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The Survey on Hydrophily Biology of Salina Wetland in Erdos

鄂尔多斯高原盐沼湿地的水生生物监测



全 文 :林业科学研究 2008, 21 (增刊 ) : 69~73
Forest Research
  文章编号 : 100121498 (2008)增刊 2069205
鄂尔多斯高原盐沼湿地的水生生物监测
刘文盈 1, 2 , 高润宏 1 , 张秋良 13 , 李小梅 1
(1. 内蒙古农业大学林学院 ,内蒙古 呼和浩特 010019; 2. 包头铝业集团 ,内蒙古 包头 013040)
摘  要 : 2006年以桃 -阿海子和红碱淖尔湖泊为主要研究监测对象 ,利用镜检分析方法 ,对 2个湖泊的浮游植物、
浮游动物及底栖动物的种群特征进行了调查 ;水生生物多样性指数采用 Shannon2W iener指数计算。结果表明 :红碱
淖尔检出浮游植物 14种 ,桃 -阿海子 4种。根据生物多样性指数水质评价标准 ,红碱淖尔湖水达到中等污染程度 ,
桃 -阿海子湖水是重污染。红碱淖尔检出浮游动物 8种 ,轮虫密度最大 ,轮虫和枝角类的生物量占绝对优势 ;桃 -
阿海子检出 9种 ,原生动物密度最大 ,枝角类生物量最大。红碱淖尔底栖动物共发现 9种 ,全部为水生昆虫幼虫 ;桃
-阿海子在浅水区未发现任何底栖动物 ,水生生物以耐盐种和喜盐种为主。2个湖泊水生生物种类少 ,优势种突
出 ,主要是环境因素造成的。红碱淖尔水体盐度为 5. 81 g·L - 1 , pH值为 9. 25,正好处于水生生物耐盐性极限
(5. 00~8. 00 g·L - 1盐度 )的范围内 ,在高 pH值的协同作用下 ,只有少数生物能够适应这种环境条件。
关键词 :盐沼湿地 ;水生生物 ;监测
中图分类号 : X824 文献标识码 : A
收稿日期 : 2007212209
基金项目 : 国家自然科学基金项目资助 (40761022)
作者简介 : 刘文盈 (1970—) ,女 ,内蒙古包头 ,博士研究生 ,高级工程师 ,主要从事森林经营管理 ,生态学研究. E2mail: liuwenying 05@
sina. com. cn3 通讯作者 :张秋良 (1960—) ,男 ,教授 ,博士生导师 ,主要从事林业可持续发展研究. E2mail: zqlemail@ vip. sina. com. cn
The Survey on Hydroph ily B iology of Sa lina W etland in Erdos
L IU W en2ying1, 2 , GAO Run2hong1 , ZHANG Q iu2liang1 , L I X iao2m ei1
(1. InnerMongolia Agricultural University, Hohhot 010019, InnerMongolia, China;
2. Bao Tou A lum inum Group, Baotou 013040, InnerMongolia, China)
Abstract: Erdos salina wetland borders on Kubuqi Desert and Maowusu Desert. It is a wetland of international
importance to p rotect L arus relictus and its habitat. Hydrophily biology has sensitivity on circum stance change. The
study is on Tao2A Haizi and Hongjian Nur in 2006. The survey measured according to Investigation Handbook of
Fisheries Natural Resources in Inland W aters. Hydrophily biology diversity index was calculated by Shannon2
W iener. After checking, it was found that there were 14 kinds of phytop lankton in Hongjian Nur and 4 kinds
phytop lankton in Tao2A Haizi. There were 8 kinds of zoop lankton in Hongjian Nur and 9 kinds in Tao2A Haizi.
There were 9 kinds of zoobenthos in Hongjian Nur and none in Tao2A Haizi. Hongjian Nur ism iddling pollution and
Tao2A Haizi is severely polluted according to diversity index.
Keyword: salina wetland; hydrophily biology; survey
  鄂尔多斯高原盐沼湿地地处库布齐沙漠与毛乌
素沙漠接壤地带 ,属极端大陆性干旱季风气候 ,风大
沙多 ,干燥少雨 ,年平均气温 6. 5 ℃,年平均降水量
325. 8 mm ,集中于 7、8月份。年日照 3 200 h,年蒸
发量 2 501 mm ,属高原荒漠、半荒漠湿地生态系统 ,
地理条件独特。荒漠型盐碱湖泊群主要由桃 - 阿海
子、敖拜淖尔、红碱淖尔等大小 100 多个湖泊组
成 [ 1 ] ,是迄今为止全球唯一的以保护濒危鸟种遗鸥
林  业  科  学  研  究 第 21卷
栖息地湿地生境为目的的国际重要湿地 [ 2 - 3 ]。鄂尔
多斯国家级遗鸥自然保护区 2000年被联合国列为
国际重要保护湿地 ,并载入《国际湿地名录 》。
水生生物对于水质与水体底质的环境状况极为
敏感。环境因子的影响 ,集中表现为水生生物的群
落结构变化 ,它们的种群特征及生存与发展与水环
境质量有密切的联系。对于中国内陆盐碱水域水生
生物的研究 ,仅见于谢祚浑 [ 4 ]、何志辉 [ 5 ]等对达里
湖的调查和颜京松 [ 6 ]、叶沦江 [ 6 - 7 ]等对青海省湟水
的调查及赵文 [ 8 ]等对山东盐碱池塘底栖动物的初步
研究。迄今未见对鄂尔多斯高原盐沼湿地水生生物
的报道。本研究以桃 -阿海子和红碱淖尔为主要研
究监测湖泊 ,对鄂尔多斯高原盐沼湿地水生生物多
样性特征进行监测。
1 研究湖泊的概况
红碱淖尔位于 109°54′E, 39°03′N,海拔 1 223 m,湖
泊面积 40 km2 ,盐度 5. 81 g·L - 1 , pH值 9. 25,湖水属于
混盐水体和碱性水体 ;桃 -阿海子位于 109°35′E , 39°
48′N、海拔 1 360 m,湖泊面积 2 km2 ,盐度 61. 58 g·
L - 1 , pH值 9. 19。在红碱淖尔湖布设 6个采样断面 (分
别标为 A - F) ,桃 -阿海子设 2个 (标为 G、H) [ 9 - 10 ]。
2006年 4—10月每月中旬取 1次样 ,代表 1个月的
动态。
2 研究方法
固定藻类专用鲁哥氏液 : 4 g碘 + 6 g碘化钾溶
于 100 mL纯水中。保存浮游藻类时可配置 :福尔马
林 5 mL、甘油 5 mL加水至 100 mL。加入保存液量
是藻类液量的 1倍。
2. 1 浮游生物采样及检测方法
2. 1. 1 浮游植物 (藻类 )调查  在每个采样断面 ,
垂直于湖岸线 20 m水域内每 5 m梯度 (0、5、10、15、
20 m )设立采样点 ,定量样品用容量为 1 L水生 - 80
型采水器取 2个平行样 ,加 15 mL鲁哥氏液沉降 ,
24 h后浓缩成 30 mL,加甲醛溶液 1 mL固定。定量
计数时 ,摇匀样品取 0. 1 mL,置 0. 1 mL浮游植物计
数框内按属在高倍镜 (600和 640倍 )下观察 100个
或 200个视野 ,计数 2次 (如果 2次的数值与平均值
大于 ±15% , 需要进行第 3 次计数 )。计算出
1 000 mL水样中所含浮游植物的个数 (单细胞以细
胞计 ,丝状种类以群体为单位计 ) ;并用目微尺实测
藻体大小 ,计算出体积 , 109μm = 1 mg换算成浮游植
物生物量。定性样品用 25号浮游生物网过滤后 ,带
回室内显微镜下活体镜检鉴定。
2. 1. 2 浮游动物调查  采样方法同浮游植物 ,用
5%甲醛溶液固定 ,置于 0. 1 mL计数框内 ,样品全部
计数。在计数的同时 ,测量每个动物个体的大小 ,计
算出其体积值 ,从而换算出生物量 [ 11 - 14 ]。原生动物
种类鉴定采用活体观察法。
2. 1. 3  底栖动物调查  在每个样点用 1 /16 m2
Peterson采泥器连续取 2 次泥样 ,混合后经 60 目
(167μm )铜筛筛洗后 ,置于白色解剖盘中活体分
捡 ,样品以 10%福尔马林液固定 , 24 h后用 75%酒
精保存。带回室内镜检、分类、计数、称质量 ,计算密
度和生物量 [ 15 - 16 ]。
2. 2 种类的多样性指数
水生生物多样性指数采用 Shannon2W iener指数
计算 ,其公式为 :
Hpi= - ∑n
i = 1
ni
N
1n
ni
N
式中 : Hpi为多样性指数 ; N 为水生生物总个体数 ; ni
为水生生物总种数中第 i种的个体数。 Shannon2
W iever公式不受采样面积大小的影响 ,在美国比较
通用。Hpi≥3时为清洁 , 2≤Hpi﹤ 3时为轻污染 , 1≤
Hpi﹤ 2时为中等污染 , 0≤Hpi< 1时为重污染。
3 结果与分析
3. 1 浮游植物
3. 1. 1 种类组成  经过镜检分析 ,红碱淖尔检出
14种 ,桃 -阿海子检出 4种 (表 1)。
表 1 浮游植物种类
浮游植物 红碱淖尔 桃 - 阿海子
蓝藻门 Cganophyta + +
 蓝球藻目 Chroococcales +
  蓝纤维藻 D actylococcopsis +
 颤藻目 O scillatoriales + +
  螺旋藻 Spiu lina + +
  颤藻 O scilla toria + +
 念珠藻目 Nostocales +
  鱼腥藻 A nabaena +
绿藻门 Chlorophgta + +
 团藻目 Volvocalea + +
  衣藻 Chlam ydom onas +
  空球藻 Eudorina +
  盐生杜氏藻 D unaliella + +
 绿球藻目 Chlorococcales + +
  小球藻 Chlorella + +
  盘星藻 Pediastyum +
  栅藻 Scenedesm us +
  四角藻 Tetraedron +
硅藻门 Bacillariophyta +
 圆筛硅藻目 Coscinodiscale +
  小环藻 Cyclotella +
 双壳缝目 B iraphidinales +
  舟形藻 N avicula +
 管壳缝目 Aulonoraphidinales +
  菱形藻 N itzschia hass +
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增刊 刘文盈等 :鄂尔多斯高原盐沼湿地的水生生物监测
3. 1. 2 密度和生物量的动态  从图 1、2可看出 :
红碱淖尔浮游植物中硅藻生物量最高 ,蓝藻与绿
藻在数量上占优势 ,春秋季绿藻的密度和生物量
均比蓝澡大 ;随着温度逐渐升高和光照强度的增
大硅藻逐渐降低 , 进入 6 - 8月后蓝藻数量逐渐
超过绿藻 , 夏季蓝藻密度占据优势地位 , 但生物
量仍然低于硅藻。桃 - 阿海子蓝藻占绝对优势 ,
形成大面积的蓝藻水华。硅藻门藻类的个体大 ,
蓝藻门和绿藻门的个体小 ,所以硅藻门的生物量
平均大于蓝藻门和绿藻门。
图 1 2006年红碱淖尔湖泊浮游植物密度和生物量
图 2 桃—阿海子湖泊浮游植物密度和生物量
3. 1. 3 生物多样性指数  根据生物多样性指数水
质评价标准 , 红碱淖尔湖水达到中等污染程度 ;
4—10月份 ,桃 - 阿海子湖水是重污染 ,与实际观察
到的桃 - 阿海子大面积蓝藻水华的情况相一致
(表 2)。
3. 2 浮游动物的种类组成和生物量
由表 3、4看出 :红碱淖尔湖泊共检出浮游动物 8
种 ,轮虫密度比例最大 ,轮虫和枝角类的生物量占绝
对优势 ;桃 -阿海子湖泊共检出 9种浮游动物 ,原生
动物密度最大 ,枝角类生物量最大。
3. 3 底栖动物
3. 3. 1 种类组成  经鉴定 ,红碱淖尔湖泊底栖动物
共发现 10种 ,全部为水生昆虫 ,其中摇蚊科 3种 ,蟌
科 1种 ,该亚目成虫统称为豆娘 (蜻蜓目束翅亚目 ) ,
蜓科 1种 ,划蝽科 1种 ,蚊科 2种 ,包括杠蚊属 1种 ,
幽蚊属 1种 ,水蝇科 1种。红碱淖尔底栖动物组成
见表 5。
表 2 2006年红碱淖尔湖泊和桃 -阿海子湖泊浮游植物生物多样性指数
湖泊
月份
4 5 6 7 8 9 10
红碱淖尔湖泊 1. 013 9 1. 063 8 0. 872 9 0. 822 6 0. 828 7 0. 888 5 0. 865 7
桃 - 阿海子湖泊 0. 691 7 0. 692 7 0. 648 3 0. 608 8 0. 654 3 0. 685 1 0. 689 3
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林  业  科  学  研  究 第 21卷
表 3 红碱淖尔和桃 -阿海子湖泊浮游动物种类
浮游动物 红碱淖尔 桃 - 阿海子 浮游动物 红碱淖尔 桃 - 阿海子
原生动物门 Protozoa + +  介形亚纲 O stracoda +
 纤毛纲 Ciliatea + +   介形虫 O seracoda sp. +
  缘毛目 Peritrichida + +  鳃足亚纲 B ranchiopoda + +
   钟虫属 2种 Vorticella sp. + +   枝角目 Cladocera + +
  下毛目 Hypotrichida +    溞科 Daphniidae +
   游仆虫属 1种 Euplotes sp. +     溞属 D aphnia +
  少毛目 O ligotrichida +      蚤状溞 D. pulex +
   急游虫属 1种 S trom bid ium sp. +      大型溞 D. m agna +
  膜口目 Hymenostomatida +    裸腹溞科 Moinidae + +
   膜袋虫属 1种 Cyclidium sp. +     裸腹溞属 M oina + +
 根足纲 Rhizopodea + +      蒙古裸腹溞 m ongolica + +
  变形目 Amoebida + +  桡足亚纲 Copepoda + +
   变形虫属 1种 Am oeba sp. + +   剑水蚤目 Cydopoida +
线形动物门 Memathelm inthes + +    剑水蚤科 Cydop idae +
 轮虫纲 Rotifera + +     剑水蚤 Cydops sp. +
  臂尾轮科 B rachionidae + +   哲水蚤目 Calanoida +
   臂尾轮虫 B rachionus sp. + +    镖水蚤科 D iap tom idae +
节肢动物门 A rthropoda + +     镖水蚤 A rctodiaptom us +
 甲壳纲 Crustacea + +    哲水蚤科 Calanidae +
    哲水蚤 Calanus sp. +
表 4 红碱淖尔和桃 -阿海子湖泊浮游动物的密度和生物量


盐度
( g·L - 1 )
pH
 
平均密度及占总量百分比
总量 /
(104 ·L - 1 )
原生
动物 /%
轮虫
/%
枝角
类 /%
桡足
类 /%
平均生物量及占总量百分比
总量 /
(mg·L - 1 )
原生
动物 /%
轮虫
/%
枝角
类 /%
桡足
类 / %
A 5. 81 9. 25 2 723. 7 4. 63 94. 06 1. 22 1. 00 4. 26 0. 15 48. 07 49. 95 1. 83
B 61. 28 9. 19 2 693. 7 90. 84 8. 72 0. 39 0. 05 0. 87 14. 04 21. 58 60. 25 4. 13
  注 : A为红碱淖尔湖泊 ; B为桃 - 阿海子湖泊。
  由表 5可知 ,红碱淖尔底栖动物种类少 ,优势种
突出。摇蚊科和蟌科的生物量分别占底栖动物总生
物量的 51. 3%、48. 7%。摇蚊科幼虫密度占底栖动
物总密度的 99. 4%。桃 - 阿海子湖泊在浅水区未
发现任何底栖动物 ,在水陆交错带的藻类残体中发
现水蝇科幼虫 1种。
表 5 红碱淖尔湖泊底栖动物的种类
种类 密度 /(个·m - 2 )
生物量 /
( g·m - 2 )
出现率 /
%
摇蚊科 Chironomidae幼虫 3种 73 032 48. 902 100. 0
蟌科 Caenagrionidae 1种 407 46. 422 83. 3
划蝽科 Corixa 1种 + + 100. 0
水蝇科 Ephydridae 1种 + + 16. 7
蜓科 Aeschnidae 2种 + + 66. 7
蚊科 Culicidae 2种 + + 33. 4
 杠蚊属 M ochlongy sp. 1种 1 + 16. 7
 幽蚊属 Chaoborus sp. 1种 1 + 16. 7
3. 3. 2 红碱淖尔湖泊底栖动物密度和生物量
(1)由图 3看出 :摇蚊幼虫密度和生物量变化明
显 , 1年有 2个高峰 , 6月最高 , 9月其次。4、5月密度
大而生物量并不大的原因是大量幼虫处于低龄阶段 ,
个体生物量小。6—8月密度和生物量骤降 ,一方面是
羽化造成的 ,另一方面与遗鸥大量取食有直接关系。
(2)豆娘幼虫生物量在 5—7月有 1个高峰 ,主
要是因为春夏是豆娘羽化高峰 ,幼虫以成熟个体居
多 ,个体生物量大 ,其它月份低龄幼虫多 ,个体生物
量小。6—8月豆娘密度和生物量都是一个下降的
趋势 ,是由于遗鸥大量取食的结果 ,也与豆娘大量羽
化有关。8—9月豆娘密度和生物量回升是由于遗
鸥迁离 ,停止取食的原因。
4 讨论
4. 1 浮游植物 (藻类 )的种群特征
硅藻在春秋 2季生物量比较大 ,硅藻适宜温度
较低、光照不太强烈的气象条件。到 5月份时数量
占优势的是绿藻 ,特别是绿球藻目的种群 , 5—7月
份的光照 (照度增强 ,日照时间延长 )和温度 ( 20~
25℃)条件都有助于绿藻种群的增长。
随着绿藻的增长 ,水中含氮量因被利用而降到
极低点 ,因而中夏后对氮需求低 ,能固定分子氮的蓝
藻开始取代绿藻而急剧增长。蓝藻在这时占优势的
原因还与高温度 ( 25 ℃以上 )、强光照、长日照、高
pH值以及较少被浮游动物滤食有关。6—8月份大
量出现的枝角类等浮游动物善于滤食小型的绿球藻
类 ,而难利用蓝藻。9月份以后 ,光照的减弱和温度
的降低等原因 ,引起蓝藻的大量死亡。随着秋季水
层的垂直循环 ,各项条件又和 5月份类似 (温度较低
27
增刊 刘文盈等 :鄂尔多斯高原盐沼湿地的水生生物监测
光照不太强烈 ) ,因而出现了硅藻种群的再次高峰 , 但这一时期高峰的规模远低于 5月份。
图 3 红碱淖尔湖底栖动物密度和生物量
4. 2 浮游动物的种群特征
4月份以后硅藻高峰时期浮游动物中一般首先
出现的是臂尾轮虫种群的高峰。桡足类全年出现 ,
但桡足类的生命周期较长 ,繁殖较慢 ,因此 8月份以
后常被出生率很强的枝角类所取代 , 6—7月份水温
高 ,食物充足 ,单性生殖速度快 ,种群数量很快达到
高峰。原生动物和轮虫生命周期很短 ,虽然密度大 ,
但生物量比较小。枝角类占绝对优势。
4. 3 底栖动物的种群特征
(1)桃 -阿海子底栖动物只有水蝇科 1种 ,与其
高盐度、高 pH值有关。桃 - 阿海子及其周边地区
连年极度干旱少雨 ,沙漠地区蒸发量大 ,使得湖面积
缩减为不到 2 km2 ,水体盐度达到 61. 58 g·L - 1 , pH
值 9. 19,据谢祚浑等 [ 17 ]的研究表明 ,摇蚊科幼虫在
北方盐碱水域分布的盐度上限为 16. 3 g·L - 1 , pH
值为 10. 1。蟌科幼虫分布的盐度上限为 16. 3 g·
L - 1 , pH值为 9. 62。桃 - 阿海子的环境已远不适应
蟌科幼虫和摇蚊科幼虫的生存 ,而且水体极度富营
养化 ,出现大量蓝藻水华 ,一些适应高盐度、高 pH
值的盐生生物没有出现 ,可能与地域隔离 ,盐生生物
种无法扩散到此有关。
(2)红碱淖尔底栖动物种类少 ,优势种突出的
主要原因是环境因素造成的 ,红碱淖尔水体盐度为
5. 81 g·L - 1 , pH值为 9. 25。一般认为 , 5~8 g·
L - 1的盐度范围是水生生物耐盐性的一个极限 ,是生
物空间分布的一个重要生态屏障。许多淡水生物能
适应 3~5 g·L - 1的盐度高限 ,海洋生物下限在 5~8
g·L - 1 ,而且 5~8 g·L - 1的盐度是一些广盐性物种
性成熟或幼体发育的盐度上限或下限 ,在这个盐度
的水体中生物种类最少 [ 18 - 19 ]。红碱淖尔的盐度是
5. 81 g·L - 1 ,恰好在 5~8 g·L - 1的范围内 ,盐度和
pH值的协同作用 [ 18 - 19 ] , 使得只有蟌科 1种和摇蚊
科的 3个钟能够适应这种环境条件。
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