（水生生物学专业论文）滴水湖及其外围水体浮游动物群落结构比较研究.pdf

j ：海师范人学硕 学位论文 摘要 论文题目：滴水湖及其外围水体浮游动物群落结构比较研究 学科专业：水生生物学 学位申请人：周晓梅 指导老师：王全喜 摘要 滴水湖位于上海市临港新城，是国内最大的人工湖，也是港城水系的核心。 滴水湖在塑造城市景观生态，优化地区小气候环境起着相当重要的作用，它的水 质好坏直接关系到港城未来城市的发展和旅游观光，同时间接反映出上海市水环 境的安全现状。滴水湖的水源来自附近水体，附近的水体环境的好坏也会影响到 滴水湖水质状况。2 0 0 8 年至2 0 0 9 年对滴水湖的浮游动物进行了调查研究，并从 2 0 0 9 年3 月起，增加对滴水湖的外围水体进行采样研究，比较分析滴水湖及外 围水体浮游动物群落结构的差别与联系，进一步探讨滴水湖浮游动物群落演变情 况，并对滴水湖及外围水质状况状况进行生态学评价，为滴水湖的水质保护和未 来旅游开发提供了生物学依据。主要结果如下： l 、2 0 0 8 年1 月 - 2 0 0 9 年1 2 月，滴水湖共鉴定浮游动物1 7 科2 3 属4 9 种， 其中轮虫9 科15 属3 8 种，桡足类5 科5 属8 种，枝角类3 科3 属3 种。 滴水湖浮游动物两年平均丰度为2 4 4 8 个l ，其中，轮虫平均丰度占总量9 9 ； 桡足类占1 ；枝角类丰度极少，可忽略不计。浮游动物两年平均生物量为 2 1 5 m g l ，其中，轮虫、桡足类平均生物量分别占总生物量的9 7 、3 。 滴水湖的浮游动物轮虫优势种有以下8 种：疣毛轮虫( s y n c h a e t as p ) 、暗小 异尾轮虫( t r i c h o c e r c a p u s i l l a ) 、裂痕龟纹轮虫、中吻轮虫( e n c e n t r u ms p ) 、广生 多肢轮虫( p o l y a r t h r av u l g a r i s ) 和艾氏龟甲轮虫( k e r a a t e l l ae i c h w a l d i ) 、臂三肢轮 虫( f l i n i ab r a c h i a t a ) 、角突臂尾轮虫( b r a c h i o n u sa n g u l a r i s ) ；桡足类优势种有为 桡足幼体；枝角类无优势种。 滴水湖不同水域的浮游动物群落结构较为均一，差别不大。 2 、2 0 0 9 年3 月 - - 1 2 月，外围水体共检出浮游动物2 0 科4 5 属1 1 2 种，其中 摘要 上海师范大学硕上学位论文 轮虫有1 0 科2 6 属8 3 种，桡足类有5 科7 属9 种，枝角类有5 科1 2 属2 0 种。 丰度及生物量方面，外围水体各采样点浮游动物平均丰度变动范围为11 8 3 9 7 3 0 个l ，生物量变动范围为0 9 7 8 0 6 m g l 。 外围水体轮虫优势种分别为以下1 2 种：广生多肢轮虫( e o l y a r t h r a1 ，u t g a r i s ) 、 疣毛轮虫( s y n c h a e t as p ) 、暗小异尾轮虫( t r i c h o c e r c a p u s i l l a ) 、中吻轮虫( e n c e n t r u m s p ) 、裂痕龟纹轮虫( a n u r a e o p s i s f i s s a ) 、热带龟甲轮虫( k e r a t e l l at r o p i c a ) 、艾氏龟 甲轮虫( k e r a t e l l ae i c h w a l d i ) 、螺形龟甲轮虫( k e r a t e l l ac o c h l e a r i s ) 、变异臂尾轮虫 ( b r a c h i o n u sv a l i a b i l i s ) 、褶皱臂尾轮虫( b r a e h i o n u sp l i c a t i l i s ) 、西式晶囊轮虫 ( a s p l a n c h n as i e b o l d i ) ；桡足类优势种为桡足幼体；枝角类不形成优势种。 各样点优势种类存在差异，但是，多肢轮虫及疣毛轮虫为各采样点的共同优 势种。 3 、与外围水体同期相比，滴水湖浮游动物种类贫乏，浮游动物种类数仅为 外围水体的1 3 ，外围水体浮游动物种类丰富多样，不同样点浮游动物群落结构 差异较大。 外围水体中，大治河( w 1 ) 、农场中心河( w 2 ) 浮游动物丰度低于滴水湖。而 苦草种植区( w 9 ) 、滴水湖出海闸( w 1 3 ) 的浮游动物( 分别为2 3 2 0 、2 8 9 3 个l ) 与滴 水湖较为接近。其它样点皆明显高于滴水湖，浮游动物丰度处于3 2 9 0 - - 9 7 3 0 个l 。 滴水湖第一优势种为暗小异尾轮虫轮虫，相对丰度为o 2 5 。外围水体的第一 优势种为广生多肢轮虫，其在各样点的相对丰度较高，处于0 2 5 0 5 1 间。从优 势种变化来看，滴水湖优势种季节更替较为明显，而外围水体中，广生多肢轮虫 为全年优势种，优势种季节更替不明显，群落结构较为单一。 根据浮游动物水质生态学评价，结果显示，目前滴水湖水质处于中营养水平， 外围水体则处于中度富营养水平。 关键词：浮游动物；群落结构；水质生态学评价；滴水湖 i l j 二海师范大学硕t 学位论文 a b s t r a c t t h e s i st r o p i c ：c o m p a r a t i v es t u d yo nc o m m u n i t ys t r u c t u r e so fz o o p l a n k t o ni n d i s h u il a k ea n di t ss u r r o u n d i n gw a t e r s p r o f e s s i o n a ld i s c i p l i n e s ：h y d r o b i o l o g y d e g r e ea p p l i c a n t ：z h o ux i a o m e i d i r e c t o r ：w a n gq u a n x i a bs t r a c t d i s h u il a k ei sl o c a t e di nl i n g a n gn e wc i t y , c h i n a , w h i c hi st h el a r g e s t m a n - m a k el a k ei nc h i n a , a n di st h ec e n t e ro fl i n g a n gw a t e rs y s t e m d i s h u il a k e p l a y s a ni m p o r t a n tr o l ei ns h a p i n gt h eu r b a nl a n d s c a p ee c o l o g y , a n dt h em i c r o c l i m a t e i ti s d i r e c t l yc o n n e c t e dt ot h ef u t u r ed e v e l o p m e n ta n dt o u r i s mo ft h en e wc i t y f u r t h e r m o r e ，i tc a nr e f l e c tt h ew a t e rq u a l i t ys t a t u so fs h a n g h a i w a t e ri nd i s h u il a k e c o m e sf r o mt h es u r r o u n d i n gw a t e r s t h e r e f o r e ，t h eq u a l i t yo ft h es u r r o u n d i n gw a t e r s c a ni n f l u e n c et h ew a t e ri nd i s h u il a k e z o o p l a n k t o ni nd i s h u il a k eh a db e e n s a m p l e df r o m2 0 0 8t o2 0 0 9 z o o p l a n k t o ni nt h es u r r o u n d i n gw a t e r sh a db e e ns a m p l e d s i n c em a r c h ，2 0 0 9 t h ec o m m u n i t ys t r u c t u r e so fz o o p l a n k t o ni nt h el a k ea n dt h e s u r r o u n d i n gw a t e r s w e r ec o m p a r e d ，i no r d e rt ok n o wt h es u c c e s s i o no ft h e z o o p l a n k t o nc o m m u n i t ys t r u c t u r ea n di t ss p e c i f i c i t y f u r t h e r m o r e , p r e d i c tt h e p o l l u t i o ns t a t u so ft h ew a t e r s i tp r o v i d e st h eb i o l o g yb a s i sf o rt h ew a t e rp r o t e c t i o n a n dt h ef u t u r et o u r i s md e v e l o p m e n t t h em a i nr e s u l t sa r el i s t e da sf o l l o w s ： 1 t h e r ea r e4 9s p e c i e so fz o o p l a n k t o ni nd i s h u il a k e ，w h i c hb e l o n gt o2 3g e n e r a o f17f a m i l i e s t h e r ea r e3 8s p e c i e so fr o t i f e r a b e l o n gt o15g e n e r ao f9f a m i l i e s t h e r ea r e8s p e c i e so fc o p e p o d a , b e l o n gt o5g e n e r ao f5f a m i l i e s ，3s p e c i e so f c l a d o c e r c a ，b e l o n gt o3g e n e r ao f3f a m i l i e s t h ea v e r a g ea b u n d a n c eo fz o o p l a n k t o ni nd i s h u il a k ew a s2 4 4 8i n d l ，i nw h i c h t h ea v e r a g ea b u n d a n c eo fr o t i f e ra c c o u n t e df o r9 9 ，t h ec o p e p o da c c o u n t e df o r1 t h ec l a d o c e r c aw e r ev e r yf e ww h i c hc o u l db ei g n o r e d t h ea v e r a g eb i o m a s so f z o o p l a n k t o nw a s2 15 m g l ，i nw h i c ht h ea v e r a g eb i o m a s so fr o t i f e r aa c c o u n t e df o r 9 7 t h ea v e r a g eb i o m a s so fc o p e p o da c c o u n t e df o r3 t h e r ea r ee i g h td o m i n a n ts p e c i e so fr o t i f e r si nd i s h u il a k e s y n c h a e t a s p ， t r i c h o c e r c ap u s i l l a ，a n u r a e o p s i s f i s s a ，e n c e n t r u ms p ，p o l y a r t h r av u l g a r i s ，k e r a t e l l a e i c h w a l d i ，f l i n i ab r a c h i a t a ，b r a c h i o n u sa n g u l a r i s t h ed o m i n a n ts p e c i e so fc o p e p o d i sl a r v a t h ec l a d o c e r c aa r en o td o m i n a n ti nd i s h u il a k e t h ec o m m u n i t ys t r u c t u r eo fz o o p l a n k t o ni nd i s h u il a k ei sw e l l d i s t r i b u t e d i i i 上海师范大学硕士学位论文a b s t r a c t t h e r ea r e1 i n l ed i f f e r e n c e sa m o n gt h es i t e s 2 t h e r ea r e112s p e c i e so fz o o p l a n k t o nw a si d e n t i f i e di nt h es u r r o u n d i n gw a t e r s f r o mm a r c ht od e c e m b e ri n2 0 0 9 t h e r ea r e8 3s p e c i e so fr o t i f e r a ，w h i c hb e l o n gt o 2 6g e n e r ao f10f a m i l i e s t h e r ea r e9s p e c i e so fc o p e o d ，w h i c hb e l o n gt o7g e n e r ao f5 f a m i l i e s t h e r ea r e2 0s p e c i e so fc l a d o c e r c a , w h i c hb e l o n gt o12g e n e r ao f5f a m i l i e s t h ea b u n d a n c eo fz o o p l a n k t o ni sb e t w e e n118 3a n d9 7 3 0i n d l a n dt h eb i o m a s si s b e t w e e n0 9 7a n d8 0 6 m g l t h e r ea r e1 2d o m i n a n ts p e c i e so f r o t i f e r ai nt h es u r r o u n d i n gw a t e r s ：p o l y a r t h r a v “细r 括，s y n c h a e t as p ，t r i c h o c e r c ap u s i l l a ，e n c e n t r u ms p ，a n u r a e o p s i sf i s s a ， k e r a t e l l at r o p i c a ，k e r a t e l l ae i c h w a l d i ，k e r a t e l l ac o c h l e a r i s ，b r a c h i o n u sv a l i a b i l i s ， b r a c h i o n u sp l i c a t i l i s ，a s p l a n c h n as i e b o l d i t h ed o m i n a n ts p e c i e so fc o p e p o di st h e l a v e l t h e r ea r en od o m i n a n ts p e c i e si nc l a d o c e r c a t h ed o m i n a n ts p e c i e si nd i f f e r e n t s i t ea r ed i f f e r e n t ，b u tp o l y a r t h r a v u l g a r i s ，s y n c h a e t as p a r et h es a m ed o m i n a n t s p e c i e sa m o n gt h ee i g h ts i t e si nt h el a k e 3 c o m p a r i n gw i t ht h es u r r o u n d i n gw a t e r sd u r i n gt h es a m et i m e , t h es p e c i e so ft h e z o o p l a n k t o ni nd i s h u il a k e w e r ep o o r , w h i c ho n l ya c c o u n t e df o r1 3 i nt h e s u r r o u n d i n gw a t e r s t h es p e c i e si nt h es u r r o u n d i n gw a t e r sw e r er i c h ，w h i c hh a dg r e a t d i f f e r e n c ea m o n gt h ed i f f e r e n tw a t e r s a m o n gt h es u r r o u n d i n gw a t e r s ，t h ea b u n d a n c eo ft h ez o o p l a n k t o ni nd a z h ir i v e r ( w1 ) a n dc e n t e ro ft h ef a r mr i v e r ( w 2 ) w e r el e s st h a nd i s h u il a k e h o w e v e r , t h e a b u n d a n c eo ft h ez o o p l a n k t o nb e t w e e nt h et a p eg r a s sd i s t r i c t ( w 9 ) a n dt h es e ag a t e d i s t r i c t ( w 13 ) w e r es i m i l a rt ot h el a k e ( 2 3 2 0 i n d la n d2 8 9 3 i n d l ) t h ea b u n d a n c eo f z o o p l a n k t o ni nt h eo t h e rs i t e sw a sb e t w e e n3 2 9 0a n d9 7 3 0i n d l t h em a i nd o m i n a n ts p e c i e si nd i s h u il a k ew a st r i c h o c e r c ap u s i l l a ，w h o s e r e l a t i v ea b u n d a n c ew a s0 2 5 t h em a i nd o m i n a n ts p e c i e si nt h es u r r o u n d i n gw a t e r si s p o l y a r t h r av u l g a r i s i t sr e l a t i v ea b u n d a n c ew a sb e t w e e no 2 5a n d0 51 t h ev a r i a t i o no ft h ed o m i n a n ts p e c i e sc h a n g e sw i t ht h es e a s o n s d i s t i n c t l y h o w e v e r ，p o l y a r t h r av u l g a r i sw a st h ed o m i n a n ts p e c i e si nm o s tt i m eo ft h ey e a r ， w h i c h h a dl i a l ec h a n g e 。t h ec o m m u n i t ys t r u c t u r e so ft h ez o o p l a n k t o ni nt h e s u r r o u n d i n gs i t e sw e r es i m p l e a c c o r d i n gt ot h ee c o l o g i c a le v a l u a t i o nc r i t e r i o n s ，t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h e w a t e rq u a l i t yo fd i s h u il a k ew a sa ts e m i - e u t r o p h i cl e v e l t h ew a t e rq u a l i t yo ft h e s u r r o u n d i n gw a t e r sw a sa tm i d d l e e u t r o p h i cl e v e l k e ww o r d s ：z o o p l a n k t o n ，c o m m u n i t ys t r u c t u r e ，e c o l o g i c a la s s e s s m e n to fw a t e r q u a l i t y , d i s h u il a k e v 1 论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除 了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或机构已经发表或撰写过的研究 成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均己在论文中做了明确的声明并表 示了谢意。 作者签名：j 虱礁繇期：驯吼； 论文使用授权声明 本人完全了解上海师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其它手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此 规定。 储签名闻叫解臌名。诲嗍歹q 二石 上海师范人学硕j 二学位论文 l 绪论 1 绪论 1 1 浮游动物的定义及其主要特征 浮游动物( z o o p l a n k t o n ) 是指悬浮于水中的水生动物。它们或者完全没有 游泳能力，或者游泳能力微弱，不能做远距离的移动，也不足以抵抗水的流动力。 由于它们的身体一般都很微小，因而要借助显微镜才能观察到。浮游动物种类组 成极为复杂，包括无脊椎动物的大部分门类，还包括许多无脊椎动物的幼虫。不 过在养殖业和生态系统结构、功能和生物生产力研究中占有重要地位的一般包括 有原生动物( p r o t o z o a ) 、轮虫( r o t i f e r a ) 、枝角类( c l a d o c e r a ) 和桡足类( c o p e p o d a ) g 马 大类，本论文所研究的浮游动物系指除原生动物外的其它三大类【l 捌 轮虫( r o t i f e r ) 是一类营浮游、底栖或周丛生活的小型水生无脊椎动物。具 有头冠( c o r o n a ) 。头冠上的纤毛经常摆动，形如毡轮，故名轮虫：在口腔或口管 下面的咽喉部分，有一个膨大的咀嚼囊( m a s t a x ) 。囊内有一套由角质化的砧板和 槌板组成的咀嚼器( t r o p h i ) ；身体两侧具原肾管。大多数浮游性轮虫是世界性种 类，目前全世界已被描述的种类达2 0 0 0 种以上，我国报道的有2 0 0 多种【3 】。个体 大小多数为1 0 0 肛m 5 0 0 1 m a ，广泛分布在湖泊、沼泽、水库、池塘、稻田、江河、 溪涧等不同类型的水体中，为淡水浮游动物的主要组成部分。 枝角类，俗称水潘或红虫，隶属于节肢动物f - j ( a r t h r o p o d a ) ，甲壳纲 ( c r u s t a c e a ) 。是一类小型甲壳动物，一般体长为0 2 0 3 o o m m ，最大的透明薄 皮潘( l e p t o d o r ak i n d t i i ) 可达1 8 m m 长。枝角类体型较短，左右侧扁，分节不明 显；躯干部的两侧包被于两瓣透明的介壳中；头部有明显的黑色复眼；第二触角 发达，枝角状，为浮游和滤食的主要器官。枝角类主要分布在淡水水域中【4 】， 在湖泊中，尤其在蔓生水草的浅水沿岸区，种类特别丰富。 桡足类也是一类小型甲壳动物，体长在0 3 0 3 o o m m 之间，一般小于2 m m 。 身体窄长分节，一般由1 6 或1 7 个体节组成，但由于若干体节的相互愈合，其实际 体节数目不超过1 1 个。躯体可分为较宽的头胸部和较窄的腹部。头部有1 眼点和2 对触角与3 对口器，胸部具有5 对胸足，腹部无附肢，身体末端具有1 对尾叉，雌 性腹部两侧或腹面常常带1 个或1 对卵囊。桡足类的生态分布具有一定的地区差异 1 绪论上海师范大学硕士学位论文 性，也有些是广布种，如剑水蚤等。我国营淡水生活的桡足类有2 0 0 多种5 1 。 1 2 浮游动物的生态作用及其与湖泊富营养化的关系 1 2 1 浮游动物的生态学作用 在淡水生态系统中，浮游动物起着重要的作用。一方面，它们组成了天然水 域食物链中一个重要环节，浮游动物有的以浮游植物为食物，有的以细菌、碎屑 为食物，而其本身又是其他水生生物如鱼类等的食物：轮虫是鱼、虾、蟹等幼体 的开口饵料，具有很高的营养价值及饲养效果；枝角类和桡足类则是较大鱼类的 主要捕食对象。另一方面，浮游动物与水质关系密切，其中不少种类对环境变化 比较敏感。浮游动物对水质有一定的指示作用，不同营养水平下，浮游动物的种 类组成及数量皆不相同。目前利用浮游动物评价湖泊营养状况，已作为水质调查 及监测的重要生物指标。浮游动物还是生物操纵的关键因子之一，即通过改变捕 食者( 鱼类) 的种类组成来操纵植食性浮游动物的群落结构，促进滤食效率高的 植食性大型浮游动物，特别是枝角类种群的发展，从而降低藻类生物量。 因此，浮游动物在水体物质循环中起着承上启下的作用，是对能量、物质循 环起调控作用的关键功能群，因此，浮游动物的种类和数量的变化直接或间接影 响着其它较高等水生生物的分布和丰度，具有重要的生态学作用。 1 2 2 浮游动物与湖泊富营养化 湖泊富营养化是指湖泊等水体接纳过量的氮、磷等营养性物质，使藻类及其 它水生生物异常繁殖，水体透明度和溶解氧变化，造成湖泊水质恶化，加速湖泊 老化，从而使湖泊生态系统和水功能受到阻碍和破坏【6 】。 湖泊的富营养化有两种表现形式，一为蓝藻水华频发的藻型湖泊，二为水生 植物茂盛的草型湖泊，藻型湖泊水体浑浊；草型湖泊水质清澈。如在太湖地区， 北太湖的梅梁湾与东部的东太湖的营养盐浓度都比较高，但是前者表现为蓝藻水 华大量发生，水体浑浊，而后者清澈见底，高等水生植物茂盛。富营养化藻型水 体的显著特征是浮游植物大量发生，以藻类为绝对优势种群的富营养化湖泊生态 系统结构不稳定、功能单一，富营养化湖泊中浮游植物为其主要初级生产力时， 2 上海师范大学硕上学位论文l 绪论 藻类恶性增长，水华频繁发生，水体混浊不利于鱼类捕食，从而减轻了对摄食浮 游动物( p l a n k t i v o r o u s ) 和底栖生物的( b e n t h i v o r o u s ) 鱼类的捕食压力，因此滤食效 率较高的大型浮游动物( 如枝角类) 的种群减小，减少对藻类的滤食，加之藻类大 量生长，水质变坏也不利于浮游动物的生长，形成恶性循环，水体富营养化加速， 随之水生植被特别是沉水植物的衰退和消失在世界范围内的普遍出现，单细胞或 群体型的微藻较大型植物更易获得营养和碳源，遮挡了沉水植物生长所需的阳 光，大型沉水植物消失后，为大型浮游动物、螺类和鱼类等提供附着基质、隐蔽 所和产卵场所的功能随之消失，生物多样性降低，湖泊生态系统结构和功能发生 明显变化和破坏。 随着水体富营养程度的不同，浮游动物亦发生变化。据研究，随着武汉东 湖的富营养化程度的日益严重，浮游动物的多样性指数下降，产生明显的次生演 替，浮游动物的数量随富营养化程度的加剧而急剧增加，水体中哲水蚤的数量下 降而剑水蚤的数日增加，特别是适于肥水生殖的桡足类如近邻剑水蚤( c y c l o p s v i c i n u s ) 大量增加，目前己成为东湖的优势种属【_ 丌。枝角类、桡足类和轮虫的物种 多样性与营养水平呈现相反的变化趋势，即当水体从中营养型向超富营养型过度 时，物种多样性降低，但浮游动物的丰度与生物量却增大了，且浮游动物呈现小 型化的趋势【8 。一些温带和热带湖泊中的研究结果也具有相似的现象0 1 。当水 体中的营养物浓度增加时，细菌丰度也随着增加，这相应地增加了高效细菌牧食 者( d a p h n i a 历卿口) 的密度【1 1 】，或小的杂食性种类( 如c e r i o d a p h n i a ，b o s m i n a ) 的 密度。但高浓度的蓝藻不仅是低营养的( p o r t e ra n do r c u t t ，1 9 8 0 ) ，而且阻碍了大 型个体的滤食器官，消耗了大量的能量。有毒蓝藻对大型枝角类的抑制作用强于 对小型枝角类和轮虫【l2 1 。 轮虫和小型枝角类难以摄取这些大的群体蓝藻，大型枝角类可以摄取这些 藻类从而更易受到藻毒素的伤害。此外，大型枝角类对藻毒素的敏感性可能高于 轮虫；微囊藻会降低大型枝角类对其他营养食物的摄食率，而对轮虫影响则较小 【1 3 】。因此，微囊藻通过对水体生态系统中不同浮游动物种类的影响差异，间接 地影响了浮游动物的群落组成。 在富营养蓝藻型湖泊中，春季主要由以牧食可食性的微型藻类的种类占优势 ( 如d a p h n i a ) ，而夏季当蓝藻“水华”发生时以牧食细菌和有机碎屑为主的种类将 1 绪论j ：海师范人学硕七学位论文 占优势( 如b o s m i n a ，c e r i o d a p h n i a ) 1 14 1 。d o d s o n ( 1 9 9 0 ，1 9 9 2 ) 通过对欧美湖泊中的 种类数与营养水平关系的分析认为：在贫营养型湖泊中种类较少，而中营养和富 营养湖泊中种类数明显较多特别是枝角类的种类数增多但当营养水平进一步上 升时种类数反而下降。总的来说，在广范围的温带一热带湖泊，随着营养上升， 浮游动物丰度也上升 9 , 1 0 , 1 5 】，且小型种类的有时也会上升【l l 】。 1 3 影响浮游动物群落的主要因素 在淡水生态系统中，轮虫在浮游动物的种类数、丰度及生物量上皆占优势， 而较大型的枝角类和桡足类则相对较少【1 6 - 1 9 】。浮游动物分布于整个水域，以水中 的溶解状或颗粒状有机物以及藻类细菌等为食物。大多数浮游动物也是鱼类的捕 食对象。因此，浮游动物的群落组成及分布受非生物因子( 如温度、盐度、p h ) 和生物因子( 如浮游植物、鱼类、水生植物等) 等多种因素的影响。浮游动物具 有不同的生活习性，如真性浮游、兼性浮游、着生和底栖等，在湖泊敞水区，浮 游动物基本上是真性浮游种类 2 0 】。底栖和着生种类一般在静止水体的敞水区竞 争不过浮游种类，而且易被掠食性的晶囊轮虫和桡足类等所捕食。沿岸带种类多 样性通常高于敞水区，以着生性、底栖性或兼性浮游种类为主【2 1 1 ，浮游动物特 殊的随波逐流的生活方式使之对各种水文因子的变化非常敏感，种类分布和数量 变化总是与一定的水文状况相联系，环境的影响所引起的季节变化和长期变化也 迫使浮游动物产生了不同程度的响应。下面主要介绍影响浮游动物群落结构的主 要因子，包括温度、盐度、浮游植物、鱼类、水生植物对浮游动物群落结构的影 响。 1 3 1 温度 温度是影响浮游动物水平分布的一个重要因素。温度对浮游动物群落结构的 影响包括直接和间接的影响。直接影响主要是生理上的，每种浮游动物对温度均 有一定的耐受范围，而且不同的种类，偏好的温度范围也不同，一旦水温超过这 个范围均无法生存【2 2 ：间接影响是通过改变捕食压力和竞争强度来影响浮游动 物群落结构，并可以通过改变食物的质量或食物阀值使浮游动物的竞争格局发生 变化 2 3 - 2 5 】。根据在不同温度下出现的种类，浮游动物可分为广温性种类和狭温性 4 l 海师范大学硕一l 学位论文 1 绪论 种类( 冷水性和暖水性种类) 。一般热带狭温性种类不能分布到寒带，反之，寒带 狭温性种类也不能分布到热带。对温带及热带的些淡水水体浮游动物比较分析 发现，热带浮游动物具备一些独特的特征，如热带水体浮游动物多样性趋低，种 类数量减少，同时趋向小型种群，大型的枝角类在温带很常见而在热带则分布较 少2 7 2 8 】；热带亚热带浮游动物以轮虫、小型枝角类、无节桡足幼体为主 2 9 , 3 0 】。 另外，温度还是影响浮游动物生长发育的重要因子。温度对轮虫产卵量和混 交雌体的形成有很大影响；温度是影响枝角类生殖量的重要因子，并且对其发育 也有较大的影响，一般说来，高温能提早性成熟，低温则推迟性成熟；温度对桡 足类的生长发育影响也较大，如陈雪梅对武汉东湖调查发现，桡足类卵的发育时 间同温度成反比【8 】。桡足类幼虫的发育也具有相同的特征。同时，浮游动物丰度 分布与温度也存在一定的关系。金琼贝认为：在2 0 3 0 间浮游动物随温度升高， 种属会不断增加【3 1 1 。根据武汉东湖长期定点观测，轮虫总数的高峰一般出现在 2 0 以上的水温。我国太湖枝角类种数全年有两个高峰，春季次高峰出现在5 月份，秋季最高峰在9 月份形成，而温度较低的1 月、2 月份种类最少；丰度的 变动像种类一样十分明显，在9 月份形成丰度高峰，优势种为角突网纹潘 ( c e r i o d a p h n i ac o r n u t a ) 和多刺秀体潘( d i a p h a n o s o m as a r s i ) 。东湖也类似，春末 至初夏( 5 6 月) 和夏末至仲秋( 8 1 0 ) 是枝角类种数最多的时期，微型裸腹涵( m o i n a m i c r u r a ) 每年有规律地出现在5 11 月，当水温低于l o 时即从水体中消失。我国 南方枝角类种类则较少，以广布种为主，如长额象鼻泾( b o s m i n al o n g i r o s t r i s ) 、长 刺潘( d a p h n i al o n g i s p i n a ) 、蚤状潘( d a p h n i ap u l e x ) 等，兼具一些南方种如短型裸 腹潘( m o m ab r a c h i a t a ) 、隆线潘等，都是一些广温性种类兼具嗜暖种。黄加祺等 ( 1 9 9 7 ) 研究也表明，浮游动物总个体数的分布与温度有一定的关系，总个体数的 分布曲线与温度分布曲线有些接近，在温度最高时，总个体数也达到高峰【3 2 】。 热带湖泊的浮游动物组成及多样性总体上类似于温带【3 3 1 。 水温影响浮游甲壳动物的体长、龄期、龄数、繁殖率和死亡率等，浮游甲壳 动物的生理限制温度( p h y s i o l o g i c a l l yl i m i t e dt e m p e r t u r e ) 被广泛报道，如角突 网纹泾的最低温度阈值在1 0 1 5 ( 2 之】。枝角类种类的季节消长显著受到水温的 影响，随着水温的上升，个体发育时间缩短，同时生殖量增加，因此枝角类的骤 然大量发生主要出现在温暖季节。 1 绪论 一j ：海师范大学硕 二学位论文 1 3 2 盐度 在水体中，盐度是影响浮游动物栖息的非生物因子中最重要因素之一【3 5 。3 7 】。 一般认为，随着盐度的增加，水生动物的种类丰富度和多样性会急剧下降，只有 高度耐盐的种类可以在高盐浓度下存活。在淡水生态系统中，浮游动物主要是以 枝角类和轮虫为主。枝角类和轮虫对盐度都非常敏感3 8 1 。随着盐度的增加，浮 游动物种类数下降。盐度的增加可降低淡水浮游动物( 轮虫和枝角类) 的种群丰 度。在盐度为3 - 2 0 9 l 的范围内的低盐水体中，生物中包含耐盐的淡水生物， 物种丰富度和组成与盐度高度相关【3 9 1 。特别是枝角类和轮虫的种类丰富度，随 着水体总盐度的增加而降低。j y o t ia t o m 等认为，高盐度限制了不同种类的轮虫 和枝角类的出现m 】。n e j i 等调查四个不同盐度的池塘，认为盐度对桡足和轮虫的 丰度具负面效应，当盐度达1 8 0 o 时，桡足类及轮虫皆消失，浮游动物种类很低 【4 l 】 o 在不同类型的盐的水体中，浮游动物群落结构也不相同。d e r y 等研究了1 2 个盐度湖中浮游动物的种类发现，在c 1 占主导的湖中，褶皱臂尾轮虫( b r a c h i o n u s p l i c a t i l i s ) 和小星猛水蚤属( c l e t o c a m p t u ss p ) 占优势；在以s 0 4 c 0 3 为优势的 湖中， 哲水蚤l e p t o d i a p t o m u ss i c i l i s 和d i a p t o m u sn e v a d e n s i s 为优势种，同时， 他也发现，几乎所有的轮虫和甲克类皆在盐度较低的湖中更为丰富【4 2 1 。 桡足类的分布范围较广，根据盐度的不同可以分为淡水桡足类和海洋桡足 类。任何浮游动物对盐度有一定的耐性范围。王自磐等研究南极陆缘海生盐湖浮 游动物表明，1 9 7 8 年以前湖水盐度( 6 6 ) 高于一般海洋浮游动物的盐度耐性极限， 湖中没有动物；1 9 8 3 1 9 8 4 年盐度降至5 6 ，这时，具有高盐耐盐性的双刺镰状水 蚤首先在湖中移栖成功f 4 3 】。 1 3 3 浮游植物 浮游植物通常是指浮游藻类，是浮游动物的重要食物来源之一。许多浮游动 物以浮游植物为食。枝角类被认为是湖泊中主要的浮游植物牧食者，这主要因为 它们的高消化率和能够滤食大小很宽泛的食物类型【删。在许多富营养湖泊中， d a p h n i as p p 是控制浮游植物的关键种类【4 5 1 。轮虫通过摄食对浮游植物的生长也 6 上海师范大学硕上学位论文 1 绪论 起着一定的作用，但不如大型浮游动物作用明显【拍1 。不过，在富营养化的浅水 湖泊中，轮虫和原生动物占浮游动物主要组分，也是浮游植物的主要摄食者【4 7 ， 4 引。因此，浮游动物与浮游植物之间存在一定的相关性。王春生等( 1 9 9 8 ) 研究发 现，秋季浮游动物密度与浮游藻类的细胞总密度和浮游硅藻的细胞密度之间有正 相关的趋势【4 9 1 。郑师章等( 1 9 9 4 ) 的研究则认为植食性浮游动物的摄食活动导致 浮游植物种群密度降低，而当浮游植物密度降低到一定水平后，必然会影响浮游 动物的密度，而随着浮游动物密度的下降，摄食压力减小，浮游植物种群又会再 次增加【5 0 1 。普遍认为浮游动物滤食浮游植物的效率不是决定于浮游植物的种类 而是浮游植物的大小。浮游动物滤食颗粒的大小范围通常为1 1 5 9 m ，滤食峰值 在2 - 5 9 m 之间。因此，当水体中大型藻类大量繁殖时，由于食物不适口，浮游 动物的数量反而下降。a g a s i l d 认为，在v o r t s j a r v 湖中，在可食性的浮游植物类 群中，5 1 51 u n 的大小范围是浮游动物优势种( 草食性纤毛虫、多肢轮虫p o l y a r t h r a s p ，圆形盘肠潘c h y d o r u ss p h a e r i c u s ，僧帽潘e v a d n es p ) 的最重要的食物【4 引。一 般来说，不同类型的藻或者不同自然浮游植物的混合物中，鞭毛藻( 像隐藻和衣 藻) 是浮游动物的偏爱食物，这可能由于在浮游动物取食过程中，鞭毛容易附着 在它们的附肢上，并且这类藻没有很坚硬的细胞壁【5 ，较大的鞭毛藻( 5 岬) 是 多肢轮虫摄食中非常重要的组成部分1 5 引。 浮游植物作为浮游动物的食物，还可以影响浮游动物的多样性。当湖泊处 于中间环境生产力水平时，浮游动物的多样性最大。a l l a i nb a r n e t t 在研究甲壳类 浮游动物时认为，浮游动物与浮游植物的关系可以用以下两种假说解释：( 1 ) 食 物异质性假说：种都将经历演替( t r a d e o f r ) ，一些种类在高食物资源时具有竞争 优势，另一种种类则在食物资源匮乏是具竞争优势。如果在湖泊中存在这种关系 的话，那么当湖泊处于中间环境生产力水平时，消费者的生物多样性应该最大。 ( 2 ) 食物比例假说：认为主要食物和第二食物的丰富度随着环境生产力的变化 而变化。根据该假设可判断，当优势种食物随着生产力梯度转移时，以第一食物 为食的种类就会被以第二食物为食的种类取代。因而，在环境生产力处于中间水 平是，可以发现这两种消费者，以及最大的浮游动物多样性【5 3 】。 7 l 绪论 上海师范人学硕十学位论文 1 3 4 鱼类 鱼