淮南花家湖轮虫群落结构特征及季节变化

　　摘 要：为研究淮河流域生态系统特性，在淮南花家湖设置3个轮虫采样点，于2017年9月至2018年8月进行4个季度的样品采集，并进行样品物种鉴定和群落结构分析。结果表明，检测到的轮虫共计7属，其中秋季的生物量最大，其次为春季和夏季，冬季生物量最小。4个季节中，晶囊轮属生物量最多。春季的优势物种种类数最多，秋冬次之，夏季的优势物种种类数最低。花家湖轮虫多样性指数年均值为1.85，均匀度指数年均值为0.67。多样性指数和均匀度指数呈现出一致的季节性规律，从高到低依次为春季、冬季、秋季和夏季。

　　关键词：轮虫;群落结构;季节变化;花家湖

　　轮虫是浮游动物的重要组成部分之一，也是湖泊生态系统的重要组成部分，其广泛分布于各类淡水水体中，在海洋、内陆咸水中也有其踪迹。轮虫作为湖泊生态系统重要的一环，其在水体生态系统的物质循环和能量流动过程中起着不容忽视的作用，常被国内外学者选择作为实验对象[1-2]。一方面，轮虫因繁殖速率极快，在生态系统的结构、功能和生物生产力的研究中具有重要意义[3]。另一方面，轮虫作为浮游动物的重要组成部分之一，处于食物网的中间环节，起着承上启下的作用。它不仅作为捕食者调控浮游植物、原生动物和细菌等生物的数量，而且是大多数经济水生动物幼体的开口饵料，且其通过捕食细菌、浮游藻类、原始动物等调控生态[4-5]，在渔业生产上有颇大的应用价值。此外，轮虫也是一类指示生物，在环境监测和生态毒理研究中被普遍采用，是监测水体污染[6-7]及评价水生态健康的重要指示物种之一[8]，在水文监测中具有较强的指示意义[9]。湖泊水体中轮虫的数量分布、优势种及丰度等会随季节变化而发生变化。因此，对轮虫群落结构的研究具有十分重要的基础意义。

　　淮河是我国七大河流之一，由于经济的发展及人类生活的需求，干流及支流上建立了大量的闸坝用以防洪和对水资源的利用，这对水生态系统产生了潜在影响，特别是淮河支流闸控型湖泊众多，在防洪、渔业养殖、水资源供给等方面发挥着重要功能[10]。花家湖位于淮河支流西淝河下游，属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动物轮虫为对象，探究其群落结构特征及季节变化规律，为湖泊生态环境的保护提供科学依据。

　　1 材料與方法

　　1.1 研究区概况 花家湖位于安徽省淮南市凤台县中部，为西淝河下游的一个河湾带，是一个典型的河道型湖泊，西淝河穿湖而过，港河在上游汇入。在西淝河出口通过西淝河闸调节其和淮河的水交换，当淮河水位高于闸上水位时，闸门关闭防止淮河水倒灌。西淝河是淮河北岸较大支流之一，沿线支流较多，曲折迂回。花家湖是西淝河下游最大的湖泊[10]，其东西长7km，南北宽1.5～3km，水域面积1533.33km2 [11]。

　　1.2 样品采集与分析 本研究在花家湖上游设置3个浮游动物轮虫采样点，于2017年10月至2018年8月进行4个季节的轮虫样品采集工作(图1)。轮虫样品采用混合样品，采集方式与浮游动物的采集方式相同。根据水深情况将采样点分为上层、中层和下层，选用5L有机玻璃采水器采集并进行混合，装入提前备好的1000mL采集瓶，分别加入鲁哥试剂和少量福尔马林溶液。样品沉淀24h后浓缩样品，在显微镜下鉴定样品，记录轮虫的种类和数量，其中种类鉴定及观察计数参考文献[12]。

　　1.3 数据处理 采用优势度指标(Y)确定优势物种，运用Shannon -Wiener多样性指数(D)、Pielou均匀度指数(J)[13]对花家湖浮游植物群落结构进行分析评价。各项指数的计算公式如下：

　　[Y=niNfi] (1)

　　D=[-i=1SPilog2pi] (2)

　　Pi=[niN] (3)

　　J=[Dlog2S] (4)

　　式中，Y表示浮游动物轮虫的优势度，ni为样品中i种浮游动物轮虫的个体数，[N]为样品中浮游动物轮虫总个体数，[fi]为第[i]种浮游动物轮虫在各样点出现的频率，当[Y]≥0.02时的物种定义为优势种;[D]为多样性指数，[Pi]为样品中第i中浮游动物轮虫的个体数占样品中浮游动物轮虫总个体数的比例，[D]越大说明采样点物种多样性越高，评价标准分为3级：0～1表示重度污染，1～3表示中度污染，>3表示轻度污染或无污染;J为均匀度指数，S为浮游动物轮虫总种类数，J表明群落中各个种的相对密度。

　　2 结果与分析

　　2.1 浮游动物轮虫种类组成及生物量 由图2可知，2017—2018年期间4个季度共监测到轮虫7属，分别为三肢轮属、多肢轮属、异尾轮属、晶囊轮属、龟纹轮属、龟甲轮属、臂尾轮属。4个季节中，浮游动物轮虫生物量的季节变化规律为：秋季>春季>夏季>冬季，其中冬季的生物量远远低于其他3个季节，甚至未达到0.1mg/L。春季和秋季晶囊轮属轮虫生物量在当季轮虫总生物量中占比最大，其次是多肢轮属和异尾轮属;夏季则是龟纹轮属占比最大，其次为多肢轮属;冬季臂尾轮属占比最大，其他属种占比都较小。

　　监测点四季下轮虫优势种组成如表1所示。由表1可见，4个季节中，浮游动物轮虫优势物种最多的是春季，达到了6种;其次是秋季和冬季，均有5种优势物种;夏季最少，仅有4种优势物种。春季有4种轮虫优势度>0.1，优势度最高的是裂痕龟纹轮虫，达到了0.343，其次依次为针簇多肢轮虫、有棘螺形龟甲轮虫、暗小异尾轮虫;夏季仅有4种优势物种，其中暗小异尾轮虫优势度最大，达到了0.702，其次是针簇多肢轮虫，为0.114;秋季暗小异尾轮虫优势度最大，为0.707，其次是暗小异尾轮虫，为0.138;冬季5种优势物种的优势度均超过了0.1，其中迈氏三肢轮虫优势度最大，为0.333，其次为萼花臂尾轮虫、针簇多肢轮虫、无棘螺形龟甲轮虫、矩形龟甲轮虫。

　　2.2 浮游动物轮虫多样性和均匀度 由图3可知，在对花家湖4个季度调查中，多样性指数和均匀度指数呈现出一样的季节性规律，均表现为春季>冬季>秋季>夏季。春季轮虫多样性和均匀度最高，多样性为2.30，均匀度为0.76;夏季轮虫的多样性和均匀度最低，分别为1.41和0.48;秋季和冬季轮虫多样性为1.50和2.17，均匀度分别为0.52和0.93。根据Shannon-Wiener指数及Pielou指数的评价标准，花家湖水质属于中度污染。

　　3 结论与讨论

　　本研究结果表明，2017—2018年期间对花家湖进行4个季度监测，检测到的轮虫动物共7属，从季节上看，生物量变化为秋季>春季>夏季>冬季。而夏季的优势物种种类数最低，春季的优势物种种类数最高，秋冬季次之。根据Shannon-Wiener指数及Pielou指数的评价标准，花家湖属于中度污染型。花家湖浮游动物轮虫多样性指数年均值为1.85，均匀度指数年均值为0.67，表明研究区域的浮游动物轮虫多样性一般，但均匀度较好，群落结构不太稳定。

　　作为水生态系统的消费者，浮游动物轮虫是一种承上启下的重要功能群，它的群落结构主要受生物因素和非生物因素的影响。非生物因素包括各种外界因素，如DO、水温、季节变化等;生物因素主要包括水环境的其他生物，如鱼类、浮游植物等。随着季节的变化，轮虫的生物量和优势物种呈现出明显的季节性特征。轮虫的生物量在春秋季最高，考虑是花家湖所在流域属于农业活动区域，农业径流输入为湖泊带来了丰富的营养元素，为浮游植物生长提供了所需要的条件，这进一步促进了轮虫生物量的增加。而冬季轮虫的生物量最低，考虑是由于季节原因导致温度过低从而影响轮虫的生长繁殖。另一方面，物种多样性和均匀度通常可以体现生态系统物种的丰富程度与结构复杂程度。花家湖浮游动物轮虫多样性指数年均值为1.85，均匀度指数年均值为0.67，表明研究区域的轮虫动物多样性一般，但均匀度较好，群落结构不太稳定，尤其在夏季，优势物种仅有4种，群落结构较为单一。其次，轮虫对于环境反应敏感，常被作为水体的指示物种。一般湖泊中常用生物多样性指数来评价水体的污染情况，监测点轮虫多样性指数指示为中度污染，表明花家湖水体已经受到了一定程度的污染。轮虫作为水生态环境中很重要的一环，受到环境因子以及生物群落捕食关系的交叉影响，能够较为明显地体现出水生态健康状况。因此，后续加强对水环境中轮虫动物的研究及其群落结构对生态系统中的影响将十分重要。

　　参考文献

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