论文｜海南尖峰岭国家级自然保护区秋季浮游生物调查与评价

长按识别

OSID开放科学计划

长按识别论文专属二维码，听作者讲述论文写作背景，与同行交流心得体会。

尖峰岭国家级自然保护区位于海南岛西南部，属海南省乐东黎族自治县。面积约1250hm²，位于108°52′E，18°42′N，保存有较完整的热带天然林和次生林。有神秘的热带雨林、神奇的自然景观、独特的气候条件、山海相连的地理优势，拥有我国现存整片面积最大、保护完好的原始热带雨林。从滨海至1412m的主峰分布着7个植被类型，形成垂直的植被带谱。拥有维管植物2800余种，动物4300余种（含昆虫），被誉为“热带北缘生物物种基因库”。但是对其浮游生物的研究目前处于空白状态。浮游植物作为初级生产者，易受环境变化的影响，水环境状况对其群落结构与功能的变化有着直接的影响。部分浮游植物种类可作为环境污染和水体富营养化的指示生物。笔者于2018年秋季在海南尖峰岭天池设7个样点（1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#）（表1、图1），对浮游生物进行调查研究，通过调查监测浮游生物资源，对天池生态保护提出合理建议。

图1 天池浮游生物采样点分布

目的

了解尖峰岭秋季浮游生物群落状况。

方法

于2018年8月对尖峰岭天池浮游生物进行调查研究，设置7个采样点，分析浮游生物群落结构与多样性指数。

结果

◆浮游植物的种类组成

该调查共采集到浮游植物8门139种及变种，其中绿藻门种数最多，为63种，约占总数的45%；硅藻门次之，42种，占总数的30%；蓝藻门10种，占总数的7%；裸藻门7种，占总数的5%；黄藻门、金藻门、隐藻门各4 种，占总数的3%。采样点1#、2#、3#、4#的浮游植物种数明显多于样点5#、6#、7#（图2）。

图2 不同样点浮游植物的种类组成

◆浮游植物的丰度与生物量

从图3可见，浮游植物丰度为39.6×10⁴～444.0×10⁴个/L，最高值出现在2#采样点，达444.0×10⁴个/L，最低值出现在7#采样点，仅39.6×10⁴个/L。其样点的丰度排序为2#＞1#＞3#＞4#＞6#＞5#＞7#。生物量为0.630～9.865mg/L，最大值出现在2#采样点，为9.865mg/L，最小值出现在7#采样点，仅0.630mg/L。可见，尖峰岭天池秋季浮游植物丰度与生物量的变化趋势相同，峰值均出现在2#采样点。主要原因是2#样点为静水面，腐殖质积累，易于浮游植物群落的产生，而其他样点处于流水中，不易形成较大的浮游植物群落。

图3 不同样点浮游植物的丰度和生物量

◆浮游植物的多样性

为了避免单一多样性指数分析的不确定性，采用多样性分析中常用的Shannon－Wiener 指数（H′）和Pielou（J′）指数进行分析。

从图4可以看出，Shannon-Wiener 指数和Pielou指数变化趋势大体一致。Shannon－Wiener指数为4.321～5.780，其中4#采样点高于其他样点，主要是由于4#点水流相对较缓，腐殖质较为丰富；而7#采样点最低，主要是由于7#点处于天池出水口，水流流速较快，周围腐殖质较少导致浮游植物多样性较低。根据评价标准：0～1为重污染，>1～3为中污染，＞3为轻污染或无污染，7个采样点均为无污染。Pielou 均匀度指数为0.778～0.933，其中5#采样点为最高点，4#采样点次之，7#采样点为最低。依据评价标准：0～0.3为重污染，>0.3～0.5为中污染，>0.5～0.8为轻污染或无污染评价，7个采样点为轻污染或无污染。

图4 不同样点浮游植物Shannon-Wiener指数和Pielou指数

◆浮游植物的优势种与常见种

根据Y≥0.02为优势种可判断，尖峰岭天池秋季优势种以硅藻门与绿藻门为主。其中，蓝藻门6种，硅藻门17种，甲藻门2种，裸藻门3种，金藻门1种，隐藻门4种，黄藻门3种，绿藻门15种。根据频率≥80%为常见种，因此可判断常见种以硅藻门为主。其中，蓝藻门3种，硅藻门13种，裸藻门2种，金藻门1种，隐藻门1种，黄藻门1种，绿藻门7种。

◆浮游动物的种类组成

该调查共采集到浮游动物4类21种及变种，原生动物9种，占总数的43%；轮虫7种，占总数的33%；桡足类3种，占总数的14%；枝角类2种，占总数的10%。浮游动物物种数占比见图5。

图5 不同样点浮游动物的种类组成

◆浮游动物的丰度与生物量

由图6可知，浮游动物丰度为0.001×10⁴～0.109×10⁴个/L，最高值出现在5#采样点，为0.109×10⁴个/L，最低值出现在7#采样点，为0.001×10⁴个/L。其样点的丰度排序为5#＞4#＞3#＞6#＞1#＞2#＞7#。生物量为0.001～0.090mg/L，最大值出现在5#采样点，为0.090mg/L，最小值出现在7#采样点，为0.001mg/L。尖峰岭天池秋季浮游动物丰度与生物量的变化趋势相同，峰值均出现在5#采样点，最低值均出现在7#采样点。主要原因是5#样点为静水面，易于浮游植物群落的产生，可为浮游动物提供饵料，而其他样点处于流水中，不易形成较大的浮游植物群落。

图6 不同样点浮游动物丰度和生物量

◆浮游动物的多样性

为了避免单一多样性指数分析的不确定性，采用多样性分析中常用的Shannon－Wiener 指数（H′）和Pielou（J′）指数进行分析。

由图7可以看出，Shannon-Wiener 指数和Pielou指数变化幅度不大，趋势大体一致。Shannon－Wiener指数为1.522～3.057，其中4#采样点高于其他样点，主要是由于4#点相对水流较缓，饵料较为丰富；而7#采样点最低，主要是由于7#点位于天池出水口，水流流速较快，周围饵料较少。根据评价标准，除4#采样点为轻污染或无污染外，其余均为中污染。Pielou指数为0.812～1.000，其中6#采样点为最高点，7#采样点次之，5#采样点为最低，但是各点Pielou指数均在0.800以上。依据评价标准可知，7个采样点均为无污染。

图7 不同样点浮游动物Shannon-Wiener指数和Pielou指数

◆浮游动物的优势种与常见种

浮游动物优势种以原生动物为主。其中，原生动物8种，轮虫4种，桡足类1种，枝角类1种。根据频率≥50%为常见种可判断，常见种以原生动物为主，其中原生动物4种，轮虫1种，桡足类1种。

讨论与结论

浮游生物在生态系统中具有重要作用，是水生食物网中不可或缺的组成部分。该研究通过对浮游生物群落调查研究，对尖峰岭天池进行水生态状况评价，结果表明，尖峰岭天池共鉴定出游植物8门139种及变种，生物量和丰度以2#采样点最高，7#采样点最低，优势种以硅藻门、绿藻门为主，浮游植物丰度与生物量变化趋势基本一致。浮游动物4类21种及变种，优势种以原生动物为主，生物量和丰度在5#采样点最高，7#采样点最低，浮游植物丰度与生物量变化趋势一致。通过浮游植物与浮游动物的Shannon-Wiener指数与Pielou 均匀度指数结果显示水质良好。

尖峰岭天池浮游生物优势种分布存在显著的空间差异性。浮游植物优势种与水体污染有关。在浮游植物的优势种中多甲藻和小型黄丝藻、拟丝状黄丝藻、小环藻、锥囊藻是寡污带指示生物；镰形纤维藻、四尾栅藻、衣藻、尾棘囊裸藻是弱中污带指示生物。在浮游动物的优势种中原生动物表壳虫、普通砂壳虫是寡污带指示生物。

该调查采用Shannon－Wiener 指数和Pielou均匀度指数来评价尖峰岭天池秋季浮游生物的多样性特征，二者评价结果趋势一致。水生态状况评价结果显示，样点水质总体呈轻污染至无污染状态，尖峰岭天池位于尖峰岭国家森林公园内，总体人为干扰较少，也没有农业和工业污染，但是应控制商业活动带来的生活污染，避免因人为活动增多而导致水质恶化。