昌江与凤凰大桥交汇河段浮游生物资源调查及分析

摘要：为了解昌江与凤凰大桥交汇河段浮游生物资源现状及凤凰大桥工程建成后对浮游生物的影响，2024年4月，对桥梁工程区域开展浮游生物调查及多样性分析。结果显示：5个采样点共检出浮游植物6门54种，硅藻门最多，占检出藻类总数的59.26%；平均密度为59.48×104cells/L。浮游动物4门38种，轮虫种类最多，共计25种；平均密度为8.000 ind·/L。浮游植物、浮游动物的Margalef丰富度指数平均值分别为6.117、3.710，Shannon-Wiener多样性指数平均值分别为4.100、2.92 Pielou均匀度指数平均值分别为0.891、0.727。结果表明，调查区域浮游生物资源现存量丰富，凤凰大桥的建设对浮游生物的影响并不明显，从水生态系统影响的程度来看，在可接受的范围内。但对该水域的生态环境监测仍然需继续，为保护区生态环境修复提供科学依据。

关键词：昌江；浮游生物；生物多样性；资源调查

中图分类号：S932.8""" 文献标识码：A

浮游生物是水环境生态系统的重要组成部分，其在物质循环、能量流动及维护生态系统结构和功能稳定等方面担任重要的角色^［1-2］。浮游生物因其细胞结构简单、生命周期短等特点，对水生态环境的变化较为敏感并作出直接或间接的响应，从而影响浮游生物的种类组成及丰度^［3-5］。因此，浮游生物的种类组成、丰度和生物量、生物多样性等指标，可用于评价水域生态环境状况^［6-8］。

昌江河是饶河的一级支流，发源于安徽省祁门县大洪岭西南麓，流经祁门县、浮梁县、珠山区、昌江区和鄱阳县^［9］。2013年经农业部批准，昌江刺鲃省级水产种质资源保护区升级为昌江刺鲃国家级水产种质资源保护区，其中珠山区珠山大桥至浮梁县蛟潭镇福港大桥的昌江河流域为该保护区的实验区。

凤凰大桥新建工程位于景德镇市浮梁县浮梁镇朝天门自然村，穿过昌江刺鲃国家级水产种质资源保护区实验区，其中新建大桥涉及涉水桥墩的建设。桥梁工程建设在一定程度上对原有河流的水生态系统和自然资源产生影响，从而可能会引起水生生境的破碎化^［10-11］。因此，本研究对昌江河与凤凰大桥交汇段上、下游水域浮游生物进行调查，分析凤凰大桥建设对该水域浮游生物的影响，为昌江刺鲃国家级水产种质资源保护区水生态环境保护提供参考。

1 材料与方法

1.1 采样点及时间

在调查区域共设置5个采样断面（见图1），依次为龙口里（29.420743°E；117.240375°N）、缺里（29.404428°E；117.241953°N）、朝天门（29.397403°E；117.244080°N）、昌江与东河交汇处（29.369755°E；117.255148°N）和建设大桥（29.361042°E；117.237655°N），并以此标记为S1、S2、S3、S4和S5。采样时间为2024年4月。

1.2 样本采集与处理

浮游生物的采集及处理方法按照《水生生物学》^［12］进行，浮游生物的种类鉴定参考《淡水浮游生物图谱》^［13］、《淡水微型生物与底栖动物图谱》^［14］和《中国内陆水域常见藻类图谱》^［15］进行鉴定分析。

1.3 数据处理与分析

1.3.1 密度及生物量计算^［12］

浮游植物密度（N）计算公式：

N=CsFS*Fn*Vv*Pn

式中：N为浮游植物密度；Cs为计数框面积（mm2），一般为400 mm；Fs为一个视野面积（mm2）；Fn为计数过的视野数；V为1 L水样经沉淀浓缩后的体积（mL）；v为计数框容积（mL）；Pn为在Fn个视野中，所计数得到的浮游植物个体数。

浮游动物密度（N）计算公式：

N=VsnVVa

式中：N为浮游动物密度；V为采样体积（L）；Vs、Va为沉淀体积（mL）和计数体积（mL）；n为计数所得的个体数。

1.3.2 多样性指数计算^［16］

Margalef丰富度指数计算公式：

d=S-1lnN

式中：d为丰富度指数，S为样品种类数，Ｎ为样品个体总数。

Shannon-Wiener指数计算公式：

H'=Si=1Pilog2Pi

式中：H'为种类多样性指数，S为样品中的种类总数，Pi为第i种的个体数（ni）与总个体数（N）的比值（ni/N）。

Pielou均匀度指数计算公式：

J′=H′/log2S

式中：J′为均匀度，Ｈ′为种类多样性指数，S为样品中的种类总数。

2 结果与分析

2.1 浮游植物

2.1.1 浮游植物种类组成

共检测出浮游植物6门54种（图2）。其中硅藻门物种最多，共有32种，占检出藻类总数的59.26%；绿藻门13种，占24.07%；隐藻门3种，占5.56%；裸藻2种，占3.70%；蓝藻门2种，占3.70%；金藻门2种，占3.70%。调查区域浮游植物群落中以硅藻门为主，其次为绿藻门。绿藻门中的栅藻，硅藻门中的小环藻、缢缩异极藻头状变种、颗粒直链藻、蓖形短缝藻、绿舟行藻和双头菱形藻，蓝藻门中的棒胶藻及隐藻门中的啮蚀隐藻分布较广。工程上游的S1、S2采样点分别检测到24种和26种浮游植物，位于跨河桥交汇处的S3采样点检测到28种，工程下游的S4和S5采样点分别检测到23种和21种（图3）。

2.1.2 浮游植物的密度与生物量

浮游植物密度范围为47.74×104～77.42×104 cells/L，平均密度为59.48×104 cells/L，其中S3采样点的密度最高（77.42×104 cells/L）（图4）；浮游植物生物量范围为0.5068～0.8373 mg/L，平均生物量为0.6839 mg/L。其中硅藻门密度最大为38.06×104 cells/L，金藻门密度最小为0.39×104 cells/L。硅藻门生物量最大，为0.3473 mg/L；金藻门生物量最小，为0.0010 mg/L。S1浮游植物密度主要以硅藻门为主，其次为隐藻门和绿藻门；S2和S5浮游植物密度主要以硅藻门为主，其次为绿藻门；S3浮游植物密度主要以硅藻门为主，其次为隐藻门；S4浮游植物密度主要以绿藻门为主，其次为硅藻门和隐藻门。

2.2 浮游动物

2.2.1 浮游动物种类组成

调查区域共检测出浮游动物4门38种。其中轮虫类最多，为25种，占总物种数的65.79%；桡足类5种，占比13.16%；枝角类3种，占比7.89%；原生动物5种，占比13.16%。其中轮虫类的镰状臂尾轮虫、前节晶囊轮虫、曲腿龟甲轮虫、唇形叶轮虫，桡足类的瘦尾胸刺水蚤以及枝角类的长额象鼻溞在各采样点出现的频率较高。S2和S3采样点所检测到的浮游动物种类数相同，均为19种（图5）。

2.2.2 浮游动物的密度及生物量

浮游动物密度范围为6.250～10.500 ind·/L（图6），平均密度为8.000ind·/L，其中桡足类密度最大为4.125ind·/L，占总密度比例的51.56%；其次是轮虫，占总密度比例的35.31%；原生动物密度最小，占总密度比例仅为5.63%。位于跨河桥交汇处的S3采样点浮游动物密度最高，为10.500 ind·/L。

浮游动物生物量范围为0.04787～0.14862 mg/L，平均生物量为0.10056 mg/L，其中桡足类所占比例最高，占总生物量的61.11%，其次为枝角类，占总生物量的33.36%，轮虫和原生动物的生物量较低，分别占总生物量的5.51%和0.02%。

2.3 浮游生物多样性分析

调查水域浮游植物Shannon-Wiener多样性指数变化范围为3.741～4.27 平均值为4.100；Pielou均匀度指数变化范围为0.852～0.918，平均值为0.891；Margalef丰富度指数为5.440～6.606，平均值为6.117（表1）。

调查水域浮游动物Shannon-Wiener多样性指数变化范围为2.660～3.24 平均值为2.922；Pielou均匀度指数变化范围为0.681～0.81 平均值为0.727；Margalef丰富度指数为3.037～4.096，平均值为3.710。

3 讨论

本次研究鉴定出浮游植物共6门54种，其中以硅藻门和绿藻门为主，这与春季浮游植物种类组成基本一致^［17-18］。这可能是因为本次采样时间为春季，而硅藻主要在春季开始繁殖，并能快速生长成为优势种^［19］。硅藻门主要为狭冷性物种，在较低温度且光照强度较弱的条件下占有一定的优势^［20-21］。浮游动物共鉴定到4门38种，主要以轮虫为主，这与黄学平等^［22］对昌江流域浮游动物的研究结果相似，也与长江流域各支流及水库主要种类相吻合^［23］。这可能是因为轮虫具有孤雌生殖方式，能够快速适应水体环境变化及水文条件的波动，使轮虫能在短时间内大量繁殖^［24-25］。

浮游植物属于食物金字塔的最底端，是初级生产者。它们的分布和群落结构受环境中理化和生物因子的影响^［26］。在桥梁等工程施工期间会引起的水质、水文等的改变难免会对该水域的水生生态环境产生影响^［27］。尤其是在桥梁工程施工过程中会导致局部水域水质浑浊，水体透明度下降，影响阳光透射，使水中浮游植物光合作用暂时降低，直接影响浮游植物的繁殖，导致其数量减少；同时，水上施工扰动水体导致悬浮物浓度增加，从而影响浮游动物摄食率、生长率和群落等^{［1 28］}。但也有研究表明，工程结束后，水体透明度增大，可促进浮游植物的生长，河段浮游植物的数量可很快恢复到原有水平^［29］。本研究中，无论是浮游植物还是浮游动物，距离工程最近的上游S2和位于跨河桥交汇处的S3采样点的浮游生物种类数相近。研究表明，跨水桥梁工程建设后，水体流速、流向、流量以及水位等变化主要在大桥附近，对工程上游基本没有影响^［30］。由此可见，凤凰大桥的建设对浮游生物种类的影响并不明显，这可能是因为本次采样时桥梁工程已经结束，水文特征已基本恢复。此外，本研究中，位于跨河桥交汇处的S3采样点的浮游植物和浮游动物密度均高于其他采样点，主要原因并非工程影响。可能是因为凤凰大桥所处河段中央有不少的挺水植物，挺水植物的存在一方面可以为浮游生物提供营养，另一方面可以减缓水流，悬浮物在此处沉降快，为浮游生物提供了良好的生长条件。而本研究中的S4和S5采样点的浮游生物密度相对较低，这主要是因为这两个采样点的水流速度较快所导致的。

物种多样性能反映生物群落结构的基本情况。Shannon-Wiener多样性指数主要反映生物群落结构的复杂性，数值越高表示环境越稳定；Pielou指数反映各物种分布的均匀程度^［7］。Margalef丰富度指数反映了群落中种类和个体的丰富度程度^{［25，31］}。本研究中，浮游植物的多样性指数处于较高水平，Shannon-Wiener指数、Margalef指数及Pielou指数均值分别为4.100、6.117及0.891。这表明该调查水域浮游植物种类多，且各种类个体数量分布比较均匀^［31-32］。本研究中的浮游动物多样性指数均值低于浮游植物，说明浮游植物物种分布均匀度和物种丰富度要高于浮游动物，而浮游动物群落结构相对较为简单^［4］。

4 结论

从浮游生物种类组成、密度及多样性指数看，浮游生物物种组成结构相对稳定，桥梁工程短期行为对浮游生物产生的影响不明显。但对该保护区水域生态环境需要继续监测，为保护区生态环境修复提供科学依据。

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