侯 莉,張玲玲,張 倩
(泰安市生態(tài)環(huán)境局開發(fā)區(qū)分局,山東 泰安 271000)
根據(jù)資料顯示,東平湖作為黃河流域重要的洄游性魚類-刀鱭的唯一產(chǎn)卵場,也是東亞-澳大利亞遷徙線候鳥遷徙線的中轉(zhuǎn)站,在黃河下游生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用,對于保持流域、區(qū)域生態(tài)平衡,維持黃河下游生態(tài)系統(tǒng)安全,保護生物多樣性等方面都具有重要意義。
在對東平湖開展以往工作資料分析的基礎上,根據(jù)東平湖湖泊生態(tài)環(huán)境特點,選取入湖河道、湖區(qū)、出湖河道以及入海口為研究區(qū)域,分別布設了9個監(jiān)測點位,具體如圖1所示,開展水生生物調(diào)查監(jiān)測工作。
圖1 東平湖區(qū)采樣點分布
采樣點位置的數(shù)據(jù)如表1所示。
表1 東平湖監(jiān)測采樣點
2020年8月和10月開展2次浮游植物、浮游動物、著生生物、底棲動物、大型水生植物、魚類定性、魚類定量調(diào)查監(jiān)測??紤]各項監(jiān)測指標的變化規(guī)律,兼顧2020年實際情況,調(diào)查頻次定為2次,于8月和10月分別調(diào)查監(jiān)測1次。同時考慮到浮游生物的日變化,監(jiān)測時間盡量選擇在一天的相近時間,比如上午的8:00~10:00,如果無法做到,則需記錄下每次實際的監(jiān)測時間。樣品一般在運輸及實驗室中暫存時以冷藏的形式保存,故應盡快運回實驗室,及時挑揀其中的生物標本。
在8月和10月分別對東平湖開展水生生物調(diào)查,通過現(xiàn)場調(diào)查獲取了研究區(qū)域水生生物種類、數(shù)量及分布(魚類、浮游植物、浮游動物、底棲生物、大型維管束植物),優(yōu)勢種、多樣性指數(shù);重點保護的動植物種類及保護現(xiàn)狀等。
河流和湖庫水生生物的調(diào)查方法參照《湖庫水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價技術(shù)指南》《流域水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價技術(shù)指南(試行)》(總站水字〔2014〕124 號)、《內(nèi)陸水域漁業(yè)資源調(diào)查手冊》《水庫漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范》(SL167-2014)、《淡水生物資源調(diào)查方法》《漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》(SC/T9102-2007)、《生物多樣性觀測技術(shù)導則 淡水底棲大型無脊椎動物》(HJ710.8-2014)、《生物多樣性觀測技術(shù)導則 水生維管束植物》(HJ710.12-2016)[1~3],并結(jié)合實際情況加以調(diào)整。水生生物樣品的分類鑒定主要依靠相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員開展,參考各類群相關(guān)分類鑒定資料,如《中國淡水藻志》《中國淡水藻類-系統(tǒng)、分類及生態(tài)》《中國動物志-無脊椎動物-甲殼綱-淡水橈足類》《中國動物志-無脊椎動物-甲殼綱-淡水枝角類》《中國淡水輪蟲志》《微型生物監(jiān)測新技術(shù)》《中國動物志-環(huán)節(jié)動物門-蛭綱》《中國經(jīng)濟動物志-淡水軟體動物》《Aquatic insects of China useful for monitoring water quality》《Identification manual for the larval Chironomidae (Diptera) of North and South Carolina》《中國常見濕地植物》《水生植物圖譜》《中國高等植物圖鑒》《中國濕地植被》等參考資料來進行[4,5]。
香農(nóng)-維納(Shannon-Wiener)指數(shù)H′按式(1)計算。
(1)
辛普森(Simpson)指數(shù)D按式(2)計算。
(2)
皮洛(Pielou)均勻度指數(shù)Jsw按式(3)計算。
Jsw=-∑Pi·lnPi/lnS
(3)
式(1)~(3)中:Pi屬于種i的個體在全部個體中的比例;S為總物種數(shù)。
根據(jù)McNaughton物種優(yōu)勢度指數(shù)Y計算優(yōu)勢度:
Y=(ni/N)×fi
(4)
式(4)中,Y為魚類優(yōu)勢度指數(shù),ni為第i種的總個體數(shù);N為所有站位采集的總個體數(shù);fi為該物種在各調(diào)查點位出現(xiàn)的頻率。本調(diào)查中選取Y>0.02的種類為優(yōu)勢種。
調(diào)查結(jié)果表明,兩次調(diào)查東平湖的8個樣點中共鑒定浮游植物 38屬(種),隸屬于硅藻門、甲藻門、藍藻門、裸藻門和綠藻門 5 門。其中,綠藻門植物在種類組成上占優(yōu)勢,有 15 屬(種),占 39.47%;其次是硅藻門植物,占比 28.95%;裸藻門植物種類最少,僅有1種,占比為2.63%(表2)。
表2 各樣點不同種類浮游植物所占比例
根據(jù)植物豐度>5%浮游植物總豐度定義為優(yōu)勢種,東平湖第一次優(yōu)勢種類主要由硅藻門和綠藻門植物組成;且硅藻門的小環(huán)藻在多個調(diào)查樣點均發(fā)展成優(yōu)勢種類。藍藻門平裂藻也在較多調(diào)查樣點占優(yōu)勢地位。東平湖第二次采樣其中除 3#和 8#樣點,顆粒直鏈藻在其他樣點均形成優(yōu)勢類群,說明顆粒直鏈藻在第二次調(diào)查中分布較廣;在 1#、2#和 3#樣點藍藻門多為優(yōu)勢類群。對比兩次采樣浮游植物的優(yōu)勢種變化發(fā)現(xiàn),第二次采樣中的浮游植物優(yōu)勢類群較第一次采樣發(fā)現(xiàn)的多,綠藻門植物也較多的在第二次采樣中形成優(yōu)勢群體。
通過香農(nóng)-威納指數(shù)(Shannon wiener index)計算各調(diào)查樣點浮游植物多樣性指數(shù),結(jié)果顯示東平湖第一次采樣各樣點生物多樣性指數(shù)均較低,8#樣點生物多樣性指數(shù)最高為2.71,其次是5#調(diào)查樣點,生物多樣性指數(shù)為2.50,3#樣點生物多樣性最低為0.91。東平湖第二次采樣各樣點生物多樣性指數(shù)也較低,8#樣點生物多樣性指數(shù)最高為3.10,其次是 2#調(diào)查樣點,生物多樣性指數(shù)為2.83,4#和7#調(diào)查樣點生物多樣性指數(shù)最低為1.75。對比兩次結(jié)果,總體來說,第一次采樣的浮游植物生物多樣性指數(shù)較第二次低,這與采集鑒定到的浮游植物種類較少且較為單一有關(guān),從一定程度上反映出東平湖水質(zhì)的變化情況。
本項目于2020年8月對東平湖開展第一次浮游動物資源調(diào)查,采用傳統(tǒng)分類學鑒定方法并參考各種權(quán)威資料進行分類,共收集浮游動物標本8種,隸屬于3門8個屬8種(表3)。其中輪蟲種類最多(4種),占總種數(shù)的50%,沒有原生動物。從種類組成來看,區(qū)域浮游動物資源以橈足類和輪蟲類占較明顯優(yōu)勢。其中廣布中劍水蚤在5樣點均采集到,為常見種。
表3 調(diào)查樣點浮游動物的種類組成
根據(jù)浮游動物調(diào)查,采用傳統(tǒng)分類學鑒定方法并參考各種權(quán)威資料[6~9]進行分類,第二次共收集浮游動物標本9種,隸屬于3門9屬9種。其中枝角類和橈足種類最多(7 種),占總種數(shù)的77.8%,沒有原生動物。從種類組成來看,區(qū)域浮游動物資源以橈足類、枝角類和輪蟲占較明顯優(yōu)勢。其中無節(jié)幼體和廣布中劍水蚤在 7 樣點均采集到,為常見種。
根據(jù)豐度>5%浮游動物總豐度定義為優(yōu)勢種[10],從每種浮游在調(diào)查樣點中的豐度來看, 2#調(diào)查樣點優(yōu)勢種為橈足類、枝角類和輪蟲,3#調(diào)查樣點優(yōu)勢種為橈足類和枝角類,4#調(diào)查樣點優(yōu)勢種為橈足類,5#調(diào)查樣點優(yōu)勢種為橈足類、枝角類和輪蟲,6#調(diào)查樣點優(yōu)勢種為橈足類、枝角類和輪蟲,7#調(diào)查樣點優(yōu)勢種為橈足類和枝角類,8#調(diào)查樣點優(yōu)勢種為橈足類、枝角類和輪蟲。各調(diào)查樣點優(yōu)勢種浮游動物組成分布如圖2所示。
圖2 浮游動物優(yōu)勢種豐度
兩次調(diào)查結(jié)果均顯示,5#位點浮游動物的香農(nóng)威納多樣性指數(shù)最高。
東平湖連續(xù)兩次調(diào)查,共采集到大型底棲動物 7 種,隸屬于三大類群,分別為軟體動物、環(huán)節(jié)動物和水生昆蟲,其中梨形環(huán)棱螺、白旋螺和河蜆在兩次調(diào)查中均采集到。兩次調(diào)查中,5#、7#樣點發(fā)現(xiàn)底棲動物種類最多, 均為梨形環(huán)棱螺。1#和 4#點位設置于黃河干道,因點位附近水流急、泥沙含量大且底質(zhì)為流沙,沒有采集到底棲動物。
梨形環(huán)棱螺在兩次調(diào)查的不同點位中形成了優(yōu)勢種群。其中,梨形環(huán)棱螺均在兩次調(diào)查中的5#和7#樣點成為了優(yōu)勢種。
通過香農(nóng)-威納指數(shù)、Margalef多樣性指數(shù)、Simpson指數(shù)和皮爾森均勻度指數(shù)等計算各調(diào)查樣點底棲動物的多樣性水平,結(jié)果顯示兩次調(diào)查各樣點生物多樣性水平均較低[11~13]。
調(diào)查發(fā)現(xiàn)東平湖維管束植物共有6種,沉水植物、挺水植物和浮葉植物各2種,隸屬于5科6屬。其中禾本科植物種類最多,有2種占維管束植物種類的33.3%,其余小二仙草科、眼子菜科、龍膽科、菱科各1種,占維管束植物種類的16.7%。
近幾年東平湖優(yōu)勢種主要是菹草,在湖中沉水植物分布頻度最高,幾乎在全湖都有分布,但其生物量不及蘆葦。而蘆葦主要分布在岸邊淺水區(qū),其頻度雖與其他植物差異較大,但其生物量遠高于其他植物,其優(yōu)勢度僅次于菹草。其他物種中荇菜、菱和狐尾藻分布較少,只在少部分地區(qū)存在,零星分布,其生物量和頻度都不高。菰只存在于淺水區(qū),其頻度低,生物量居中。以上是東平湖4月份優(yōu)勢種的分布,過10月份后溫度驟降,全湖進入冬季,菹草基本全部死亡;而荇菜和菱興起,多存在于窄水區(qū),成片的分布;蘆葦和菰基本不變,狐尾藻還是依舊只有少量分布。
調(diào)查結(jié)果表明,東平湖水域調(diào)查8個樣點共鑒定著生藻類14屬(種),均為硅藻門。
根據(jù)藻類豐度>5%著生藻類總豐度定義為優(yōu)勢種,東平湖第一次各調(diào)查樣點其中 1#樣點著生藻類優(yōu)勢種數(shù)量最多,有6種優(yōu)勢種類,其中菱形藻優(yōu)勢度較大;8#樣點著生藻類優(yōu)勢種類數(shù)量較少,僅有3種,為菱形藻,舟形藻和曲殼藻。在東平湖的著生藻類中,菱形藻和舟形藻為主要優(yōu)勢種,其次是曲殼藻,其余種類均較低于10%。東平湖第二次各調(diào)查樣點其中5#樣點著生藻類優(yōu)勢種數(shù)量最多,有5種優(yōu)勢種類,其中菱形藻優(yōu)勢度較大;2#和8#樣點著生藻類優(yōu)勢種類數(shù)量較少,僅有2種。
本次調(diào)查結(jié)果表明,調(diào)查所采捕、采集到魚類經(jīng)鑒定共22種,隸屬于6目10科,其中鯉形目魚類占絕大多數(shù),種類數(shù)為13種,占到59.09%,鱸形目 4 種,鯰形目2種,鮭形目、合鰓目和鯡形目各1種。在東平湖魚類類群中,鯽是優(yōu)勢種,依次是麥穗魚、蝦虎魚、魚白魚、鯉。其中,大銀魚、鰱和鳙為水庫人工放養(yǎng)品種,占比較大,但是種群穩(wěn)定性受水體環(huán)境影響較大。在本次調(diào)查中,上述三種魚類是采購獲取,因此不認為是優(yōu)勢種。
結(jié)合2020年兩次現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果以及與歷史資料對比分析,東平湖浮游生物、底棲動物及魚類種類及數(shù)量均低于歷史水平,區(qū)域水生生物資源種類及數(shù)量有衰減的趨勢,水生態(tài)平衡失調(diào),生物多樣性受到威脅,因此提出以下建議:①東平湖生物多樣性恢復應堅持保護優(yōu)先、自然恢復為主的方針,根據(jù)水生生物完整性指數(shù)及重現(xiàn)土著魚類或土著水生植物的水體清單等目標要求,提出黃河刀鱭洄游通道保護、天然生境恢復、生境替代保護、“三場”保護與修復及增殖放流等任務要求。②對于菹草的泛濫生長,建議采用源頭控制、收割治理、生物治理、綜合利用等方式實現(xiàn)菹草的綜合治理[14,15]。