淮南花家湖輪蟲群落結構特征及季節變化

　　摘 要：為研究淮河流域生態系統特性，在淮南花家湖設置3個輪蟲采樣點，于2017年9月至2018年8月進行4個季度的樣品采集，并進行樣品物種鑒定和群落結構分析。結果表明，檢測到的輪蟲共計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個季節中，晶囊輪屬生物量最多。春季的優勢物種種類數最多，秋冬次之，夏季的優勢物種種類數最低。花家湖輪蟲多樣性指數年均值為1.85，均勻度指數年均值為0.67。多樣性指數和均勻度指數呈現出一致的季節性規律，從高到低依次為春季、冬季、秋季和夏季。

　　關鍵詞：輪蟲;群落結構;季節變化;花家湖

　　輪蟲是浮游動物的重要組成部分之一，也是湖泊生態系統的重要組成部分，其廣泛分布于各類淡水水體中，在海洋、內陸咸水中也有其蹤跡。輪蟲作為湖泊生態系統重要的一環，其在水體生態系統的物質循環和能量流動過程中起著不容忽視的作用，常被國內外學者選擇作為實驗對象[1-2]。一方面，輪蟲因繁殖速率極快，在生態系統的結構、功能和生物生產力的研究中具有重要意義[3]。另一方面，輪蟲作為浮游動物的重要組成部分之一，處于食物網的中間環節，起著承上啟下的作用。它不僅作為捕食者調控浮游植物、原生動物和細菌等生物的數量，而且是大多數經濟水生動物幼體的開口餌料，且其通過捕食細菌、浮游藻類、原始動物等調控生態[4-5]，在漁業生產上有頗大的應用價值。此外，輪蟲也是一類指示生物，在環境監測和生態毒理研究中被普遍采用，是監測水體污染[6-7]及評價水生態健康的重要指示物種之一[8]，在水文監測中具有較強的指示意義[9]。湖泊水體中輪蟲的數量分布、優勢種及豐度等會隨季節變化而發生變化。因此，對輪蟲群落結構的研究具有十分重要的基礎意義。

　　淮河是我國七大河流之一，由于經濟的發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水資源的利用，這對水生態系統產生了潛在影響，特別是淮河支流閘控型湖泊眾多，在防洪、漁業養殖、水資源供給等方面發揮著重要功能[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物輪蟲為對象，探究其群落結構特征及季節變化規律，為湖泊生態環境的保護提供科學依據。

　　1 材料與方法

　　1.1 研究區概況 花家湖位于安徽省淮南市鳳臺縣中部，為西淝河下游的一個河灣帶，是一個典型的河道型湖泊，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節其和淮河的水交換，當淮河水位高于閘上水位時，閘門關閉防止淮河水倒灌。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置3個浮游動物輪蟲采樣點，于2017年10月至2018年8月進行4個季節的輪蟲樣品采集工作(圖1)。輪蟲樣品采用混合樣品，采集方式與浮游動物的采集方式相同。根據水深情況將采樣點分為上層、中層和下層，選用5L有機玻璃采水器采集并進行混合，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量，其中種類鑒定及觀察計數參考文獻[12]。

　　1.3 數據處理 采用優勢度指標(Y)確定優勢物種，運用Shannon -Wiener多樣性指數(D)、Pielou均勻度指數(J)[13]對花家湖浮游植物群落結構進行分析評價。各項指數的計算公式如下：

　　[Y=niNfi] (1)

　　D=[-i=1SPilog2pi] (2)

　　Pi=[niN] (3)

　　J=[Dlog2S] (4)

　　式中，Y表示浮游動物輪蟲的優勢度，ni為樣品中i種浮游動物輪蟲的個體數，[N]為樣品中浮游動物輪蟲總個體數，[fi]為第[i]種浮游動物輪蟲在各樣點出現的頻率，當[Y]≥0.02時的物種定義為優勢種;[D]為多樣性指數，[Pi]為樣品中第i中浮游動物輪蟲的個體數占樣品中浮游動物輪蟲總個體數的比例，[D]越大說明采樣點物種多樣性越高，評價標準分為3級：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，S為浮游動物輪蟲總種類數，J表明群落中各個種的相對密度。

　　2 結果與分析

　　2.1 浮游動物輪蟲種類組成及生物量 由圖2可知，2017—2018年期間4個季度共監測到輪蟲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個季節中，浮游動物輪蟲生物量的季節變化規律為：秋季>春季>夏季>冬季，其中冬季的生物量遠遠低于其他3個季節，甚至未達到0.1mg/L。春季和秋季晶囊輪屬輪蟲生物量在當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。

　　監測點四季下輪蟲優勢種組成如表1所示。由表1可見，4個季節中，浮游動物輪蟲優勢物種最多的是春季，達到了6種;其次是秋季和冬季，均有5種優勢物種;夏季最少，僅有4種優勢物種。春季有4種輪蟲優勢度>0.1，優勢度最高的是裂痕龜紋輪蟲，達到了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種優勢物種，其中暗小異尾輪蟲優勢度最大，達到了0.702，其次是針簇多肢輪蟲，為0.114;秋季暗小異尾輪蟲優勢度最大，為0.707，其次是暗小異尾輪蟲，為0.138;冬季5種優勢物種的優勢度均超過了0.1，其中邁氏三肢輪蟲優勢度最大，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 浮游動物輪蟲多樣性和均勻度 由圖3可知，在對花家湖4個季度調查中，多樣性指數和均勻度指數呈現出一樣的季節性規律，均表現為春季>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Shannon-Wiener指數及Pielou指數的評價標準，花家湖水質屬于中度污染。

　　3 結論與討論

　　本研究結果表明，2017—2018年期間對花家湖進行4個季度監測，檢測到的輪蟲動物共7屬，從季節上看，生物量變化為秋季>春季>夏季>冬季。而夏季的優勢物種種類數最低，春季的優勢物種種類數最高，秋冬季次之。根據Shannon-Wiener指數及Pielou指數的評價標準，花家湖屬于中度污染型。花家湖浮游動物輪蟲多樣性指數年均值為1.85，均勻度指數年均值為0.67，表明研究區域的浮游動物輪蟲多樣性一般，但均勻度較好，群落結構不太穩定。

　　作為水生態系統的消費者，浮游動物輪蟲是一種承上啟下的重要功能群，它的群落結構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、季節變化等;生物因素主要包括水環境的其他生物，如魚類、浮游植物等。隨著季節的變化，輪蟲的生物量和優勢物種呈現出明顯的季節性特征。輪蟲的生物量在春秋季最高，考慮是花家湖所在流域屬于農業活動區域，農業徑流輸入為湖泊帶來了豐富的營養元素，為浮游植物生長提供了所需要的條件，這進一步促進了輪蟲生物量的增加。而冬季輪蟲的生物量最低，考慮是由于季節原因導致溫度過低從而影響輪蟲的生長繁殖。另一方面，物種多樣性和均勻度通常可以體現生態系統物種的豐富程度與結構復雜程度。花家湖浮游動物輪蟲多樣性指數年均值為1.85，均勻度指數年均值為0.67，表明研究區域的輪蟲動物多樣性一般，但均勻度較好，群落結構不太穩定，尤其在夏季，優勢物種僅有4種，群落結構較為單一。其次，輪蟲對于環境反應敏感，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來評價水體的污染情況，監測點輪蟲多樣性指數指示為中度污染，表明花家湖水體已經受到了一定程度的污染。輪蟲作為水生態環境中很重要的一環，受到環境因子以及生物群落捕食關系的交叉影響，能夠較為明顯地體現出水生態健康狀況。因此，后續加強對水環境中輪蟲動物的研究及其群落結構對生態系統中的影響將十分重要。

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