大渡河上游瑪柯河至腳木足河段浮游植物群落特征調(diào)查

龔 玉 蓉, 陰 雙 雨, 劉 鑫, 陳 鐵 鋒, 宋 靖 國,侯 寧, 劉 蘇, 周 青 春

(1.華中師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,湖北 武漢 430079;2.武漢市伊美凈科技發(fā)展有限公司,湖北 武漢 430070;3.四川足木足河流域水電開發(fā)有限公司,四川 成都 610041)

0 引 言

浮游植物是水生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的初級生產(chǎn)者,為地球提供了約70%的氧氣,在生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)中不可或缺[1-2]。作為重要餌料生物,浮游植物的生物量也直接影響水體生態(tài)系統(tǒng)中其它水生生物的正常生長,故對維持水生生態(tài)系統(tǒng)平衡具有十分重要的作用[3]。因其個體微小和種類繁多,對水體中各環(huán)境因子變化敏感,能及時、準(zhǔn)確地反映水生態(tài)系統(tǒng)的變化,常被用作評估水域生態(tài)環(huán)境狀況的指示性生物[4-5]。

1 大渡河的浮游植物調(diào)查

大渡河起源于青海省境內(nèi)的果洛山東南麓,是岷江最大的支流。為了解大渡河上游干流水電站,尤其是雙江口以上電站的建設(shè)對大渡河河源區(qū)生態(tài)環(huán)境可能的影響,保護河源區(qū)河流生態(tài)完整性,中國水產(chǎn)科學(xué)研究院長江水產(chǎn)研究所和四川省水產(chǎn)研究所等單位在2012年對該水域進(jìn)行過較為系統(tǒng)的科學(xué)考察。四川省水產(chǎn)研究所于2009～2014年對巴拉水電站水生生態(tài)影響進(jìn)行過評價。2011年和2019年王文君等對大渡河河口浮游植物群落結(jié)構(gòu)及時空變化等進(jìn)行了研究[6-7]。對大渡河上游水域的浮游植物群落結(jié)構(gòu)等方面的研究還不多見。

該研究于 2017～2018年春冬季 2 次對大渡河上游瑪柯河至腳木足水域浮游植物進(jìn)行采集調(diào)查,分析了其浮游植物的群落結(jié)構(gòu)特征及時空分布變化,為了解大渡河上游生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能提供基礎(chǔ)資料。此次調(diào)查范圍是大渡河上游干流河段的瑪柯河、麻爾曲河、腳木足河和支流河段則曲河、阿柯河、尼柯河、茶堡河和梭磨河。在各河段共設(shè)置24個采樣點,調(diào)查時間為2017年12月和2018年4月。

2 浮游植物調(diào)查方法

該文浮游植物樣品采集和測試方法主要依據(jù)《長江水生生物資源監(jiān)測手冊》并參照《水庫漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范》SL 167-2014和《內(nèi)陸水域浮游植物監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》SL 733-2016進(jìn)行。

2.1 定性標(biāo)本采集

大型浮游生物用13號浮游生物網(wǎng),小型浮游生物用25號浮游生物網(wǎng),在表層至0.5 m深處以20～30 cm/s的速度作“∞”形循回拖動1～3 min,或在水中沿表層托慮1.5～5.0 m3水。

2.2 定量標(biāo)本采集

小型浮游生物用有機玻璃采水器分別于表層0.5 m水深處取水樣1 L。大型浮游生物因數(shù)量稀少,每個采樣點各采水樣10 L,用25號浮游生物網(wǎng)過濾,收集水樣裝入玻璃瓶中。

2.3 標(biāo)本處理

水樣采集后用固定液固定。對藻類、原生動物和輪蟲水樣,每升加入15 ml左右的魯哥氏液固定,對枝角類和橈足類水樣,按100 ml水樣加4～5 ml福爾馬林固定液。固定后,將樣品帶回實驗室保存。從野外采集并經(jīng)固定的水樣,帶回實驗室后須進(jìn)一步濃縮,1 000 ml的水樣靜止沉淀24 h后,用虹吸管吸取上清液,剩下20～25 ml沉淀物轉(zhuǎn)入30 ml容量瓶中。

2.4 標(biāo)本鑒定及統(tǒng)計

定性標(biāo)本,在顯微鏡下,用目鏡測微尺測量大小,根據(jù)其大小、形態(tài)、內(nèi)含物參照藻類圖譜和分類標(biāo)準(zhǔn)定出屬種[8-9]。定量標(biāo)本,采用0.1 ml計數(shù)框,10×40高倍顯微鏡下分格斜線掃描計數(shù)。用0.1 ml定量吸管吸取搖勻后的樣品液,置于0.1 ml浮游生物計數(shù)框中在顯微鏡下觀察計數(shù),并參照《淡水浮游生物研究方法》等統(tǒng)計到種的細(xì)胞數(shù),然后換算成每升含量。

室內(nèi)先將樣品定量為30 ml,搖勻后吸取0.1 ml樣品置于0.1 ml計數(shù)框內(nèi),在顯微鏡下按視野法計數(shù),數(shù)量特別少時全片計數(shù),每個樣品計數(shù)2次,取平均值,每次計數(shù)結(jié)果與平均值之差應(yīng)在15%以內(nèi),否則增加計數(shù)次數(shù)。每升水樣中浮游植物數(shù)量的計算公式如下:

式中:N為一升水樣中浮游生物的數(shù)量(ind./L);Cs為計數(shù)框的面積,mm2;Fs為視野面積,mm2;Fn為每片計數(shù)過的視野數(shù);V為一升水樣經(jīng)濃縮后的體積,mL;v為計數(shù)框的容積,mL;Pn為計數(shù)所得個數(shù)(ind.)。

浮游植物生物量的計算采用體積換算法。根據(jù)浮游植物的體形,按近似幾何形測量體積,特殊形狀種類分解成部分進(jìn)行測量。

3 結(jié)果與分析

3.1 浮游植物種類組成

在大渡河上游各河段進(jìn)行浮游生物的定量和定性采集,通過對采集的水樣進(jìn)行分析鑒定,兩次調(diào)查共發(fā)現(xiàn)浮游植物102種(屬),隸屬于6門46屬。其中冬季(12月)發(fā)現(xiàn)浮游植物64種(屬),隸屬于5門36屬;春季(4月)發(fā)現(xiàn)浮游植物89種(屬),隸屬于5門42屬。各河段浮游植物物種數(shù)統(tǒng)計見表1。

表1 各河段浮游植物物種數(shù)統(tǒng)計

從種類組成來看,調(diào)查水域浮游植物以硅藻門占絕對優(yōu)勢,有76種(屬),占總浮游植物總種數(shù)的74.5%;其次是綠藻門,有11種(屬),占總種數(shù)的10.8%;藍(lán)藻門有10種(屬),占總種數(shù)的9.8%;其他門類物種較少,依次為裸藻門2種(屬),甲藻門2種(屬)和隱藻門1種(屬)。物種組成上以阿柯河物種最為豐富,有76種(屬),其次是則曲河60種(屬),瑪柯河種57(屬),梭磨河53種(屬),尼柯河物種最少,具32種(屬)(表1)。各河段均以硅藻占絕對優(yōu)勢,占各河段浮游植物物種總數(shù)的71.70%～86.67%。硅藻門、藍(lán)藻門及綠藻門構(gòu)成了調(diào)查水域浮游植物的主要組成部分,占各河段的92.45%～100%。冬季常見種類有舟形藻(Navicula sp.)、普通等片藻(Diatoma vulgar)、長等片藻(Diatom elongatum)、顆粒直鏈藻(Melosira granulata)、鈍脆桿藻(Fragilaria capucina)、橋彎藻(Cymbella sp.)等。春季的舟形藻(Navicula sp.)、普通等片藻(Diatoma vulgar)、長等片藻(Diatom elongatum)、曲殼藻(Achnanthes sp.)、肘狀針桿藻(Synedra ulna)、鈍脆桿藻(Fragilaria capucina)、膨脹橋彎藻(Cymbella pusilla)、菱形藻(Nitzschia sp.)、縊縮異極藻(Gomphonema constrictum)等在各河段分布較廣。各河段浮游植物各門種類數(shù)量見表2。

表2 各河段浮游植物各門種類數(shù)量統(tǒng)計

3.2 浮游植物現(xiàn)存量

冬季大渡河上游各河段浮游植物的平均密度為2.45×104ind./L,其中硅藻門的平均密度最高,為2.22×104ind./L。從各河段浮游植物密度來看,梭磨河浮游植物平均密度最高,為2.98×104ind./L,變動幅度在2.91～3.11×104ind./L;其次是阿柯河,平均密度為2.98×104ind./L,變動幅度在2.91～3.11×104ind./L;則曲河、腳木足河、麻爾曲河、瑪柯河和茶堡河浮游植物平均密度分別為2.83×104ind./L、2.60×104ind./L、2.04×104ind./L、1.65×104ind./L和1.52×104ind./L。

春季大渡河上游各河段浮游植物的平均密度為11.58×104ind./L,其中硅藻門的平均密度最高,為10.41×104ind./L。各河段浮游植物密度時間變化見圖1,曲河浮游植物平均密度最高,為15.89×104ind./L,變動幅度在14.40～17.60×104ind./L;其次是腳木足河,平均密度為14.40×104ind./L;瑪柯河、麻爾曲河、梭磨河、茶堡河、阿柯河和尼柯河浮游植物平均密度分別為12.48×104ind./L、11.20×104ind./L、10.55×104ind./L、10.40×104ind./L、9.59×104ind./L、8.17×104ind./L。

圖1 各河段浮游植物密度時間變化

冬季大渡河上游各河段浮游植物的平均生物量為0.042 1 mg/L,各調(diào)查水域生物量大小分布差異與時間差異見圖2。其中占絕對優(yōu)勢的硅藻門的平均生物量最大,為0.039 8 mg/L。調(diào)查的各河段水域中,浮游植物生物量最高的是則曲河,平均生物量為0.058 7 mg/L;其次是梭磨河0.054 7 mg/L及腳木足河0.049 0 mg/L;茶堡河浮游植物生物量最低,為0.018 3 mg/L。

圖2 各調(diào)查水域生物量大小分布差異與時間

春季大渡河上游各河段浮游植物的平均生物量為0.1606 mg/L。其中占絕對優(yōu)勢的硅藻門的平均生物量為0.142 4 mg/L。調(diào)查的各河段水域中,浮游植物生物量最高的是則曲河,平均生物量為0.230 4 mg/L,變幅為0.194 2～0.267 5 mg/L;其次是茶堡河0.198 2 mg/L及腳木足河0.181 4 mg/L;阿柯河浮游植物生物量最低,為0.117 7 mg/L,變幅為0.069 6～0.179 0 mg/L。

各河段浮游植物在春季較冬季平均密度和生物量都有顯著的增加,但均呈現(xiàn)低密度和低生物量的特征。硅藻門種類和密度占絕對優(yōu)勢,這與調(diào)查區(qū)域所在的地理位置和高山峽谷地形、急流低溫的水域環(huán)境相關(guān),該水域環(huán)境僅適宜個體小的單細(xì)胞植物或多細(xì)胞群體的浮游植物生長發(fā)育,因此,喜急流潔凈水體的硅藻門種類較多,與張靜和王文君等調(diào)查結(jié)果一致。

4 結(jié) 語

(1)大渡河上游此次調(diào)查水域的浮游植物共鑒定出102種(屬),隸屬于6門46屬。其中硅藻門占絕對優(yōu)勢,有76種(屬),占浮游植物總物種數(shù)的74.5%。各河段也均為硅藻占絕對優(yōu)勢,占各河段浮游植物物種總數(shù)的71.70% ～ 86.67%。硅藻門、藍(lán)藻門及綠藻門構(gòu)成了調(diào)查水域浮游植物的主要組成部分,占各河段浮游植物物種總數(shù)的92.45% ～100%。

(2)各河段春季的浮游植物平均密度和生物量比冬季都有顯著的增加,分別增加了3.7和2.8倍。但總體呈現(xiàn)低密度和低生物量的特征?？蔀楂@得該水域浮游植物本底資源現(xiàn)狀及水生態(tài)監(jiān)測提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。