水生生物资源演化现状调研

水生生物资源演化现状调研

作者:祖国掌 鲍传和 胡建华 荣朝振 刘鑫 段荣会 王欣欣 王磊 刘全美 程必胜 刘天文 单位:安徽农业大学动物科技学院 安庆市泊湖全美蟹业有限责任公司 宿松县水产局

泊湖位于安徽沿江安庆市的太湖、望江、宿松三县交界处,是长江一级支流华阳河水系下游大型湖泊,面积23333hm2(35万亩),其中宿松县辖5333hm2(8万亩)。由于多种原因,2002年之前的10年,渔业资源受到人为因素与水灾危害甚为严重,泊湖的渔业几乎无效益。自2003年开始,安庆市泊湖全美蟹业有限责任公司在渔业资源匮乏的泊湖4000hm2水体进行了生物资源修复与渔业合理开发利用,取得了显著的成效[1]。为跟踪了解泊湖生态修复区水生生物资源现状,指导泊湖进一步科学合理地渔业利用其水生生物资源,2007年8月16日与2010年8月3~5日,分别对泊湖生态修复区的水体水生生物资源变化情况进行了调查研究。

1调查与研究方法

1.1采样点布设与采样时间针对泊湖生态修复取得成效的4000hm2湖面,根据其湖面形状,设定了3个断面8个采样点(断面Ⅰ:石庙嘴1、2、33个采样点;断面Ⅱ:夏家汊4、旁天湖中5、三所瓶口63个采样点;断面Ⅲ:老水产7、凤林嘴82个采样点)见附图;采样时间分别为2007年的8月16日和2010年8月3~5日。

1.2样本采集、处理与鉴定

1.2.1浮游植物水样的采集与处理浮游植物水样的采集,分定性与定量2种。定性水样用25号筛绢网按“∞”型在各采样点捞取,所采集水样及时用4%甲醛溶液固定;定量水样用中国科学院水生生物研究所生产的1000mL有机玻璃采水器,置水面下0.5m、1.0m和2.0m处各采集1000mL混合,然后随机取1000mL倒入塑料水壶中,当场用20ml鲁哥氏碘液固定,置实验室浓缩并进行种类的定性与定量鉴定[2-3],由于<65mm的浮游植物易漏失,在定性记数时,利用定量水样增补种类数。

1.2.2浮游动物水样的采集与处理浮游动物中的原生动物、轮虫和无节幼体的定性与定量利用浮游植物水样,枝角类、桡足类的定性与定量水样分别取水下0.5m、1m、2m水层4L、3L、3L水样混合,经13号浮游生物网过滤后,转入100mL水样瓶,4%甲醛液现场固定带回实验室定性与全部计数。

1.2.3底栖动物的采集与处理底栖动物的定量样本采集,用面积为1/16m2的彼得生采泥器,将采得的泥样倒入面盆,每点采集2次,现场用40目分样金属筛滤去淤泥,将底栖动物收集于塑料保鲜袋,带回实验室分检、计数、称重与种类鉴定;然后将水蚯蚓置于5%甲醛溶液标本瓶固定保存,其它底栖动物用75%的酒精固定保存。

1.2.4水草的调查与处理定量样本的采样,也是利用面积为1/16m2的彼得生采泥器采集,每点采集2次。采集的水草现场连根检出、洗净泥土装入专用塑料袋、编号,带回实验室称重与种类鉴定。每个采样点现场测定与记录水深、气温、水温、pH值、透明度及天气、风向等理化因子。

2结果与分析

2.1浮游植物

2.1.1浮游植物种类组成将采集的浮游植物分别镜检鉴定。2007年8月16日采集的样本,浮游植物63种,分隶于7门37属,其种类蓝藻门9属11种,绿藻门16属31种,硅藻门7属13种,甲藻门1属1种,隐藻门1属1种,金藻门2属2种,黄藻门2属4种;时隔3年,2010年8月3~5日采集的样本,浮游植物的种类增加到71种,分隶于7门37属,其中蓝藻门11属14种,绿藻门17属34种,硅藻门7属14种,甲藻门1属1种,隐藻门1属1种,金藻门2属2种,黄藻门2属4种(表1)。由表1可见,较2007年8月相比,2010年8月蓝藻门增加了2属3种,绿藻门增加了1属3种,其优势种类无明显变化,蓝藻门的优势种同为小色球藻Chroococcusminutus,美丽颤藻Oscillatoriaformosa;绿藻门的优势种为小球藻Chlorellavul-garis,二角盘星藻Pediastrumduplex.盘星藻P.clathratum.单角盘星藻P.simplex等。

2.1.2浮游植物细胞数与生物量镜检计数表明,2007年8月与2010年8月,8个采样点的浮游植物平均细胞密度与生物量发生了较大变化(见表2)。表2可见,2007年8月,泊湖的浮游植物细胞密度为162.63×104L-1,生物量为0.3455mg•L-1;2010年8月,浮游植物细胞数增加到214.87×104L-1,生物量增加到0.7163mg•L-1。调查显示无论是浮游植物数量还是生物量均出现较大幅度增加。

2.2浮游动物

2.2.1浮游动物种类组成将浮游动物样本镜检鉴定,2007年8月16日采集的样本,浮游动物为4大类22属37种,其中原生动物5属8种,轮虫8属15种,枝角类8属11种,桡足类2属3种;2010年8月3~5日采集的浮游动物为4大类33属59种,其中原生动物8属15种,轮虫9属24种,枝角类9属13种,桡足类7属7种。与2007年8月相比,2010年8月的浮游动物增加了11属22种(见表3)。

2.2.2浮游动物数量与生物量根据2007年8月16日和2010年8月3~5日采集的水样定量计数分析,2007年的浮游动物数量为11200ind•L-1,其中轮虫数量最多,其次是无节幼体;生物量最高为枝角类,其次是桡足类;2010年浮游动物的数量与生物量较2007年均有一定幅度的增加,优势类群及其生物量无显著变化,其中数量最多首数轮虫,其次是无节幼体,生物量最高为枝角类和桡足类(见表4)。

2.3底栖动物

2.3.1种类组成与浮游生物水样同日调查采集的底栖动物,其种类组成主要由环节动物门、节肢动物门和软体动物门的一些习见种类。其中2007年8月采集的底栖动物分别隶属7科11属12种,习见优势种类主要由梨形环棱螺、铜锈环棱螺、静水锥实螺、淡水壳菜和河蚬等,其次为颤蚓科的霍甫水丝蚓、苏氏尾鳃蚓等;2010年8月3~5日采集的底栖动物种类组成虽然也是由环节动物门、节肢动物门和软体动物门等3大类群组成,但底栖动物的种类有了明显的增加(表5)。由表5可见,2010年的8月的底栖动物共11科22属25种,较2007年的样本增加了4科11属13种;虽然习见大型优势种类没有明显变化,主要还是由梨形环棱螺、铜锈环棱螺、静水锥实螺、淡水壳菜和河蚬等组成,但小型底栖动物种类发生了较大变化,其中习见种类不仅有颤蚓科的霍甫水丝蚓、苏氏尾鳃蚓等为优势种,节肢动物门的一些种类明显增加。

2.3.2密度与生物量将调查采集的底栖动物经分检计数与称重显示,2007年8月16日采集的底栖动物,环节动物平均密度为32个•m-2、生物量为1.4g•m-2;软体动物平均密度为84个•m-2、生物量79g•m-2;节肢动物的种类未检出。2010年8月3~5日采集的底栖动物,其种群结构发生了显著变化,其中,环节动物平均密度增加到112个•m-2、生物量增加到5.02g•m-2;同时还采集到节肢动物门的多个种类,生物量虽然仅有2.17g•m-2,但平均密度高达208个•m-2;特别不同的是,螺类等软体动物的平均密度与生物量分别降低了89.5%和90.5%(见表6)。分析底栖动物采样结果(表6)显示,2007年8月,底栖动物的平均密度为116个•m-2,生物量为80.4g•m-2,其中软体动物的平均生物量占总生物量的98.26%;2010年8月,底栖动物的密度与生物量发生了很大变化,虽然平均密度增大到328个•m-2,但生物量则降低到15.49g•m-2,特别是软体动物这类大型底栖动物数量减少,导致生物量平均下降了4倍以上。#p#分页标题#e#

2.5水生维管束植物

2.5.1种类组成根据调查采集的水生维管束植物样本分类比较,2007年8月与2010年8月,泊湖生态修复区的水生维管束植物种类组成分别为16种和17种(表7),以沉水植物种类为多见。

2.5.2生物量各采样点采集的水生维管束植物经分类、称量,2007年8月,泊湖生态修复区断面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平均生物量分别为每平方米1258.7g、2570.7g和3043g;2010年8月相同断面的平均生物量分别为每平方米2390.7g、2097.3g和2467.5g(表8)。由表8可见,在泊湖生态修复区,2007年的水生维管束植物,尤其是沉水植物资源丰富、平均生物量高达2196.75g•m-2;虽然继续进行生态维护和合理渔业利用,但时隔3年,2010年8月,水生维管束植物尤其是沉水植物,在浅于2.3m水深的水体,生物量虽然略有增加,但水深超过2.5m,尤其是水深3m的区域,沉水植物几乎全部消失,如断面Ⅱ-4采样点水深3m、Ⅲ-7采样点水深3.2m,就出现了这样的结果。

3讨论

3.1浮游生物种类与生物量渐增的原因

在天然大水面生态环境中,浮游生物的种类与生物量的变化直接与水体环境的氮、磷含量、透明度等理化因子密切相关,泊湖生态修复区的浮游生物的种类与生物量变化具有类同的生物学原理。从2007年8月到2010年8月,泊湖生态修复区的浮游生物无论是种类或生物量,均发生了较大变化。其中浮游植物增加了3属6种,细胞数和生物量分别增加了52.24×104L-1、0.3708mg•L-1;浮游动物增加了11属22种、生物量增加了11.031mg•L-1。其原因可能是由于自2010年6月之后,泊湖生态修复区水位升高持续数月不降,水深在3m以上的范围,原修复生长的大量沉水植物不能进行光合作用,相对吸收湖水中氮磷的量减少,且沉水植物因不适宜长时间在深层水环境而腐烂分解,湖水的氮磷含量增加,导致该区域的浮游生物种类与数量增加。

3.2底栖动物种类增多生物量锐减的原因

2007年8月至2010年8月,泊湖生态修复区的底栖动物增加了4科11属13种,密度也有较大幅度的增加(见表5和表6),在增加的底栖动物中,主要由环节动物门颤蚓科和仙女虫科的种类以及节肢动物门蜉蝣科、箭蜓科和摇蚊科的种类等小型底栖动物组成;其中环节动物平均密度增加到112个•m-2;较2007年8月采集的底栖动物相比,节肢动物门的种类与数量增加较多,平均密度高达208个•m-2;特别需要指出的是,螺类等软体动物的平均密度与生物量分别降低了89.5%和90.5%,降幅最为显著。由于小型底栖动物种类和数量的增加,螺类等大型底栖动物密度与生物量的降低,出现底栖动物种类增多生物量锐减的现状。在湖泊水域生态环境中,底栖动物的种类、密度直接受到底质和水深的影响[4];也与同环境下捕食动物具有较大的关系[5]。泊湖生态修复区底栖动物种类增多生物量锐减原因何在?根据调查的相关资料综合分析认为:其一,自2010年6月之后,泊湖生态修复区水位升高持续数月不降,导致水深在3m以上的沉水植物群落消失,螺类依附沉水植物栖息、摄食的良好生态环境遭到破坏,包括螺类不适宜深水的生物学特点,这可能是螺类数量锐减的主要原因之一。较多的研究也证明螺类与沉水植物互利共生的这现象,即沉水植物为螺类提供了良好的栖息环境,其植物体上生长的附着生物为螺类提供良好的食物资源,而沉水植物本身由于营养质量较低很少被螺类摄食,同时螺类的牧食活动有效地去除了植物表面的附着生物覆盖层,从而更加有利于沉水植物的光合作用和生长等[6-7]。其二,泊湖生态修复区的主要放养品种是河蟹,由于螺类是河蟹的优质生物饵料,因此放养的河蟹对螺类具有直接影响,只是这种影响在沉水植物和螺类资源丰富的环境下,河蟹的投放密度合理,不投放摄食螺类的其他养殖品种的情况下,结果不会对螺类产生明显的影响。如2007年8月调查数据显示(见表8),泊湖生态修复区沉水植物资源丰富、平均生物量高达2196.75g•m-2,每公顷放养蟹种150只,螺类的平均密度依然多达84个•m-2;由于2010年6月泊湖生态修复区水位升高数月不降,即使投放河蟹的数量与2007年相同,但由于6月份之后几个月正是河蟹大量取食肥育季节,优质的沉水植物大量消失,河蟹取食的沉水植物资源减少,因此更多的螺类被河蟹取食,加之螺类不适宜深水的生物学特点,螺类资源数量大大减少,这也是螺类等软体动物数量锐减的一种重要原因。

3.3沉水植物生物量大量减少的主要原因

泊湖生态修复区的水生维管束植物,主要是由菹草、轮叶黑藻、苦草等沉水植物组成。由于菹草在1~2月萌芽,3月植株生长,4月~5月达最大生物量并开花结果,6月后菹草群落逐渐开始衰败,植物体枯萎腐烂,同时形成鳞状芽体休眠,因此,菹草数量与生物量未能出现在调查数据之列,调查分析生物量大量减少的沉水植物,主要是轮叶黑藻和苦草等2个优势群落。通过调查研究了解到,泊湖生态修复区的轮叶黑藻茎长一般在60~85cm,最大长度1.5cm左右,生长适宜水深为0.5~2.5m,群落最大密度多出现在0.5~1.5m水深,每年5~8月,轮叶黑藻达最大生物量;当水深超过3m以上的区域,基本上难觅轮叶黑藻植物体。苦草也是泊湖生态修复区的主要优质沉水植物,苦草植物体80~150cm,每年3~4月份,球茎或种籽开始萌芽、生长,6~7月份是分蘖生长的旺盛期,9月至10月初达最大生物量,10月中旬以后,分蘖逐渐停止,生长进入衰老期。研究表明[8],苦草多生长在水深1.4~2.2m的范围内,水深超过2m后,生物量显著减少;安徽苦草生长在比较浅的水域,一般水深lm左右[9]。根据调查资料综合分析比较,轮叶黑藻和苦草这2种沉水植物优势种群,在泊湖生态修复区适宜生存的水深为0.5~2.0m范围。根据泊湖水文资料佐证,自2010年6月中旬直至12月底,泊湖水位升高1m以上持续未降,大面积沉水植物群落生长区域水深达到3m,甚至更深,致使轮叶黑藻、苦草光合作用减弱而死亡,这可能是导致沉水植物群落消失生物量大量减少的主要原因。

3.4适应生态变化规律科学调整渔业利用方式

泊湖是长江一级支流华阳河水系下游大型湖泊,面积23333hm2,宿松境内的4000hm2生态修复区属于泊湖的部分水面。泊湖原本水草资源茂盛,属于典型的草型湖泊,由于1995年之后渔业利用不科学,加上1996、1998和1999等3年的洪涝灾害,泊湖原有的水草资源急剧下降,最后几乎完全消失,出现了由草型湖泊变成藻型湖泊的明显特征,渔业无效益。自2003年开始,首先在宿松境内的泊湖水面进行生物资源修复,同时进行有限度的渔业利用,以不损害生物资源修复为前提,适度投放河蟹和鲢、鳙鱼种等,直至2007年连续多年均取得了显著生态效益与经济效益[1]。#p#分页标题#e#

调查发现,自2010年6月中旬直至12月底,再次出现了泊湖水位升高数月不降的现象,较大面积沉水植物生长茂盛的生态修复区水深达到3m,甚至更深,导致丰富的轮叶黑藻、苦草等优质沉水植物资源消失,螺类等软体动物资源下降,浮游生物资源量明显增加等藻型湖泊的特征。综上分析与研究认为,在泊湖高水位的情况下,渔业利用应禁止投放草食性鱼类、降低河蟹投放数量、适度投放以小杂鱼为食料的鳜大鱼种、移殖细鳞斜颌鲴、增加鲢、鳙等滤食性鱼类放养量、加强定居性鱼类的增殖保护等渔业措施;待泊湖水位下降后,择机继续进行优质沉水植物的移植和增殖投放螺类等大型底栖动物。