白石水库坐落在辽宁省北票市大凌河和牤牛河干流上，地处朝阳、阜新、锦州三市中心地带，地理环境优越，是一座以供水、防洪、灌溉为主，兼顾发电、养殖、观光旅游等综合利用的大型水源水库，水库总库容16.45亿m3，可控制流域面积17649km2，规模列辽宁第三，辽西第一[1,2]。

2013—2014年间白石水库浮游植物群落结构[1]、颗粒有机物及沉积物中碳、氮稳定同位素的空间分布特征[2]也有报道，本研究正是同一时期开展的浮游动物群落结构的调查结果。浮游动物是水库生态系统的重要生物类群，可在环境监测、净化水质、生物饵料、评估鱼产力等方面发挥重要作用，此外水库水源之一的牤牛河发源于内蒙古，其集水区具有多个盐碱泡沼，夏季溢水期可携带一些浮游动物广盐种进入白石水库，因此弄清白石水库浮游动物结构特征具有重要意义。本文报道白石水库浮游动物群落结构及鱼产力结果，并结合2013年至2020年近8年来实际渔获量进行分析，旨在完善白石水库渔业资源数据库，构成相对完整的水生态评价体系，进而促进白石水库水源安全管理和优水渔业可持续发展。

1、材料与方法

1.1采样点的设置

于2013年8月—2014年7月，对白石水库每月采集样品一次，共计12次，春季为2—4月，夏季为5—7月，秋季为8—10月，冬季为11—1月。共设置14个样站，其中库区内设置上游、中上游、中下游及下游等四个断面，每个断面设置3个样站，共12个样站；此外，在牤牛河、大凌河2个支流河口处各设1个样站。样站设置如图1所示。

图1白石水库采样样站位置示意图

1.2样品采集与分析

浮游动物定量样品采集用有机玻璃采水器（水生-80型）采集水样50L，通过25#浮游生物网过滤后，再用5%甲醛溶液固定，固定后带回实验室，24h后进行浓缩至50mL，浓缩后进行检测。小型浮游动物利用浮游植物样品（系采水1L，用1.0%—1.5%鲁哥氏液固定）进行计数定量。浮游动物计数前，充分摇匀样品，迅速准确吸出1mL，放入浮游动物计数框中，盖上盖玻片后，在生物显微镜（OLYMPUSCX21FS1）下鉴定并计数。

浮游动物中原生动物、轮虫、枝角类和桡足类鉴定均按相关文献进行[3,4,5,6,7]，密度、生物量、优势度（Y）、Shannon-Wiener多样性指数（H′）和均匀度指数（J）按照《水生生物学》进行计算[5]，环境驱动因子采用CANOCO4.5的典范对应分析（CCA）进行，显著性选择SPSS19.0中的偏相关分析进行，制表绘图采用Excel软件进行。

2、结果

2.1浮游动物的种类组成

调查期间，白石水库浮游动物共发现4类214种，其中原生动物有75种，占总数的35.05%；轮虫97种，占45.33%；枝角类26种，占12.15%；桡足类16种，占7.48%。从种类数上看，白石水库以轮虫和原生动物为主，种类中含有多种广盐种，如褶皱臂尾轮虫（Brachionusplicatilis）、蒙古裸腹溞（Moinamongolica）、矮小拟镖剑水蚤（Paracyclopinanana）、拟长腹近剑水蚤（Oithonasimilis）等。

2.2浮游动物密度及生物量季节变化

调查期间，白石水库浮游动物密度及生物量如图2-图5所示。全年浮游动物密度平均值为770±446ind./L，最低值出现在冬季11月，为248ind./L；最高出现在冬季12月，为1892ind./L。全年浮游动物密度季节变化规律为夏季>冬季>秋季>春季，组成上春夏季以原生动物和轮虫为主，秋冬季以原生动物为主。水平分布规律为上游>河口>中游>下游，除上游外，河口、中游和下游均呈现春夏先升秋冬后降趋势，而上游则在冬季不降反升。

图2白石水库浮游动物密度的季节变化

图3白石水库浮游动物生物量的季节变化

图4白石水库浮游动物密度的水平分布及其季节变化

图5白石水库浮游动物生物量的水平分布及其季节变化

全年浮游动物生物量平均值为2.65±1.21mg/L，最低值在春季4月，为0.81mg/L，在春季3月达到最大值，为5.20mg/L。全年浮游动物生物量季节变化规律为秋季>冬季>夏季>春季，组成方面冬季生物量主要集中在原生动物，春夏季主要为轮虫、枝角类和桡足类，秋季生物量则主要集中在桡足类，水平分布规律为下游>上游>中游>河口，各站位生物量季节变化无一般规律。

2.3浮游动物的多样性指数及均匀度指数季节变化

调查期间，白石水库浮游动物多样性的季节变化如图6和图7所示。全年浮游动物多样性指数平均值为2.87±0.41，最低值出现在冬季11月为2.54，最高出现在秋季8月为3.77。全年浮游动物多样性指数（H′）季节变化规律为秋季>春季>冬季>夏季。H′水平分布规律为从河口至下游逐渐降低，即河口>上游>中游>下游，凌河和牤牛河H′季节变化规律为春夏秋上升冬季下降，而上中下游则呈现春夏下降，秋季上升冬季下降。

全年浮游动物均匀度指数平均值为0.49±0.06，最低值出现在夏季5月为0.41，最高出现在冬季12月为0.59。全年浮游动物均匀度指数（J）季节变化规律为，秋季>冬季>春季>夏季。J水平分布规律与H′变化一致，同为从河口至下游逐渐降低，各站位J季节变化也与H′变化相同。

图6白石水库浮游动物多样性指数及均匀度指数季节变化

图7不同季节白石水库浮游动物多样性指数及均匀度指数水平变化

2.4浮游动物优势种

以优势度Y计算浮游动物的优势种，调查期间白石水库浮游动物优势种主要为轮虫和原生动物，主要有球形砂壳虫（Difflugiaalobulosa）、针簇多肢轮虫（Polyarthratrigla）、螺形龟甲轮虫（Keratellacochlearis）、恩茨筒壳虫（Tintinnidiumentzii）、中华拟铃虫（Tintinnopsissinensis）、巢居法帽虫（Phryganellanidulus），对应的出现频率分别为：75%、100%、100%、58%、75%、58%，优势度Y分别为：0.108、0.081、0.036、0.030、0.047、0.053。春夏季时针簇多肢轮虫和螺形龟甲轮虫密度和生物量达到最高，而秋冬季较低。冬季球形砂壳虫和巢居法帽虫密度及生物量最大，恩茨筒壳虫和中华拟铃虫则在夏秋季最高。

图8白石水库浮游动物与氮磷指标之间的关系

2.5浮游动物与环境因子的关系

李沂軒等[1]曾探讨2013—2014年12个月白石水库与浮游植物环境因子之间的相关关系，本研究采用其氮磷数据，对浮游动物与环境因子中的氮磷指标的显著相关性进行分析（图8），结果显示浮游动物生物量（B）分别与氨氮（NH4-N)(r=0.682,P<0.05）和总磷（TP)(r=0.638,P<0.05）显著正相关，密度（D）则与氮磷相关性不大，均匀度指数（H′）和多样性指数（J）与总氮、硝酸态氮（NO3-N）、活性磷（ADP）和亚硝酸态氮（NO2-N）相关，但相关性不显著（P>0.05）。

2.6鱼产力估算

采用饵料基础计算鱼产力，按照浮游生物和底栖动物提供饵料的能力，可养鱼面积按3000hm2计算，采用李沂軒等[1]浮游植物调查数据，结合本研究数据，计算浮游生物提供的鱼产力总计约为137kg/hm2，底栖动物提供的鱼产力约为28.8kg/hm2（未发表资料），腐质提供的能量按照牧食链的一半计算[9]，计算的白石水库鱼产力达234.3kg/hm2，白石水库鱼产量为70×104kg（表1）,若有效水深按两倍透明度即1.7m计算，白石水库最大的鱼产力为119×104kg。

表1白石水库鱼产力估算

3、讨论

3.1白石水库浮游动物群落结构特征

3.1.1浮游动物种类组成

白石水库浮游动物种类组成主要以原生动物和轮虫为主，浮游甲壳类（枝角类、桡足类等）相对较少，种类组成呈现小型化趋势，这与辽宁省其他水源水库浮游动物种类组成的研究相近[8,9,10,11,12]，原因主要与微囊藻水华、无机质粒（泥沙）的沉淀以及滤食性鱼类的摄食有关[1,13,14]。此外，白石水库中的广盐种，如褶皱臂尾轮虫和蒙古裸腹溞都是可大规模培养、营养价值高、技术工艺成熟的生物饵料，笔者认为对这些种类可进行分离纯化并进行室内大规模培养，用作水库鱼苗的孵化，也是不错的选择。

3.1.2浮游动物密度及生物量时空变化

白石水库浮游动物密度低于大伙房水库和英那河水库[8,11]，处于辽宁省水源水库中等水平，生物量处于较低水平（表2），将本研究的4月—10月数据与2001年4月—10月的调查数据相比[15]，密度升高，生物量降低，这些可能与原生动物和轮虫有关，原生动物和轮虫密度大但其平均湿重小，计算的生物量小，同时也表明浮游动物有小型化趋势，而相关研究显示，水库浮游动物小型化严重时，往往意味着富营养化的风险升高[16]，这一结果与同一时期对浮游植物的调查相一致[1]。

从浮游动物密度的水平分布看，河口及上游的密度远大于中下游，地理因素是入库水源携带大量有机质，以及河口和上游水位较浅易受到水流、风力等外部力量影响；生物因素是原生动物和轮虫竞争能力强且繁殖快可大量利用有机质。生物量水平分布是中下游大于河口及上游，地理因素主要是中下游距离河口较远，携带无机质（泥沙）较少，因此相对稳定。生物因素主要与枝角类和桡足类占优有关，浮游甲壳类占优往往意味着营养物质适中，小型化程度较低，营养程度较好。河口及中下游密度随季节变化时均呈现春夏先升秋冬后降趋势，这符合浮游动物季节变化时的一般规律，主要是温度变化造成的，值得注意的是河口及上游均在夏季密度最高，这表明有机质积累丰富，水体富营养化加剧，轮虫和原生动物大量增殖。

浮游动物密度和生物量水平分布和季节分布表明，河口及上游小型化严重，夏季时易造成水体缺氧，水华爆发，因此，夏季引水时应减少这几个站位的泥沙等营养物质的引入；浮游动物密度和生物量冬季均以原生动物为主，这可能与夏秋季积累了大量营养物质，冬季封冰时原生动物利用积累的有机质大量繁殖有关，侧面说明冬季时白石水库整体上浮游动物小型化更加严重，极易造成缺氧，因此冬季时应更加注意清除鱼类集中越冬区的污冰和积雪、凿冰增氧，避免鱼类因缺氧而大量死亡。

表2白石水库与辽宁省水源水库浮游动物群落结构的比较

3.1.3浮游动物多样性时空变化

白石水库浮游动物多样性指数和均匀度指数处于辽宁省水源水库中等水平[10,11,12]，从时间上的变化来看，均是夏季最低，这预示着夏季富营养化程度最重。从水平分布来看，呈现出从河口到水库下游逐渐降低的趋势，这主要是与河口和上游水文条件不同使得水体有机质分布更加均匀，另外入库水源携带的有机质比较丰富，这都促成了浮游生物的大量生长和繁殖，而中下游水位较深、有机质上下层分布不均，水体富营养化程度较低，从而导致浮游生物多样性的降低。

河口多样性指数和均匀度指数季节变化规律为春夏秋上升冬季下降，除了地理因素外，温度和有机质的积累也是重要原因，而上中下游呈现春夏下降，秋季上升冬季下降，这样先降后升再降的趋势可能与夏季原生动物和轮虫大量利用有机质，对其他浮游甲壳类竞争抑制有关，而秋冬季时有机质减少，加之温度变化，桡足类和枝角类等浮游甲壳类对环境适应强。

虽然河口和上游水平分布上多样性较好，季节变化也较为规律，但营养物质积累过多、夏季多样性低、浮游动物密度高和生物量低，这些都可能预示着这几个站位有富营养化加剧的可能。

3.1.4浮游动物优势种

白水水库浮游动物的优势种主要为原生动物和轮虫。针簇多枝轮虫和螺形龟甲轮虫密度和生物量在春夏季时达到最高，而在秋冬季较低，这主要是秋冬季温度较低，导致轮虫形成休眠卵所致；球形砂壳虫和巢居法帽虫密度及生物量在冬季达到最大，而筒壳虫和中华拟铃虫则在夏秋季最高，造成这种现象的原因与不同种类的生活习性不同密切相关。

国内外许多研究结果表明，针簇多肢轮虫由于适应能力强、游动速度快、可以有效地捕食和逃避敌害，因此是多数水库的优势种[17]。另外，螺形龟甲轮虫对水体环境适应能力相对较强，往往在富营养化、超富营养化水体中大量繁殖[18]，针簇多肢轮虫和螺形龟甲轮虫成为水库重要优势种，这从侧面说明白石水库富营养化程度可能加深。

3.1.5浮游动物与氮磷指标相关性

白石水库浮游动物与氮磷指标CCA分析结果显示，生物量与总磷和氨氮显著正相关，这主要与浮游动物间接利用总磷和排氨有关，均匀度指数和多样性指数与总氮、硝酸态氮、活性磷和亚硝酸态氮相关（相关性不显著），主要原因可能是浮游动物利用氮磷指标有关。氮磷与白石水库浮游植物[1]和浮游动物关系密切，氮磷已造成白石水库夏季蓝藻占优和浮游动物小型化，因此控制氮磷已迫在眉睫。

3.2白石水库鱼产力问题

白石水库作为饮用水水源水库，水质情况直接影响人民群众的生活，而其渔业资源的合理开发和可持续利用，同样对区域经济发展具有很重要的作用。因此，根据白石水库的生态学调查情况，对水库鱼产力进行评估，科学的指导渔业生产，合理发展渔业是非常必要的。基础饵料生产力法从理论上讲最为科学，而且此法简单、便捷，在国内外得到较广的应用，对水域鱼产力评价起了积极作用[16]。本研究采用的饵料基础法测定白石水库鱼产力为70×104kg，与白石水库2013—2014年鲢鳙鱼产量73.9×104kg接近。若按有效水深来看，鱼产力还会更高，可达119×104kg。2013年至2020年白石水库渔获量总结见图9，可见，近8年来白石水库渔获量总平均为116.9×104kg，与饵料基础法估计的鱼产力接近。本研究显示仅就鲢鳙而言白石水库鱼产力提升空间有限，不宜过量放养鲢鳙，因此白石水库可以因地制宜，在确保水库水质前提下，通过合理改善鱼类群落结构来提高鱼产量。

图9近年来白石水库渔获量及其组成

3.3白石水库水生态健康状态和解决对策

调查期间，白石水库浮游动物存在小型化严重、河口及上游有机质过多、氮磷较高的问题，因此群落结构整体上显示中等富营养化水平，此外2015年以后白石水库仍存在着不同程度的富营养化状态和不同种类的面源污染[20,21]，白石水库作为重要的水源水库，直接影响着人民群众的生活质量，因此对其进行富营养化防治十分必要。

白石水库水体富营养化的防治可采取控制氮磷、生态修复、定期检测相结合的办法。白石水库控制氮磷可以借鉴发达国家控制外源污染的措施，如通过建立生态拦截缓冲带来减少水土流失和控制入库泥沙，以及通过生态沟—生态塘技术和人工湿地技术来降低农业污染[19,21]。生态修复方面包括水生植物和水生动物修复两部分，水生植物修复主要依靠沉水植物群落、浮叶植物群落、漂浮植物群落、挺水植物群落共同组成；水生动物修复包括底栖软体动物和鱼类修复，如河蚌（Anodonta）、螺蛳（Margarya）、中华倒刺鲃（Spinibarbussinensis）、黄颡鱼（Pseudobagrusfulvidraco）、河川沙塘鳢（Odontobutispotamophila）等一些种类，目前白石水库底栖软体动物、杂食性和腐质性鱼类较少，可因地制宜适当恢复和引进。此外，也可通过定期检测，探明水质变化和浮游植物爆发之间的关系、水质变化与浮游动物小型化之间的关系，并进一步建立水质预警机制，进而采取措施预防和减轻水质富营养化。

综上所述，白石水库浮游动物群落结构复杂，整体处于中度富营养化，尤其是河口及上游，因此在保障水生态安全和可持续优水渔业方面尚需深入研究。

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