原生动物环境保护论文

2022-04-19

摘要:对柳河(兴隆段)4个典型区域浮游生物群落进行了调查。结果显示:浮游植物4门类,31种属。下面是小编为大家整理的《原生动物环境保护论文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!

原生动物环境保护论文 篇1:

原生动物的科研价值及应用探究

【摘 要】 原生动物是一类低等的结构简单的单细胞动物,分布极为广泛. 原生动物的一些自身特点,使其成为科学研究的好材料,在生态学、环境科学、分子遗传学、细胞生物学等多个领域被广泛应用,具有重要的科研价值. 同时在污水的生物治理,一些生命现象及其机理研究方面也有着深远的意义. 通过将其在以上各方面的科研价值及研究意义进行初步的探讨性总结,以期得到人们更多的重视,使其在诸多领域中发挥出更大的作用及价值,得到更广泛的应用. 【关键词】 原生动物;生态地位;指示生物0 引言

原生动物在动物界中属于最原始、最低等的单细胞动物,是一类具有或无明显亲缘关系的单细胞“低等动物”的泛称或集合名词.它们个体较小,一般为几个微米至几百个微米. 每个原生动物体既是一个细胞,又是一个完整的小生物. 它们与其他细胞一样,主要是由细胞膜,细胞质和细胞核三部分组成. 它们可以通过各种细胞器完成运动、摄食、消化吸收、新陈代谢、生殖遗传等一系列生命活动. 原生动物是一个十分复杂,高度集中的生命单位,是一个完整的有机体,在原核生物和真核生物之间起着承前启后的作用,有重要的理论研究意义[1]. 原生动物可以分为鞭毛虫、肉足虫、饱子虫和纤毛虫四大类. 细胞内特化的各种胞器具有维持生命和延续后代所必需的一切功能,如今记载的种类已逾65000种.

原生动物分布极为广泛,就自由生活的原生动物而言,几乎所有的自然水体包括海洋、河流、湖泊、池塘、水沟中都有分布,甚至在临时积水中都可以找到它们的踪迹,以及土壤中也存在它们的身影,它们主要以细菌类颗粒物质或细菌分解的生物体碎片为食. 很多原生动物在环境不利时会发生包囊化,其包囊小而轻,可以随风飘扬,可以说原生动物往往是世界性分布的. 因此原生动物与人类关系密切,直接对人有害或者有益. 它作为最原始,最简单,最低等的单细胞动物. 具有个体小、易培养、生命周期短、易获得大量单克隆群体等特点,这些便于科学研究的特点使其成为研究生命现象以及其机理的好材料,并且它作为一种研究模型,在生态学,环境科学,分子遗传学,细胞生物学等多个领域内也被广泛应用. 不仅有多方面的经济价值,而且有重要的科学研究价值.

1 生态学方面

原生动物出现在广泛的环境范围,组成了自然水域重要的生态类群,它们所形成的复杂的种类聚合体组成了水生生态系统中完整的生态单元,显示了整个水生生态系统结构和功能的许多特征,如群落的稳定性及对环境变化的反应等等. 由于原生动物种类多、数量大并因理化环境与食物等生态因子和营养类型的差异而占据有不同的生态位,因而它们群落的明显改变在很大程度上可以影响到食物网的组成,因此直接或间接地影响其他较低和较高生物类群的分布和丰度. 原生动物和其他微型生物一起组成了许多水生系统生物量的主要部分. 按照单位面积或体积计数种类和计算其重量,原生动物和其他微型生物在水生生态系统中处于优势地位.

水体中原生动物的种类数和个体丰度受到不同水质状况的影响. 原生动物群落特征的变化能够较客观地反映不同类型湖泊的营养水平[2]. 通过分析国内外不同营养类型湖泊(寡营养型、中营养型、富营养型)原生动物种类组成、个体丰度、多样性指数(结构参数)和PFU群集速度(功能参数)的差异,显示原生动物群落结构和功能特征与湖泊的营养水平关系密切. 氮和磷浓度是影响湖泊原生动物群落变化的重要因子,在高度富营养化湖泊中的原生动物群落对此产生明显的响应,即既可改变群落结构,也可改变其功能特征[3].

在水生生态系统中,作为捕食者(或初级消费者)和被捕食者的原生动物在物质循环和能量流动过程中扮演了十分重要的角色. 原生动物是细菌和微型浮游植物 (microphytoplankton) 的主要捕食者,又是很多浮游动物 (zooplankton) 的重要的饵料来源. 因此,原生动物被认为是食物网中从微型生物构成 (microbial components) 到较高营养级的一个能量传递的重要环节. 一方面,它们通过对有机颗粒物、细菌和藻类的摄食和吸收,直接将能量进行转化,使较复杂的物质转化成较简单的成分并得以在水环境中再循环. 同时,通过它们的摄食作用,刺激了藻类和细菌的生长,促进了有机物的分解,加速了水体中物质循环与能量转换. 另一方面,从种类的多样性、结构上的特殊性及分布特点来看,原生动物可作为污染评价理想的指示生物.

2 环境科学方面

2.1 作为指示生物在水质监测中的应用

指示生物又叫生物指标物,就是指那些在一定地区范围内,能通过其特性、数量、种类和种群等变化,指示环境或某一环境因子特征的生物[4]. 水体生物监测原理就是,水体受到污染后,水生生物的群落结构和个体数就会发生变化,最终结果是敏感生物消亡,抗性生物旺盛生长,群落结构单一. 应用原生动物对水体进行污染监测是生物监测的一种重要手段. 由于原生动物对环境条件有一定的要求,对栖息地中某些环境因素的变化较为敏感,尤其是不同水质的水体中必定生活着某些相对稳定的种类,因此在环境的监察中,可以作为“指示生物”,判断水质污染程度.

一般来讲,一种生物的结构越简单、个体越小、相对的表面积越大、对周围介质的化学作用的体表保护性就越不完善,对环境变化就越敏感. 与较高等生物相比,单细胞的原生动物不仅与它们所生存的环境直接接触,对环境变化具有更短、更迅速的反应时间从种类的多样性、结构的复杂性及分布的广泛性来看,原生动物可以作为污染评价理想的指示生物. 绝大多数原生动物种类为世界性分布,不受季节和地区差异的限制. 这些相同的种类作为水质评价的指示生物,使数据的可靠性和可比性程度大大提高,因此是很理想的指示生物.

根据特点,可以将水体划分为多污性水体,α—中污性水体,β—中污性水体和寡污性水体. 在应用中最好是采用常见而又占优势的种类来指示该水体的污染程度. 多污性水体的原生动物有:施氏肾形虫、变豆形虫、闪瞬目虫、梨形四膜虫、小口钟虫、及扭头虫、齿口虫等[5-6]. 国内不少科学家、学者用原生动物优势种的功能类群及其对水质的指示意义和平衡期评价了多个地区水体的污染状况. 近十几年来,随着全球性的水污染日益严重,生物监测受到人们的广泛关注,原生动物监测水质成为生物监测的重要手段. 总之,由于原生动物结构简单,生命周期短,对污染反应迅速,水体环境的突然变化能及时从原生动物群落的变化上反映出来. 因此在监测评价水质的瞬时变化(如瞬时排污)和长期内的连续变化(长期效应)方面,原生动物作为理想的监测生物具有不可替代的作用.

2.2 作为指示生物在土壤环境监测中的应用

土壤原生动物泛指生活在土壤中或土壤表面覆盖的凋落物中的原生动物. 土壤原生动物具有丰富的种类多样性以及巨大的生物量,它们既参与了微生物所介导的物质循环和能量转化,也参与了动物对微生物的捕食作用,因此在土壤生态系统中具有十分重要的地位. 长期以来,人们对水、气污染研究的比较深入,而对土城污染尚未给予足够的重视. 事实恰恰相反,土壤污染超标后,土壤的生态平衡被破坏,结构与功能恶化、生物降解能力下降,致使农作物生长发育受到抑制,农产品的质量下降. 同时,被农作物富集的有毒物质对人类的健康造成了潜在的威胁. 因此,土壤污染的危害是不容忽视的.

原生动物对环境条件变化非常敏感,研究其数量、群落结构、及多样性的动态变化,可监测、评价生物及非生物环境污染. 原生动物作为指示生物,其优点可概括为: (1)原生动物是单细胞生物,能直接暴露在水膜中,与周围环境或污染物相接触; (2)原生动物是土壤生态系统中的重要组成部分; (3)土壤原生动物的种类遍布全球,这为不同地区实验结果的比较提供了可能; (4)原生动物生命周期短,许多种类生活周期仅几个小时,可作为快速监测早期预警系统的生物学指标; (5)原生动物可在极端环境条件下生存,对研究极端环境具有重要价值

[7];(6)原生动物与原核生物相比,对环境的反应更具有说服力.

目前,土壤原生动物作为指示生物广泛用于土壤污染的监测及剂量-响应关系等研究中. 土壤原生动物可以监测土壤中的有机氯类、农药类和重金属类污染物, 尤其是重金属污染. 极端环境条件下的纤毛虫如厌氧纤毛虫,它们可作为土壤氧气状况的指示生物. 在以传统物理、化学方法很难监测的周期性或偶然性氧损耗时更为有效. 异毛虫是最典型的厌氧土壤环境栖息类群,对缺氧环境有重要指示作用[8].

3 分子遗传学方面

以原生动物为材料的真核细胞的分子遗传学研究,正进一步深人展开. 美国科罗拉多大学的Cech T R教授及其实验室,多年来一直从事四膜虫的分子遗传学研究,他们在对嗜热四膜虫的rRNA的环化位点的选择提出自已的模型之后,又对四膜虫的核糖酶所催化的DNA裂解进行了研究[9]. 美国K.M.Ivanetich等对原生动物中一种具有双功能的TS-DHFR(胸昔酸合成酶-二氢叶酸还原酶)的蛋白质进行了研究. 他们发现在许多寄生原生动物的一种蛋白质的多肤链上,同时具有TS和DHFR. 这种蛋白质系由TS-DHFR基因控制,经常用来处理微生物感染的抗叶酸盐.对于利什曼原虫(Leishmania)和疟原虫(Plasmodium)等的DHFR的抑制作用却很小,这可能与这种双功能蛋白质的特性有关. 他们的研究为找到寄生原虫的DHFR的阻抑剂奠定了理论基础[10]. 另外,瑞士和以色列的一些学者们合作研究了莱哈衣滴虫在细胞周期中EF-Tu的合成以及其mRNA的分布状况, EF-Tu是一种控制细胞拉长的因子,其基因编码在叶绿体DNA上. 研究的结果表明,EF-Tu的合成与类囊体的膜有密切的关系[11].

全国在原生动物分子遗传学方面也取得了很大的进展. 正因原生动物的个体小、易培养、生命周期短、易获得大量单克隆群体等特点,为分子遗传学研究提供了有力而充足的实验材料. 虽然原生动物的基因组计划较晚才开始,但相当部分的项目已取得了很好的进展或正在酝酿并将很快付诸实施,尤其是针对一些有医学意义的寄生种类(如疟原虫、弓形虫等)和分子生物学研究模式生物(如四膜虫、草履虫等)的基因组学研究. 应用单克隆抗体双夹心免疫金银染色法检测病人血清中疟疾循环抗原,也取得了成功.

4 细胞学方面

单细胞原生动物是研究真核细胞的结构及其内部规律的极好材料. 美国田纳西州大学的

D.E.ohns等分别利用Gfuˉ微管蛋白和Tyrˉ微管蛋白的单克隆特异抗体与阔口游仆虫进行反应,然后用免疫荧光显微技术和电子显微技术来搞清不同的:一微管蛋白在细胞中的分布.

Gluˉ微管蛋白主要分布在游仆虫的棘毛和小膜等处,而Tryˉ微管蛋白主要围绕在大核和小核四周以及在棘毛和小膜的基部[12]. 细胞膜的离子通道一直是细胞学研究的热点之一. 英国的Y.Oosawa研究了四膜虫纤毛上的阳离子选择通道,这一通道可以允许单价和二价阳离子通过. 作者提出了一个“双屏障模型”,并且用这一模型计算出来的结果与将四膜虫放在K离子和Ca离子的混合溶液中测得的数据加以比较,得到了较好的结果[13]. 如利用分子探针技术研究变形虫细胞对外来物质的吸收情况. 对四膜虫的肌动蛋白与骨骼肌的肌动蛋白进行了比较研究. 发现这两种肌动蛋白有共聚作用,存在着相似之处

,但也有不同之处,例如肌肉的“一辅肌动蛋白就不能结合到四膜虫的肌动蛋白上去”. 还有许多科学家和学者以原生动物为研究模型,得到了许多细胞学上的研究理论及成果.

5 展望

原生动物不仅在以上领域有着深远的科研价值,在污水的生物处理等领域也有着重要的应用价值. 原生生物不但可以作为污水指示生物,而且可以通过其自身机能使污水达到净化. 近年来,很多国家为解决日趋严重的环境污染问题,利用生物的生理活动,建立高效净化污染环境以及将污染转化为资源的技术系统. 建立各种污水处理厂,利用原生动物来净化污水. 一般采用活性污泥法、渗透过滤、流离生物床法[14]等. 另外,目前通过分子生物学技术研究,寡毛目的四膜虫(Tetrahymenasp. )、草履虫(Parameciumsp. )、毛目尖毛虫(Oxytrichasp. )、棘尾虫(Stylonychiasp. )将UAA、UAG翻译成谷氨酰胺(Gln),只将UGA作为唯一的终止密码子;相反,游仆虫(Euplotessp. )则将UGA翻译成半胱氨酸(Cys),而用UAA作为主要终止密码子. 在长期的进化过程中,纤毛虫密码子的使用与大多数的真核生物发生了不同,因此它们的密码变异情况可为探讨生命的起源和进化提供理论基础.

综上所述,原生动物学的研究具有十分重要的科研意义和应用价值,目前在诸多领域的研究正处于一个上升期,许多方面都在蓬勃发展和努力迈进之中. 有理由相信,在不久的将来,原生动物的研究会为改善生活环境,提高生活质量等诸多方面做出更多,更显著的贡献.

参 考 文 献

[1] 王娅宁,施心路,刘桂杰,等. 纤毛原生动物研究的经济意义.生物学杂志,2009, 26(6):1008-9632.

[2] 龚循矩.从原生动物变化看武汉东湖富营养化的发展.水生生物学报,1986,10(4):340-352.

[3] 许木启,曹宏. PFU原生动物群落生物监测的生态学原理与应用.生态学报,2004,24(7): 1540-1547.

[4] 李江平,李雯.指示生物及其在环境保护中的应用[J].云南环境科学, 2001, 20(1): 51-54.

[5] 张文渊.水生生物评价在水利水电工程环境管理中的应用[J].环境工程, 2001, 19(3): 57-59.

[6] 顾福康.原生动物学概论[M].北京:高等教育出版社, 1991.

[7] 宋雪英,宋玉芳.土壤原生动物对环境污染的生物指示作用[J].应用生态学报, 2004, 15(10): 1979-1982.

[8] Griffiths B S,Eke Lund F,Rom R. Protozoa and nematodes on barley roots

[J]. Soil Biology & Biochemistry,1993,25(6):1293-1295.

[9] Hersehlag D.Nature,1990,344:405.

[10]Ivanetich K M. FASEB Journal,1990,4:1591.

[11]Breidenbach J, Biochimca et al. Biophysical Acta, 1990,1048:209.

[12]Loins’ D E. Biol Cell,1980,66:235.

[13]Osawa Y. Biophys J,1989,56:1217.

[14]张彤,李宇. 原生动物在污水净化中应用研究综述.安徽农学通报,2009,15(19):1007-7731.

(责任编辑:李家云)

作者:王鑫 王慧

原生动物环境保护论文 篇2:

柳河(兴隆段)浮游生物群落组成调查分析

摘 要:对柳河(兴隆段)4个典型区域浮游生物群落进行了调查。结果显示:浮游植物4门类,31种属。其中硅藻门16种属,占51.61%;绿藻门11种属,占35.48%;蓝藻门3种属,占9.68%;隐藻门1种属,占3.23%;优势种和常见种有:舟形藻、菱形藻、羽纹藻、辐节藻、小球藻;平均密度为100.39×104 cell·L-,平均生物量为2.00 mg·L-1。浮游动物4类27个种属,其中原生动物最多,为12种属,占44.4%;轮虫和枝角类次之,各有 6种属,各占22.2%;桡足类3种属,占11.1%;优势种和常见种有:筒壳虫、沙壳虫、单趾轮虫;平均密度为140 ind·L-1,平均生物量为0.600 mg·L-1。

关键词:柳河;浮游生物;群落组成

柳河属于滦河水系中上游,发源于兴隆县六里坪山,总长96.2 km,几乎贯穿兴隆县内东西北全境及承德县大营子乡全境,流域面积699.8 km2,年平均径流量1.6亿m2,汛期占年总径流量的79.8%。柳河总落差980 m,平均降坡110%;流域内10 km2以上支流有14条,最终经柳河口入潘家口水库。2010年被农业部列为第四批国家级水产种质资源保护区“柳河特有鱼类国家级水产种质资源保护区”,主要保护物种为鳜鱼和黄颡鱼。2016年针对柳河周边环境不断发生变化的情况下,保护物种是否受到影响,对保护区核心区浮游生物群落组成进行了全面的调查。

浮游生物是区域内各种仔稚鱼的主要天然饵料来源,浮游生物种类与群落的变化,直接影响区域内生物多样性及食物链的结构。主要保护物种鳜鱼和黄颡鱼的食性均为以动物性饵料为主,在其幼鱼阶段浮游生物群落变化直接影响其成活率。因此了解保护区浮游生物群落组成及变化规律,将为保护物种种群恢复和采取有效保护措施提供科学依据。

1 调查方法

1.1 调查站位的设定

调查站位根据柳河自然状况并能充分代表柳河的水生生物资源分布,根据保护物种主要“三场”位置,经沿河巡查调研确定设4个站点分别为1号-北庙,2号-西地,3号-老鸭窝,4号-柳河口(如图1、图2所示)。

1.2 调查方法

浮游生物样本的采集、定性、定量分析等,依据《全国淡水生物物种资源调查技术规定(试行)》(环境保护部2010年第27号公告)和《淡水生物学》[1]进行。

1.3 调查时间

2016年总计调查3次,每次调查时间3~4 d,具体时间为4月8-11日;7月16-18日;10月10-13日。

2 调查结果与分析

2.1 浮游植物

2.1.1 種类组成

经镜检分析共检出浮游植物4门类,31种属。其中硅藻门(Bacillariophyta)16种属,占51.61%;绿藻门(Chlorophyta)11种属,占3548%;蓝藻门(Cyanophyta)3种属,占968%;隐藻门(Cryptophyta)1种属,占3.23%;各采样点浮游植物种类组成及分布详见表1。

2.1.2 优势种与常见种

调查水域浮游植物优势种三次取样综合评价,4月、10月以硅藻占绝对优势,7月绿藻占绝对优势;常见种有:舟形藻Navicula、菱形藻Nitzschia、羽纹藻Pinnularia、辐节藻Stauroneis、小球藻Chlorella等。2.1.3 浮游植物生物量

浮游植物定量分析表明,调查区域浮游植物密度为14.52×104~239.6×104 cell·L-1平均密度为100.39×104 cell·L-1,生物量为1.26~2.67 mg·L-1,平均生物量为2.00 mg·L-1;从浮游植物密度和生物量看,调查区域浮游植物以硅藻门占优势,绿藻门次之,平均密度和平均生物量高于国内一般河流;其他门类所占比例较少(详见表2)。

2.2 浮游动物

2.2.1 种类组成

经镜检分析共检出浮游动物4类27个种属,其中原生动物最多,为12种属,占44.4%;轮虫和枝角类次之,各有 6种属,各占22.2%;桡足类3种属,占11.1%。原生动物生物种类丰富,轮虫类、桡足类和枝角类则较少,详见表3。

2.2.2 优势种与常见种

调查水域浮游动物优势种4月、10月原生动物为主,7月以轮虫占优,个别区域枝角类占优,常见种有:筒壳虫Tintinnidium、沙壳虫Difflugia、单趾轮虫Monostyla、象鼻溞Bosmina等。

2.2.3 浮游动物定量

通过计数、换算和分析,调查区域浮游动物密度为110~160 ind·L-1,平均密度为140 ind·L-1,以原生动物最多,轮虫类次之;生物量为0371~0.897 mg·L-1,平均生物量为0.600 mg·L-1,以枝角类为优势,在生物量中所占的比重较大;各采样点浮游动物密度生物量见表4。

调查结果显示浮游生物在各站点分布较均匀,生物量完全能满足保护区鱼类生存需要,说明保护区没有受到外来污染物侵入。此外由于保护区整个河流蜿蜒曲折,水质优良,水流相对缓慢,为浮游生物的繁殖提供了良好的环境。从而促进了保护物种种群的相对稳定,使水产种质资源保护区内水生生态环境达到良好状态。

参考文献:

[1] 何志辉.1982.淡水生物学.北京:农业出版社

(收稿日期:2017-03-06)

作者:徐荣郅 王旭旭 肖国华

原生动物环境保护论文 篇3:

小清河济南段浮游动物群落结构空间变化特征

摘 要:为了解济南地区各水系浮游动物群落结构特征及空间变化,于2019年春季在小清河(济南段)设置10个采样点,进行浮游动物群落调查。结果显示:小清河济南段共检测出浮游动物4大类28种属,其中轮虫种类数所占比例最高,为71.4%;桡足类最小,为7.2%。浮游动物密度为0.24~32.40个/L,均值为7.69个/L,密度最大值出现在河段上游吴家铺(X1)。生物量为0.000 1~0.211 4 mg/L,均值为0.027 3 mg/L。生物量最大值出现在河段中游黄台桥(X5),其空间变化趋势与密度存在差异。浮游动物优势种主要为普通表壳虫(Arcella vulgaris)、四角平甲轮虫(Platyias quadricornis)和多刺裸腹蚤(Moina macrocopa Straus),常见种为桡足幼体(Copepodid)。浮游动物种类趋于小型化,群落结构趋于简单,因此需要加强河道污染治理和环境保护。

关键词:小清河;浮游动物;群落结构;空间变化

小清河位于鲁北平原南部,发源于济南诸泉,西起睦里庄,自西向东与黄河平行横贯济南,流经济南市区及章丘、淄博、潍坊、滨州、东营5地市的10个县、市、区,从辛丰庄出济南界,在潍坊寿光羊口流入莱州湾,全长237 km[1]。小清河济南段从睦里庄断面到辛丰庄断面,全长30 km,沿途经马鞍山、五柳闸、还乡店、大码头、鸭旺口、从辛丰庄出济南界,地势南高北低。小清河是济南市区唯一的排洪干道,也是市区污水的集中排放河道,随着济南市“东拓、西进”战略的实施,河流的生态环境目前已难满足整个城市快速发展的需要。河流水质好坏不仅影响市民的生活质量和工农业的发展,而且还关系到黄河下游沿岸人民的用水健康。为了更好地治理水污染和修复水环境,需要对河流生态进行全面调查评价。

浮游動物是生态系统食物链中的次级生产者,其种类和数量的变动直接或间接地影响水体中其他水生生物的数量与分布[2]。浮游动物因具有种类多、世代时间短、对环境敏感和方便采集等特点[3],目前已广泛应用到湖泊、水库、河流等水质状况的监测和评价上[4-6]。济南地区水系河流水生态环境的评价目前多集中在鱼类、底栖动物和浮游植物等[7-9],而对浮游动物的研究较少[10]。基于此,本文通过调查小清河(济南段)浮游动物的种类组成、优势种、现存量等对其浮游动物群落结构特征进行研究,以期为了解小清河乃至整个济南地区河流水生态系统和水环境状况提供基础理论数据。

1 研究区域及方法

1.1 采样点位设置

于2019年5月,根据小清河的地势地貌以及工业和人类密集程度,在河流调查区域共设10个调查点位(X1~ X10),其中河流上游(睦里庄-五柳闸)设置2个采样点(X1 ~ X2),中游(五柳闸-鸭旺口)设置6个采样点(X3 ~ X8),下游(鸭旺口-辛丰庄)设置2个采样点(X9 ~ X10),具体位置及坐标见图1和表1。所有采样点均经GPS定位。

1.2 样品采集与观察

浮游动物定性样品用25#浮游生物网在水面下拖拽采集,并用4%~5%甲醛溶液固定。轮虫和原生动物的定量样品用5 L有机玻璃采水器在各水层取混合水样10 L,现场加入1.0%~1.5%(体积比)鲁哥氏液固定[11],带回实验室沉淀24 h后,虹吸上清液浓缩至30 mL;枝角类和桡足类定量样品用有机玻璃采水器取100 L混合水样,用25#浮游生物网过滤浓缩至50 mL后,现场加入4%~5%(体积比)甲醛溶液固定。混匀浓缩样品,依据文献[12-14],在100~400倍生物显微镜(Olympus-CX21)下鉴定浮游动物种类,并记录个体数量。

1.3 数据处理与分析

浮游动物密度计算公式:

N=(Vs×n)/(V×Va)

式中:N为1 L水中浮游动物的个体数,个/L;V为采样体积,L;Vs为沉淀体积,mL;Va为计数体积,mL;n为计数所得的个体数。

浮游动物生物量依据文献[15]中各种类个体湿重换算。

优势种的确定采用优势度(Y)计算公式:

Y=fiPi 式中:Y是优势度,fi是第i个物种的出现频率,Pi是第i个物种个体数占总个体数的比例,以Y ≥0.02确定为优势种[16]。

常见种是根据物种的出现频率(f)来确定,一般当f大于65%时确定为常见种[17]。所有数据用Excel统计处理。

2 结果与分析

2.1 浮游动物种类组成及分布

通过对小清河济南段10个采样点的采样及检测分析,共发现浮游动物4大类28种属,其中,轮虫有20种属,占总种属71.4%;原生动物和枝角类一样,均有3种属,均占总种属的10.7%;桡足类有2种属,占总种属7.2%(见图2),种类组成主要以轮虫为主。各采样点具体物种数详见图3,可以看出小清河中上游的黄台桥采样点浮游动物种类数较多,上游的梁府庄采样点浮游动物种类数相对较低,沿着河流方向浮游动物的种类数呈现先降后升再降的波动趋势。各采样点浮游动物种类数大小顺序为X5(12种)、X2(11种)、X9(9种)、X8(7种)、X10(7种)、X4(6种)、X7(5种)X1(4种)、X6(3种)、X3(2种)(见表2)。

2.2 浮游动物密度

调查期间,小清河济南段各采样点浮游动物密度为0.24~32.40个/L,平均密度7.69个/L(表3)。其中,原生动物密度占浮游动物总密度的48.96%,轮虫密度占浮游动物总密度的36.59%,枝角类密度占浮游动物总密度的12.50%,桡足类密度占浮游动物总密度的2.08%(见图4)。如表3所示,原生动物在X1采样点的密度最高,为32.24个/L,以普通表壳虫为主要组成种类;轮虫在X5采样点的密度最高,为19.88个/L,以四角平甲轮虫、萼花臂尾轮虫、方形臂尾轮虫、前节晶囊轮虫为主要组成种类;枝角类在X2采样点的密度最高,为4.80个/L,以多刺裸腹溞为主要种类;桡足类在X5采样点的密度最高,为0.64个/L,以桡足幼虫为主要种类。

2.3 浮游动物生物量

从浮游动物生物量(表3)来看,小清河济南段浮游动物平均生物量为0.027 0 mg/L,范围0.000 1~0.211 4 mg/L。其中采集到的轮虫生物量占总生物量的69.23%,枝角类生物量占总生物量的27.11%,桡足类生物量占总生物量的5.86%(见图4)。从采样点位看,轮虫生物量最大值(0.176 4 mg/L)出现在X5采样点;枝角类在X2采样点的生物量最高,为0.033 6 mg/L;桡足类在X5采样点生物量最高,为0.006 4 mg/L。

2.4 浮游动物优势种及优势度

小清河济南段秋季出现浮游动物优势种3种,其中原生动物1种,轮虫1种,枝角类1种(见表4)。优势种普通表壳虫优势度最高,为0.281 6,其次是多刺裸腹溞和四角平甲轮虫,优势度分别为0.036 8和0.033 1。常见种只有1种,为桡足幼体。

3 讨论

3.1 浮游动物种类组成变化特征

浮游动物是一种个体较小,具有较短的世代交替周期,对环境变化反应迅速的水生生物,因此,近年来国内外很多学者关注于用浮游动物评价水体生态系统健康程度[18]。有研究显示,随着水体富营养化程度提高,浮游动物种类减少,丰度增加,多样性指数降低,群落结构趋于简单,其稳定性降低[19]。浮游动物对水环境变化的敏感性,使得其群落结构的变化的调查已成为水域生态系统调查的重要内容。泾河水系[20]调查发现了原生动物2属3种,轮虫23属36种,桡足类3属3种,甬江干流[21]报道了轮虫24属72种,枝角类5属20种,桡足类11属13种,可鲁克湖[22]调查发现原生动物16种,轮虫57种,枝角类7种,桡足类2种。这些水域均利用浮游动物对水质进行了评价,说明浮游动物群落结构的调查研究在水生态系统监测与健康评价方面具有重要作用。

小清河流域是济南的重要河流,也是流经济南的主要地表水源,是济南典型的资源型缺水的季节性河道,具有防洪、排水、航运以及养殖等功能,影响着济南人民的生活以及工业发展,增加了居民的收入也保证了济南市的安全。近年来,由于很多企业受到资金短缺的影响,大部分废水未经处理直接排放到小清河,其中大量有毒有害物质势必会对河道水生生物的栖息、繁殖和生长造成影响,使其在现存量、种类数、种群结构和空间分布上发生很大变化。通过对比分析小清河浮游动物的历年调查研究结果[23-26]发现,小清河浮游动物的种类以轮虫和原生动物为主。此次调查发现,小清河济南段浮游动物群落结构在种类组成上较为单一,主要以轮虫为主,占总种类数的71.4%,原生动物和枝角类次之,均占总种类数的10.7%,表明小清河济南段浮游动物主要以小型浮游动物(轮虫)为主。这一调查结果与国内大部分河流浮游动物种类组成较相似[27-28]。

3.2 浮游动物密度和生物量变化特征

调查结果显示,小清河济南段浮游动物的密度和生物量较小,平均密度为7.69个/L,平均生物量为0.027 3 mg/L,其中以小型浮游动物(原生动物、轮虫)的贡献占主要。在种类密度百分比中,原生动物占主导,为48.96%,而在种类生物量百分比中,轮虫占主导,为69.23%,这主要是因为原生动物体型较小,它们的相对湿重较体型比较大的轮虫偏低。与1985年报道的小清河浮游动物调查结果[25]相比较,本次调查发现的浮游动物密度和生物量相对偏低,但与国内其他相似河流[7,20]相比,其浮游动物的密度和生物量相对较高。调查结果中X5采样点在种类数和现存量上均占有优势,从河流地理位置来看,采样点X5在济南市区河段中游的黄台桥,此处受市区人类活动影响较大,水体富营养化较为严重,浮游动物主要以轮虫为主。有研究[29]报道轮虫对富营养环境具有喜好性,提升水体营养状态有利于轮虫密度的增加,而枝角类对水环境的响应能力敏感,喜歡生存于还原性的中营养或贫营养型的水体,桡足类是浮游动物中受环境因子影响较低的一种生物,大多数情况下主要以无节幼体和桡足幼体的形式存在。小清河济南段浮游动物调查结果显示,小型种类(表壳虫、四角轮虫和裸腹溞)占据一定优势,桡足幼体成为常见种,这主要与采样点的水环境质量有密切关系,说明小清河近年来的水质变化适合小型种类生存,使得浮游动物群落结构发生了改变,种类组成趋于小型化。

小清河水质好坏不仅影响市民的生活质量和工农业的发展,而且还关系到黄河下游沿岸人民的用水健康。因此,减少工业污染物的排放量,恢复河道生态平衡,提高水生生物多样性已迫在眉睫。

参考文献:

[1] 周雨露,杨永峰,袁伟影,等.基于GIS的济南市小清河流域生态敏感性分析与评价[J].西北林学院学报,2016,31(3):50-56.

[2] 杨宇峰,黄祥飞.浮游动物生态学研究进展[J].湖泊科学,2000,12(1):81-89.

[3] 白海锋,赵乃锡,殷旭旺,等.渭河流域浮游动物的群落结构及其与环境因子的关系[J].大连海洋大学学报,2014,29(3):260-266.

[4] 林秋奇,胡韧,段瞬山,等.广东省大中型供水水库营养现状及浮游动物的响应[J].生态学报,2003,23(6):1101-1108.

[5] 陈光荣,雷泽湘,谭镇,等.环境因子对广东城市湖泊后生浮游动物的影响[J].水生态学杂志,2010,3(4):28-32.

[6] 韩洁,张杰,宋蒙蒙,等.济南市水域鱼类功能群结构及其季节性变化[J].环境科学研究,2018,31(9):1537-1544.

[7] 白海锋,王丰,张星朗,等.黄河兰州市区段秋季浮游动物群落结构特征[J].水生态学杂志,2015,36(5):51-57.

[8] 商书芹,郭伟,朱中竹,等.济南地区夏季浮游植物群落结构与环境因子的关系[J].水产学杂志,2017,30(1):46-51.

[9] 刘鹏,商书芹,谭璐.济南地区丰水期、枯水期底栖动物群落多样性及其与环境因子的关系[J].水产科技情报,2018,(5):263-266.

[10] 王博涵,李晨,姜力文,等.济南地区河流轮虫群落结构的时空动态研究[J].水生态学杂志,2016,37(3):93-101.

[11] 孟伟,张远,渠晓东,等.河流生态调查技术方法[M].北京:科学出版社,2011:120-163.

[12] 韩茂森.淡水浮游生物图谱等[M].北京:农业出版社.1980:156-295.

[13] 周凤霞,陈剑虹.淡水微型生物图谱[M].北京:化学工业出版社,2005:193-395.

[14] 王家楫.中国淡水轮虫志[M].北京:科学出版社,1961:1-288.

[15] 张觉民,何志辉.内陆水域渔业自然资源调查手册[M].北京:农业出版社,1991:12-122.

[16] 罗民波,陆健健,王云龙,等.东海浮游植物数量分布与优势种[J].生态学报,2007,27 (12):5076-5085.

[17] 沈韫芬,章宗涉,龚循矩,等.微型生物监测新技术[M].北京:中国建筑工业出版社.1990,152-524.

[18] Bertani I,Del L M,Pecora S,et al.Longitudinal variability in hydrochemistry and zooplankton community of a large river:A Lagrangian-based approach[J].River Research and Applications,2016,32(8):1740-1754.

[19] 劉盼盼,王龙,王培,等.沙颍河流域浮游动物群落结构空间变化特征与水质评价[J].水生生物学报,2018,42(2):373-381.

[20] 白海锋,李丽娟,项珍龙,等.泾河水系浮游动物群落结构及其与环境因子的关系[J].大连海洋大学学报,2015,30(3):291-297.

[21] 李共国,包微红,徐石林,等.甬江干流浮游动物群落结构季节动态与水环境的关系[J].水生生物学报,2015,39(1):1-12.

[22] 刘钢,孟云飞,吴丹,等.青藏高原可鲁克湖浮游动物群落结构特征及水质评价[J].大连海洋大学学报,2018,33(3):379-386.

[23] 田家怡.山东小清河的轮虫类[J].海洋湖沼通报,1996(1):38-41.

[24] 田家怡.山东小清河的原生动物[J].海洋湖沼通报,1995(1):33-37.

[25] 田家怡.小清河的浮游动物与水质污染评价[J].海洋湖沼通报,1998,(2):64-71.

[26] 郑琳琳,王兆军,张水燕,等.小清河水生生物资源调查研究[J].环境研究与监测,2018,31(3):56-60.

[27] 洪松,陈静生.中国河流水生生物群落结构特征探讨[J].水生生物学报,2002,26(3): 295-305.

[28] 吴利,冯伟松,陈小娟,等.新疆伊犁地区夏季浮游动物群落结构特征[J].应用生态学报,2008,19(1):163-172.

[29] 张世羊,周巧红,成水平,等.复合养殖系统中浮游动物种类丰度及其影响因素[J].中国环境科学,2009,29(7):745-750.

(收稿日期:2019-11-29)

作者:相华 朱中竹 商书芹 殷旭旺 白海锋

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