Ecological Characteristics of Plankton Community and Health Evaluation of Biodiversity in Xinglinwan Reservoir of Xiamen in Spring
The plankton in Xinglinwan Reservoir was investigated and health evaluation was studied from water quality change parameters and biodiversity in the spring of 2022. The results showed that there were a total of 45 species of phytoplankton belonging to 4 phyla, among which Chlorophyta accounted for 58.00% of the total phytoplankton species, the main dominant species were Rhizosolenia longiseta, Cyclotella meneghiniana, Scenedesmus quqdricauda, etc. The average density and average biomass of phytoplankton were 9.22104 cells/L and 41.5 μg/L, respectively. There were 28 species of zooplankton belonging to 4 groups, the number of rotifera was the most, accounting for 50.00% of the total zooplankton species, the main dominant species were Nauplius, Brachionus rotundiformis, Brachionus calyciflorus, etc. The average density and average biomass of zooplankton were 55.51 ind/L and 0.542 mg/L, respectively. Based on the survey results of phytoplankton and zooplankton, the water quality evaluation standard of biodiversity shows that the water quality of Xinglinwan Reservoir is poor and the plankton richness is low.
Xinglinwan Reservoir
杏林湾水库(24˚35'N, 118˚4'E)位于厦门市集美区的南部,于1979年建成,其上游与后溪相连,下游通过涵闸与海水相通
浮游生物是水生生态系统中重要组成部分,对生态系统的结构和功能具有重要调控作用
2023年3~5月开展浮游生物的水样采集并观测,使用经纬度定位软件现场记录采样点(W1~W4)经纬度并用ArcGIS10.8制作采样位点图(
浮游植物采集定量样品,用2.5 L的有机玻璃采水器在水面下0.5 m处采集25 L水样,并用浮游生物网(25#)进行过滤,收集部分过滤水进行洗网2~3次,最终得到约100 mL的浓缩液。用5%的福尔马林固定,静置沉淀24 h后,浓缩至20 mL,进行鉴定和计数。浮游动物同法。浮游植物样品定量分析时,先摇匀水样,用移液枪吸取0.1 mL样液于0.1 mL的浮游植物计数框内计数,浮游动物样品定量分析用1 mL的浮游动物计数框进行全片计数,每个样品重复计数两次,取平均值进行数据处理分析。
浮游生物采样和计数按SC/T 9012《渔业生态环境监测规范》(淡水)
优势度(Y),浮游生物密度(N),Shannon-Wiener多样性指数( ),Pielou均匀度指数(J)和Margalef丰富度指数(d)计算公式为:
(1)
式中,Ni为水样中第i个物种的个数,N为样品中生物总个数,fi为水样中对应物种出现的频率。优势种的优势度应大于0.02
(2)
单位ind/L或cell/L;N——1 L水中浮游生物的个数;V0——1 L水样浓缩后的体积;V1——计数的标本水量;N1——计数的浮游生物的个数
(3)
式子中,N为总个数;Ni为第i个物种的个数
(4)
式中, 为多样性指数,N为所有种类的总个数
(5)
式子中,N为总个数;S为物种数。
应用Excel 2016和Origin 2022软件进行数据记录、分析和作图。
浮游生物多样性指数水质评价标准分为5个等级(
生物多样性指数 |
评价状态 |
水体污染程度 |
||
> 3 |
J > 0.8 |
d > 6 |
物种种类丰富,个体分布均匀 |
清洁 |
3 ≥ > 2 |
0.8 ≥ J > 0.5 |
6 ≥ d > 4 |
物种丰富度较高,个体分布比较均匀 |
轻污染 |
2 ≥ > 1 |
0.5 ≥ J > 0.3 |
4 ≥ d > 1 |
物种丰富度较低,个体分布比较均匀 |
中污染 |
1 ≥ > 0 |
0.3 ≥ J > 0.1 |
1 ≥ d > 0 |
物种丰富度低,个体分布不均匀 |
重污染 |
= 0 |
J < 0.1 |
d = 0 |
物种单一,多样性基本丧失 |
严重污染 |
杏林湾共监测出浮游植物4门45种(
浮游植物密度为1.40 × 104~2.37 × 105 cells/L,平均密度为9.22 × 104 cells/L,硅藻密度最大,占比83.79%。生物量为4.810~111.7 μg/L,平均生物量为41.5 μg/L。在春季大部分时间里,硅藻数量处于优势,且三月份硅藻占90.3%,后期硅藻硅藻和绿藻数量相当,蓝藻一直处于劣势,裸藻只在五月出现过(
从
杏林湾春季浮游植物优势种变动大(
浮游植物的Shannon-Wiener指数为(
)为0.614~3.763,种类均匀度(J)为0.166~0.857,丰富度指数(d)为0.645~1.693 (
日期 |
优势种及其优势度 |
||
3/19 |
浮游植物 |
镰形纤维藻藻奇异变种(0.026) |
长刺根管藻(0.898) |
浮游动物 |
汤匙华哲水蚤(0.142) |
长额象鼻溞(0.054) |
|
小拟哲水蚤(0.101) |
|||
棘球虫(0.023) |
|||
无节幼体(0.150) |
|||
4/22 |
浮游植物 |
梅尼小环藻(0.394) |
湖生卵囊藻(0.048) |
四尾栅藻(0.036) |
绿球藻(0.036) |
||
钝鼓藻(0.038) |
四足十字藻(0.060) |
||
微小四角藻(0.042) |
韦氏藻(0.040) |
||
三角四角藻(0.037) |
裂开圆丝鼓藻(0.027) |
||
浮游动物 |
壶状臂尾轮虫(0.032) |
无节幼体(0.165) |
|
圆型臂尾轮虫(0.186) |
|||
多刺裸腹溞(0.188) |
|||
广布中剑水蚤(0.275) |
|||
5/15 |
浮游植物 |
水华微囊藻(0.049) |
微小四角藻(0.023) |
细小平裂藻(0.032) |
湖生卵囊藻(0.094) |
||
梅尼小环藻(0.426) |
绿球藻(0.049) |
||
线形舟形藻(0.021) |
裂开圆丝鼓藻(0.079) |
||
钝鼓藻(0.037) |
小空星藻(0.020) |
||
浮游动物 |
圆型臂尾轮虫(0.045) |
褶皱臂尾轮虫(0.027) |
|
萼花臂尾轮虫(0.354) |
前节晶囊轮虫(0.024) |
||
角突臂尾轮虫(0.056) |
广布中剑水蚤(0.071) |
||
剪形臂尾轮虫(0.235) |
无节幼体(0.102) |
时间 |
监测点 |
浮游植物 |
浮游动物 |
||||
|
J |
d |
|
J |
d |
||
3/19 |
W1 |
0.614 |
0.166 |
0.664 |
2.397 |
0.854 |
2.240 |
W2 |
0.827 |
0.231 |
0.645 |
2.439 |
0.869 |
2.107 |
|
W3 |
0.813 |
0.195 |
0.953 |
1.363 |
0.682 |
0.977 |
|
W4 |
0.698 |
0.167 |
0.934 |
2.405 |
0.802 |
1.323 |
|
4/22 |
W1 |
2.976 |
0.700 |
1.243 |
2.290 |
0.689 |
1.696 |
W2 |
2.865 |
0.733 |
1.094 |
2.379 |
0.847 |
1.450 |
|
W3 |
3.259 |
0.754 |
1.372 |
2.848 |
0.857 |
1.585 |
|
W4 |
3.763 |
0.857 |
1.482 |
2.817 |
0.848 |
1.841 |
续表
5/15 |
W1 |
3.257 |
0.685 |
1.693 |
2.546 |
0.710 |
2.102 |
W2 |
3.033 |
0.714 |
1.274 |
2.864 |
0.774 |
1.925 |
|
W3 |
3.272 |
0.714 |
1.597 |
3.140 |
0.825 |
2.263 |
|
W4 |
2.684 |
0.593 |
1.524 |
2.124 |
0.574 |
1.470 |
综合杏林湾水库浮游生物群落动态调查结果,三月份的水质较差,浮游生物种类均匀度和种类分布丰富度都较低;四、五月份的水质有好转,浮游生物个体分布较均匀,但种类分布丰富度仍较低。
浮游生物的生活史与其生活水域生态息息相关,其种类、数量、多样性等可以间接反映出水环境状况。本次杏林湾春季浮游生物动态调查共鉴定出45种浮游植物和27种浮游动物,以绿藻和轮虫为主,优势种主要为梅尼小环藻、微小四角藻、圆型臂尾轮虫、无节幼体等。相比1999年12月至2001年2月杏林湾采样调查的95种浮游植物
浮游生物多样性指数不仅是研究浮游生物群落结构特征和动态规律的必须指标,同时也常用于判断水体富营养化程度。
、J、d指数值越大,群落结构越复杂,稳定性越强,水质也就越好
杏林湾主要入库水源后溪属于山溪性溪流,径流量在汛期的集中时间短,大部分直接渲泄入海。汛期时后溪河床中沉积物被带入杏林湾库区,枯水期库区得不到有效补水
本研究对杏林湾水库春季浮游生物群落结构特征进行3次4个采样点的调查,共鉴定出45种浮游植物和27种浮游动物,浮游植物以绿藻为主,占比达58.00%;浮游动物以轮虫为主,约占50.00%。综合杏林湾水库浮游生物群落动态调查结果,春季浮游生物种类和丰富度变化较大,三月水质较差,四、五月水质情况好转。
根据本次春季浮游生物多样性调查结果,建议持续开展浮游生物多样性监测,对杏林湾水库进行综合的水质健康评价,并依据评价的水质状况进行有效的水域环境改善工作。控制工业、生活等污水的排放,及时清淤,改善水质,加强管理等。
*通讯作者。