安徽四方湖湿地自然保护区春季浮游甲壳动物群落特征研究

杨 悦，董 奎，李梦如，王 松

(安徽科技学院 生命与健康科学学院，安徽 凤阳 233100)

浮游甲壳动物主要包括桡足类和枝角类两大类群,是湿地生态系统中的重要组分,在湿地能量流动和物质循环过程中具有重要的生态作用[1],处于水体食物链的中间环节,是很多鱼类的开口饵料和食物来源,同时浮游甲壳动物对湿地环境的变化较为敏感,其群落结构特征能反映水体的质量状况[2],可以作为湿地环境变化的指示物种,因而研究湿地浮游甲壳动物的群落结构对水体环境的监控具有一定的参考价值[3-4]。

四方湖(E116°50′～117°11′,N33°03′～33°17′)位于安徽省怀远县境内,为河湖一体化湖泊,上游连北淝河,下游通过刘桥闸与新淝河相连,最终流入淮河干流,湿地总面积约1 108 hm2,平均水深3 m左右;现为安徽省水利风景区,蚌埠市湿地自然保护区,主要保护对象是珍稀水禽及其生境[5]。气候上属于北亚热带湿润季风气候与温带半湿润季风气候区的过渡地带,年平均气温15.1 ℃左右,年降雨量约900 mm,平均无霜期217 d;保护区具有维护生态平衡、保护生物多样性、调蓄防洪等多项功能,但近年来由于不合理的开发和利用,该湿地生态环境有退化的趋势[6]。截止目前,有关四方湖湿地及其生物多样性的研究只有一些零星的报道[7-8],而作为湿地生态环境重要指示物种的浮游甲壳动物资源,至今没有任何正式报道。本研究于2020年5月对该湿地自然保护区的浮游甲壳动物群落特征进行调查和多样性分析,旨在为该湿地保护区水资源的保护、利用以及环境质量监测等提供一些基础资料。

1 材料与方法

1.1 样品采集与鉴定

2020年5月8-10日,根据四方湖形状及其生境特征,采用样点法在其上、中、下游各取1个断面进行采样,每个断面的垂线上设置3个采样点,共9个采样点进行样品的采集;其中1～3号采样点位于上游的邻近北淝河交界处,4～6号采样点位于中游的保护区核心区,7～9号采样点位于下游的刘桥闸附近。

依据《水生生物监测手册》[9]和《淡水浮游生物研究方法》[10]等相关规程进行浮游甲壳动物的采样、浓缩、固定和保存。

定性采样采用13号浮游生物网,在水中反复拖曳采集后将网头中的浓缩样品倒入50 mL样品瓶中;定量采样使用1 000 mL采水器在不同水层中采集,共获得10 L水样充分混合,经浮游生物网过滤后共获得50 mL的样品。采集后的样品加入5%体积的甲醛固定后,在显微镜(OLYMPUS CX22RF1)下进行种类鉴定和定量计数。种类鉴定依据《淡水微型生物图谱》[11]、《中国动物志——淡水枝角类》[12]和《中国动物志——淡水桡足类》[13]等文献;定量计数使用浮游生物计数框,将浓缩的样品摇匀后,吸取1 mL样品,在1 mL计数框内计数,每个样品计数3片取其平均值。

1.2 数据处理

分别采用Shannon-Wiener多样性指数(H′)和Margalef丰富度指数(M)对四方湖浮游甲壳动物进行评价,优势种确定采用优势度指数(Y)[14-15]。其公式分别为:H′=-∑PilnPi;M=(S-1)/lnN和Y=(ni/N)×fi。其中，S代表物种总数,N代表所有物种的总个体数,Pi代表第i种个体的比例,ni为第i种物种的个体数,fi为第i种物种出现的频率。

当H′值或M值在0～1.0之间时水体为重污染,在1.0～3.0之间时水体为中度污染,大于3.0时为轻污染或无污染[14-15]。优势度Y≥0.02的种类为优势种。

2 结果与分析

2.1 浮游甲壳动物种类组成

对所采集样品进行分类和鉴定可知,四方湖湿地自然保护区共鉴定出浮游甲壳动物28种,其中枝角类共5科10属19种,占总种数的67.9%,桡足类共5科7属9种,占总种数的32.1%(表1)。

表1 四方湖自然保护区春季浮游甲壳动物名录Table 1 List of crustacean zooplankton species of Sifanghu wetland nature reserve in spring

对各采样点鉴定的浮游甲壳动物的优势度指数进行分析表明,四方湖湿地自然保护区春季浮游甲壳动物共有优势种7种,其中枝角类优势种4种(短尾秀体溞,脆弱象鼻溞,卵形盘肠溞和矩形尖额溞),桡足类优势种3种(广布中剑水蚤,近邻剑水蚤和汤匙华哲水蚤)。

2.2 浮游甲壳动物丰度及多样性

四方湖湿地自然保护区保护区3个采样断面共9个采样点的浮游甲壳动物总丰度变化范围为8.18～92.44 ind./L之间,其中中游核心区采样断面平均丰度最高,为74.22 ind./L,上游与北淝河交界处采样断面的平均丰度最低,为14.16 ind./L,下游刘桥闸附近采样断面的平均丰度为43.46 ind./L。

Shannon-Wiener多样性指数变化范围介于1.31～3.18之间,Margalef丰富度指数介于2.02～4.01之间,其中5号采样点多样性指数和丰富度指数均为最高,9号采样点2个指数均最低(图1)。综合浮游甲壳动物的H′值和M值对四方湖水质进行评价可知,保护区大部分水体属于轻污染至中污染之间,但下游的刘桥闸附近水体污染较为严重,局部水体处于重污染状态。

图1 浮游甲壳动物多样性指数和丰富度指数Fig.1 Diversity indexes and richness index of crustacean zooplankton

3 结论与讨论

四方湖湿地自然保护区共鉴定出浮游甲壳动物28种,其中枝角类共5科10属19种,桡足类共5科7属9种。对甲壳动物群落特征分析表明,该保护区春季浮游甲壳动物共有优势种7种,其中短尾秀体溞、脆弱象鼻溞、卵形盘肠溞和矩形尖额溞等枝角类优势种4种,广布中剑水蚤、近邻剑水蚤和汤匙华哲水蚤等桡足类优势种3种。浮游甲壳动物总丰度变化范围为12.18～92.44 ind./L之间,其中核心区平均丰度最高,上游平均丰度最低;Shannon-Wiener多样性指数变化范围介于1.31～3.18之间,Margalef丰富度指数介于2.02～4.01之间。

浮游甲壳动物多样性指数和丰富度指数可在一定程度上反映湿地的水质状况,H′值和M值数值越大,反映了该水体浮游甲壳动物群落结构越稳定,水质相对较好,反之,数值越小说明水质相对较差[14-15]。因此,采用此标准对水质进行评价,四方湖湿地自然保护区春季大部分水体属于轻污染至中污染之间,但下游附近水体污染较为严重,局部水体处于重污染状态。由于四方湖属于河口性湖泊,必须通过下游的刘桥闸才能与淮河干流通连,而5月份仍然为淮河流域的枯水期,为了维持一定的湿地面积,刘桥闸的闸门关闭,可能形成了大量污染物的聚集而不能及时排出,导致该区域污染情况较为严重。

从本次浮游甲壳动物多样性分析的结果来看,该保护区的部分区域,特别是下游局部区域仍然存在一定程度的富营养化现象,因此,应该减少人为因素对保护区及其周边生态系统的破坏,规范渔业养殖行为,维护四方湖的湿地环境。