北洛河流域浮游动物群落结构时空特征及其与环境因子相关性.docx

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1、摘要:为了解北洛河流域浮游动物群落结构的现状及动态变化，分别于2017年丰水期（9-10月）和2018年枯水期（4一5月）在北洛河流域用浮游生物网对浮游动物进行调查。结果表明：经鉴定，北洛河流域浮游动物有60种，主要类群为轮虫和原生动物，占种类总数的86.7%浮游动物全年优势种为螺形龟甲轮虫rw2eaCoCh1earis、长肢多肢轮虫Po1yarthrado1Ichopteria污前翼轮虫7rcaZessOTdi出和无节幼体，不同水期优势种的变化明显，种类差异较大；浮游动物年平均密度和生物量分别为36.77ind./1和46.341g1;密度聚类分析显示，浮游动物采样点枯水期聚类为3大类群，丰

2、水期聚类为2大类群；北洛河流域枯水期和丰水期浮游动物Shannon-Wienerd多样性指数平均值为2.56347,Pie1oU均匀度指数平均值为0.710.90,MargaIef丰富度指数平均值为1OI2.88；典范对应分析显示，海拔和PH是影响枯水期浮游动物群落的主要环境因子，总溶解性固体、水温、河宽和浮游植物丰度是影响丰水期浮游动物群落的主要环境因子。研究表明，北洛河流域浮游动物多样性较好，群落结构较稳定，水体整体处于中污染状态，本研究结果可为北洛河流域的环境治理及水资源开发提供参考。关键词：北洛河流域；浮游动物；群落结构；环境因子浮游动物是生态系统食物链中的次级生产者，对于水生态系统的

3、初级生产力转化、信息传递和能量流动起着至关重要的作用。浮游动物以浮游植物、微小细菌和有机碎屑等为食，是鱼类和其他生物的食物，在水域生态系统中影响着生物容纳量及生物资源消耗补充量。浮游动物种类组成和群落结构对环境因子的变化非常敏感，常被用作指示河流水环境变化的极佳生物。而水温、pH、溶解氧、重金属、水质营养状态及捕食效应等对浮游动物群落结构都具有直接或间接影响。北洛河(36。44,53N3719,28N,1073240E1083245E)是黄河二级支流，渭河一级支流，发源于陕西省定边县白云山南麓的草梁山，由北向南流经榆林、延安、韩城、渭南等市(区)，于大荔县东南汇入渭河左岸，河长680km,流域

4、面积2.69X10kmo流域地处温暖带，属大陆性气候，年平均降水量为510540mm,其中，降水量主要集中在丰水期(710月)，占全年降水量的63%,多以暴雨形式出现。地形破碎，沟壑纵横，黄沙土质，水土流失严重，水土流失面积占流域面积的64.2%o北洛河上游为陕北油气资源勘探开发重要区域，对水质及水生生物影响较大。目前，有关该流域的研究多集中在径流变化、水沙特征、植被覆盖、气候变化及人类活动等方面，而针对北洛河流域水生生物群落结构及其对环境响应关系的研究较少。因此，本文中以北洛河为研究区域，基于丰水期和枯水期的全流域浮游动物调查数据及环境参数监测数据，分析流域浮游动物群落结构的时空格局特征，探

5、讨浮游动物群落结构特征与环境因子的响应关系，以期为北洛河乃至渭河流域的生态保护及水资源合理开发利用提供科学依据。1材料与方法1.1调查站位的设置根据北洛河流域地势、地貌特征及人为干扰程度，在北洛河上游黄土丘陵区设置6个调查断面(B11B16)，中游黄土高原沟壑区设置5个断面(B17B1I1),下游黄土阶地区设置3个断面(B112B114)(图1)。采样时间为2017年910月(丰水期)和2018年45月(枯水期)，每天上午8:00-11:00完成浮游动物样品采集和环境因子参数监测。图1北洛河流域采样断面示意图Fig.11ocationandsamp1ingsitesintheBei1uoRiv

6、erbasin1.2方法1.2.1 样品采集与检测在采样断面使用25=浮游生物网在水面下呈“8”形拖拽采集定性样品，并用体积分数4%5%的甲醛溶液固定。轮虫和原生动物的定量样品用51有机玻璃采水器在各水层取混合水样101,现场加入体积分数1.0%-1.5%的鲁哥氏液固定，定置沉淀24h,浓缩至30m1；枝角类和楮足类定量样品用采水器取1001混合水样，用25浮游生物网过滤浓缩至50m1,现场加入体积分数4%5%的甲醛溶液固定。于实验室内混匀浓缩样品，依据文献16T7的方法，在显微镜(OIymPUS-CX21)100-400倍镜下进行浮游动物种类的鉴定和定量,所有个体尽可能鉴定到最低分类单元(种

7、或属级)o浮游植物的采样及鉴定严格依照文献中的方法。采样现场采用GPS记录经纬度和海拔(A1T),使用便携式水质分析仪(YSI-85型)测定水温(WT)、pH、总溶解性固体(TDS)、电导率(CoND)；使用激光测距仪(YHJ-200J)测定河宽(CW)；使用流速仪(FPu1)测定流速(CV)和水深(WD)。在各采样点采集11水样，低温(4C)保存48h内带回实验室进行水化学指标测定，总氮(TN)、总磷(TP)、氨态氮(NH：N)、化学耗氧量(CODJ等水质参数测定参照水和废水检测分析方法(第四版)。1.2.2 浮游动物多样性的计算多样性指数()采用ShannonTeiner指数计算公式：H=

8、-(7,ZV1og：(冽o(1)均匀度指数(J)采用Pie1ou计算公式：尸Z1ogS(2)丰富度指数采用SMarga1ef计算公式：场（ai）1og.也其中：为第/种个体数；1为所有种个体数；S为样品中总种类数。根据浮游动物多样性指数评价水质，评价依据标准如表1所示。表1生物多样性指数水质评价标准Tab.1Waterqua1ityassessmentstandardbybiodiversityindices多样性指数diversityindex水质类型waterqua1itytype均匀度指数(J)evennessindex水质类型waterqua1itytype丰富度指数(D)richne

9、ssindex水质类型waterqua1itytype0H,1虫污型00.3。一中浮型0DI重污型1H,2。一中污型03J0.5B一中污更1D4中污量2H,3P-中污型0.50.8清洁寡污型43清沽型J0.8清沽型n6清清里1.2.3优势种与常见种优势种的确定采用优势度(Y)计算公式：(4)其中：f为第，个物种出现频率；为第/个物种个体数占总个体数的比例。个0.02时确定为优势种。常见种是根据物种的出现频率(/)来确定，一般当F65%时确定为常见种。13数据处理数据绘图使用Origin8.5软件包，对枯水期、丰水期浮游动物种类数、密度、生物量进行箱体图比较分析。采用SPSS19.0软件对采样点

10、进行密度聚类，建立聚类树状图，并对不同水文期的环境因子进行分析,显著性水平设为0.05；利用CANOCO4.5软件包对浮游动物和水环境因子进行典范对应分析并作图，所有数据都经Ig(1)转化和标准化处理,再进行9999次蒙特卡洛循环检验(Montecar1otest,MCT)o2结果与分析2.1浮游动物种类组成经鉴定，从北洛河流域采集到浮游动物标本共有4类38属60种,其中轮虫为24属44种，占73.33%；原生动物为6属8种，占13.33%；枝角类为4属4种，占6.67%；楼足类为4属4种，占6.67%(表2)。表2各河段浮游动物种类组成Tab.2Speciescompositionofthe

11、zoop1anktonatthedifferentsamp1ingsites种类species上游upstream中游midstream下游downstream枯水期dryseason丰水期Wetseason枯水期dryseason丰水期WCtseason枯水期dryseason丰水期wetseason原生动物ProMwion匣壳虫属Centropyjris+砂壳虫属DuiffIugia+盖虫属Opfrcu1aria+法帼虫属PhrygancUa+似铃壳虫属Tintinnopsis+钟虫属Vorticr11a+轮虫Rotiera无柄轮虫属Accofnorpha+晶囊轮虫属Asp1anchna囊

12、足兔虫属/Up1anchno-+T+pus甘尼轮虫属Iirachionus巨头轮虫属Cepha1M-+般鞘轮虫属CuUo1heca+狭甲轮虫属Co1urrt1u+猪尾轮虫属Dkrafmphorus水轮虫属Epiphanes+十+三肢轮虫属Fi1inia+龟甲轮虫属Kerate11a+腔轮虫属1ecane+长肢轮虫属Monommata+单趾轮虫属Monosty1a+叶轮虫属Notho1ca+椎轮虫属Notonunata+旋轮虫属PhUodina+皱甲轮虫属P1ofsoma+多肢轮虫属Po1yarthra+翼轮虫属Prw1es+轮虫属Rotaria+异尾轮虫属Trichocerca+强轮虫属Tri

13、chtria+凸镜轮虫Tfstudine1tu+枝角类C1adocera象鼻渣属Hosinina+盘肠满属Chydonis秀体潢属1)iahano5oma十+十+低额潢属Simocepha1us+梭足类Copepoda真剑水蚤属Eucyc1ops+无节幼体Naiip1iiis+有爪猛水诋属+()nych(,amptus拟剑水蚤属Paracyc1ops+注：+示该物种在该河段该时间被发现。Note：+,speciesisfoundinthereach.轮虫和原生动物占种类总数的86.66%,构成了北洛河流域浮游动物的主要类群（图2）。在时间变化上，丰水期浮游动物种类数45种，枯水期36种，两个季节浮游动物种类数存在显著性差异（/K0.05）（图3）；在空间分布上，浮游动物种类数依次为下游中游上游。B1IB12B13B14B15B16B17B18B19B11OB1I1B112B1BB114采样点位samp1ingsite棱足类Copcpoda枝角类C1adocera轮虫Rotifcra原生动物Protozoa:MOdJI