照該功能群分類方法對(duì)富春江富陽(yáng)段浮游動(dòng)物進(jìn)行劃分發(fā)現(xiàn)，2018年7月，富陽(yáng)段有PF、RF、SCF等5個(gè)功能群，以濾食者功能群體為主，SCF功能群豐度相對(duì)最高，能量在水生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)中下層傳遞，說(shuō)明水體中有機(jī)碎屑等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較多;2019年7月，富陽(yáng)段相對(duì)2018年同期多了PC、RC 2個(gè)功能群，功能群種類更加豐富，PF和RF功能群豐度相對(duì)最高，能量更多地從濾食者向捕食者轉(zhuǎn)移，說(shuō)明水體的自凈程度更高（表4）。

2.2.5 浮游動(dòng)物生物多樣性

使用PRIMRR 5軟件進(jìn)行Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）、Margalef豐富度指數(shù)（D）、物種均勻度指數(shù)（J′）、Simpson指數(shù)（1-λ）4種指數(shù)計(jì)算。從表5可以看出，2019年7月富陽(yáng)段的4種指數(shù)基本上都要高于2018年同期，說(shuō)明2019年水體中浮游生物的多樣性更高，種間分布更均勻。

2.2.6 環(huán)境因子對(duì)浮游動(dòng)物群落的影響

富春江富陽(yáng)段浮游動(dòng)物CCA分析結(jié)果見(jiàn)圖5。排序軸1、排序軸2特征值分別為0.580 9、0.298 1，分別解釋了物種環(huán)境方差的39.46%、20.24%，達(dá)到總標(biāo)準(zhǔn)特征值的59.7%，說(shuō)明這2個(gè)排序軸的排序圖能夠反映富春江富陽(yáng)段浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的關(guān)系。檢測(cè)的環(huán)境變量能夠解釋物種組成總變異的84.9%。第1物種排序軸與環(huán)境因子中水溫、葉綠素a含量、總氮含量、總磷含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.893 3、0.800 5、0.750 0、0882 6和0.648 9，與溶解氧呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（一定范圍內(nèi)，2次采樣水體溶解氧均在6 mg/L以上），相關(guān)系數(shù)為-0.907 4。第2物種排序軸與透明度和pH值呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別0.387 8、0.560 8。物種的2個(gè)排序軸之間相關(guān)系數(shù)和環(huán)境因子的2個(gè)排序軸之間的相關(guān)系數(shù)均分別為-0.010 6和0，表明排序結(jié)果還是可靠的。

3 討論與結(jié)論

3.1 浮游動(dòng)物群落和環(huán)境因子的關(guān)系

對(duì)本次浮游動(dòng)物和水質(zhì)調(diào)查結(jié)果對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，由于年際變化較大，富春江富陽(yáng)段的浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)也隨著環(huán)境因子的變化發(fā)生了較大幅度的改變。從結(jié)果來(lái)看，小型浮游動(dòng)物像原生動(dòng)物和輪蟲(chóng)對(duì)水溫、透明度、營(yíng)養(yǎng)鹽等環(huán)境因子的適應(yīng)范圍更廣，而像在富春江中常見(jiàn)的枝角類、橈足類種類則需求較高的水溫、透明度和營(yíng)養(yǎng)鹽水平。國(guó)內(nèi)其他地區(qū)有研究表明，流速較大，含泥沙量較高的河流不適合浮游動(dòng)物的棲息和繁殖[18]。結(jié)合本次調(diào)查和以往的經(jīng)驗(yàn)，枝角類、橈足類對(duì)流速、透明度這些水體物理變化更為敏感。小型化的浮游動(dòng)物相對(duì)適應(yīng)性更強(qiáng)。

CCA分析結(jié)果表明，多數(shù)浮游動(dòng)物功能群、優(yōu)勢(shì)種都與環(huán)境因子呈現(xiàn)明顯的相關(guān)性，如小型浮游動(dòng)物濾食者與總磷含量，中型浮游動(dòng)物捕食者與總氮含量，溫劍水蚤和葉綠素a含量均呈顯著正相關(guān)關(guān)系;50%的浮游動(dòng)物群落都與水溫呈正相關(guān)性，還有不少群落如砂殼蟲(chóng)、匣殼蟲(chóng)、針簇多肢輪蟲(chóng)與溶解氧在一定范圍里呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。只有個(gè)別群落如中型浮游動(dòng)物濾食者和廣布中劍水蚤的豐度變化無(wú)法被環(huán)境變量所解釋。

從2018年7月至2019年7月的水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出，2019年7月的水溫、透明度、總磷含量、總氮含量、氨氮含量和葉綠素a含量由于汛情原因都要顯著低于2018年同期，相對(duì)應(yīng)的在CCA分析圖中與這些環(huán)境因子呈正相關(guān)的浮游動(dòng)物群落的豐度值在2019年7月也明顯處于一個(gè)相對(duì)低的水平，與前人研究結(jié)果[19-20]一致。CCA這類約束性分析排序方法能較好地解釋物種與環(huán)境因子的關(guān)系，這與國(guó)內(nèi)相關(guān)研究結(jié)果[21-22]相似。同時(shí)，CCA分析也能反映出不同物種在生態(tài)習(xí)性上的異同。如本研究中砂殼蟲(chóng)和匣殼蟲(chóng)、針簇多肢輪蟲(chóng)和螺形龜甲輪蟲(chóng)、蕩鏢水蚤和廣布中劍水蚤雖然不同屬，但在排序圖中的位置比較接近，表明它們?cè)谏鷳B(tài)適應(yīng)性上較為相似。而同一屬的浮游動(dòng)物對(duì)環(huán)境的要求可能存在差異[23]，如同為象鼻溞屬的長(zhǎng)額象鼻溞和簡(jiǎn)弧象鼻溞在排序圖中位置較遠(yuǎn)，表現(xiàn)出對(duì)環(huán)境的不同需求，這也可能就是同一時(shí)段某個(gè)屬的浮游動(dòng)物只有個(gè)別種占據(jù)生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的原因。

3.2 富春江富陽(yáng)段水質(zhì)情況

多樣性指數(shù)是衡量浮游動(dòng)物群落健康狀態(tài)和規(guī)模的尺度。一般而言，Margalef豐富度指數(shù)大小與浮游動(dòng)物種類數(shù)相關(guān)，主要反映物種種類的分布情況，浮游動(dòng)物種類數(shù)越多，每種的個(gè)體豐度分布越均勻，水體水質(zhì)也就越好;Shannon-Wiener多樣性指數(shù)能反映群落的復(fù)雜程度，物種多樣性指數(shù)越大表明群落復(fù)雜程度越高、水質(zhì)越好;Pielou均勻度指數(shù)則表示浮游動(dòng)物個(gè)體數(shù)目分配的均勻程度高低，越高表明浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定[24]。結(jié)合之前國(guó)外學(xué)者Valentin等的觀點(diǎn)[25]，富春江富陽(yáng)段的水質(zhì)通過(guò)浮游動(dòng)物的多樣性指數(shù)評(píng)判：2018年7月基本處于輕度污染和中度污染之間，2019年7月為輕度污染;而通過(guò)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評(píng)判：2019年7月為Ⅳ類水，2018年7月為Ⅴ類水。這2種評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)得出的變化趨勢(shì)相同，都是水質(zhì)情況變好，但受污染程度有所差別。

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收稿日期：2020-04-16

基金項(xiàng)目：浙江省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（編號(hào)：2018C02G5030526）;浙江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳財(cái)政專項(xiàng)。

作者簡(jiǎn)介：王 ?。?983—），男，浙江湖州人，碩士，工程師，主要從事水生生物資源與環(huán)境生態(tài)方面的研究。E-mail：280496810@qq.com。

通信作者：周志明，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事水產(chǎn)養(yǎng)殖和資源調(diào)查評(píng)估方面的研究。E-mail：zjhz-zzm@163.com。