沈振华，杨建忠，徐雪英，朱明胜，张宏伟

（1.江苏省太湖渔业管理委员会办公室，江苏苏州215004；2.苏州市水产技术推广站，江苏苏州215100）

太湖控藻围隔内浮游动物的群落结构特征及水质评价

沈振华1，杨建忠1，徐雪英2，朱明胜1，张宏伟1

（1.江苏省太湖渔业管理委员会办公室，江苏苏州215004；2.苏州市水产技术推广站，江苏苏州215100）

为探明放养鲢、鳙鱼对太湖水质和浮游动物的影响，于2013年6月10日至10月10日在太湖西北部风浪较小的马山镇与竺山之间的湖湾设置大型围隔，放养鲢、鳙鱼进行生物控藻试验，放养比例为3∶1，密度为50g／m3，并参照相关评价标准进行水质评价。结果表明：生物控藻区围隔内共有浮游动物4门52种，其中，轮虫类21种、原生动物12种、枝角类11种和桡足类8种，优势种共有12种，轮虫类和枝角类为全年的主要优势种；浮游动物平均密度为388.97ind／L，平均生物量为3.98mg／L；生物多样性指数、均匀度指数分别为2.37和0.38，生物控藻区水体处于中污染水平；水体综合营养状态指数为51.84～61.96，水体处于轻度富营养化状态，水质为轻度污染；两种水体污染评价方法的评价结果不一致，但均表明太湖水体已受到一定程度的污染。

太湖；生物控藻；水质；浮游动物

随着人类经济社会的不断发展和工业化进程的持续推进，生态环境形势日益严峻，其中水体污染问题尤为突出，如今水体富营养化已成为我国乃至世界范围内水环境最为明显的问题［1］。因此，控制水体富营养化已成为研究水体污染的热点，Shapiro J等［2］最早提出了生物操纵概念，其主要原理是通过调整鱼类种群结构，保护和发展大型牧食性浮游动物，从而控制藻类的过度繁殖，发挥浮游动物的生态控藻功能；谢平［2］提出非经典生物操纵理论，其做法是利用滤食性鱼类（通常为鲢、鳙）摄食水体中的藻类，该理论的核心目标是控制蓝藻水华。目前，国内许多富营养水体都开展了类似的围隔控藻试验，研究者已由关注鲢、鳙放养对水质和浮游植物的影响转向其对浮游动物影响［3－6］，但关于鲢、鳙对浮游动物影响的研究较少。

太湖位于长江三角洲腹地，是我国五大淡水湖之一，周边经济发达、人口稠密、企业众多，也是其周边城市的重要生活水源。自2007年太湖蓝藻大爆发以来，其水体富营养化问题成为众多学者和科研工作者关注的热点［7］。为太湖蓝藻水华的生物治理及监测太湖的富营养化进程提供参考，笔者于2013年监测了蓝藻水华易发期内生物控藻区围隔内水体理化指标的动态变化，浮游动物群落结构组成、密度、生物量的时空变化特征，并对环境因子与浮游动物生物量和密度进行相关性分析。

1 材料与方法

1.1 试验地点及围隔布置

2013年6月10日至10月10日选择位于太湖西北部风浪较小的马山镇与竺山之间的湖湾，生物控藻区采用围隔生态学方法，由竹柱和防水布组成方形围隔（约3.33hm2），以竹柱作支撑，防水布高出水面且高度可调节，上方增加宽1m的网衣防止鲢、鳙逃逸，防水布水下深约2.5m，底部用石笼压实。

1.2 放养鱼种

投放同一批次的1龄鲢、鳙鱼，平均体长约20cm，鲢鱼平均尾重约90g、鳙鱼约150g，鲢、鳙放养比例为3∶1，密度为50g／m3。

1.3 样品采集与分析

采样点按照《湖泊生态系统观测方法》［8］进行设置（图1）。投放鲢、鳙前对围隔内的9个采样点分别取水样1次，试验期间每月采样1次测定水质理化指标和浮游动物相关指标。其中，水质理化指标和叶绿素a参照《水和废水监测分析方法》［9］测定，此外各采样点采2.5L水样带回实验室进行理化分析。

用长2m柱状采水器在各采样点取水5L，再用25号浮游动物生物网过滤，然后将过滤所得样品装入塑料瓶。每个采样点取水2份，1份用于定性分析，1份作定量分析，用作定量分析的及时加入4%甲醛溶液。浮游动物种类鉴定参照《淡水浮游生物图谱》［10］和《淡水微型生物图谱》等［1112］。浮游动物各类生物量换算参照文献［13］的方法进行。

图1 太湖生物控藻区采样点设置Fig.1 Distribution of sampling sites in the biological control enclosure ecosystem of Taihu Lake

1.4 数据处理

1.4.1 Shannon－Weaver生物多样性指数（H）

H＝－∑PilnPi

式中，Pi为第i种个体数与总个体数的比值。

评价标准：H＞3，为轻或无污染；1＜H≤3，为中污染；0＜H≤1，为重污染［14］。

1.4.2 均匀度指数（E）

E＝H／Hmax

Hmax＝lnS

式中，S为样品总种类数。

评价标准：0.5＜E≤0.8，为轻或无污染；0.3＜E≤0.5，为中污染；0＜E≤0.3，为重污染［15］。

1.4.3 优势度（Y）

Y＝（n／N）×y

式中，n为物种的个体数，N为所有种类总个体数，y为物种出现频率［16］。

1.4.4 综合营养指数评价方法

式中，TLI（∑）为综合营养状态指数，TLI（j）为第j种参数的营养状态指数，Wj为第j种参数的营养状态指数的相关权重，rij为第j种参数与基准参数的相关系数，m为评价参数的个数［1718］。

综合营养状态指数计算公式：

TLI（chl）＝10（2.5＋1.086ln chl）

TLI（TP）＝10（9.436＋1.624ln TP）

TLI（TN）＝10（5.453＋1.694ln TN）

TLI（SD）＝10（5.118－1.94ln SD）

TLI（CODMn）＝10（0.109＋2.661ln CODMn）

式中，chl为叶绿素，TP为总磷，TN为总氮，SD为透明度，COD为化学需氧量。

评价标准：30＜TLI（∑）≤50，为中营养；50＜TLI（∑）≤60，为轻度富营养；60＜TLI（∑）≤70，为中度富营养［19］。

2 结果与分析

2.1 群落结构与优势种

2013年6—10月对太湖生物控藻区围隔内连续5次采样分析，鉴定出原生动物、轮虫类、枝角类和桡足类共4门52种浮游动物（表1）。其中以轮虫居多，共21种，占浮游动物总种数的40.38%；其次为原生动物，共12种，占23.08%；枝角类11种，占21.15%；桡足类最少，为8种，占15.38%。

以优势度＞0.02为优势种［20］，太湖生物控藻区浮游动物优势种有12种，分属3门，其中，轮虫类6种：团状聚花轮虫、细异尾轮虫、蒲达臂尾轮虫、萼花臂尾轮虫、裂足臂尾轮虫和曲腿龟甲轮虫；枝角类3种：脆弱象鼻溞、简弧象鼻溞和僧帽溞；桡足类3种：湖泊美丽猛水蚤、汤匙华哲水蚤和英勇剑水蚤。其中以轮虫类和枝角类为全年的主要优势种。

2.2 密度与生物量的时空分布

从图2看出，太湖生物控藻区水域浮游动物密度为337～448ind／L，平均为388.97ind／L，最大值出现在7月，最小值出现在10月。浮游动物密度为夏季（6－8月）＞秋季（9－10月），分别为404.45ind／L和365.76ind／L，秋季比夏季低9.57%。9个采样点的浮游动物密度在330～536ind／L，平均为451ind／L，最高值在8号采样点，最低值在3号采样点。

生物控藻区水域浮游动物生物量为2.87～5.33mg／L，平均为3.98mg／L，最大值、最小值分别出现在8月和10月。浮游动物生物量为夏季＞秋季，其中夏季浮游动物平均生物量为4.37mg／L，秋季为3.39mg／L，秋季比夏季低22.43%。9个采样点的浮游动物生物量在0.90～10.10mg／L，平均为3.80mg／L，最大值在1号采样点，最小值在3号采样点。

表1 太湖生物控藻区浮游动物种类组成及优势种Table1 Species composition and dominant species of zooplankton in the biological control enclosure ecosystem of Taihu Lake

2.3 多样性指数和均匀度指数

经计算，太湖生物控藻区浮游动物多样性指数在1.75～2.90，平均为2.37，10月浮游动物的多样性指数最大，7月最小（图3）。从季节角度看，浮游动物多样性指数为秋季＞夏季，夏季平均为2.16，秋季平均为2.77。根据评价标准，生物控藻区围隔内水体处于中污染水平。

浮游动物均匀度指数在0.30～0.48，平均为0.38，7月均匀度指数最小，10月最大（图3），与多样性指数变化趋势一致。浮游动物均匀度指数为秋季＞夏季，夏季平均为0.33，秋季平均为0.46。6—1 0月均匀度指数均小于0.5，说明蓝藻易发时段生物控藻区浮游动物均匀度整体较低。根据评价标准，生物控藻区水域水体处于中污染水平，且秋季水质优于夏季。

图2 太湖生物控藻区不同月份浮游动物的密度和生物量Fig.2 Density and biomass of zooplankton in the biological control enclosure ecosystem of Taihu Lake in different months

图3 太湖生物控藻区浮游动物的多样性指数和均匀度指数Fig.3 Diversity index and evenness index of zooplankton in the biological control enclosure ecosystem of Taihu Lake in different months

2.4 水质评价

太湖生物控藻区水域6—10月综合营养状态指数在51.84～61.96，平均为57.12（表2）。其中，7月的综合营养状态指数大于60，表明该月水体为中度富营养化，水质类别为中度污染；其余4个月综合营养状态指数在50～60，表明水体处于轻度富营养化，水质为轻度污染。

太湖生物控藻区围隔内TP含量为0.17～0.26mg／L，平均为0.20mg／L；TN含量为1.53～1.94mg／L，平均为1.82mg／L。按照《地表水环境质量标准》（GB／T3838－2002）［21］，以TP、TN指标而言，生物控藻区围隔内水质为Ⅳ类水。综合考虑TP、TN水平及综合营养状态指数、浮游动物多样性指数和均匀度指数等评价指标，生物控藻区围隔内水体处于轻度富营养化，水质为轻度污染。

表2 太湖生物控藻区的水质综合营养状态指数Table2 Water quality of the biological control enclosure ecosystem of Taihu Lake

3 结论与讨论

3.1 太湖浮游动物的群落结构

2013年6—10月对太湖西北部风浪较小的马山镇与竺山之间的湖湾生物控藻区围隔进行5次调查，共鉴定出浮游动物4门52种，其中轮虫类占比最大，其次为原生动物和枝角类，桡足类占比最小。浮游动物种类数受轮虫种类的影响最大，两者变化趋势基本相同，与太湖其他区域的研究结果［2224］相同。2003—2004年太湖3个湖区（五里湖、梅梁湾和大太湖）的浮游动物种类数分别为40种、37种和33种［22］；2010年6—7月西太湖流域有浮游动物共38种［23］，都较本次所鉴定的浮游动物种类数少，总体上看，浮游动物种类数呈增加趋势；2010年3月至2011年2月太湖亮河湾区域有浮游动物56种［24］，比本次鉴定的种类多，这可能与亮河湾修复区的生态功能恢复，其浮游动物多样性增加有关。

3.2 太湖浮游动物的密度与生物量

太湖自2007年蓝藻水华大爆发以来就一直成为水生生态学界的关注热点，很多学者在太湖富营养化加剧情况下，采用非经典生物操纵法控藻对浮游生物的影响做了大量研究。有学者认为，由于蓝藻水华爆发期蓝藻的大量繁殖，藻毒素聚集迅速，直接影响藻类的适口性，此时鲢、鳙会改为滤食浮游动物，因此来自鲢、鳙的摄食压力会导致浮游动物生物量减小，浮游动物小型化且密度增大的情况发生［25］。调查发现，在6—10月调查期内浮游动物的密度和生物量呈下降趋势，与生物量下降、密度增大的理论不符［4］。由此认为，本次调查区域内不存在鲢、鳙的摄食压力导致浮游动物小型化的现象，更有可能是由于夏秋季节变化，水温变化较大，直接导致浮游动物种群结构和优势种发生变化［26］，使浮游动物密度和生物量均下降；或鲢、鳙摄食压力导致浮游动物小型化是一个较长时间作用的结果，在1个调查周期内差异不大，具体原因有待进一步研究。

此外，在空间上，7号和8号采样点的浮游动物密度较大，而1号、8号和9号采样点的浮游动物生物量较大，即表现为围隔的右下角区域浮游动物密度和生物量较大，这可能与湖湾内夏秋季的风向有关。

3.3 太湖浮游动物优势种的指示作用与水质状况

太湖处于富营养化状态已成为学术界不争的事实，但是由于地理条件差异以及各湖区及湖湾的水文条件不同，因此不同区域的富营养状态不尽相同。根据相关污染指示生物［2732］，太湖生物控藻区鉴定的富营养指示种有壶状臂尾轮虫、萼花臂尾轮虫、前节晶囊轮虫、裂足臂尾轮虫、长三肢轮虫、针簇多肢轮虫、曲腿龟甲轮虫、长额象鼻溞和中华窄腹剑水蚤，其中，作为优势种出现的有萼花臂尾轮虫、裂足臂尾轮虫和曲腿龟甲轮虫，且萼花臂尾轮虫和中华窄腹剑水蚤被认为是喜富营养化条件下生长的种类。围隔内出现的污染指示种众多也进一步验证太湖的富营养化现状。此外，浮游动物的多样性指数、均匀度指数分别为2.37和0.38，即达到中污染水平；综合营养状态指数平均值为57.12，表明该水体处于轻度污染水平。两种评价方法的评价结果不一致，说明在实际操作过程中不应只采用单一的评价指标，而应多方面综合考虑才能得出较符合实际的评价结果。

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（责任编辑：冯 卫）

Zooplankton Community Structure and Water Quality of the Biological Control Enclosure Ecosystem in Taihu Lake

SHEN Zhenhua1，YANG Jianzhong1，XU Xueying2，ZHU Mingsheng1，ZHANG Hongwei1
（1.The Office of Taihu Lake Fishery Management Committee，Suzhou，Jiangsu215004；2.Suzhou Popularization Station of Fishery Technology，Suzhou，Jiangsu215100，China）

The biological control enclosure ecosystem between Mashan Town and Zhushan Lake was stocked with silver carp and bighead carp according to 3∶1ratio and 50g／m3from 10，June to 10，October in 2013anDThen the water quality was evaluated by reference to the relevant evaluation standarDTo discuss the effects of stocking silver carp and bighead carp on water quality and zooplankton in Taihu Lake.Results：There are 52zooplankton species including 21Rotifers，12Protozoa，11Cladocera and 8 Copepods.The dominant species are 12species.Rotifers and Cladocera are main dominant species in a year.The average density and biomass of zooplankton are 388.97ind／L and 3.98mg／L respectively.The biological diversity index and evenness index of zooplankton is 2.37and 0.38separately，which indicates that the water quality of the biological control enclosure ecosystem is at moderate pollution level.The water comprehensive nutrition index of the biological control enclosure ecosystem is 51.84～61.96，which indicates that the water is in the mild eutrophication status anDThe water quality is at mild pollution level.The evaluation results from two water pollution evaluation methods are inconsistent but the results both indicate the water of Taihu Lake is polluteDTo a certain extent.

Taihu Lake；biological control；water quality；zooplankton

S917.4

A

1001－3601（2016）10－0445－0144－05

2016－05－03；2016－07－21修回

江苏省水产三新工程项目“太湖鲢鳙鱼分级培育及控藻技术研究”（Y2014－27）

沈振华（1971－），男，工程师，从事渔业资源管理与保护工作。E－mail：shenzhenhua＿szh＠126.com