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动物学之太湖软体动物的现存量及其空间分布格局研究论文

2018-12-11 11:19:56来源:组稿人论文网作者:婷婷

  引言

  众所周知,水是生命之源,它作为细胞中含量最丰富的化合物,在维持生命体的新陈代谢活动中不可或缺。太湖是我国东部近海区域的典型的淡水湖,其统筹协调的重要性自然是不言而喻,作为第三大淡水湖,其水环境的生态平衡对生活在上海市、江苏省、浙江省等的人民以及这些省市的经济发展都紧密相关。在20世纪60年代,太湖每况日下的污染情况渐渐映入人们的眼帘,由最开始的低营养状态到80年代初期的中营养状态,在此之后的太湖富营养化指数约以十年为期等级不断上升,水质的等级也随之下降。在1990年,太湖爆发的蓝藻水华对流经区域直接造成了1.3亿元的经济损失。在2007年5月爆发的蓝藻水华,造成了更大、更直接的约28.77亿元的经济损失。当今,太湖处于富营养到重富营养状态,西部 、北部水质以Ⅳ类和Ⅴ类为主。所谓的富营养化就是指生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,致使藻类和其它浮游生物迅速繁殖,最终表现为水体溶氧量下降、鱼类及其它水生生物大量死亡的现象。这些死亡的水生生物的尸体紧接着又会沉积到水底,由水中的微生物将其分解。在分解的过程中需要大量的溶解氧,从而使湖水中的溶解氧含量不断减少,加速水质恶化,湖中生物的生存首当其冲,最终表现为富营养化状态不断加剧。这种循环往复、不断恶化的污染现象以及其带来的巨大的经济损失和生态破坏已经受到了各行各业的关注,太湖的治理不仅至关重要而且迫在眉睫。

  软体动物隶属于无脊椎动物,约10万种,是动物界的第二大门类,其中河蚬、刻纹蚬、纹沼螺、中国淡水蛏等物种是湖底常见的底栖动物。鉴于软体动物自身的优势,如指示种多样、相对固定的生境、移动缓慢,对水环境的变化反应灵敏且差异较大等,特选择其作为水质评价的生物学指标。再者,我们在研究中采用化学检测与生物监测相结合的技术手段,既弥补了前者瞬时测定、繁琐、耗时耗力的不足,又凭借分析软体动物的空间分布与现存量差异和观测行为与生理方面的变化,可以更好的对水体污染进行定性分析,以对确切的污染情况进行综合评价,从而进一步探讨导致软体动物空间分布差异的原因,以期能为太湖水体污染的治理与改善提供切实有效的科学参考。

  1材料与方法

  1.1 研究区域与采样时间

  1.1.1 采样点分布概况

  太湖作为国内第三大淡水湖,其地位举足轻重。它地处长江三角洲的南翼,横跨江、浙两省,北邻无锡,南濒湖州,西依宜兴,东近苏州,是至关重要的流域水资源的调蓄中心,其水环境的生态平衡对上海市、浙江省、江苏省等的经济发展和生活在这里的居民都不可或缺。本文针对藻型湖区、过渡湖区和草型湖区于2016年1月分别进行软体动物与水样的采集与处理,在选取的3个湖区中,藻型湖区共有4个采样点:T1、T10、T17、TW,过渡湖区包括5个采样点:T7、T11、T13、T19、T21,草型湖区包括3个采样点:T24、T26、T27。

  1.1.2 采样点与采样时间

  本研究于2016年1月份至3月份对太湖的水体、软体动物进行定性和定量采集。

  1.2 样品采集

  在选取的12个采样点(其中藻型湖区包括4个采样点:T1、T10、T17、TW;过渡湖区包括5个采样点:T7、T11、T13、T19、T21;草型湖区包括3个采样点: T24、T26、T27),先用标杆测量水的深度,然后用1/16 m2 Peterson的采泥器(定量采样)和 D型网(定性采样)取样,每个样点分别采集三次。将采集到的样品编号标明组别,在采集地用钢筛清洗干净后带回实验室。将样品倒入解剖盘,根据软体动物的物种特征,仔细挑选出其中的软体动物,并放入10%的福尔马林,储存于50 ml的标本瓶。分装完后在显微镜下对样品进行鉴定并且计数,再折算成相应的单位面积密度和生物量。

  1.3水质理化参数的测定

  在采集水样的时候,测定每个采样点的水体理化性质,如溶解氧(DO)、透明度(SD)、总氮(TN)和总磷(TP)浓度、水的酸碱度(pH)、水温(T),最后根据采集到的数据制表分析并作讨论,具体的各个理化指标的测定方法参照《湖泊生态调查观测与分析》。

  2 结果与分析

  2.1水质理化参数

  通过对12个样点的水质取样以及对各个采样点理化性质的测定,将此次研究所得数据统计如下:藻型湖区取样于1.4~2.3 m,水体浊度、透明度适中,总氮(TN)的浓度为0.65~3.18 mg/l,均值为2.020 mg/l,总磷(TP)的浓度为0.039~0.389 mg/l,均值为0.106 mg/l,叶绿素含量为11.05~31.85 mg/l,均值为19.92 mg/l,并且其中无植物生长。过渡湖区取样于2.1~2.5 m,在三个湖区中水体浊度最大,透明度最低,总氮(TN)的浓度为0.53~2.64 mg/l,均值为1.34 mg/l,总磷(TP)的浓度为0.03~0.124 mg/l,均值为0.058 mg/l,所含叶绿素为3.75~33.48 mg/l,均值为11.150 mg/l,其中植物的存在量为0 g/m2。草型湖区取样于1.5~1.65 m,水体浊度最小,透明度最高,总氮(TN)的浓度为0.56~0.76 mg/l,均值为0.667 mg/l,总磷(TP)的浓度为0.014~0.047 mg/l,均值为0.034 mg/l,所含叶绿素的浓度为1.4~4.42 mg/l,均值为3.33 mg/l,其中有植物存在,均值为2454.317 g/m2。由以上所测的数据可看出,污染程度最重的是藻型湖区,过渡湖区居中,草型湖区最低。

  2.2 软体动物的物种分布

  经统计藻型湖区、过渡湖区、草型湖区的软体动物的物种名录如上表所示,其中藻型湖区采集到5种软体动物:河蚬、湖球蚬、光滑狭口螺、背瘤丽蚌、方格短沟蜷和铜锈环棱螺。过渡湖区有4种软体动物:河蚬、湖沼股蛤、中国淡水蛏、光滑狭口螺。草型湖区的物种含量最多,共采集到9种:河蚬、铜锈环棱螺、湖沼股蛤、方格短沟蜷、光滑狭口螺、长角涵螺、纹沼螺、椭圆萝卜螺和旋螺(表1)。

  2.3 大型底栖动物现存量

  太湖三个湖区软体动物的平均密度分别为藻型湖区是242.5 ind./m2;过渡湖区是46.4 ind./m2;草型湖区是341.7 ind./m2,不同湖区的软体动物随湖区类型变化差异性明显(P<0.05),其中草型湖区软体动物的密度最大,藻型湖区居中,过渡湖区的最低。在藻型湖区所有的软体动物中河蚬平均密度最高(779 ind./m2),占藻型湖区总密度的80.92%;过渡湖区中也是河蚬的平均密度最高(91 ind./m2),占过渡湖区总密度的39.22%;草型湖区中铜锈环棱螺平均密度最高(112 ind./m2),占草型湖区总密度的10.92%(表2)。

  通过分析以后发现软体动物在三个湖区的分布差异显著,草型湖区所含物种丰富,藻型湖区和过渡湖区相较来说物种少。河蚬、光滑狭口螺这两个物种的密度大、分布相对较广,三区皆有,是藻型湖区和过渡湖区的明显的优势种。藻型湖区的5种软体动物分布密度差异显著,草型湖区物种分布相对均匀。

  经分析得藻型湖区中河蚬的生物量最大,为950.08 g/m2,是明显的优势种,背瘤丽蚌的生物量为33.2 g/m2,光滑狭口螺、方格短沟蜷、湖球蚬的生物量相对较低。过渡湖区中优势种也是河蚬,生物量为71.48 g/m2,其中湖沼股蛤、中国淡水蛏、光滑狭口螺的生物量非常小。草型湖区的优势种是铜锈环棱螺,生物量为175.69 g/m2但是相对来说草型湖区的物种含量最丰富并且生物量较大。(表3)。

  经统计,草型湖区的3个采样点:T24、T26、T27 各含有8种、6种、8种软体动物,总计含有9种软体动物,其物种数最为丰富。其次是藻型湖区的4个采样点:T1处采集到4种软体动物,T10、T17、TW各采集到2种,总计有6种软体动物,过渡湖区的5个采样点:T7 、T11、 T21各采集到2种,T13、T19各采集到1种,经统计共有4种软体动物,由此可见过渡湖区的物种含量最低(图4)。

  3 讨论

  3.1 太湖湖泊污染的成因

  太湖的污染问题日趋严重,富营养化状态不断加深,随着近年来政府和人民的重视,其污染原因也不断的浮出水面。导致太湖污染既有天然的原因,也有人为方面的因素。下面依次给予说明:首先,在自然方面主要是太湖的地理位置,它位于长江三角洲南缘,常年由于长江冲刷而积累的泥沙,携带了众多的营养物质致其土壤肥沃,从而构成了太湖富营养化的自然成因。

  其次,太湖的特征—浅水湖泊也是一个天然因素,太湖水浅,深度约为2-3 m,是典型的大型浅水湖泊。由于太湖流域的季风气候而且平时风速较大,太湖频繁的受到风浪的影响,其底部沉积的泥沙土壤被搅动以后,其中富含的营养物质随之混入湖水,日复一日年复一年如此循坏往复,也在一定程度上导致了太湖的富营养化。

  最后,不得不说人为因素才是导致太湖富营养化的最大的原因。随着太湖流经区域人口急剧膨胀和经济蓬勃发展,带来的不仅仅是对水资源的大量需求,更多的是源源不断的工业、农业、生活废水等等污染源,这些废水才是导致的污染越来越严重的罪魁祸首。

  3.2 治理对策

  太湖虽然是河道纵横,水域丰富,但也并非是取之不尽用之不竭。即使太湖在五大淡水湖中位列第三,但是事实上太湖流域人均水资源量仅仅是全国人均水资源量的1/6。经统计得,现在太湖流域的人口负载量已濒临生态平衡承载量的临界阈值,再加上水体富营养化所带来的环境资源的巨大变化,其生态平衡已岌岌可危。根据本研究的数据统计,对太湖的污染治理提出以下几点建议:

  (1)控源减排

  污染的治理不能只治标不治本,因此要治理污染就要源头入手,首先对于工业污水、生活废水的排放要严加掌控,不仅仅将重点放在各个工厂的污水处理上,也要加强城市居民的节水意识培养上,节约用水、自觉保护太湖是每个曾经以及正在享受太湖所带来的巨大的利益市民的责任。

  (2)生态修复

  对于已经造成的生态平衡的破坏,要通过号召治理污染的专家,积极应对污染现状,对水质进行综合客观的分析以后,结合生态学知识,采用科学的手段,尽可能的去修复水环境。

  (3)建立水质安全监控站

  政府的控污排放是从大局上掌控污染治理,并不能时时刻刻对太湖的水质了如指掌,比如治理一段时间后,污染是否被减缓、是否有一定的改善,从而更好的判定这段时间所进行的治理方法是否有效。因此要建立监控站,可以对太湖的水质进行动态监控,以便于科学采样,研究等等。

  4 总结

  通过对以上数据的统计分析,太湖流域的软体动物多样性和丰富度较高,这与太湖有着大量的水生植物密切相关,其中藻型湖区的污染程度最重,总体处于中—重度污染,过渡湖区居中,为中度污染,草型湖区的污染最小,为中—轻度污染。研究表明选取软体动物进行差异分析,是一个可靠的、能综合反映出太湖水质的生物指标。希望以上调查的结果能为治理污染提供相应的理论依据以及改善太湖水质及生态修复的科学参考。相信在我们共同的努力下,太湖的明天会更好。

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