濟南流域輪蟲群落結構及多樣性的研究

王博涵等

摘要：通過對山東省濟南流域19個采樣點位的輪蟲進行調查研究并利用輪蟲香農維納指數、均勻度指數對濟南水質進行評價，結果表明：濟南流域共鑒定出輪蟲種類17屬30種，主要以龜甲輪屬和臂尾輪屬為主。輪蟲密度2.0～453.0 ind./L，平均值為114.4 ind./L。輪蟲香農維納指數和均勻度指數都具有顯著的空間分布規律，香農維納指數范圍為0.917～3.644，平均值為2.752；均勻度指數范圍為0.857～1.608，平均值為0881。濟南流域輪蟲香農維納指數和均勻度指數相對較低，通過綜合分析認為濟南流域水體受到不同程度污染。

關鍵詞：濟南流域；輪蟲；群落結構；多樣性指數

輪蟲是水生生物中浮游動物的重要組成部分，具有分布廣泛、繁殖迅速、發育時間短等特點，是大多數水生生物和魚類的開口餌料，在生態系統中起著重要作用。輪蟲是水體污染的重要指示物，對環境變化較敏感，因此在水環境監測中被廣泛應用[1-3]。

目前國內針對河流生態系統中輪蟲群落的研究報道相對較多[4-5]，但對濟南流域輪蟲群落研究相對較少[6]。此外，濟南市多年來水生態人為干擾嚴重，水生態環境惡化，為了更好地制定相關治理措施，需要對水生態進行全面的評價。輪蟲由于具有對環境相應敏感、方便采集等特點，可作為很好的模式生物來評價水生態的健康狀況。為此筆者于2014年5月對濟南流域輪蟲群落結構進行了野外調查，并對水質狀況進行分析評價，以期為濟南流域水環境治理提供基礎理論數據。

1材料與方法

1.1采樣點設置

濟南市位于北緯36°40′，東經117°00′，地處中緯度地帶，其地勢為南部高北部低。山地丘陵約有3 000 km2，平原約有5 000 km2。根據濟南河流的地理特征，在濟南重要景區和各區縣，共設立19個采樣點位（J1～J19）（見圖1）。

1.2樣本的采集與鑒定

用采水器在各水層采混合水樣100 L，用25號浮游生物網過濾，將濾取的樣本放入100 mL標本瓶中，加4%～5%的甲醛溶液固定。固定的樣本在室內靜止24 h后虹吸上清液，濃縮至50 mL。根據相關文獻[7-10]在100～1 000倍Olympus—CX21生物顯微鏡下鑒定輪蟲種類并記錄數量。

1.3數據處理與分析

采用Biodiversity Profession 2.0計算Shannon-Weaner-多樣性指數（H）、Pielou均勻度指數（J） [11-12]。采樣點位、輪蟲密度和多樣性指數的空間分布在ArcMap 9.3上實現。

水質評價標準：H>3為輕污染或清潔，1≤H≤3為中污染，0≤H≤1為重污染。

圖1濟南流域采樣點位分布圖

2結果

2.1濟南流域輪蟲的物種組成

濟南市周邊水域共鑒定出輪蟲17屬30種。其中臂尾輪屬4種、晶囊輪屬3種、水輪屬3種、龜甲輪屬 2種、彩胃輪屬 2種、三肢輪屬2種、腔輪屬 2種、多肢輪屬 1種、無柄輪屬 1種、其他輪屬10種，分別占輪蟲總屬的 13%、10 %、10 %、7%、 7%、 7%、 7%、3%、3 %和 33 %。在此次調查中，曲腿龜甲輪蟲、卵形彩胃輪蟲、長肢多肢輪蟲和角突臂尾輪蟲為優勢種。輪蟲種類數在各采樣點的分布范圍為2～15個，平均種類數為8個，其中點位 J10檢出的輪蟲種類數最多，為15個。

2.2輪蟲密度

由圖2可知，濟南流域輪蟲密度在各采樣點的分布狀況。在19個采樣點中，輪蟲密度范圍在2.0～453.0 ind./L，密度平均值為114.4 ind./L。其中J18點位輪蟲密度最高，為453.0 ind./L，J1點位輪蟲密度最小，為2.0 ind./L。

圖2濟南流域輪蟲密度分布圖

2.3輪蟲多樣性指數

如圖3所示，濟南流域輪蟲香農維納多樣性指數和均勻度指數相對較低。香農維納指數（H）范圍為0.917～3.644，均值為2.752。均勻度指數（J）范圍為0.857～1.608，均值為0.881。香農維納指數與均勻度指數最高值均出現在J10采樣點位，最低值均出現在J9采樣點位。采樣點位中J1和J9香農維納指數均小于1，依據評價標準為重污染；其他點位香農維納指數在1～3之間，依據評價標準為中污染。

圖3濟南流域香農維納指數、均勻度指數分布圖

3討論

有研究表明，輪蟲香農維納指數和均勻度指數能在一定程度上反映水質的狀況，數值越大，輪蟲群落結構相對穩定，水質相對較好，反之則水質相對較差。本次調查數據表明，濟南流域共有輪蟲17屬30種，輪蟲密度平均值為114.4 ind./L，輪蟲香農維納指數平均值為2.752，均勻度指數平均值為0.881。從輪蟲種類組成和密度來看，輪蟲的群落結構與國內其他河流的較為相似[13-14]，具有典型河流輪蟲群落結構特征。從多樣性來看，香農維納多樣性指數和均勻度指數都相對較低，這表明輪蟲群落結構相對不穩定，水質相對較差，受污染較嚴重。此外，濟南流域輪蟲種類以臂尾輪屬和龜甲輪屬居多，這兩個屬的輪蟲都是典型的污染指示種。在此次調查中，在一些采樣點位還檢出了寡營養型水體指示種-獨角聚花輪蟲和富營養型水體的指示種-卜氏晶囊輪蟲。這表明濟南流域部分水體已經出現不同程度的營養化。

在自然水域環境中，輪蟲主要以浮游植物（藻類）、細菌、有機碎屑等為食。在輪蟲的食物鏈中，浮游植物通過上行效應來直接影響輪蟲的群落結構。溫度是影響輪蟲群落結構最重要的環境因子之一，溫度一方面通過影響浮游植物的繁殖來間接影響輪蟲的種群結構，另一方面通過影響輪蟲休眠卵的孵化率來影響輪蟲種群的周轉速率。在一定范圍內溫度升高，輪蟲的種類和現存量增加，因此，一般在溫度回升的春季常形成輪蟲種群的指數增長。在天然水域中的競爭者（枝角類等）和捕食者（劍水蚤和魚類等）也是影響輪蟲種群增長的重要因素。枝角類能夠通過爭奪食物等方式抑制輪蟲生長，劍水蚤和魚類的大量存在，能使輪蟲密度迅速下降，同時經過下行效應抑制輪蟲的帶卵和繁殖。輪蟲既是水體營養狀況的指示生物，同時也是響應環境因素變化最為敏感的生物，輪蟲與環境之間的關系相對比較復雜，僅從生態學角度評價水質狀況是不夠準確和不夠全面，將生態學指標與環境因素結合起來進行綜合評價，這樣得到的結果就比較真實。

濟南位于山東省中西部，近年來由于旅游開發和工農業快速發展使水體受到不同程度的影響和污染。因此對濟南周邊水域進行水環境保護及水生生物多樣性修復具有重要意義。

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