团泊湖水库浮游生物多样性及时空变化.docx
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团泊湖水库浮游生物多样性及时空变化
天津农学院
毕业论文
中文题目:
团泊湖水库浮游生物多样性及时空变化
英文题目:
TheBiodiversityandSpatialandTemporalVariationsofPlanktonofTuanBoReservoir
学生姓名崔君
系别水产科学系
专业班级2010级水产养殖
（1）班
指导教师孙金辉
成绩评定
2014年4月
1前言………………………………………………………………………………1
2材料与方法………………………………………………………………………1
2.1材料………………………………………………………………………………1
2.1.1仪器……………………………………………………………………………2
2.1.2药品……………………………………………………………………………2
2.1.3时间与地点……………………………………………………………………2
2.2计数方法…………………………………………………………………………2
2.3评价标准和方法…………………………………………………………………2
3结果………………………………………………………………………………3
3.1浮游植物种类组成……………………………………………………………3
3.1.1生物量变化…………………………………………………………………6
3.1.2丰富度和均匀度和多样性指标……………………………………………6
3.1.3浮游植物Shannon-Wiener指数分级评价结果……………………………10
3.1.4不同指标的变化……………………………………………………………10
3.2浮游动物种类组成……………………………………………………………11
3.2.1浮游动物数量及生物量……………………………………………………13
3.2.2均匀度和丰富度和多样性指标……………………………………………14
3.2.3浮游动物Shannon-Wiener指数分级评价结果…………………………15
3.2.4不同指标的变化……………………………………………………………17
4讨论……………………………………………………………………………18
4.1浮游植物………………………………………………………………………18
4.2浮游动物………………………………………………………………………18
4.3水生态环境质量评价…………………………………………………………19
5结论……………………………………………………………………………19
参考文献……………………………………………………………………………20
致谢…………………………………………………………………………………22
附录1相关英文文献
附录2相关英文文献翻译
摘要
为开展健康湖泊养殖，分别于2013年5月、7月、9月团泊水库的水生生物多样性进行调查，同时开展了水生态环境质量评价。
调查发现：
团泊湖水库浮游植物包括绿藻门、硅藻门、蓝藻门、裸藻门、隐藻门5门21属，平均生物量1.85mg/L。
浮游动物包括轮虫和桡足类2大类13属。
平均生物量0.92mg/L。
从各项多样性指数分析结果来看，团泊湖水库物种丰富度较低，存在不同程度的污染。
在年变化中，浮游植物的多样性指数变化5月>7月>9月；浮游动物多样性指数变化是7月>5月>9月。
关键字：
团泊湖水库；浮游动物；浮游植物；多样性
ABSTRACT
Forhealthylakesaquaculture,thisinvestigatewasontheaquaticbiodiversityandthequalityevaluationofthewaterenvironmentofTuanBoreservoirinMay,July,September2013.ResultsshowedthatthemassofPhytoplanktonofTuanBolakereservoirincluddedChlorophyta、Bacillariophyta、Cyanophyta、EuglenophytaandCryptophytahidden5phylums21Genuses,Thebiomasswas1.85mg/L.Zooplanktonincluddedrotifersandcopepods2types:
13Genuses,TheBiomasswas0.92mg/L.Fromthepointofdiversityindex,ThemassofTuanBoreservoirwaslow,andthereexacteddifferentdegreesofpollutioninTuanBoreservoir.Inthechangeoftheallyear,Thediversityindexchangeofphytoplanktonismay>July>September，ZooplanktondiversityindexchangeisJuly>may>September.
Keywords：
TuanBoReservoir;zooplankton;phytoplankton;biodiversity
天津市团泊湖水库浮游生物多样性研究
崔君
（天津农学院水产养殖科学系）
1前言
团泊湖水库地处天津大港、静海、西青三区县交界内（117º30′--117º09′E,38º51′--38º58′N）[1]西靠南运河，北靠独流减河右堤，东南至马厂减河左堤，是一个三角封闭洼淀，区内地势西南高、东北低。
总面积为61.5平方公里，其中水面为51平方公里。
水库总长33.56公里，坝高4.3米，顶宽10米，内设植苇防风平台，占地约6.7平方公里，蓄水水源来自南运河、大清河及黑龙港河沥水，库容9800万立方米。
水域辽阔，养鱼面积0.47公顷，水产资源及水生物蕴含极广，盛产鱼、虾、蟹等。
多样性是指群落中物种数目的多少，它是衡量群落规模和重要性的基础。
种类越多,个体数量分布越均匀,物种多样性指数越大。
中国是世界上生物多样性最丰富的国家之一,同时也是生物多样性受威胁最严重的国家之一[2]。
因此生物多样性的研究和保护已经成为世界各国普遍重视的一个问题。
目前有很多学者开展了大规模的浮游生物调查并取得一定成果[3-9]。
例如王新华，王宏鹏等人于2006年对团泊水库进行浮游动物种类区系组成、现存量（密度、生物量）及分布进行调查研究，并结合相似水体研究结果比较辅以生物多样性指数分析,对调查水域进行了水生态环境质量评价。
结果表明，目前团泊水库的水质可初步划定为富营养型。
林春友，王玉佩等人于2007年5-11月对团泊水库的理化指标和水生生物学指标进行了调查，结果表明：
浮游植物春夏两季的生物量高于秋季，依据不同营养类型湖泊主要指标评价，团泊水库水体已进入富营养状态。
但是却关于团泊湖水库多样性的研究报告却很少见，所以此次调查对团泊湖水库三个采样点浮游动物、浮游植物进行了定性定量的调查，并总结其在5月份、7月份、9月份不同时间的季节性和空间变化规律，为工业生产、人民生活用水和渔业生产等提供科学依据。
2材料与方法
2.1材料
2.1.1仪器
13号浮游生物网、25号浮游生物网、采水器、浮游生物浓缩器、显微镜、定量滴管0.1mL，采样瓶1000mL，采样瓶100mL，浮游动物计数框（1mL）
2.1.2药品
福尔马林液、碘液等
2.1.3时间与地点
采样时间：
2013年5月、7月、9月。
采样地点：
团泊湖水库选取三个采样地点分别编号采样点Ⅰ、采样点Ⅱ、采样点Ⅲ。
采样点ⅠN39°24.586′E117°21.596′
采样点ⅡN38°56.382′E117°05.865′
采样点ⅢN38°57.187′E117°07.783′
2.2计数方法
浮游植物计数方法：
左手持盛有水样的定量瓶，轻轻地充分摇动，使瓶内的标本尽量均匀，摇好后立即将瓶盖打开，用0.1ml吸管在中心部位迅速准确吸取0.1ml标本液，注入相应的计数框内小心盖好盖玻片，在显微镜下进行计数。
浮游动物计数方法：
左手持盛有水样的定量瓶，轻轻地充分摇动，使瓶内的标本尽量均匀，摇好后立即将瓶盖打开，吸取1ml浓缩标本注入相应大小的计数框内，小心盖好盖玻片，在显微镜下进行计数。
2.3评价标准和方法
种类均匀度
公式：
J′=H/lnS（Pielcou,1969）
式中：
H为多样性指数、S为种类数
辛普森（Simposon）多样性指数
d=
公式：
式中：
S为种类数，N为样品中生物的总个体数，ni为第i种生物的个体数。
Simposon多样性指数评价标准：
d＜2时，严重污染；2＜d＜3，中度污染；3＜d＜6，轻度污染；d＞6时，清洁。
Shannon-Wiener指数
式中：
s—样品中的种类数；ni—样品中第i种生物的个体数；
n—样品中生物总个体数
表1Shannon-Wiener指数分级评价标准
指数范围
级别
评价状态
污染程度
＞3
丰富
物种种类丰富，个体分布均匀
清洁
2＜
≤3
较丰富
物种丰富度较高，个体分布比较均匀
轻污染
1＜
≤2
一般
物种丰富度较低，个体分布比较均匀
中污染
0＜
≤1
贫乏
物种丰富度低，个体分布不均匀
重污染
＝0
极贫乏
物种单一，多样性基本丧失
严重污染
种类分布丰富度
公式：
D=（S-1）/lnN（Margalef，1958）
式中：
S为种类数，N为某一种类的尾数占总尾数的百分比。
丰富度指数分级评价标准:
0＜D＜1，重度污染；1＜D＜2，严重污染；2＜D＜4，中度污染；4＜D＜6，轻度污染；D＞6，清洁水。
3结果
3.1浮游植物种类组成
5月份采样点Ⅰ监测到浮游植物4门10属，其中绿藻门5属，占70.27﹪；蓝藻门1属，占17.87%；硅藻门2属，占7.17﹪；裸藻门1属，占4.69%。
采样点Ⅱ监测到浮游植物10属，隶属3门，其中绿藻门4属，占38.14%；蓝藻门3属，占36.50%；硅藻门3属，占25.36%。
采样点Ⅲ监测到浮游植物10属，隶属5门，其中蓝藻3属，占52.02%；绿藻2属，占25.72%；硅藻1属，占9.25%；隐藻1属，占7.51%；裸藻1属，占5.49%。
7月份采样点Ⅰ监测到浮游植3门6属，其中蓝藻门4属，占74.15%；绿藻门1属，占13.85%；硅藻门1属，占12.00%。
采样点Ⅱ监测到浮游植物6属，隶属3门，其中蓝藻4属，占71.92%；绿藻1属，占15.12%；硅藻1属，占12.96%。
采样点Ⅲ监测到浮游植物7属，隶属5门，其中蓝藻3属，占50.50%；绿藻1属，占11.37%；硅藻1属，占17.39%；隐藻1属，占13.04%裸藻1属，占7.69%。
9月份采样点Ⅰ监测到浮游植物3门8属，其中蓝藻4属，占77.92%；绿藻2属，占15.88%；裸藻1属，占3.97%；裸藻1属，占2.33%。
采样点Ⅱ监测到浮游植物6属，隶属4门，其中蓝藻2属，占46.18%；绿藻2属，占30.12%；裸藻1属，占10.84%；硅藻1属，占12.85%。
采样点Ⅲ监测到浮游植物8属，隶属3门，其中蓝藻3属，占84.76%；绿藻4属，占11.71%；裸藻1属，占3.53%。
表3--15月份浮游植物组成及数量（万个/L）
属类
采样点Ⅰ
采样点Ⅱ
采样点Ⅲ
平裂藻
82
16.5
21.15
颤藻
1.6
4.8
席藻
384
560
454.5
小球藻
1193
230
栅藻
68
100
49.5
三角四角藻
1.56
衣藻
304
235
纤维藻
368
260
252
裸藻
24
0.855
舟形藻
1.88
2.4
11.08
布纹藻
368
260
252
脆杆藻
3.54
茧形藻
0.32
隐藻
1.17
表3--27月份浮游植物组成及数量（万个/L）
属类
采样点Ⅰ
采样点Ⅱ
采样点Ⅲ
颤藻
80
51.67
2.15
尖头藻
2.55
1.35
席藻
655
760
44.09
螺旋藻
0.55
色球藻
1.35
1.15
栅藻
2.25
2.45
8.5
裸藻
1.55
脆杆藻
9.75
10
2.26
隐藻
19.5
表3--39月份浮游植物组成数量（万个/L）
属类
采样点Ⅰ
采样点Ⅱ
采样点Ⅲ
颤藻
26.5
0.798
0.6
色球藻
0.48
蓝纤维藻
260
403.2
3260
席藻
816
鼓藻
0.75
十字藻
1.52
8.19
1.75
栅藻
1.04
1.51
1.85
盘星藻
0.45
裸藻
0.64
1.134
1.45
舟形藻
8.96
隐藻
0.36
3.1.1生物量变化
团泊湖水库5月、7月、9月的生物量变化如表3--4所示：
三个月中绿藻门的生物总量最大，其中又5月份的生物量最大。
蓝藻门、硅藻门、裸藻门的生物量都较小。
表3--4生物量变化（单位：
mg/L）
5月
7月
9月
蓝藻门
0.12
1.35
1.46
绿藻门
16.06
2.94
1.97
硅藻门
0.59
0.22
0.27
裸藻门
1.99
0.09
0.26
隐藻门
0.02
0.39
0.01
图3--1浮游植物生物量
3.1.2丰富度和均匀度和多样性指标
均匀度是实际多样性指数与理论上最大多样性指数的比值，是一个相对值，其数值范围在0～l之间，用它来评价浮游植物的多样性更为直观、清晰，能够反映出各物种个体数目分配的均匀程度。
通常以均匀度大于0.3作为浮游植物多样性较好的标准进行综合评价[10]采样点Ⅰ浮游动植物均匀度在5月份最大，9月次之，7月最小。
采样点Ⅱ为5月份最大，7月次之，9月最小。
采样点Ⅲ是7月最大，5月次之，9月最
表3--5均匀度
5月
7月
9月
采样点Ⅰ
0.91
0.37
0.47
采样点Ⅱ
0.97
0.27
0.20
采样点Ⅲ
0.74
0.90
0.14
图3--2均匀度指数变化
丰富度是指生境内物种数目的多寡。
采样点Ⅰ的丰富度5月和7月相比变化不大，9月份有所下降；采样点Ⅱ5月最大，而7月和9月下降，但两月相差不大；采样点Ⅲ则5月最大，7月达到最小，而9月有上升。
总体来看三个采样点的丰富度都是在5月份达最大值。
三个采样地点的丰富度指数D全部落在0--1之间，根据丰富度指数分级评价标准，得出团泊湖水库属于重度污染水域。
表3--6丰富度
5月
7月
9月
采样点Ⅰ
0.529
0.316
0.432
采样点Ⅱ
0.547
0.314
0.328
采样点Ⅲ
0.441
0.440
0.403
图3--3丰富度指数变化
Shannon-Wiener指数是用来描述个体出现的紊乱和不确定性，不确定性越高，多样性也就越高。
它包括两层含义：
其一是种类数目；其二是种类中个体分布的均匀性。
种类数目越多多样性越大；种类个体分配均匀性增加，也会使多样性提高。
Shannon-Wiener指数与丰富度的关系最为密切[11].从表3--7可以看出团泊湖水库三个采样点的Shannon-Wiener指数在5月份大最大值，9月份为最小值。
表3--7Shannon-Wiener指数
5月
7月
9月
采样点Ⅰ
2.105
0.667
0.981
采样点Ⅱ
2.233
0.492
0.365
采样点Ⅲ
1.530
1.758
0.292
图3--4Shannon-Wiener指数变化
表3--8Simposon指数
5月
7月
9月
采样点Ⅰ
3.254
1.295
1.668
采样点Ⅱ
3.975
1.177
1.104
采样点Ⅲ
2.314
2.560
1.099
图3--5Simposon指数变化
5月
7月
9月
采样点Ⅰ
2.105
0.667
0.981
采样点Ⅱ
2.233
0.492
0.365
采样点Ⅲ
1.530
1.758
0.292
3.1.3浮游植物Shannon-Wiener指数分级评价结
表3-9浮游植物Shannon-Wiener指数
5、7、9月份的多样性级别和污染程度如下表所示：
采样点Ⅰ和采样点Ⅱ都是5月份的2＜
≤3为轻度污染，物种丰富度较高；7月份和9月份的0＜
≤1为重度污染，物种丰富度低；采样点Ⅲ5月份和7月份的1＜
≤2为中污染，物种丰富度较低；9月份的0＜
≤1为重污染，物种丰富度低。
表3--10多样性级别和污染程
5月
7月
9月
级别
污染程度
级别
污染程度
级别
污染程度
采样点Ⅰ
较丰富
轻污染
贫乏
重污染
贫乏
重污染
采样点Ⅱ
较丰富
轻污染
贫乏
轻污染
贫乏
重污染
采样点Ⅲ
一般
中污染
一般
中污染
贫乏
重污染
3.1.4不同指标的变化
团泊湖水库浮游植物种类多样性指数H′值变化为0.36～2.23，平均值为1.16；均匀度J′值变化为0.14～0.97，平均值为0.55；丰富度D变化为0.31～0.55，平均值为0.42。
5月、7月、9月的均匀度、辛普森指数、香农威勒指数和丰富度如图3--6。
可以看出均匀度、辛普森指数、香农威勒指数和丰富度的变化规律是相同的：
都是5月份最大，7月次之，9月最小，因此浮游植物多样性指数变化为5月>7月>9。
图3--6不同指数的变化
图3-6不同指数变化
3.2浮游动物组成
5月监测到桡足类1属，为英勇剑水蚤占8.63%；轮虫2属为角突臂尾轮虫占49.68%、矩形臂尾轮虫占4.31%、螺形臂尾轮虫占2.88%、曲腿龟甲轮虫占1.15%和异尾轮虫占1.15%，其中优势种为角突臂尾轮虫；其余为无节幼体占32.20%。
7月监测到桡足类1属，为英勇剑水蚤占15.09%；轮虫1属，为角突臂尾轮虫占35.85%，萼花臂尾轮虫占18.87%，裂足臂尾轮虫占7.55%，矩形臂尾轮虫占7.55%，其中优势种为角突臂尾轮虫；其余为无节幼体占15.09%。
9月监测到桡足类2属，为英勇剑水蚤占4.58%，跨立小剑水蚤占5.12%；轮虫2属，萼花臂尾轮虫占61.19%，壶状臂尾轮虫占4.58%，角突臂尾轮虫占1.08%，剪形臂尾轮虫占1.89%，三肢轮虫占0.54%，多肢轮虫占0.81%，其中优势种为萼花臂尾轮虫；其余为无节幼体占19.68%。
表3--11、3--12、3--13给出了采样点Ⅰ、采样点Ⅱ、采样点Ⅲ三个采样地点5月、7月、9月的浮游动物组成。
表3--115月团泊湖水库浮游动物种类组成
种类
采样点Ⅰ
采样点Ⅱ
采样点Ⅲ
英勇剑水蚤
+
+
+
角突臂尾轮虫
+++
++
+
螺形臂尾轮虫
+
+
曲腿龟甲轮虫
+
矩形龟甲轮虫
+
+
异尾轮虫
无节幼体
+++
+
+
+
注：
“+++”代表数量较多“++”代表数量一般“+”代表数量较少
表3--127月团泊湖水库浮游动物种类组成
种类
采样点Ⅰ
采样点Ⅱ
采样点Ⅲ
英勇剑水蚤
+
+
+
角突臂尾轮虫
+
+
+
裂足臂尾轮虫
+
矩形龟甲轮虫
+
萼花臂尾轮虫
无节幼体
++
+
+
++
+
注：
“+++”代表数量较多“++”代表数量一般“+”代表数量较少
表3--139月团泊湖水库浮游动物种类组成
种类
采样点Ⅰ
采样点Ⅱ
采样点Ⅲ
英勇剑水蚤
+
跨立小剑水蚤
+
+
角突臂尾轮虫
+
壶状臂尾轮虫
+
蒲达臂尾轮虫
+
剪形臂尾轮虫
+
萼花臂尾轮虫
+
+
三肢轮虫
+
多肢轮虫
无节幼体
+
+
+
+
+
注：
“+++”代表数量较多“++”代表数量一般“+”代表数量较少
3.2.1浮游动物数量及生物量
由图4--1可以看出团泊湖水库的浮游动物包括轮虫和桡足类。
轮虫数量最多，5月份达709.5个/L，9月份次之有482.75个/L，7月最少只有48.25个/L；桡足类的数量变化规律和轮虫一样，但数量要比轮虫要少，5月份476个/L，9月195.75个/L，7月只有22.5个/L；在整个采样期间没有发现枝角类。
采样点Ⅰ、采样点Ⅱ、采样点Ⅲ三个采样点在5月、7月、9月的数量变化如图4--2所示采样点Ⅰ5月的数量最大，7月份最小；采样点Ⅱ5月的数量最大，9月份最小；采样点Ⅲ9月的数量最大，7月份最小；浮游动物生物量如图4--3所示与数量轮虫最多不同，生物量最大的是桡足类，5月份生物量达到最大值为3.939mg/L,,7月份生物量最小为0.405mg/L；而轮虫是9月份达到最大值1.118mg/L，生物量最小也是7月份仅0.052mg/L。
图4--4所示为采样点Ⅰ、采样点Ⅱ、采样点Ⅲ三个采样点在5月、7月、9月浮游动物生物量变化，与数量变化相同，采样点Ⅰ5月的数量最大，7月份最小，采样点Ⅱ5月的数量最大，9月份最小，采样点Ⅲ9月的数量最大，7月份最小。
表3-14浮游动物生物量
轮虫
枝角类
桡足类
5月
0.266
0
3.939
7月
0.052
0
0.405
9月
1.118
0
2.552
图3-7浮游动物生物量
mg/L
3.2.2均匀度和丰富度和多样性指标
采样点Ⅰ、采样点Ⅱ、采样点Ⅲ5月、7月、9月不同时期均匀度的变化如图3--11所示，三个采样点的均匀度都是在7月份时达到最大值。
5月和9月的均匀度采样点Ⅰ相差不大，采
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