湖南横岭湖省级自然保护区平水期浮游动物群落特征

夏 玮， 周 赞， 罗华辉， 徐佳娈， 牛艳东

(1.湘阴横岭湖省级自然保护区管理委员会， 湖南 湘阴 413100； 2.湖南洞庭湖湿地生态系统国家定位观测研究站， 湖南 岳阳 414000； 3.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004； 4. 贵州大学， 贵州 贵阳 550025； 5.洞庭湖流域生态系统管理与水资源可持续利用国际科技合作基地， 湖南 长沙 410004)

浮游动物作为水体初级消费者，主要以水中碎屑、腐殖质和浮游植物等为食，同时也是鱼类等水生动物的主要开口饵料，其对水生生态系统物质循环、能量流动和水质净化有着极其重要的作用[1]。浮游动物具有生活周期短且对水环境变化敏感特性[2]，常被作为水环境指示生物[3]。因而，自20世纪后期对浮游生物研究逐渐由分类学转向生态学，浮游动物群落结构作为水生生态系统监测和水体健康评价的重要指标，被广泛应用于水环境监测治理等工作和研究中[4-5]。

自20世纪70年代以来，环洞庭湖区的各类用水不断增加，洞庭湖各区域受到不同程度的围垦，而水资源保护工作相对落后，水质问题日益凸显，水环境生态修复迫在眉睫[6]。近年来关于横岭湖自然保护区水环境相关研究较少，尤其是浮游动物群落结构相关调查研究更少，而利用浮游动物群落结构评价水生态系统，可以弥补横岭湖自然保护区水体健康评价上的不足。本文对横岭湖自然保护区进行浮游动物群落结构调查分析，建立横岭湖自然保护区浮游动物数据库，以期为横岭湖保护区水生态监测和保护提供数据支撑。

1 研究区概况

横岭湖自然保护区位于湖南省东北部，洞庭湖南端，行政区划位于112°31′—118°02′E、28°30′—29°30′N之间，常年水位为26～28 m，全年日照时数1759.8h，10℃以上积温5378.8℃，无霜期272d，平均风速2.6～3.4m·s-1。由“四水”常年冲积形成同时具有湖洲、草甸、沼泽和水域等复杂的湿地生态系统，是洞庭湖湿地生态系统的重要组成部分。横岭湖位于湘江与资江的交汇处，汇集了湘江、资江、沅水的全部来水及长江三口和澧水的大部分来水，为西洞庭湖、南洞庭湖通向东洞庭湖的咽喉要道，是洞庭湖重要的行、蓄洪通道。

2 研究方法

2.1 采样点设置

在横岭湖自然保护区设立10个采样点，分别为S1(112°47.461′E，28°47.341′N)，S2(112°45.858′E，28°47.326′N)，S3(112°43.416′E，28°47.637′N)，S4(112°43.336′E，28°49.878′N)，S5(112°46.675′E， 28°49.857′N)，S6(112°50.410′E，28°49.801′N)，S7(112°49.721′E， 28°51.500′N)，S8(112°51.220′E， 28°55.189′N)，S9(112°45.190′E，28°52.899′N)，S10(112°40.391′E，28°49.668′N)，见图1。

图1 采样点分布示意图Fig.1 Map of distribution of zooplankton sampling sites

2.2 样品采集与处理

于2019年9月进行样品采集。浮游动物采样方法参照《淡水浮游生物研究方法》[7]，其中定性样本采集使用13#浮游生物网在水下0～0.5 m处呈“∞”捞取3～5 min后放入50 mL容量瓶中，加入鲁哥试液和4%的甲醛溶液固定保存；定量样本采集使用5 L采水器分别采集0.5、1.0、2.0 m处分层取水，于25#浮游生物网过滤浓缩后放入50mL容量瓶，加入鲁哥试液和4%的甲醛溶液固定保存。物种鉴定参照《淡水微型生物图谱》[8]和《中国淡水藻类》[9]，定量计数使用1 mL计数框进行计数，每个样品最少观察两次，且两次计算结果和平均值误差不得超过15%，如有超过则需进行第三次计数，直至每次计数结果与平均值误差不超过15%为有效计数结果。

2.3 数据分析

本研究数据分析使用物种多样性Shannon-Wiener指数(H′)、均匀度Pielou指数(J)和物种丰富度Margalef指数(D)以及优势度(Y)对横岭湖自然保护区浮游动物进行群落多样性分析[10]。

3 结果与分析

3.1 种类组成

本次调查共检出浮游动物4门20属27种，其中轮虫最多，共8属12种，占总种数的44.44%；其次为原生动物，共7属10种，占总种数的37.03%；桡足类和枝角类较少，分别为3属3种和2属2种，分别占总种数的11.11%、7.41%。所检测到的20属中，臂尾轮虫属(3种)和砂壳虫属(4种)包含种类最多。然后为单趾轮虫属、龟甲轮虫属，均包含2种。其余的均是1属1种(见表1)。

表1 横岭湖自然保护区浮游动物名录Tab.1 List of zooplankton in Hengling Lake Natrue Reserve种类属名种名轮虫(Rotifer)臂尾轮虫属(Brachionus)萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflo-rus)裂足臂尾轮虫(Brachionus diversicor-nis)角突臂尾轮虫(Brachionus angularis)单趾轮虫属(Monostyla)尖爪单趾轮虫(Monostyla cornuta)囊形单趾轮虫(Monostyla bulla)龟甲轮虫属(Keratella)螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis)曲腿龟甲轮虫(Keratella valga)泡轮虫属(Pompholyx)扁平泡轮虫(Pompholyx complanata)多肢轮属(Polyarthra)针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla)异尾轮虫属(Trichocerca)纵长异尾轮虫(Trichocerca elongata)须足轮虫属(Euchlanis)大肚须足轮虫(Euchlanis dilalata)哈林轮虫属(Harringia)真足哈林轮虫(Harringia eupoda)桡足类(Copepods)中镖水蚤属(Sinodiaptomus)无节幼体(Sinodiaptomus sarsi)华哲水蚤属(Sinocalanus)汤匙华哲水蚤(Sinocalanus dorrii)中剑水蚤属(Mesocyclops)广布中剑水蚤(Mesocyclops leuckarti)砂壳虫属(Difflugia)球形砂壳虫(Difflugia globulosa)叉口砂壳虫(Difflugia qramen)褐砂壳虫(Difflugia avellana)冠砂壳虫(Difflugia corona)原生动物(Protozoa)蓝管虫属(Nassula)修饰蓝口虫(Nassula ornata)简便虫属(Vahlkampfia)池沼简变虫(Vahlkampfia lacustris)盘变形虫属(Discamieba)点滴盘变形虫(Discamieba guttula)肾形虫属(Colpoda)似肾形虫(Colpoda cucullus)似铃壳虫属(Tintinnopsis)王氏似铃壳虫(Tintinnopsis wangi)表壳虫属(Arcella)普通表壳虫(Arcella vulgaris)枝角类(Cladocera)象鼻溞属(Bosmina)简弧象鼻溞(Bosmina coregoni)网纹溞属(Ceriodaphnia)美丽网纹溞(Ceriodaphnia pulchella)

各采样点浮游动物种类数量差别不大，最丰富的是S7和S2，种类数最少的是S6。S6的浮游动物种类数量单一，而种类数较多的是与东洞庭湖接壤的北湘江入湖口S8、核心区青山岛S7和南端湖中的S2，其他区域的种类数相近(见图2)。

图2 各采样点浮游动物种类组成Fig.2 Zooplankton population density at different stations

3.2 密度

调查结果显示，保护区平水期浮游动物密度范围为3～34 ind·L-1(见表2)，平均密度为15 ind·L-1，其中密度最大的为桡足类，平均密度为6 ind·L-1，占总密度的40%，其次分别是轮虫、原生动物和最小的枝角类，浮游动物密度分别是4、4、1 ind·L-1，分别占总密度的26.67%、26.67%和6.67%。

表2 浮游动物密度和生物量Tab.2 Density and biomass of zooplankton采样点密度/(ind·L-1)/生物量/(×10-2(mg·L-1))轮虫桡足类原生动物枝角类总计S13/0.281/0.216/0.90—10/1.39S23/0.1010/65.2711/1.512/5.8826/72.76S35/0.152/27.22—1/2.52 8/29.89S41/0.013/43.346/1.661/3.311/48.31S52/0.054/27.974/2.931/2.5211/33.47S62/0.051/5.88—1/2.52 4/8.45S77/0.1621/137.837/0.63—35/138.62S88/0.4316/37.331/2.551/3.0626/43.37S95/0.192/15.123/0.570/010/15.88S10—3/72.244/0.85— 7/73.09平均4/0.1426/43.2414/1.161/1.9815/46.523

按采样点划分，密度最大的为S7(青山岛)，其次较大的为S8(北湘江入湖口)和S2(湖中)，分别达到35、26、26 ind·L-1，以S6(东湘江入湖口)密度最小，为4 ind·L-1。

3.3 生物量

浮游动物生物量范围在0.0139～1.39mg·L-1，平均生物量为0.47mg·L-1，其中桡足类的生物量最大，为0.43mg·L-1，占平均生物量的93%，其次为枝角类、原生动物和轮虫，分别占比4.3%、2.4%和0.3%(见表2)。

3.4 优势种

保护区平水期浮游动物优势种共有6种，分别为轮虫中的裂足臂尾轮虫(B.diversicornis)、原生动物球形砂壳虫(D.globulosa)、枝角类的简弧象鼻溞(B.coregoni)，桡足类的汤匙华哲水蚤(S.dorrii)、广布中剑水蚤(M.leuckarti)和无节幼体(S.sarsi)，其优势度最大的为沙壳虫属的球形砂壳虫(D.globulosa)和无节幼体(S.sarsi)，优势度均为0.11(表3)。

表3 横岭湖自然保护区浮游动物优势种Tab.3 Dominant species of zooplankton in Hengling Lake Nature Reserve门类种名频率优势度轮虫(Rotifer)裂足臂尾轮虫(B.diversicornis)0.50.02原生动物(Protozoa)球形砂壳虫(D.globulosa)0.80.11枝角类(Cladocera)简弧象鼻溞(B.coregoni)0.50.02桡足类(Copepods)无节幼体(S.sarsi)0.80.11 汤匙华哲水蚤(S.dorrii)0.70.05广布中剑水蚤(M.leuckarti)0.40.02

3.5 生态指数

横岭湖自然保护区浮游动物Shanno-Wiener指数在1.50～3.10之间(表4)，平均值为2.40；Margalef指数在1.65-3.09之间，平均值为2.31；Pielou均度指数在0.68～0.98之间，平均值为0.89。其中S6和S8两处入湖口的Shanno-Wiener指数和Margalef指数较低，Pielou指数的结果也是S6处最低，S8因为物种数较少所以结果偏高。这说明横岭湖自然保护区生境较好，受航道处水流及其人类活动影响的浮游动物种群得到较好的恢复。

表4 横岭湖自然保护区浮游动物生物多样性指数Tab.4 Zooplankton biodiversity index of Hengling Lake Na-ture Reserve采样点H'JDS12.29 0.89 2.26S23.10 0.90 3.09S32.11 0.91 1.98S42.73 0.91 2.81S52.72 0.91 2.93S61.50 0.95 1.65S72.82 0.85 2.55S81.92 0.68 1.83S92.52 0.98 2.10S102.24 0.96 1.94均值2.400.892.31

4 结论与讨论

本次横岭湖自然保护区平水期调查共记录到浮游动物4门20属27种，轮虫和原生动物为主要种群，枝角类和桡足类种类数较少，这与其他区域研究结果相似[11-13]，由于轮虫属于孤雌生殖，其生长迅速且适应能力强，所以在湖泊河流等地表水域内浮游动物多以轮虫为主[14]。Sladecek[15]曾指出龟甲轮虫、多肢轮虫和臂尾轮虫等的浮游动物主要出现在富营养水体中，后来也被研究者们认为是水体富营养的指示物种[16-17]；轮虫是横岭湖自然保护区中浮游动物的主要种群，且主要富营养指示种均有出现，表明横岭湖自然保护区水体有富营养化的趋势。Xie等[18]、于洁等[19]提出自然水体中桡足类多集中出现在少数几个属或种，本次调查显示桡足类数量少且均为优势种，也印证了这一结论。

横岭湖自然保护区浮游动物平均密度和生物量为15 ind ·L-1和0.47 mg·L-1，变化范围为3～34 ind·L-1和0.013 9～1.39 mg·L-1，桡足类占比最高，与王昊[20]2018年调查的洞庭湖浮游动物平均密度和生物量结果相比，本次调查的浮游动物密度和生物量均有所提高，S6采样点的浮游动物密度和种类数量少，主要是因为S6为湘江航道，流速较快、交通干扰较大且与人口密集活动的堤岸相连，燕文明等[21]的研究也表明流速的大小与浮游藻类的密度呈负相关。横岭湖自然保护区浮游动物资源量的提升表明了近年来开展洞庭湖环境整治行动[6]的效果逐渐呈现，浮游动物作为鱼类的天然饵料，其资源量的增加对水生生物资源保护具有重要意义。

横岭湖自然保护区浮游动物以轮虫中、桡足类和无节幼体为主要优势种，根据已有研究结果[22-25]，应用浮游动物多样性指数对于横岭湖省级自然保护区水体水质进行评价，Shanno-Wiener指数在2～3为β中污型，Margalef指数在1-3为中度污染，Pielou指数在0.8～1.0为清洁或无污染，2020年平水期横岭湖省级自然保护区浮游动物的指数H′、D和J平均值分别为2.40、2.31和0.89，横岭湖省级自然保护区水体总体呈轻度污染，部分区域呈中度污染状态，主要保护区的航道和码头附近，随着洞庭湖水环境综合治理工作的推进，其治理成效逐渐呈现。