淮南花家湖輪蟲群落結(jié)構(gòu)特征及季節(jié)變化

　　摘 要：為研究淮河流域生態(tài)系統(tǒng)特性，在淮南花家湖設(shè)置3個(gè)輪蟲采樣點(diǎn)，于2017年9月至2018年8月進(jìn)行4個(gè)季度的樣品采集，并進(jìn)行樣品物種鑒定和群落結(jié)構(gòu)分析。結(jié)果表明，檢測(cè)到的輪蟲共計(jì)7屬，其中秋季的生物量最大，其次為春季和夏季，冬季生物量最小。4個(gè)季節(jié)中，晶囊輪屬生物量最多。春季的優(yōu)勢(shì)物種種類數(shù)最多，秋冬次之，夏季的優(yōu)勢(shì)物種種類數(shù)最低。花家湖輪蟲多樣性指數(shù)年均值為1.85，均勻度指數(shù)年均值為0.67。多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)呈現(xiàn)出一致的季節(jié)性規(guī)律，從高到低依次為春季、冬季、秋季和夏季。

　　關(guān)鍵詞：輪蟲;群落結(jié)構(gòu);季節(jié)變化;花家湖

　　輪蟲是浮游動(dòng)物的重要組成部分之一，也是湖泊生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其廣泛分布于各類淡水水體中，在海洋、內(nèi)陸咸水中也有其蹤跡。輪蟲作為湖泊生態(tài)系統(tǒng)重要的一環(huán)，其在水體生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過程中起著不容忽視的作用，常被國(guó)內(nèi)外學(xué)者選擇作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象[1-2]。一方面，輪蟲因繁殖速率極快，在生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和生物生產(chǎn)力的研究中具有重要意義[3]。另一方面，輪蟲作為浮游動(dòng)物的重要組成部分之一，處于食物網(wǎng)的中間環(huán)節(jié)，起著承上啟下的作用。它不僅作為捕食者調(diào)控浮游植物、原生動(dòng)物和細(xì)菌等生物的數(shù)量，而且是大多數(shù)經(jīng)濟(jì)水生動(dòng)物幼體的開口餌料，且其通過捕食細(xì)菌、浮游藻類、原始動(dòng)物等調(diào)控生態(tài)[4-5]，在漁業(yè)生產(chǎn)上有頗大的應(yīng)用價(jià)值。此外，輪蟲也是一類指示生物，在環(huán)境監(jiān)測(cè)和生態(tài)毒理研究中被普遍采用，是監(jiān)測(cè)水體污染[6-7]及評(píng)價(jià)水生態(tài)健康的重要指示物種之一[8]，在水文監(jiān)測(cè)中具有較強(qiáng)的指示意義[9]。湖泊水體中輪蟲的數(shù)量分布、優(yōu)勢(shì)種及豐度等會(huì)隨季節(jié)變化而發(fā)生變化。因此，對(duì)輪蟲群落結(jié)構(gòu)的研究具有十分重要的基礎(chǔ)意義。

　　淮河是我國(guó)七大河流之一，由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人類生活的需求，干流及支流上建立了大量的閘壩用以防洪和對(duì)水資源的利用，這對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了潛在影響，特別是淮河支流閘控型湖泊眾多，在防洪、漁業(yè)養(yǎng)殖、水資源供給等方面發(fā)揮著重要功能[10]。花家湖位于淮河支流西淝河下游，屬于淮河水系的重要湖泊。本研究以淮河支流河道型湖泊花家湖浮游動(dòng)物輪蟲為對(duì)象，探究其群落結(jié)構(gòu)特征及季節(jié)變化規(guī)律，為湖泊生態(tài)環(huán)境的保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

　　1 材料與方法

　　1.1 研究區(qū)概況 花家湖位于安徽省淮南市鳳臺(tái)縣中部，為西淝河下游的一個(gè)河灣帶，是一個(gè)典型的河道型湖泊，西淝河穿湖而過，港河在上游匯入。在西淝河出口通過西淝河閘調(diào)節(jié)其和淮河的水交換，當(dāng)淮河水位高于閘上水位時(shí)，閘門關(guān)閉防止淮河水倒灌。西淝河是淮河北岸較大支流之一，沿線支流較多，曲折迂回。花家湖是西淝河下游最大的湖泊[10]，其東西長(zhǎng)7km，南北寬1.5～3km，水域面積1533.33km2 [11]。

　　1.2 樣品采集與分析 本研究在花家湖上游設(shè)置3個(gè)浮游動(dòng)物輪蟲采樣點(diǎn)，于2017年10月至2018年8月進(jìn)行4個(gè)季節(jié)的輪蟲樣品采集工作(圖1)。輪蟲樣品采用混合樣品，采集方式與浮游動(dòng)物的采集方式相同。根據(jù)水深情況將采樣點(diǎn)分為上層、中層和下層，選用5L有機(jī)玻璃采水器采集并進(jìn)行混合，裝入提前備好的1000mL采集瓶，分別加入魯哥試劑和少量福爾馬林溶液。樣品沉淀24h后濃縮樣品，在顯微鏡下鑒定樣品，記錄輪蟲的種類和數(shù)量，其中種類鑒定及觀察計(jì)數(shù)參考文獻(xiàn)[12]。

　　1.3 數(shù)據(jù)處理 采用優(yōu)勢(shì)度指標(biāo)(Y)確定優(yōu)勢(shì)物種，運(yùn)用Shannon -Wiener多樣性指數(shù)(D)、Pielou均勻度指數(shù)(J)[13]對(duì)花家湖浮游植物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。各項(xiàng)指數(shù)的計(jì)算公式如下：

　　[Y=niNfi] (1)

　　D=[-i=1SPilog2pi] (2)

　　Pi=[niN] (3)

　　J=[Dlog2S] (4)

　　式中，Y表示浮游動(dòng)物輪蟲的優(yōu)勢(shì)度，ni為樣品中i種浮游動(dòng)物輪蟲的個(gè)體數(shù)，[N]為樣品中浮游動(dòng)物輪蟲總個(gè)體數(shù)，[fi]為第[i]種浮游動(dòng)物輪蟲在各樣點(diǎn)出現(xiàn)的頻率，當(dāng)[Y]≥0.02時(shí)的物種定義為優(yōu)勢(shì)種;[D]為多樣性指數(shù)，[Pi]為樣品中第i中浮游動(dòng)物輪蟲的個(gè)體數(shù)占樣品中浮游動(dòng)物輪蟲總個(gè)體數(shù)的比例，[D]越大說明采樣點(diǎn)物種多樣性越高，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分為3級(jí)：0～1表示重度污染，1～3表示中度污染，>3表示輕度污染或無污染;J為均勻度指數(shù)，S為浮游動(dòng)物輪蟲總種類數(shù)，J表明群落中各個(gè)種的相對(duì)密度。

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 浮游動(dòng)物輪蟲種類組成及生物量 由圖2可知，2017—2018年期間4個(gè)季度共監(jiān)測(cè)到輪蟲7屬，分別為三肢輪屬、多肢輪屬、異尾輪屬、晶囊輪屬、龜紋輪屬、龜甲輪屬、臂尾輪屬。4個(gè)季節(jié)中，浮游動(dòng)物輪蟲生物量的季節(jié)變化規(guī)律為：秋季>春季>夏季>冬季，其中冬季的生物量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他3個(gè)季節(jié)，甚至未達(dá)到0.1mg/L。春季和秋季晶囊輪屬輪蟲生物量在當(dāng)季輪蟲總生物量中占比最大，其次是多肢輪屬和異尾輪屬;夏季則是龜紋輪屬占比最大，其次為多肢輪屬;冬季臂尾輪屬占比最大，其他屬種占比都較小。

　　監(jiān)測(cè)點(diǎn)四季下輪蟲優(yōu)勢(shì)種組成如表1所示。由表1可見，4個(gè)季節(jié)中，浮游動(dòng)物輪蟲優(yōu)勢(shì)物種最多的是春季，達(dá)到了6種;其次是秋季和冬季，均有5種優(yōu)勢(shì)物種;夏季最少，僅有4種優(yōu)勢(shì)物種。春季有4種輪蟲優(yōu)勢(shì)度>0.1，優(yōu)勢(shì)度最高的是裂痕龜紋輪蟲，達(dá)到了0.343，其次依次為針簇多肢輪蟲、有棘螺形龜甲輪蟲、暗小異尾輪蟲;夏季僅有4種優(yōu)勢(shì)物種，其中暗小異尾輪蟲優(yōu)勢(shì)度最大，達(dá)到了0.702，其次是針簇多肢輪蟲，為0.114;秋季暗小異尾輪蟲優(yōu)勢(shì)度最大，為0.707，其次是暗小異尾輪蟲，為0.138;冬季5種優(yōu)勢(shì)物種的優(yōu)勢(shì)度均超過了0.1，其中邁氏三肢輪蟲優(yōu)勢(shì)度最大，為0.333，其次為萼花臂尾輪蟲、針簇多肢輪蟲、無棘螺形龜甲輪蟲、矩形龜甲輪蟲。

　　2.2 浮游動(dòng)物輪蟲多樣性和均勻度 由圖3可知，在對(duì)花家湖4個(gè)季度調(diào)查中，多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)呈現(xiàn)出一樣的季節(jié)性規(guī)律，均表現(xiàn)為春季>冬季>秋季>夏季。春季輪蟲多樣性和均勻度最高，多樣性為2.30，均勻度為0.76;夏季輪蟲的多樣性和均勻度最低，分別為1.41和0.48;秋季和冬季輪蟲多樣性為1.50和2.17，均勻度分別為0.52和0.93。根據(jù)Shannon-Wiener指數(shù)及Pielou指數(shù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，花家湖水質(zhì)屬于中度污染。

　　3 結(jié)論與討論

　　本研究結(jié)果表明，2017—2018年期間對(duì)花家湖進(jìn)行4個(gè)季度監(jiān)測(cè)，檢測(cè)到的輪蟲動(dòng)物共7屬，從季節(jié)上看，生物量變化為秋季>春季>夏季>冬季。而夏季的優(yōu)勢(shì)物種種類數(shù)最低，春季的優(yōu)勢(shì)物種種類數(shù)最高，秋冬季次之。根據(jù)Shannon-Wiener指數(shù)及Pielou指數(shù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，花家湖屬于中度污染型。花家湖浮游動(dòng)物輪蟲多樣性指數(shù)年均值為1.85，均勻度指數(shù)年均值為0.67，表明研究區(qū)域的浮游動(dòng)物輪蟲多樣性一般，但均勻度較好，群落結(jié)構(gòu)不太穩(wěn)定。

　　作為水生態(tài)系統(tǒng)的消費(fèi)者，浮游動(dòng)物輪蟲是一種承上啟下的重要功能群，它的群落結(jié)構(gòu)主要受生物因素和非生物因素的影響。非生物因素包括各種外界因素，如DO、水溫、季節(jié)變化等;生物因素主要包括水環(huán)境的其他生物，如魚類、浮游植物等。隨著季節(jié)的變化，輪蟲的生物量和優(yōu)勢(shì)物種呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性特征。輪蟲的生物量在春秋季最高，考慮是花家湖所在流域?qū)儆谵r(nóng)業(yè)活動(dòng)區(qū)域，農(nóng)業(yè)徑流輸入為湖泊帶來了豐富的營(yíng)養(yǎng)元素，為浮游植物生長(zhǎng)提供了所需要的條件，這進(jìn)一步促進(jìn)了輪蟲生物量的增加。而冬季輪蟲的生物量最低，考慮是由于季節(jié)原因?qū)е聹囟冗^低從而影響輪蟲的生長(zhǎng)繁殖。另一方面，物種多樣性和均勻度通常可以體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)物種的豐富程度與結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度。花家湖浮游動(dòng)物輪蟲多樣性指數(shù)年均值為1.85，均勻度指數(shù)年均值為0.67，表明研究區(qū)域的輪蟲動(dòng)物多樣性一般，但均勻度較好，群落結(jié)構(gòu)不太穩(wěn)定，尤其在夏季，優(yōu)勢(shì)物種僅有4種，群落結(jié)構(gòu)較為單一。其次，輪蟲對(duì)于環(huán)境反應(yīng)敏感，常被作為水體的指示物種。一般湖泊中常用生物多樣性指數(shù)來評(píng)價(jià)水體的污染情況，監(jiān)測(cè)點(diǎn)輪蟲多樣性指數(shù)指示為中度污染，表明花家湖水體已經(jīng)受到了一定程度的污染。輪蟲作為水生態(tài)環(huán)境中很重要的一環(huán)，受到環(huán)境因子以及生物群落捕食關(guān)系的交叉影響，能夠較為明顯地體現(xiàn)出水生態(tài)健康狀況。因此，后續(xù)加強(qiáng)對(duì)水環(huán)境中輪蟲動(dòng)物的研究及其群落結(jié)構(gòu)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中的影響將十分重要。

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