宝应湖水体浮游动物组成和多样性调查

马德高，吴 蔚，陈志芳*，殷 慧，陈宇洁，童桂凤，汪 霄

(1.扬州市环境监测中心站，江苏 扬州 225007； 2.无锡市环境监测中心站，江苏 无锡 214121)

宝应湖水体浮游动物组成和多样性调查

马德高1，吴 蔚2，陈志芳1*，殷 慧1，陈宇洁1，童桂凤1，汪 霄1

(1.扬州市环境监测中心站，江苏 扬州 225007； 2.无锡市环境监测中心站，江苏 无锡 214121)

通过2012年9月至2013年3月对江苏扬州宝应湖水体浮游动物的组成进行调查和分析发现，宝应湖浮游动物中，桡足类和枝角类物种数量较多，分别为13种和22种，隶属6科20属；宝应湖浮游甲壳动物的生态类群、种类数和主要优势种组成的季节变化较显著，湖体水质整体处于中营养型状态。

宝应湖；浮游动物；多样性

宝应湖位于扬州市盐金公路以西，属浅水湖泊。宝应湖以及周边纵横交错的水网系统，形成以湖泊湿地为主的湿地生态系统。湿地是陆地上重要的生态景观和生物最重要的生存环境之一，被誉为“地球之肾”。浮游甲壳动物是湖泊生态系统的重要组成，其群落结构可直接反映水域生态系统的结构及其功能和健康状况[1]。调查宝应湖浮游甲壳动物的多样性和群落结构是研究宝应湖水域生态系统结构和功能的重要内容之一。此次调查以桡足类和枝角类这两类浮游甲壳动物为研究对象，通过定性和定量调查，对宝应湖浮游动物多样性及群落结构进行分析，并对宝应湖水体的水质状况进行评估，以期为当地水资源保护和开发利用提供参考数据。

1 材料与方法

1.1 自然地理概况

扬州宝应湖地理坐标位于119°07′43″～119°42′51″E，33°02′46″～33°24′55″N，属于亚热带湿润季风气候，四季分明，雨量充沛。年平均气温14.4 ℃，年降水量938.6 mm，全年无霜期216 d。平水期水深2 m，枯水期1.5 m左右，汛水期2.5 m以上。宝应湖湖面狭长，长20.7 km，平均宽1.2 km，总面积38.69 km2。湖内水生植物群落主要有芦苇(Phragmitesaustralis)、芡实(Euryaleferox)、睡莲(Nymphaeatetragona)及金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)等，沿湖堤岸有加杨(Populuscanadensis)、水杉(Metasequoiaglyptostrodoides)等形成防护林带。宝应湖湿地范围内的湖滩地及堤岸处人工造林面积达2 780 hm2，森林覆盖率达22%，被誉为“苏中第一森林大氧吧”[2]。

1.2 调查方法

分别于2012年9月(秋季)和2013年4月(春季)、8月(夏季)对宝应湖浮游动物多样性进行调查。根据宝应湖的地形、出入水口以及水深等条件，共设5个监测断面，即Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ和Ⅴ(图1)。在各断面又分别设置沿岸和湖心2个采样点。根据固定监测断面上所采获的浮游甲壳动物样品的定性定量分析，获得浮游甲壳动物的物种组成和多样性状况，并借此对宝应湖水体的环境条件进行评估。因时间有限，对2013年夏季采获样品仅初步完成定性分析，定量分析工作待后续完成。

图1 宝应湖调查区域的断面和站点布设

1.3 数据统计

1.3.1 优势种

浮游动物优势种根据每个种的优势度值来确定。

Y=(ni/N)×fi。

式中，ni为i种的个体数，N为所有种的总个体数，fi为i种的出现频率。Y>0.1为优势种[3]。

1.3.2 浮游甲壳动物的多样性指数和均匀度

J=H′/log2S。

式中，H′为Shannon-Weaver多样性指数，S为种数，J为均匀度指数。

H′的评价标准。蔡立哲等[4]将污染等级分为5类：无浮游动物，严重污染；H′<1，重污染；13，清洁。Wilhm等[5]将污染等级分为3类：03.30，贫营养化。

D=(S-1)/InN。

式中，D为马加利夫(Margalef)多样性指数，S为浮游甲壳动物种类数，N为浮游甲壳动物总个体数。

D的评价标准。D值在0～1时为重污染，1～3时为中污染，>3时为轻度污染或无污染[6]。

2 结果与分析

2.1 种类组成

根据5个监测断面的调查采样及初步鉴定，宝应湖浮游动物中，桡足类和枝角类物种数量较多，分别为13种和22种，隶属6科20属(表1～2)。

表1 宝应湖浮游动物鳃足纲、枝角目种类

2.2 优势度和优势种

计算出的宝应湖各物种的优势度如表3～4。

由表2可以看出，在2013年春季的浮游动物样品中，优势种为长额象鼻溞、球型锐额溞、圆形盘肠溞、中华窄腹剑水蚤、跨立小剑水蚤。在2012年秋季的浮游动物标本中，优势种为广布中剑水蚤、跨立小剑水蚤和英勇剑水蚤。

2.3 物种丰度

2012年秋季宝应湖浮游动物丰度较低、生物量较小，大型浮游甲壳动物的平均丰度为1.15 ind.·L-1，最大值为2 ind.·L-1，最小值为0.75 ind.·L-1。2013年4月的宝应湖浮游甲壳动物丰度较高、生物量较大。大型浮游甲壳动物的平均丰度为8.45 ind.·L-1，最大值为26.5 ind.·L-1，最小值为0.5 ind.·L-1。由此可见，生物量季节变化明显，春季>秋季。浮游甲壳动物种类的数量变化也很明显，春季>秋季。由表3～4可看出，春季的枝角类的种类和数量都较桡足类多，秋季的桡足类种类和数量较枝角类多。可见，宝应湖浮游甲壳动物的生态类群、种类数和主要优势种组成的季节变化较显著。

表2 宝应湖浮游动物桡足纲、剑水蚤目种类

表3 宝应湖2013年春季各类浮游动物的优势度

表4 宝应湖2012年秋季各类浮游动物的优势度

2.4 浮游甲壳动物多样性分析

由公式计算出扬州宝应湖浮游动物各采样点的H′、D和J(图2)。

图2 不同监测点的多样性和均匀度指数

从分布上来看，各采样断面的均匀度指数最大值为0.628，最小值为0.089，变化范围较大。

2.5 宝应湖水质评估

根据马加利夫多样性指数和Shannon-Weaver多样性指数[6-8]对宝应湖水质状况进行评估。虽然应用2类多样性指数对各断面所取样品计算得出的数据各异，但所呈现的折线图的走势基本一致，都能一致地反映宝应湖的水质状况。

在调查中，各断面采样点的H′值在0.09～3.02波动，平均值为1.094；丰富度D值在0.195～5.263变化，平均值为2.105 2；种内均匀度J值在0.089～0.628波动，平均值为0.285 8。

根据Shannon-Weaver多样性指数标准，这5个采样断面中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ为重污染，Ⅳ都为中度污染，Ⅲ为清洁、无污染。根据5个采样点的H′平均值得出，宝应湖湖水的水质为中度污染。

根据马加利夫多样性指数的标准来看，这5个采样断面中，Ⅰ、Ⅱ为重污染，Ⅳ、Ⅴ为中度污染，Ⅲ为轻度污染或无污染。根据5个采样断面的D值的平均值可初步认为，宝应湖水质为中度污染。Shannon-Weaver多样性指数和马加利夫多样性指数反映宝应湖湖水的水质状况一致，均反映为中度污染。另外，根据H′的评价标准，可得出宝应湖的湖水水质为中营养型状态。

由各采样点的沿岸和湖心的生物数据分析还可得出沿岸的污染程度要比湖心的严重。如断面Ⅰ的岸边样点，其下层无浮游动物。在断面Ⅴ，沿岸样点中层和下层水样的浮游动物都分别较湖中样点中、下层水样的浮游动物少。造成岸边比湖心污染程度大的原因，可能是由于沿岸村庄的生活污染，或是由于湖中污染物随水波或水位降低滞留于岸边，春季水位比秋季要高，以致岸边水体的污染程度较深。

由D值和H′值分析得出，断面Ⅰ、Ⅱ的污染较严重。分析可能的原因是：①断面Ⅰ位于宝应湖的入口区，淮河水由此进入湖盆。而淮河水的污染较严重，对宝应湖湖水产生很大程度的影响。②两个采样断面附近都有大量种植的荷花，当地村民种植荷花时普遍施用药物，这种做法对湖水的水质造成一定程度的影响。而断面Ⅱ位于金宝村旁的湖水通道与宝应湖狭长主湖道的汇水区，而沿岸村庄居民生活废水的排入很可能对此处湖水的水质有一定影响。从D值和H′值统计结果来看，断面Ⅲ处的水质最为清洁，无污染。该断面位于宝应湖的湖心区，湖水最深。来自淮河的污染水源流至此处已被净化。而断面Ⅳ位于宝应湖的湖心区与出口区之间，湖面水道由宽变窄，此处的D值和H′值均反映水体为中度污染，水质尚良好。与之不同的是，断面Ⅴ的情况从D值反映出该处水体为中度污染，而H′值则反映为重度污染。一般来说，Shannon-Weaver多样性指数反映的水质污染情况要严格一些。由于南水北调工程施工，其下游通往高邮湖的中间建造了一个宝应湖退水闸，此闸限制了宝应湖湖水流往高邮湖。在春季和夏季水位上涨时，滞留在下游的污染物会对上游湖水造成一定程度的影响，这可能是造成断面Ⅴ附近水质状况较差的原因。

与2012年秋季相比，2013年春季宝应湖的水质发生了一定变化。春季浮游动物无论是密度、生物量还是种数均较秋季多。一方面是由于浮游动物在春季大量繁殖，至夏季种群密度和生物量都大幅增加，种类相对较多，而至秋季其种群数量大幅下降[3]；另一方面春季湖水的水质营养化较秋季高，水中悬浮有机物、细菌和有机碎屑等相对较多，食物充足，有利于浮游动物的繁殖。因此，春季宝应湖浮游动物的生物量和种类相对秋季都增加较多，这符合浮游动物季节性变化的特性。值得注意的是，湖泊水质的富营养化状况会随着季节性温度的上升而趋于严重，夏季水体的富营养化程度往往最高。因夏季调查结果的数据统计分析工作尚未完成，宝应湖夏季水质状况有待后续研究做进一步讨论。

3 小结

综上所述，宝应湖水体的水质清澈，污染程度较轻，局部水域沿岸的污染程度较重。整体处于中营养型状态。因此，建议当地政府在保障地方农业经济和生态旅游业发展以及居民生活水平提高的同时，着力加强对宝应湖水质的保护，维持宝应湖湿地的良好生态环境，使之更持久地实现为沿岸居民生活提供长远服务的价值。

[1] 鲁敏，谢平. 武汉东湖后湖区浮游甲壳动物群落结构的研究[J].水生生物学报，2002，26(2)：123-129.

[2] 钮兆花，胡天新，何国俊，等. 宝应湖湿地功能分析及其科学利用[J]. 现代农业科技，2008，20(1)：321-324.

[3] 徐兆礼，沈新强，袁骐，等. 杭州湾洋山岛周围海域浮游动物分布特征[J]. 水产学报，2003，27(S1)：69-75.

[4] 蔡立哲，马丽，高阳，等. 海洋底栖动物多样性指数污染程度评价标准的分析[J].厦门大学学报(自然版)，2002，41(5)：641-646.

[5] WILHM J L，DORRIS T C. Biological parameters for water quality criteria[J]. Bioscience，1968，18：477-481.

[6] 徐兆礼，陈亚瞿. 东黄海秋季浮游动物优势种聚集强度与鲐鱼渔场的关系[J].生态学报，1989，8(4)：13-15.

[7] 王凤娟，胡子全，汤洁，等. 用浮游动物评价巢湖东湖区的水质和营养类型[J].生态科学，2006，25(6)：550-553.

[8] 吴利，冯伟松，张堂林，等. 春、秋季武湖浮游动物群落特征及其与环境因子的关系[J]. 水生态学杂志，2011，32(2)：31-37.

(责任编辑：张瑞麟)

2017-01-20

马德高(1982—)，男，江苏如皋人，工程师，硕士，研究方向为生物生态监测与生物多样性； 吴 蔚，女，江苏无锡人，高级工程师，主要研究方向为生物生态监测。并列第一作者。

陈志芳，高级工程师，从事生物生态监测与生物多样性研究工作，E-mail: 251652269@qq.com。

10.16178/j.issn.0528-9017.20170434

S93

A

0528-9017(2017)04-0656-04

文献著录格式：马德高，吴蔚，陈志芳，等. 宝应湖水体浮游动物组成和多样性调查[J].浙江农业科学，2017，58(4)：656-659，666.