龚 玉 蓉, 阴 双 雨, 刘 鑫, 陈 铁 锋, 宋 靖 国,侯 宁, 刘 苏, 周 青 春

(1.华中师范大学生命科学学院,湖北 武汉 430079;2.武汉市伊美净科技发展有限公司,湖北 武汉 430070;3.四川足木足河流域水电开发有限公司,四川 成都 610041)

0 引 言

浮游植物是水生态系统食物网的初级生产者,为地球提供了约70%的氧气,在生态系统的能量流动和物质循环中不可或缺[1-2]。作为重要饵料生物,浮游植物的生物量也直接影响水体生态系统中其它水生生物的正常生长,故对维持水生生态系统平衡具有十分重要的作用[3]。因其个体微小和种类繁多,对水体中各环境因子变化敏感,能及时、准确地反映水生态系统的变化,常被用作评估水域生态环境状况的指示性生物[4-5]。

1 大渡河的浮游植物调查

大渡河起源于青海省境内的果洛山东南麓,是岷江最大的支流。为了解大渡河上游干流水电站,尤其是双江口以上电站的建设对大渡河河源区生态环境可能的影响,保护河源区河流生态完整性,中国水产科学研究院长江水产研究所和四川省水产研究所等单位在2012年对该水域进行过较为系统的科学考察。四川省水产研究所于2009～2014年对巴拉水电站水生生态影响进行过评价。2011年和2019年王文君等对大渡河河口浮游植物群落结构及时空变化等进行了研究[6-7]。对大渡河上游水域的浮游植物群落结构等方面的研究还不多见。

该研究于 2017～2018年春冬季 2 次对大渡河上游玛柯河至脚木足水域浮游植物进行采集调查,分析了其浮游植物的群落结构特征及时空分布变化,为了解大渡河上游生态系统结构和功能提供基础资料。此次调查范围是大渡河上游干流河段的玛柯河、麻尔曲河、脚木足河和支流河段则曲河、阿柯河、尼柯河、茶堡河和梭磨河。在各河段共设置24个采样点,调查时间为2017年12月和2018年4月。

2 浮游植物调查方法

该文浮游植物样品采集和测试方法主要依据《长江水生生物资源监测手册》并参照《水库渔业资源调查规范》SL 167-2014和《内陆水域浮游植物监测技术规程》SL 733-2016进行。

2.1 定性标本采集

大型浮游生物用13号浮游生物网,小型浮游生物用25号浮游生物网,在表层至0.5 m深处以20～30 cm/s的速度作“∞”形循回拖动1～3 min,或在水中沿表层托虑1.5～5.0 m3水。

2.2 定量标本采集

小型浮游生物用有机玻璃采水器分别于表层0.5 m水深处取水样1 L。大型浮游生物因数量稀少,每个采样点各采水样10 L,用25号浮游生物网过滤,收集水样装入玻璃瓶中。

2.3 标本处理

水样采集后用固定液固定。对藻类、原生动物和轮虫水样,每升加入15 ml左右的鲁哥氏液固定,对枝角类和桡足类水样,按100 ml水样加4～5 ml福尔马林固定液。固定后,将样品带回实验室保存。从野外采集并经固定的水样,带回实验室后须进一步浓缩,1 000 ml的水样静止沉淀24 h后,用虹吸管吸取上清液,剩下20～25 ml沉淀物转入30 ml容量瓶中。

2.4 标本鉴定及统计

定性标本,在显微镜下,用目镜测微尺测量大小,根据其大小、形态、内含物参照藻类图谱和分类标准定出属种[8-9]。定量标本,采用0.1 ml计数框,10×40高倍显微镜下分格斜线扫描计数。用0.1 ml定量吸管吸取摇匀后的样品液,置于0.1 ml浮游生物计数框中在显微镜下观察计数,并参照《淡水浮游生物研究方法》等统计到种的细胞数,然后换算成每升含量。

室内先将样品定量为30 ml,摇匀后吸取0.1 ml样品置于0.1 ml计数框内,在显微镜下按视野法计数,数量特别少时全片计数,每个样品计数2次,取平均值,每次计数结果与平均值之差应在15%以内,否则增加计数次数。每升水样中浮游植物数量的计算公式如下:

式中:N为一升水样中浮游生物的数量(ind./L);Cs为计数框的面积,mm2;Fs为视野面积,mm2;Fn为每片计数过的视野数;V为一升水样经浓缩后的体积,mL;v为计数框的容积,mL;Pn为计数所得个数(ind.)。

浮游植物生物量的计算采用体积换算法。根据浮游植物的体形,按近似几何形测量体积,特殊形状种类分解成部分进行测量。

3 结果与分析

3.1 浮游植物种类组成

在大渡河上游各河段进行浮游生物的定量和定性采集,通过对采集的水样进行分析鉴定,两次调查共发现浮游植物102种(属),隶属于6门46属。其中冬季(12月)发现浮游植物64种(属),隶属于5门36属;春季(4月)发现浮游植物89种(属),隶属于5门42属。各河段浮游植物物种数统计见表1。

表1 各河段浮游植物物种数统计

从种类组成来看,调查水域浮游植物以硅藻门占绝对优势,有76种(属),占总浮游植物总种数的74.5%;其次是绿藻门,有11种(属),占总种数的10.8%;蓝藻门有10种(属),占总种数的9.8%;其他门类物种较少,依次为裸藻门2种(属),甲藻门2种(属)和隐藻门1种(属)。物种组成上以阿柯河物种最为丰富,有76种(属),其次是则曲河60种(属),玛柯河种57(属),梭磨河53种(属),尼柯河物种最少,具32种(属)(表1)。各河段均以硅藻占绝对优势,占各河段浮游植物物种总数的71.70%～86.67%。硅藻门、蓝藻门及绿藻门构成了调查水域浮游植物的主要组成部分,占各河段的92.45%～100%。冬季常见种类有舟形藻(Navicula sp.)、普通等片藻(Diatoma vulgar)、长等片藻(Diatom elongatum)、颗粒直链藻(Melosira granulata)、钝脆杆藻(Fragilaria capucina)、桥弯藻(Cymbella sp.)等。春季的舟形藻(Navicula sp.)、普通等片藻(Diatoma vulgar)、长等片藻(Diatom elongatum)、曲壳藻(Achnanthes sp.)、肘状针杆藻(Synedra ulna)、钝脆杆藻(Fragilaria capucina)、膨胀桥弯藻(Cymbella pusilla)、菱形藻(Nitzschia sp.)、缢缩异极藻(Gomphonema constrictum)等在各河段分布较广。各河段浮游植物各门种类数量见表2。

表2 各河段浮游植物各门种类数量统计

3.2 浮游植物现存量

冬季大渡河上游各河段浮游植物的平均密度为2.45×104ind./L,其中硅藻门的平均密度最高,为2.22×104ind./L。从各河段浮游植物密度来看,梭磨河浮游植物平均密度最高,为2.98×104ind./L,变动幅度在2.91～3.11×104ind./L;其次是阿柯河,平均密度为2.98×104ind./L,变动幅度在2.91～3.11×104ind./L;则曲河、脚木足河、麻尔曲河、玛柯河和茶堡河浮游植物平均密度分别为2.83×104ind./L、2.60×104ind./L、2.04×104ind./L、1.65×104ind./L和1.52×104ind./L。

春季大渡河上游各河段浮游植物的平均密度为11.58×104ind./L,其中硅藻门的平均密度最高,为10.41×104ind./L。各河段浮游植物密度时间变化见图1,曲河浮游植物平均密度最高,为15.89×104ind./L,变动幅度在14.40～17.60×104ind./L;其次是脚木足河,平均密度为14.40×104ind./L;玛柯河、麻尔曲河、梭磨河、茶堡河、阿柯河和尼柯河浮游植物平均密度分别为12.48×104ind./L、11.20×104ind./L、10.55×104ind./L、10.40×104ind./L、9.59×104ind./L、8.17×104ind./L。

图1 各河段浮游植物密度时间变化

冬季大渡河上游各河段浮游植物的平均生物量为0.042 1 mg/L,各调查水域生物量大小分布差异与时间差异见图2。其中占绝对优势的硅藻门的平均生物量最大,为0.039 8 mg/L。调查的各河段水域中,浮游植物生物量最高的是则曲河,平均生物量为0.058 7 mg/L;其次是梭磨河0.054 7 mg/L及脚木足河0.049 0 mg/L;茶堡河浮游植物生物量最低,为0.018 3 mg/L。

图2 各调查水域生物量大小分布差异与时间

春季大渡河上游各河段浮游植物的平均生物量为0.1606 mg/L。其中占绝对优势的硅藻门的平均生物量为0.142 4 mg/L。调查的各河段水域中,浮游植物生物量最高的是则曲河,平均生物量为0.230 4 mg/L,变幅为0.194 2～0.267 5 mg/L;其次是茶堡河0.198 2 mg/L及脚木足河0.181 4 mg/L;阿柯河浮游植物生物量最低,为0.117 7 mg/L,变幅为0.069 6～0.179 0 mg/L。

各河段浮游植物在春季较冬季平均密度和生物量都有显著的增加,但均呈现低密度和低生物量的特征。硅藻门种类和密度占绝对优势,这与调查区域所在的地理位置和高山峡谷地形、急流低温的水域环境相关,该水域环境仅适宜个体小的单细胞植物或多细胞群体的浮游植物生长发育,因此,喜急流洁净水体的硅藻门种类较多,与张静和王文君等调查结果一致。

4 结 语

(1)大渡河上游此次调查水域的浮游植物共鉴定出102种(属),隶属于6门46属。其中硅藻门占绝对优势,有76种(属),占浮游植物总物种数的74.5%。各河段也均为硅藻占绝对优势,占各河段浮游植物物种总数的71.70% ～ 86.67%。硅藻门、蓝藻门及绿藻门构成了调查水域浮游植物的主要组成部分,占各河段浮游植物物种总数的92.45% ～100%。

(2)各河段春季的浮游植物平均密度和生物量比冬季都有显著的增加,分别增加了3.7和2.8倍。但总体呈现低密度和低生物量的特征。可为获得该水域浮游植物本底资源现状及水生态监测提供基础数据。