白洋淀湿地浮游动物群落结构与水质评价

张子良，朱弘阳，杨志昭，王 茜，孔凡青

（1.天津农学院水产学院/天津市水生生态及养殖重点实验室，天津 300384；2.生态环境部海河流域北海海域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心，天津 300170）

白洋淀湿地面积达366 km2，位于河北省保定市雄安新区，是我国海河平原最大湿地，对维持华北平原生态平衡具有重要意义。近几十年来，由于白洋淀水资源短缺，干淀现象日益增多，加之白洋淀周边地区经济迅速发展，地方生活用水需求不断增加，水资源矛盾日益突出[1]。

浮游动物在各类水体中物质循环再利用，能量传输流动等方面都起着至关重要作用。浮游动物既可以影响浮游植物群落结构，利于控制水华与赤潮，也可以通过其群落结构变化来调控水体鱼类等水生生物群落结构[2]。在进行水生态监测时，浮游动物已经成为不可缺少的方面，利用浮游动物多样性指数反映水体受污染情况是较为常见的方法。

本研究在2021 年对白洋淀湿地水质和浮游动物进行3次采样，分析浮游动物群落结构的特征及变化情况，利用生物多样性指数对白洋淀湿地水质进行评价，为白洋淀湿地生态保护和健康发展提供理论依据建议。

1 材料与方法

1.1 采样时间及样点布设

结合汛期特征，于2021 年5 月（汛前）、8 月（汛中）和11月（汛后）在白洋淀湿地8 个采样点进行了3 次采样，具体点位信息见表1。

表1 白洋淀湿地采样点位Tab.1 Baiyangdian wetland sampling site

1.2 样品采集与鉴定

浮游动物定性样品采集时，需要用到25#浮游生物网和13#浮游生物网，使用生物网在水层中进行∞字型来回拖行，等水滤去后从生物网下方阀口收集到100 mL样品瓶中，最后向样品瓶中加入5%的福尔马林进行固定。浮游动物定量样品采集时，需要用到1 L 采水器，采样时需下放到水体下层处，对各水层均有采集，总计采集1 L 水样到样品瓶中，向1L样品瓶中加入5‰的鲁哥氏液进行固定，将样品带回实验室转移到沉降瓶中沉淀24 h，最后将沉淀所得样品液体浓缩到50 mL样品瓶中以待鉴定[3]，鉴定参考相关书籍图谱[4-7]。

1.3 数据分析与评价

根据Mcnaughton 优势度Y大小可以筛选出浮游动物优势种、Shannon-Wiener 多样性指数H′和Pielou 均匀度指数J则是综合利用生物多样性来对水体清洁程度进行判断，各计算公式如下[8]：

式中：ni——i物种的个体数；N——全部样品的总个体数；fi——i物种出现的频率；Y≥0.02 为优势种；S——浮游动物总种类数。

2 结果与分析

2.1 浮游动物种类组成

5月（汛前）8个采样点共检测出浮游动物3门64种，其中检出轮虫种类最多共36 种，占种类总数的56%，桡足类最少共8 种，占种类总数的12%。8 月（汛中）8 个采样点共检测出浮游动物4 门59 种，其中轮虫种类最多共29 种，占种类总数的49%，桡足类最少共7种，占种类总数的12%。11月（汛后）8 个采样点共检测出浮游动物4 门73 种，其中检出轮虫种类最多共43 种，占种类总数的59%，枝角类和桡足类最少分别为8种，分别占种类总数的11%（图1）。

图1 浮游动物种类数时空变化Fig.1 Temporal and spatial changes of zooplankton species

2.2 浮游动物密度变化

白洋淀浮游动物密度时空变化情况见图2，5月（汛前）各点位浮游动物密度变化范围为52.8～7 542 ind/L，平均值为3 152.4 ind/L；8 月（汛中）各点位密度变化范围为1 101.6～2 016.6 ind/L，平均值为1 371.9 ind/L；11 月（汛后）各点位密度变化范围为225～4 929 ind/L，均值达到1 940.4 ind/L。

图2 浮游动物密度各点位汛期变化Fig.2 Change of zooplankton density at each point in flood season

2.3 优势物种

白洋淀浮游动物优势种及优势度见表2，5月（汛前）优势种共3 种，其中陀螺侠盗虫（Strobilidum velox）优势度0.343，是汛前优势度最高的物种；8 月（汛中）优势种最多，3 次采样中桡足类幼体（Nauplius）仅在汛中时期为优势种，针簇多肢轮虫（Polyarthra trigla）优势度为0.319，陀螺侠盗虫（Strobilidum velox）次之，曲腿龟甲轮虫（Keratella valga）优势度最低；11 月（汛后）优势种共3 种，优势种更替受汛期影响明显，汛中优势种较多，汛前及汛后优势种相对较少，原生动物的球砂壳虫（Difflugia globulosa）在汛后优势度最低，为0.048。

表2 白洋淀浮游动物优势种和优势度Tab.2 Dominant species and dominance of zooplankton in Baiyangdian

2.4 浮游动物生物多样性指数

5 月（汛前）H′多样性指数的变化范围为1.15～2.68，平均值为1.89，J指数的变化范围是0.32～0.81，平均值为0.57；8 月（汛中）H′多样性指数的变化范围为1.55～2.96，平均值为2.44，J指数的变化范围是0.55～0.86，平均值为0.73；11 月（汛后）H′多样性指数的变化范围为1.73～2.65，平均值为2.12；J指数的变化范围是0.58～0.82，平均值为0.68（图3）。

图3 浮游动物H'指数和J指数数值变化Fig.3 Value changes of H'index and J index of zooplankton

3 结论与讨论

3.1 白洋淀湿地浮游动物群落特征

白洋淀湿地浮游动物群落结构特征表现为逐渐向小型浮游动物较多的群落特征发展，这与其他白洋淀湿地浮游动物相关研究一致[9-11]；无论是淡水湖泊还是临海湿地都有浮游动物群落结构逐渐小型化的现象，水体富营养化程度较高会导致浮游动物群落结构整体往小型发展[12]；张佳敏等研究了武山湖水体中的桡足类受到鲢鳙等杂食性鱼类捕食的影响，浮游动物群落结构也以小型和适应污染环境的种类为主[14]；白洋淀湿地浮游动物群落结构小型化的原因可能是水体富营养化和发展淀区水产养殖业。

白洋淀湿地轮虫密度随汛期变化较为明显，汛前轮虫密度明显高于汛中和汛后，经过汛期影响，轮虫密度下降。根据吕乾等对鄱阳湖丰水期浮游动物研究可知，丰水期水位波动导致各环境因子发生变化，从而影响浮游动物群落结构[15]。另有研究指出桡足类发育过程中存在休眠卵时期，密度受水流变化影响并不明显[16]。本研究中对桡足类和枝角类而言，汛期对其密度影响不明显，汛期前后密度变化范围不大。

白洋淀湿地浮游动物优势种多是淡水中常见物种，轮虫是优势种中占比最多的种类，其中针簇多肢轮虫（Polyarthra trigla）在汛期前中后3 次调查期间都是白洋淀湿地浮游动物群落优势种。各类型水体中都有轮虫的分布，水体富营养化程度较高而且水体pH 为碱性环境中更为常见[17]。从本研究调查结果优势种来看，白洋淀湿地仍有水体富营养状况存在。

3.2 白洋淀湿地水质评价

本研究3 次调查结果显示，白洋淀湿地浮游动物H′值在1.16～2.96，均值为2.15，J值在0.32～0.86，均值为0.49，水质清洁状况整体处于中污染水平，结合物理生境方面来看，农业耕种用地在白洋淀占有较明显比例，存在使用化肥等情况，其次人类干扰较明显，淀区有运输、旅游机动船只，整体呈现较显著的人类生存活动影响。根据梁倍宁等对白洋淀研究显示[11]，白洋淀2020 年和2021 年的年度水质类别已无劣V类，淀区中心点位的水质状况基本优于淀区周边点位，白洋淀湿地富营养化水平正在逐渐得到改善，但对白洋淀湿地的修复工作依然不能松懈，应该针对白洋淀湿地制定相应的长期调查计划，对规划区内水生态进行重点保护，结合浮游生物多样性对白洋淀湿地进行保护和修复。