[摘要]于2019年5月和2020年6月对锦凌水库的水质、浮游生物和底栖动物进行了调查研究。结果显示，锦凌水库浮游植物共检出8门116种，平均密度为7.0×106ind./L，平均生物量为3.03mg/L;浮游动物共检出4类70种，平均密度为2192ind./L，平均生物量为3.88mg/L;底栖动物共检出3门9种，平均密度为290ind./m2，平均生物量为10.33g/m2;采用基础饵料法计算鱼产量约为3.7×106kg。锦凌水库夏季氮磷含量高，富营养化呈现增加趋势，浮游生物和底栖动物群落结构复杂，垂直分布和水平分布明显，其中上游最为突出，应重点关注。结合水质富营养状态、蓝藻占据优势、浮游动物小型化以及底栖动物稳定性低分析，锦凌水库夏季水生态处于中营养状态，并可能有水华发生，因此，进一步对锦凌水库尤其上游开展监测和环境治理十分重要。
[关键词]锦凌水库;浮游生物;底栖动物;水质;鱼产力;水生态健康评价
锦凌水库位于辽宁省锦州市，是小凌河下游唯一的大型水利工程，以供水和防洪为主，兼具灌溉、发电、旅游和改善地下水的功能。锦凌水库控制面积达3029km2，总库容为8.80亿m3，蓄水水位达60m，蓄水面积达52.71km2，多年平均气温为9.5℃，多年平均降水量为555mm，多年平均年蒸发量为1000mm[1]。
目前，锦凌水库研究集中于水利工程建设[2]、防洪调度[3]、农业污染防治[4-5]、水质安全与生态保护[1，5-9]，尤其是水质方面的研究较多，而关于该水库水生生物群落结构和鱼产力的调查较少。水体理化特征、浮游生物、底栖动物均是水库生态系统中十分重要的生物环境，近年来随着锦凌水库周边污染的逐步加剧[4-5]，对水库生态安全产生了一定的影响，因此对其开展水域生态学调查并进行营养状态评价具有重要意义。本文于2019年和2020年夏季对锦凌水库开展了水质和水生生物调查，旨在弄清锦凌水库水体理化特征、饵料基础和鱼产力，从而为保护饮用水源水库及优水渔业提供科学依据。
1材料与方法
1.1站位设置及采样分析
本研究分别于2019年5月2日和2020年6月14日对锦凌水库进行了水质、浮游植物、浮游动物和底栖动物调查。设置上中下游3个断面共9个采样点，其中下游2、中游2两个采样点进行表中底3个水层采样(表1和图1)。
锦凌水库物理指标现场进行测定，其中使用仪器现场测定的有温度、透明度、溶氧;化学指标则带回实验室进行，并计算含盐量，指标测定方法参照《养殖水环境化学实验》[10]和《化学实验》[11]进行。使用国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)对锦凌水库进行单因子评价[12]，采用《湖库(水库)富营养化评价方法及分级技术规定》中的综合营养状态指数(TLI)计算水体营养状态[13]。
锦凌水库浮游生物采集及定性参照相关文献进行[14-19]，定量、Shannon-Wiener多样性指数(H′)和Pielou均匀度指数(J)计算分析参照《养殖水域生态学》[20]进行。仅2019年夏季对锦凌水库底栖动物进行调查，底栖动物采集、定性、定量及分析参照相关文献进行[14，20]。
数据分析及绘图制表采用Excel2019软件进行。
2结果
2.1锦凌水库夏季水体理化特征及营养状态
单因子评价锦凌水库水质理化指标可知pH、高锰酸盐指数、溶氧、氨氮评价结果为I类水(表1)，总氮评价结果为Ⅱ类水，2019年夏季总氮呈现中游>下游>上游，2020年夏季则呈现上游>中游>下游;总磷评价结果为Ⅳ类水，总磷含量较高，且两年夏季均呈现上游>中游>下游。
2019年夏季综合营养状态指数TLI平均值为50.01，营养状态呈现中游>下游>上游，2020年平均值为55.08，营养状态呈现上游>中游>下游，二者均属于中营养水平(图2)，2020年夏季TLI平均值总体高于2019年夏季，富营养程度升高。
2.2夏季锦凌水库浮游植物群落结构
2.2.1锦凌水库浮游植物物种组成及优势种
锦凌水库夏季浮游植物主要类群为绿藻、硅藻和蓝藻。夏季共检出浮游植物8门116种，其中绿藻57种(49.1%)、硅藻21种(18.1%)、蓝藻19种(16.4%)、裸藻6种(5.2%)、金藻5种(4.3%)、隐藻4种(3.4%)、黄藻门3种(2.6%)、甲藻1种(0.9%)。2019年检出70种，2020年检出85种。
优势种见表2，2019年隐藻2种、绿藻门2种、硅藻门1种;2020年硅藻2种、隐藻1种、绿藻1种、蓝藻1种。夏季优势种多为隐藻和硅藻，优势种均是尖尾蓝隐藻(Chroomonasacuta)最高，2020年出现蓝藻点状粘球藻(Gloeocapsapunctata)。
2.2.2锦凌水库浮游植物密度及生物量
从图3可见，2019年浮游植物密度为9.70×106ind./L，隐藻占比高达59.32%，其次为绿藻24.16%，硅藻10.99%，蓝藻4.64%，垂直分布为表层>底层>中层，水平分布为下游>中游>上游，上游隐藻占50.55%，绿藻45.18%，中游隐藻占46.72%，绿藻27.81%，硅藻18.69%，下游隐藻占比高达72.86%，绿藻13.25%。2020年密度为4.29×106ind./L，绿藻占最高48.05%，硅藻23.28%，蓝藻16.14%。垂直分布为表层>中层>底层，水平分布为上游>中游>下游。
从图4可见，2019年浮游植物生物量为3.29mg/L，隐藻生物量占比高达59.32%，其次为绿藻24.16%，硅藻10.99%，蓝藻4.64%，垂直分布为中层>底层>表层，水平分布为下游>中游>上游，上游隐藻50.55%，绿藻45.18%，中游隐藻占比46.72%，绿藻27.81%，硅藻18.69%，下游隐藻占比高达72.86%，绿藻13.25%。2020年生物量为2.76mg/L，占比最高的是硅藻28.25%，其次为绿藻19.95%，裸藻15.41%，蓝藻9%。垂直分布为中层>表层>底层，水平分布为上游>中游>下游。
2.2.3锦凌水库浮游植物多样性和均匀度
2019年夏季全库H′为2.30，J为0.57(图5)，多样性指数为底层>中层>表层，而均匀度指数为底层>表层>中层;两个指数水平分布都是中游>上游>下游。2020年夏季全库H'为3.24，J为0.76(图5)，多样性指数水平和垂直分布规律不明显，均匀度指数垂直分布为底层>中层>表层，水平分布为下游>上游>中游。
2.3锦凌水库夏季浮游动物群落结构
2.3.1锦凌水库浮游动物物种组成及优势种
锦凌水库夏季共检出浮游动物70种(变种)，轮虫动物30种(42.86%)、原生动物28种(40.00%)、枝角类4种(5.71%)、桡足类8种(11.43%)。2019年5月发现浮游动物45种，2020年6月发现浮游动物56种。
锦凌水库夏季浮游动物优势种如表3所示。2019年原生动物4种、轮虫3种、枝角类1种、桡足类1种，剑水蚤桡足幼体(naupliiofCyciops)和无节幼体(Nauplii)也占据较大优势度;2020年原生动物8种、轮虫4种，枝角类和桡足类均为0。两年共有优势种为螺形龟甲轮虫(Keratellacochlearis)、针簇多肢轮虫(Polyarthratrigla)、绿急游虫(Strombidiumviride)、团焰毛虫(Askenasiavolvox)。
2.3.2锦凌水库浮游动物密度及生物量
从图6可见，2019年浮游动物密度为217.8ind./L，原生动物30.73ind./L，轮虫106.68ind./L，枝角类37.8ind./L，桡足类42.62ind./L，垂直分布为中层>底层>表层，水平分布为下游>上游>中游。2020年密度为4166.48ind./L，原生动物2781.74nd./L，轮虫1303.07ind./L，枝角类52.33ind./L，桡足类29.33ind./L，垂直分布为中层>表层>底层，水平分布为上游>中游>下游。
从图7可见，2019年浮游动物生物量为2.22mg/L，枝角类和桡足类占绝对优势，高达98.4%，原生动物0.003mg/L，占比0.17%，轮虫0.03mg/L，占比1.44%，枝角类1.18mg/L，占比53.43%，桡足类0.99mg/L，占比44.95%，垂直分布为中层>底层>表层，和密度有一样的趋势，水平分布为下游>中游>上游。2020年生物量为5.54mg/L，枝角类1.99mg/L，占35.96%，桡足类2.14mg/L占38.62%，原生动物0.37mg/L，占6.62%，轮虫1.04mg/L，占18.86%，垂直分布为中层>底层>表层，水平分布为下游>中游>上游。
2.3.3锦凌水库浮游动物多样性和均匀度2019年全库H'为3.22、J为0.72(图8)，垂直分布均是底层>表层>中层，水平分布均是上游>中游>下游。2020年H'为3.21、J为0.71(图8)，垂直分布均是中层>底层>表层，水平分布均是中游>上游>下游。
2.4夏季锦凌水库底栖动物群落结构
2.4.1锦凌水库底栖动物种类组成
调查期间共检出底栖动物9种，属于3门3纲3属(表4)，水平分布呈现上游>中游>下游。
2.4.2锦凌水库底栖动物密度、生物量及优势种
调查期间，锦凌水库底栖动物的密度和生物量如图9所示。平均密度为290ind./m2，密度水平分布为上游>中游>下游;平均生物量为10.33g/m2，生物量总体上水平分布为上游>中游>下游。
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根据底栖动物的生物量及出现频率来确定优势种，调查期间优势种为红裸须摇蚊(Propislocerusakamusi)、霍甫水丝蚓(Limnodrilushofmeisteri)、奥特开水丝蚓(Limnodrilusudekemianus)。
2.4.3底栖动物多样性和均匀度
调查期间H'为0.75，变动范围在0.41—1.2之间，J为0.58，变动范围在0.41—0.73之间(图10)。从水平分布来看，H'呈现中游>上游>下游的趋势，J呈现中游>下游>上游的趋势。
2.5锦凌水库鱼产力
采用基础饵料法计算锦凌水库鱼产力[20-21]，锦凌水库可养殖水面为302900hm2，腐质为锦凌水库浮游生物饵料的50%，计算鱼产量约为3.7×106kg。
3讨论
3.1锦凌水库水质及营养状况
单因子评价显示锦凌水库夏季pH、高锰酸盐指数、溶氧、氨氮符合源头水(I类)，总氮属于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区(Ⅱ类)，但总磷有所超标，其已远低于Ⅳ类水标准，相关研究显示水库周边生活源污染、农业污染、工业污染不断增加，这些都可能是造成锦凌水库夏季总磷含量超标的原因。总氮和总磷存在水平分布差异，2020年夏季均呈现上游>中游>下游，且营养状态要高于2019年，这说明2020年夏季上游富营养化程度加深，这可能与水库上游畜禽养殖业所带来的主要有机污染源有关[4]。因此，减少锦凌水库氮磷应主要围绕水库周边畜禽养殖业进行，如进一步减少新建和扩建畜禽养殖企业、加强对已有畜禽养殖业清洁生产监管等措施。
3.2锦凌水库浮游生物群落结构
锦凌水库夏季浮游植物密度和生物量均存在垂直和水平分布差异。密度垂直分布表现为表层最高，这符合浮游植物在水库中分布的一般规律[14，20-21];水平分布中2020年密度和生物量均属上游最高，这一趋势除与地理因素有关之外[2-3，8]，更与上游营养物质输入密不可分[4-5]。值得注意的是，2020年水库蓝藻密度和生物量占比分别为2019年的4倍和2倍，同年蓝藻种类和优势种也逐步增多，蓝藻在种类组成、优势种、密度及生物量占据很大比重，这说明锦凌水库夏季有爆发水华的可能。
浮游动物密度和生物量同样存在着水平和垂直分布差异。密度和生物量垂直分布均表现为中层最高，这可能与浮游动物的生活习性以及水体流动有关[14，20-21];水平分布中，总体密度呈现上游最高，生物量呈现最低，这与浮游植物和富营养化状态相一致，主要原因同样与上游营养物质输入有关，原生动物和轮虫等小型浮游动物竞争能力强，夏季温度适宜时可利用营养物质快速繁殖[20]，进而导致上游密度大而生物量低。虽然夏季锦凌水库H'和J较好，但种类组成以原生动物和轮虫为主、枝角类和桡足类作为优势种出现频次低、轮虫优势种中多为中营养指示种[21]，这些都从侧面说明锦凌水库夏季有小型化的趋势。
夏季锦凌水库浮游生物群落结构复杂，垂直和水平分布明显，浮游生物显示出锦凌水库夏季存在蓝藻暴发和浮游动物小型化趋势，上游应为重点关注和监测对象。
3.3锦凌水库底栖动物种类组成、密度和生物量
本次调查共检出底栖动物9种，属于3门3纲3属。从整体来看锦凌水库上游底栖动物密度及生物量在全库属于较高水平，这种现象产生的原因除与上游营养物质丰富有关，可能与水中鱼类群落结构也有一定关系。
底栖动物优势种显著影响群落结构的稳定性，种类数越多且优势度相对越小，则群落稳定性越强，结构越复杂。有效占位中的优势种数量均为1种，说明锦凌水库夏季底栖动物群落结构的稳定性较低。
物种多样性是生物群落的基本特征之一，根据其大小可分为五个级别，H'为0.75，整体上锦凌水库底栖动物多样性等级为2级，上游H′和J均处于较低水平，这同样显示出锦凌水库夏季稳定性较低，其中尤以上游最低。
3.4锦凌水库鱼产力
采用基础饵料法计算锦凌水库鱼产力可达12.1kg/hm2，鱼产量约为3.7×106kg，针对目前锦凌水库的水体营养状态，可利用下行效应，进一步加强滤食性鱼类(鲢Hypophthalmichthysmolitrix、鳙Aristichthysnobilis)、杂食性鱼类(鲤Cyprinuscarpio、鲫Carassiusauratus)和小型肉食性鱼类(黄颡鱼Pelteobagrusfulvidraco、瓦氏黄颡鱼P.vachelli)的增殖放流。
3.5锦凌水库水生态健康状态
综上分析，2019年到2020年锦凌水库夏季水生态健康状态较差，这主要体现在水质营养状态、蓝藻占优、浮游动物小型化和底栖动物稳定性低等方面，鉴于目前锦凌水库水生态健康状态以及作为锦州市饮用水源水库的重要地位，除开展环境治理之外，笔者认为进一步开展多季度多年度锦凌水库资源调查和加大优水渔业力度仍十分必要。——论文作者：张湾1，赵文1*，王哲1，乔星晔1，尹东鹏1，苑俊杰1，左镓琪1，王安璞2
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