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摘 要:在淮南焦岗湖湖心设置采样点,从2016年6月至2017年5月逐月采集浮游甲壳动物进行鉴定和群落结构的分析。结果表明:1年内采集到的甲壳类浮游动物共计10属22种,其密度范围在0.4~172.0ind./L,月平均密度为28.8ind./L,其中以短尾秀体溞、颈沟基合溞、寡刺秀体溞、台湾温剑水蚤和剑水蚤幼体为优势种,其丰度在生长季(春、夏、秋)较高。浮游甲壳动物桡足类密度普遍大于枝角类,4个季度均以剑水蚤幼虫的丰度最多。
關键词:焦岗湖;浮游甲壳动物;季节变化;群落结构
中图分类号 Q948.8 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2021)20-0028-03
Community Structure of Crustacean Zooplankton in Jiaogang Lake, Huainan
CHEN Yihan
(School of Earth and Environment, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China)
Abstract: From June 2016 to May 2017. Crustaceans were collected monthly in Jiaogang Lake, Huainan City, in order to characterize their community structure. A total of 22 species of genera were recorded, with their density ranging from 0.4 to 172.0ind./L and an annual average density of 28.8ind. Its present higher abundance in the growing season from spring to autumn. The density of copepods of crustaceans zooplankton was higher than that of cladoceras, with the highest abundance of larva occurred during the whole year.
Key words: Jiaogang Lake; Crustaceans zooplankton; Seasonal succession; Community structure
1 引言
浮游甲壳动物是湖泊生态系统的重要组成部分,主要包括枝角类和桡足类。作为湖泊生态系统重要的一环,水体生态系统的物质循环和能量流动过程中起承上启下的作用[1]。一方面,浮游甲壳动物通过捕食细菌、浮游藻类、原始动物等调控生态;另一方面,其也可以作为一些鱼类的天然饵料。此外,某些浮游甲壳动物(如溞属种类)还是水体污染的重要指示生物,其群落结构变化对水环境的变化有着十分重要的指示作用。因此,对浮游甲壳动物群落结构的研究具有十分重要的基础意义。长江中下游地区分布着我国最大的淡水湖泊群,目前,随着工农业的快速发展,我国湖泊水体受到了不同程度的污染,水体富营养化现象日益严重[2]。相关研究表明,我国长江中下游湖泊江湖阻隔、不合理的渔业养殖活动是加剧水体富营养化的重要原因,其浮游甲壳动物群落的结构也发生着重要变化[3,4]。
焦岗湖属于淮河北岸水系的重要湖泊,水草丰盛,是典型的草型湖泊,湖多流广,水系复杂。本研究分析了焦岗湖主要优势类群的群落构成特征和季节演替趋势,明确了该湖泊影响浮游甲壳动物群落结构的因素,为此种类型湖泊生态环境的保护提供科学依据。
2 材料与方法
2.1 浮游甲壳动物样品采集与鉴定 焦岗湖地处淮河与西淝河之间,与淮河相邻,湖区有古沙河、古墩河、浊沟等多处来水,东出便民沟焦岗湖闸入淮河。湖东西长20km,南北宽7km,湖岸周长35km,水面面积约37.5km2。在焦岗湖湖心设置1个采样点(图1),于2016年6月至2017年12月逐月采集浮游动物样品,样品分为表、中、底分层采集混合样品,混合后用25号浮游生物网现场过滤,然后加5%的福尔马林进行固定,解剖镜下进行鉴定[5]。
2.2 数据处理 采用优势度指标(Y)确定优势物种,用Shannon-Wiener多样性指数(D)计算群落结构多样性,用Pielou均匀度指数(J)表示群落结构的均匀度。各项指数的计算公式如下[6]:
Y=[niN]×fi (1)
D=-[i=1sPilog2Pi] (2)
Pi=[niN] (3)
J=[Dlog2S] (4)
式中,Y表示浮游甲壳动物优势度,ni为样品中i种浮游甲壳动物的个体数,N为样品中浮游甲壳动物总个体数,fi为第i种浮游甲壳动物在各样点出现的频率,当Y≥0.02时的物种定义为优势种;D为多样性指数,J为均匀度指数,S为站位中浮游甲壳动物总种数。
3 结果与分析
3.1 浮游甲壳动物种类组成 2016—2017年调查期间,共监测到浮游甲壳动物10属22种(表1)。其中,枝角类7属15种,年个体总丰度为79.2ind./L;桡足类3属7种,年个体总丰度为253.7ind./L(不含无节幼体)。浮游甲壳动物的主要种类是短尾秀体溞(Diaphanosoma brachyurum)、长额象鼻溞(Bosmina longirostris)、简弧象鼻溞(Bosmina coregoni)、颈沟基合溞(Bosminopsis deitersi)、寡刺秀体溞(Diaphanosoma pausispinosum)、秀体溞属(Diaphanosoma sp.)、广布中剑水蚤(Mesocyclops leuckarti)、台湾温剑水蚤(Thermocyclops taihokuensis)、剑水蚤幼体(Thermocyclops spp.)。 浮游甲壳动物总丰度的季节变化规律为:夏季>春季>秋季>冬季,其中夏季浮游甲壳动物密度远高于其他3个季度,丰度最小值出现在1月份,密度为0.4个/L,最高值出现在7月份,密度为100ind./L。冬季和春季主要出现种为剑水蚤幼体、鼻溞属,两者组成百分比之和在3月份最高,达到100%;夏季则是剑水蚤幼体和秀体溞属占据主要优势地位,剑水蚤幼体为第1优势种,7月份最高,组成百分比为81.6%(图2a,2b)。7月份浮游甲壳动物丰度最大,总密度为166.2ind./L,其中剑水蚤幼体密度最大,为135.6ind./L,象鼻溞属密度最小。
3.2 桡足类和枝角类浮游甲壳动物的丰度 浮游甲壳动物丰度生长季(春、夏、秋)大于冬季,密度范围在0.4~25.2个/L(不含无节幼体),7月密度达到最大,5月次之,桡足类和枝角类分别占年平均丰度值84.5%、15.5%(图3);桡足类年均丰度约占浮游甲壳动物总丰度的75.1%,而枝角类的数量,只在11月、12月份高于桡足类,其余月份均以桡足类的数量占优势。夏、秋季桡足类分别是枝角类密度的4.5、4.3倍;春季和秋季,桡足类的密度分别是枝角类的1.1倍、1.4倍。
3.3 浮游甲壳动物多样性和均匀度 在对焦岗湖的逐月调查中,12月份浮游甲壳动物多样性最大为2.2,均匀度为0.86;2月份多样性最低为0.81,均匀度为0.81;7月份浮游甲壳动物均匀度最低为0.4,1月份均匀度最高为1.0。根据Shannon-Wiener指数及Pielou指数的评价标准,焦岗湖水质属于清洁型。
4 讨论
一般认为,浮游甲壳动物丰度与水体营养水平呈正相关,浮游甲壳动物数量在富营养水体中一般在10~100ind./L(不含无节幼体),而在贫营养水体中较低[7]。焦岗湖的水体相对藻型富营养化湖泊水质较好,其平均丰度为28.8ind./L,低于其他富营养化湖泊,如太湖(91~199ind./L)[8]、武汉东湖(55.2~106.5ind./L)[9]。
浮游甲壳动物在湖泊生态系统中起着承上启下的作用,其丰度不仅受浮游植物生物量的影响,滤食性鱼类等水生生物的生物量也会对其丰度造成影响。焦岗湖所在流域有多条径流流入和流出,同时湖泊渔业养殖也可能给浮游甲壳动物带了相当的捕食压力,这也是焦岗湖浮游甲壳动物密度和多样性呈现相对稳定的原因。
浮游甲壳动物的繁殖由于温度的升高而加快,发育期缩短,因此春、夏季浮游甲壳动物平均丰度远远高于秋、季[10]。从生物多样性角度来看,焦岗湖浮游甲壳动物的多样性较高,均值为1.38,略高于其他湖泊。焦岗湖属于典型的草型湖泊,为浮游甲壳动物提供了良好的生境,因而多样性也较高。从均匀度上看,焦岗湖甲壳浮游动物的均匀性较低,均值为0.72,夏季虽然浮游甲壳动物生物量大,物种均匀度却很低,这可能是因为夏季优势种的快速生长影响了其他种属浮游甲壳动物的生长。大量研究表明,流速较快的水体中,小型甲壳动物和轮虫如无节幼体或桡足幼体等占优势;而缓流水体中大型浮游动物如溞类和哲水蚤的丰度较大,在湍急的水体中象鼻溞和剑水蚤生长可占优势;桡足类的丰度在河流生态系统中相对稳定,且比例一般高于枝角类。焦岗湖的浮游甲壳动物群落结构同時具有湖泊和河流的特点,变化多样,与某些水库浮游甲壳动物群落相似[11,12]。焦岗湖浮游甲壳动物优势类群与河流或水库生态系统的优势类群相似性极大,体现了草型湖泊生境的特点。
5 结论
由本次调查结果表明,焦岗湖监测到的浮游植物共计10属22种,年密度变化范围在0.4~172.0ind./L,生长季节较高;从浮游甲壳动物门类来看,枝角类种类数最多,而桡足类生物量大;主要优势种为短尾秀体溞、颈沟基合溞、寡刺秀体溞、台湾温剑水蚤和剑水蚤幼体,其中全年均以剑水蚤幼体为主要优势种,春夏季丰度高于秋冬季。根据Shannon-Wiener指数及Pielou指数的评价标准,焦岗湖浮游甲壳动物的多样性均值1.38,均匀度均值0.72,群落结构简单且较为稳定,显示了草型湖泊生境的特点。
参考文献
[1]赵文.水生生物学[M].北京:中国农业出版社,2005.
[2]Feniova I Y, Razlutskij V I, et al.Factors of Dynamics of Plankton Crustacean Communities under Eutrophic Conditions[J].Russian Journal of Ecology,2019,50(1):47-54.
[3]秦伯强.长江中下游浅水湖泊富营养化发生机制与控制途径初探[J].湖泊科学,2002(3):193-202.
[4]朱广伟,许海,朱梦圆,等.三十年来长江中下游湖泊富营养化状况变迁及其影响因素[J].湖泊科学,2019(6):1510-1524.
[5]王苏民,窦鸿身.中国湖泊志[M].北京:科学出版社,1998.
[6]陈家长,孟顺龙,尤洋,等.太湖五里湖浮游植物群落结构特征分析[J].生态环境学报,2009(4):1358-1367.
[7]Wolfinbarger W C. Influences of biotic and abiotic factors on seasonal succession of Oklahoma,USA[J]. Hydrobiologia,1999,400: 13-31.
[8]王颖,杨桂军,秦伯强,等.太湖不同生态类型湖区浮游甲壳动物群落结构季节变化比较[J].湖泊科学,2014(5):743-750.
[9]章宗涉,黄祥飞.淡水浮游生物研究方法[M].北京:科学出版社,1991.
[10]Horn W. Long-term development of the crustacean plankton in the Saidenbach Reservoir (Germany)-changes, causes, consequences[J].Hydrobiologia,2003,504(1-3):185-192.
[11]刘宝贵,刘霞,吴瑶,等.鄱阳湖浮游甲壳动物群落结构特征[J].生态学报,2016(24):8205-8213.
[12]李娟,温周瑞,李庚辰,等.太湖梅梁湾和贡湖湾浮游甲壳动物群落结构及其与环境因子的相互关系[J].长江流域资源与环境,2014(S1):81-90.
關键词:焦岗湖;浮游甲壳动物;季节变化;群落结构
中图分类号 Q948.8 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2021)20-0028-03
Community Structure of Crustacean Zooplankton in Jiaogang Lake, Huainan
CHEN Yihan
(School of Earth and Environment, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China)
Abstract: From June 2016 to May 2017. Crustaceans were collected monthly in Jiaogang Lake, Huainan City, in order to characterize their community structure. A total of 22 species of genera were recorded, with their density ranging from 0.4 to 172.0ind./L and an annual average density of 28.8ind. Its present higher abundance in the growing season from spring to autumn. The density of copepods of crustaceans zooplankton was higher than that of cladoceras, with the highest abundance of larva occurred during the whole year.
Key words: Jiaogang Lake; Crustaceans zooplankton; Seasonal succession; Community structure
1 引言
浮游甲壳动物是湖泊生态系统的重要组成部分,主要包括枝角类和桡足类。作为湖泊生态系统重要的一环,水体生态系统的物质循环和能量流动过程中起承上启下的作用[1]。一方面,浮游甲壳动物通过捕食细菌、浮游藻类、原始动物等调控生态;另一方面,其也可以作为一些鱼类的天然饵料。此外,某些浮游甲壳动物(如溞属种类)还是水体污染的重要指示生物,其群落结构变化对水环境的变化有着十分重要的指示作用。因此,对浮游甲壳动物群落结构的研究具有十分重要的基础意义。长江中下游地区分布着我国最大的淡水湖泊群,目前,随着工农业的快速发展,我国湖泊水体受到了不同程度的污染,水体富营养化现象日益严重[2]。相关研究表明,我国长江中下游湖泊江湖阻隔、不合理的渔业养殖活动是加剧水体富营养化的重要原因,其浮游甲壳动物群落的结构也发生着重要变化[3,4]。
焦岗湖属于淮河北岸水系的重要湖泊,水草丰盛,是典型的草型湖泊,湖多流广,水系复杂。本研究分析了焦岗湖主要优势类群的群落构成特征和季节演替趋势,明确了该湖泊影响浮游甲壳动物群落结构的因素,为此种类型湖泊生态环境的保护提供科学依据。
2 材料与方法
2.1 浮游甲壳动物样品采集与鉴定 焦岗湖地处淮河与西淝河之间,与淮河相邻,湖区有古沙河、古墩河、浊沟等多处来水,东出便民沟焦岗湖闸入淮河。湖东西长20km,南北宽7km,湖岸周长35km,水面面积约37.5km2。在焦岗湖湖心设置1个采样点(图1),于2016年6月至2017年12月逐月采集浮游动物样品,样品分为表、中、底分层采集混合样品,混合后用25号浮游生物网现场过滤,然后加5%的福尔马林进行固定,解剖镜下进行鉴定[5]。
2.2 数据处理 采用优势度指标(Y)确定优势物种,用Shannon-Wiener多样性指数(D)计算群落结构多样性,用Pielou均匀度指数(J)表示群落结构的均匀度。各项指数的计算公式如下[6]:
Y=[niN]×fi (1)
D=-[i=1sPilog2Pi] (2)
Pi=[niN] (3)
J=[Dlog2S] (4)
式中,Y表示浮游甲壳动物优势度,ni为样品中i种浮游甲壳动物的个体数,N为样品中浮游甲壳动物总个体数,fi为第i种浮游甲壳动物在各样点出现的频率,当Y≥0.02时的物种定义为优势种;D为多样性指数,J为均匀度指数,S为站位中浮游甲壳动物总种数。
3 结果与分析
3.1 浮游甲壳动物种类组成 2016—2017年调查期间,共监测到浮游甲壳动物10属22种(表1)。其中,枝角类7属15种,年个体总丰度为79.2ind./L;桡足类3属7种,年个体总丰度为253.7ind./L(不含无节幼体)。浮游甲壳动物的主要种类是短尾秀体溞(Diaphanosoma brachyurum)、长额象鼻溞(Bosmina longirostris)、简弧象鼻溞(Bosmina coregoni)、颈沟基合溞(Bosminopsis deitersi)、寡刺秀体溞(Diaphanosoma pausispinosum)、秀体溞属(Diaphanosoma sp.)、广布中剑水蚤(Mesocyclops leuckarti)、台湾温剑水蚤(Thermocyclops taihokuensis)、剑水蚤幼体(Thermocyclops spp.)。 浮游甲壳动物总丰度的季节变化规律为:夏季>春季>秋季>冬季,其中夏季浮游甲壳动物密度远高于其他3个季度,丰度最小值出现在1月份,密度为0.4个/L,最高值出现在7月份,密度为100ind./L。冬季和春季主要出现种为剑水蚤幼体、鼻溞属,两者组成百分比之和在3月份最高,达到100%;夏季则是剑水蚤幼体和秀体溞属占据主要优势地位,剑水蚤幼体为第1优势种,7月份最高,组成百分比为81.6%(图2a,2b)。7月份浮游甲壳动物丰度最大,总密度为166.2ind./L,其中剑水蚤幼体密度最大,为135.6ind./L,象鼻溞属密度最小。
3.2 桡足类和枝角类浮游甲壳动物的丰度 浮游甲壳动物丰度生长季(春、夏、秋)大于冬季,密度范围在0.4~25.2个/L(不含无节幼体),7月密度达到最大,5月次之,桡足类和枝角类分别占年平均丰度值84.5%、15.5%(图3);桡足类年均丰度约占浮游甲壳动物总丰度的75.1%,而枝角类的数量,只在11月、12月份高于桡足类,其余月份均以桡足类的数量占优势。夏、秋季桡足类分别是枝角类密度的4.5、4.3倍;春季和秋季,桡足类的密度分别是枝角类的1.1倍、1.4倍。
3.3 浮游甲壳动物多样性和均匀度 在对焦岗湖的逐月调查中,12月份浮游甲壳动物多样性最大为2.2,均匀度为0.86;2月份多样性最低为0.81,均匀度为0.81;7月份浮游甲壳动物均匀度最低为0.4,1月份均匀度最高为1.0。根据Shannon-Wiener指数及Pielou指数的评价标准,焦岗湖水质属于清洁型。
4 讨论
一般认为,浮游甲壳动物丰度与水体营养水平呈正相关,浮游甲壳动物数量在富营养水体中一般在10~100ind./L(不含无节幼体),而在贫营养水体中较低[7]。焦岗湖的水体相对藻型富营养化湖泊水质较好,其平均丰度为28.8ind./L,低于其他富营养化湖泊,如太湖(91~199ind./L)[8]、武汉东湖(55.2~106.5ind./L)[9]。
浮游甲壳动物在湖泊生态系统中起着承上启下的作用,其丰度不仅受浮游植物生物量的影响,滤食性鱼类等水生生物的生物量也会对其丰度造成影响。焦岗湖所在流域有多条径流流入和流出,同时湖泊渔业养殖也可能给浮游甲壳动物带了相当的捕食压力,这也是焦岗湖浮游甲壳动物密度和多样性呈现相对稳定的原因。
浮游甲壳动物的繁殖由于温度的升高而加快,发育期缩短,因此春、夏季浮游甲壳动物平均丰度远远高于秋、季[10]。从生物多样性角度来看,焦岗湖浮游甲壳动物的多样性较高,均值为1.38,略高于其他湖泊。焦岗湖属于典型的草型湖泊,为浮游甲壳动物提供了良好的生境,因而多样性也较高。从均匀度上看,焦岗湖甲壳浮游动物的均匀性较低,均值为0.72,夏季虽然浮游甲壳动物生物量大,物种均匀度却很低,这可能是因为夏季优势种的快速生长影响了其他种属浮游甲壳动物的生长。大量研究表明,流速较快的水体中,小型甲壳动物和轮虫如无节幼体或桡足幼体等占优势;而缓流水体中大型浮游动物如溞类和哲水蚤的丰度较大,在湍急的水体中象鼻溞和剑水蚤生长可占优势;桡足类的丰度在河流生态系统中相对稳定,且比例一般高于枝角类。焦岗湖的浮游甲壳动物群落结构同時具有湖泊和河流的特点,变化多样,与某些水库浮游甲壳动物群落相似[11,12]。焦岗湖浮游甲壳动物优势类群与河流或水库生态系统的优势类群相似性极大,体现了草型湖泊生境的特点。
5 结论
由本次调查结果表明,焦岗湖监测到的浮游植物共计10属22种,年密度变化范围在0.4~172.0ind./L,生长季节较高;从浮游甲壳动物门类来看,枝角类种类数最多,而桡足类生物量大;主要优势种为短尾秀体溞、颈沟基合溞、寡刺秀体溞、台湾温剑水蚤和剑水蚤幼体,其中全年均以剑水蚤幼体为主要优势种,春夏季丰度高于秋冬季。根据Shannon-Wiener指数及Pielou指数的评价标准,焦岗湖浮游甲壳动物的多样性均值1.38,均匀度均值0.72,群落结构简单且较为稳定,显示了草型湖泊生境的特点。
参考文献
[1]赵文.水生生物学[M].北京:中国农业出版社,2005.
[2]Feniova I Y, Razlutskij V I, et al.Factors of Dynamics of Plankton Crustacean Communities under Eutrophic Conditions[J].Russian Journal of Ecology,2019,50(1):47-54.
[3]秦伯强.长江中下游浅水湖泊富营养化发生机制与控制途径初探[J].湖泊科学,2002(3):193-202.
[4]朱广伟,许海,朱梦圆,等.三十年来长江中下游湖泊富营养化状况变迁及其影响因素[J].湖泊科学,2019(6):1510-1524.
[5]王苏民,窦鸿身.中国湖泊志[M].北京:科学出版社,1998.
[6]陈家长,孟顺龙,尤洋,等.太湖五里湖浮游植物群落结构特征分析[J].生态环境学报,2009(4):1358-1367.
[7]Wolfinbarger W C. Influences of biotic and abiotic factors on seasonal succession of Oklahoma,USA[J]. Hydrobiologia,1999,400: 13-31.
[8]王颖,杨桂军,秦伯强,等.太湖不同生态类型湖区浮游甲壳动物群落结构季节变化比较[J].湖泊科学,2014(5):743-750.
[9]章宗涉,黄祥飞.淡水浮游生物研究方法[M].北京:科学出版社,1991.
[10]Horn W. Long-term development of the crustacean plankton in the Saidenbach Reservoir (Germany)-changes, causes, consequences[J].Hydrobiologia,2003,504(1-3):185-192.
[11]刘宝贵,刘霞,吴瑶,等.鄱阳湖浮游甲壳动物群落结构特征[J].生态学报,2016(24):8205-8213.
[12]李娟,温周瑞,李庚辰,等.太湖梅梁湾和贡湖湾浮游甲壳动物群落结构及其与环境因子的相互关系[J].长江流域资源与环境,2014(S1):81-90.