水体浮游动物调查

水体浮游动物调查研究摘要为初步了解研究水生动物的手段和方法，为将来从事有关水生动物的研究和工作奠定基础。本实验对内的一个池塘内的水体浮游动物展开调查。研究了该水体中水生浮游动物的种类组成和种类密度。实验表明：该水体中存在多种水生植物和水体浮游动物。其中以尾裸藻为优势物种。关键词浮游动物；种类组成；种类密度AresearchofthezooplanktoninXXXXAbstractInordertolearnthemeansandmethodsofstudythezooplankton;tolaythefoundationforthefutureworkwhichisstudyingonthezooplankton.InthisExperiment,SurveythezooplanktonwhichisinapondofXXXX.StudytheThespeciescompositionandspeciesdensityofzooplankton.Theresultsshowedthatthereareavarietyofaquaticplantsandzooplankton.AndthedominantspeciesisEuglenacaudata..KeyWordszooplankton;speciescomposition;speciesdensity1前言1.1浮游动物概念及其功能特点1.1.1浮游动物概念浮游动物是指悬浮于水中的水生动物，它们没有游泳能力或游泳能力很弱，不能做远距离移动也不足以抵拒水的流动力，身体微小，要借助显微镜才能观察到。它是生态学名词，主要包括原生动物、轮虫、枝角类和桡足类(刘健康，1999)。1.1.1.1原生动物原生动物是由单细胞构成的微小动物，有些种类形成群体，群体中的单个虫体都是独立生活的，以伪足、纤毛和鞭毛为主要行动胞器，典型的原生动物的原生质是透明的、无色的，许多原生动物因摄食许多食物呈多种不同的颜色。原生动物最小的仅为5μm，最大的有5mm，但大多数在30-300μm之间，有各种不同的体型，但大多数是球形、卵圆形或有些扁平。根据Honigberg等1964提出的分类主张，淡水自由生活的原生动物属于两个亚门，两个总纲。1.1.1.2轮虫轮虫是最小的多细胞动物，隶属于线形动物门，轮虫纲，但目前有关轮虫类的分类存在较大的争议。轮虫体长在45一2500um之间，一般为100一500um,可分头、躯干和足(或尾)几个部分。轮虫最主要的形态特征有三个:.●身体前端或靠近前端存在一个有纤毛的特殊区域，叫做头冠(Corona)。头冠上的纤毛经常摆动，形如毡轮，故名轮虫；●在口腔或口腔管下面的咽喉部分，有一个膨大的咀嚼囊。囊内有很发达的肌肉，并有一套由角质化的砧板和糙板组成的咀嚼器；●排泄系统是一对盘曲、纵长的原肾管，分列于身体两侧，管的末端有焰细胞。轮虫分为2个亚纲，3个总目。大多数浮游性轮虫是世界性种类，目前全世界己被描述的种类达2000种以上，我国已报道的轮虫也己超过400中，且其中多数为淡水种类并营附生生活。1.1.1.3枝角类枝角类，俗称水蚤或红虫，隶属于节肢动物门，甲壳纲，鳃足亚纲，双甲目，枝角亚目。枝角类是一类小型甲壳动物，一般体长为0.20一3mm，最大的透明薄皮蚤可达18mm长。枝角类的主要形态特征有五个:●体短，左右侧扁，分节不明显;●有两瓣透明的介壳包被于躯干部的两侧;●头部有显著的黑色复眼，并带有水晶体;●第二触角发达，呈枝角状，为浮游和滤食的主要器官。第二触角双枝型，并有羽状刚毛。内外枝节数以及游泳刚毛的排列因种而异，是分类的重要根据之一;●直接发育，无变态(薄皮蚤例外)。据统计全世界总计有枝角类11科，约440种。分布于我国的枝角类有9科，136种、枝角类分布广泛，无论寒带、温带及热带均有分布。1.1.1.4桡足类桡足类是一类小型的甲壳动物，隶属于节肢动物门，甲壳纲，桡足亚纲。体长在0.30一3mm之间，一般小于2mm。身体窄长，体节分明，一般由16或17个体节组成，但由于若干体节的相互愈合，其实际体节数目不超过11个。躯体可分为较宽的头胸部和较窄的腹部。头部有1眼点和2对触角与3对口器，胸部具有5对胸足，腹部无附肢，身体末端具有1对尾叉，雌性腹部两侧或腹面常常带1个或1对卵囊。桡足亚纲共分7目，淡水自由生活的桡足类隶属于哲水蚤目，猛水蚤目和剑水蚤目(刘健康，1999;章宗涉等，1991)。1.1.2浮游动物的生态学功能浮游动物是水生食物网中的重要一环，在水生生态系统结构与功能、能量传递和物质转换方面具有重要意义。浮游动物既能以浮游植物、细菌、碎屑等为食，同时又是鱼类和其它水生动物的食物，在水域生态系统中起着极其重要的作用。此外，浮游动物还可通过排泄和分泌作用，参与水生态系统中有机质的分解和循环，一些浮游动物对污染物极为敏感，且有积累和转移作用，从而使它们在生态毒理和水环境保护等研究方面占据重要地位，利用浮游动物群落能确切反映水体的质量，目前应用浮游动物群落结构和生物量变化以及优势种分布情况特征的变化监测和评价河流污染程度和自净作用，在国内外应用较为广泛(黄玉瑶，2001)。浮游动物的种类组成差异、种类数目变化、个体数量变动及生物量分布、多样性指数的增减等被认为与水体营养水平有关系，并且也是水体性质的体现，例如水体温度，pH，溶氧度，透明度以及光强变化等。1.2研究水体的概况本实验中的水样于XXXX的池塘中采集。该池塘位于我校东北方向边际。池塘基本呈现长圆形，长约20m，宽约8m。经了解，该池塘是学校人工改造所成，用于污水处理厂的中水临时储存。当污水处理厂产生的中水供过于求时便将其投放到该池塘，需要时再去汲取。所以我们看到该池塘四周均被山地所围绕，且在周边种上了干香柏，比较利于储水。我们进行实验时正值干旱时节，可是由于该池塘有利的地势，其内仍有储水。该池塘边缘长满了铁线草，偶有水花生生长。池塘中还有大量水草生长，其中眼子菜占绝大多数，还有少量的金鱼藻生长。池塘中生活有鱼，虾，河蚌，以及螺蛳等。观察可看到该池塘的水清澈见底，采集水样时用透明盘测得该池塘的水体透明度为50cm，采集水样时水温为15℃，pH为6.0。1.3本实验的目的、意义和内容1.3.1本实验的目的和意义水生动物是指生活于海洋和内陆水域中的动物，是一个庞大而复杂的生态类群。包括水生无脊椎动物和水生脊椎动物，其种类繁多、生态各异。水生动物学是研究水环境中的动物与其生活环境之间的关系的学科。水生动物学的研究目的是为了更科学地利用水生动物资源，维持水体正常的生态平衡。本实验旨在培养我们理论联系实际及实验动手能力。通过实验，使我们掌握常见水生动物类群的形态结构、主要特征、分类等基本知识，学会各类水生动物标本的采集、固定、保存和观察方法，掌握生物图像拍摄技巧，掌握水生动物分类检索表的使用和编制方法等。总之，通过实验，使我们初步了解研究水生动物的手段和方法，为将来从事有关水生动物的研究和工作奠定基础。1.3.2本实验的内容该实验的重点是浮游动物调查研究，学会对水样中的浮游动物进行定性和定量研究，并对底栖动物调查研究做一般了解。2及方法2.1样品的采集2.1.1采样时间于2012年4月10日和2012年4月17日两次进行采样。由于前一次采集主要目的是熟悉操作过程，并且时间有限，所以采集后并未对水样进行定性观察，定量采集的水样用福尔马林固定后一周进行观察。浮游动物的定性研究所用水样为4月17日所采集的。2.1.2采样地点水样采集于XXXX东北边界的池塘内，全班一共六个组，各组之间间隔一定距离进行水样的采集。2.1.3样品采集2.1.3.1水样的定性采集各组在各自的采集点用25#网采集原生动物、轮虫和桡足类的无节幼体，13#网采集枝角类、桡足类。采集时，将采集网完全没入水中，以缓慢速度在水中做“∞”拖拽约3分钟，然后收集采集杯中的水样，收集约100mL后带回实验室进行观察。2.1.3.2水样的定量采集2.1.3.2.1浮游动物定量水样的采集方法介绍定量水样的采集应从以下五方面考虑：●采样点的选择：由于水面大小、水深、水流等条件不同，不同水域的采集点的选择也有差别。有条件时采样点可适当多设一些，一般情况下应顾及水体中。●采样层次的选择：凡水深不超过2m者，可于采样点水下0.5m处采水；水深2~3m以内，应于距底0.5m处另采一个水样；水深3~5m时，则在中间水层（1.5~2.5m）再增加一个采样点；水深超过5m时，每隔2~5m（根据深度）采一个水样。深水湖泊、水库可根据具体情况确定采样层次。●采样次数的选择：采样次数可多可少，有条件时还可逐月采样一次，一般情况可每季度采样一次，最低限度应在春季或夏末秋初各采一次。●采样水量：用有机玻璃采水器采集原生动物、轮虫和桡足类的无节幼体水样1L，加入4%的福尔马林液固定。枝角类和桡足类大型浮游动物用大容积有机玻璃采水器采集水样10L，用13#网过滤浓缩至100mL，加入4%的福尔马林液固定。2.1.3.2.1本实验定量水样的采集由于该实验学时有限，故采样只进行一次。此外，采集地水深未超过1m，故采样层次只设置了一个。该实验全班分组进行水样的采集，最后实验结果全班共享，所以每个组也只选择一个采集点。用1L采水器采集原生动物、轮虫和无节幼体定量水样1L，分装于瓶子中带回实验室。采集枝角类、桡足类定量水样10L，在现场用13#浮游生物网过滤浓缩至100mL带回实验室。2.2样品的处理定性水样采集后带回实验室即在显微镜下进行观察。定量水样采集后带回实验室进行固定。其中采集原生动物、轮虫和无节幼体的1L定量水样加入4%的福尔马林液固定一周。进行定量实验前用虹吸方法，浓缩至10~20mL。采集枝角类、桡足类的定量水样100mL，加入4%的福尔马林液固定一周。进行定量实验前用虹吸方法，浓缩至10~20mL。然后取浓缩后水样于显微镜下观察计数。2.3物种鉴别物种鉴定时取定性水样于显微镜下观察，然后对比《淡水微型生物图谱》这本上的图片以及文字描述，以及老师的指导对所看到的微型生物进行鉴定和拍照。2.4个体计数2.4.1原生动物、轮虫和桡足类的无节幼体的计数将浓缩水样充分摇匀，吸出0.1mL注入相应容量的计数框中，盖上盖玻片，在显微镜下进行全片计数。对于不易分辨的种类，转用高倍镜鉴别。每样品计数2片，取平均值，然后按浓缩的倍数换算成1L水中的数量。2.4.2枝角类、桡足类的计数计数时如果水样中两种生物数量不多（总数不超过几十个），要将全部浓缩水样进行计数，如果浓缩水样中数量很大，可将全部浓缩水样摇匀，取其中的20%以上置于计数框中，在低倍镜下计数全片，取平均值，再换算成单位体积（1L）的数量。由于甲壳类沉淀快，因此操作要迅速准确。2.4.3计数具体要求：●校正计数框体积；●定量吸管的体积要准确，管口不影响浮游动物进出；●将浓缩的定量水样充分摇匀，迅速准确吸取；●盖上盖玻片不应有气泡出现；●所有的浮游动物要换算成生物量，优势种类尽可能鉴别到种，其余鉴别到属。两次实测值与其均数之差不得大于±10%，否则必须计算第3片，直到相近二数值之差不超过均数的±10%为止，这两个相近的值即可视为计数的结果；●保存定量样品，以备核查。2.4.4浮游动物种类密度计算公式1L水样中各类浮游动物计数（N）按下公式计算：N=V·Pn/W·C；式中，V——水样沉淀浓缩后的体积(mL)；Pn——镜下各类浮游动物的纪录个数(2片平均值)；W——采集水样的体积(L)；C——计数框的体积(mL)。3结果与3.1种类组成经过对定性水样的观察和鉴定后，发现该水体中存在多种水生浮游植物和浮游动物。3.1.1水生植物由于该实验主要是研究水生浮游动物，故对观察到的水生植物未作进一步观察和鉴定。水生浮游植物多只鉴定到门，有的鉴定到属。并对比较熟悉和常见的浮游植物进行了拍照。在实验中观察到的浮游植物有球藻、念珠藻、螺旋藻、颤藻、硅藻、盘藻、栅藻等。下图是几张拍摄的较清晰的浮游植物照片。 图一：水生植物 ① ② ③其中图中①根据外形和图鉴对比后，鉴定为颤藻门中的一类，图中②鉴定为硅藻中的一种；图中③鉴定为盘藻属中的一种。3.1.2水生浮游动物实验过程中观察到该水体中存在多种水生浮游动物，但是由于对水生动物的鉴定还不熟悉，并且有的水生动物密度较低且游动很快，在实验过程中看到一次或两次后就找不到。所以不能对其进行深入的鉴定。此外，由于实验条件和时间有限，有的仅是鉴定到属。实验过程中观察到的最多的是轮虫，并且轮虫虫体相对较大，故鉴定时较容易。原生动物出现频率也较高，但是由于虫体较小，移动较快，故鉴定时比较困难。桡足类和枝角类出现较少。此外，实验结果为全班共享，经比较后全班鉴定出的种类差不多，并且采样点池塘较小，各小组之间采样点距离不远，故结果显示的是全班共鉴定出的种类。结果如表一所示：表一：XXXX池塘内水体浮游动物种类 种 属 尾裸藻Euglenacaudata角甲藻Ceratiumhirundinella细领颈毛虫Trachelocercatenuicollis尾草履虫Parameciumcaudatum多变斜板虫Plagiocampamutabilis亮刀口虫Spathidiumcaudatum卵圆口虫Tracheliusovum池沼多核变形虫小粗颈轮虫/Macrotrachelanana萼花臂尾轮虫Brachionuscalyciflorus曲腿龟甲轮虫Keratellavalga小巨头轮虫Cephalodellaexigua等刺异尾轮虫Trichocercasimilis螺形龟甲轮虫Keratellacochlearis大肚须足轮虫Euchlanisdilatata圆形盘肠溞Chydorussphaericus 裸藻属角甲藻属长吻虫属颈毛虫属草履虫属光球虫属瞬目虫属睫杵虫属棘尾虫属斜板虫属（纤毛虫纲）刀口虫属（纤毛虫纲）圆口虫属（纤毛虫纲）多核变形虫属粗颈轮虫属臂尾轮虫属巨头轮虫属异尾轮虫属龟甲轮虫属须足轮虫属盘肠溞属象鼻溞属猛水蚤目 裸藻门甲藻门原生动物门原生动物门原生动物门原生动物门原生动物门原生动物门原生动物门原生动物门原生动物门原生动物门原生动物门轮虫轮虫轮虫轮虫轮虫轮虫轮虫枝角类枝角类桡足类表二：几种水体浮游动物图片 角甲藻Ceratiumhirundinella 尾裸藻Euglenacaudata 圆形盘肠溞Chydorussphaericus 萼花臂尾轮虫Brachionuscalyciflorus 3.1.2.1角甲藻Ceratiumhirundinella在植物学中该物种被称为角甲藻，在动物学中其被称为角鞭虫。在动物学中的分类地位为：原生动物门、鞭毛虫纲（Mastigophora）、植鞭亚纲（Phytomastigina）、角鞭虫属。由于鉴定时所用图鉴把它归于植物，所以其种名采用在植物学中的命名—角甲藻。3.1.2.2尾裸藻Euglenacaudata在植物学中称之为尾裸藻，但是在动物学中称为眼虫，是一种介于动物和植物之间的单细胞真核生物。生活在有机物质丰富的水沟、池沼或缓流中。但在河堤、海湾湿土或含盐沼泽中亦有之，此外在其它藻类体上、植物碎片、及小甲壳类的体上亦能见到。至于营有机性的种类则多见之于下水道的水内。温暖季节可大量繁殖常使水呈绿色。体呈绿色梭形，长约60μm，前端钝圆，后端尖。在虫体中部稍后有一个大而圆的核，生活时是透明的。体表覆以具弹性的、带斜纹的表膜。眼虫在动物学中的分类地位为：原生动物门、鞭毛虫纲（Mastigophora）、植鞭亚纲（Phytomastigina）、眼虫目（Euglenida）、眼虫属（Euglena）。由于鉴定时所用图鉴把它归于植物，所以其种名采用在植物学中的命名—尾裸藻。3.2种类密度与生物量对定量水样用0.1mL计数框计数统计后根据公式换算出各种类的密度。由于水样固定时间为一个周，其中很多物种的虫体都分解了，所以看到水样中的物种种类减少很多。其结果如下表所示：表三：浮游动物种群密度计生物量 种名 密度(只/L) 生物量（mg） 绿眼虫Euglenavirids角甲藻属Ceratium光球虫属Actinosphaerium尾棘虫属Stylonychia瞬目虫属Glaucoma睫杵虫属Ophryoglena长吻虫属Saccoglossus双膜虫属Dichlum螺形龟甲轮虫Keratellacochlearis曲腿龟甲轮虫Keratellavalga异尾轮虫属Trichocerca镰形顶冠蚤Acroperusharpae 19750250108333316783999172768356 9.8750.12500.54150.16650.08350.04150.00450.00450.09170.02490.0166定量水样一共采集了两种，其中一种用25#网过滤，另一种用13#网过滤。前一种水样主要采集原生动物、轮虫和无节幼体，后一种水样主要采集枝角类、桡足类。在进行计数时发现前一种水样中基本只存在原生动物和轮虫。在后一种水样中看到的生物体很少，出现了一些原生动物和轮虫，偶有镰形顶冠蚤出现。在进行密度计算时，原生动物、轮虫主要依据前一种水样的计数结果进行计算。生物量的计算根据老师所给表格进行比对和计算。从表中可以明显看出，在该水样中原生动物存在大量，尤其是绿眼虫。此外也存在着大量的轮虫，但是枝角类和桡足类的浮游动物很少。4实验小结通过这个实验，我们了解到了一些常见水生动物类群的形态结构、主要特征、分类等基本知识，学会各类水生动物标本的采集、固定、保存和观察方法。实验过程中在显微镜下我们看到了水体中生物的丰富性，激发了我们探索和学习的兴趣。实验过程中我们只是初步探讨和研究，主要是对水生生物进行鉴定和计数。查阅后发现水生生物的研究具有很重要的意义。常用水生生物来监测和评价河流污染程度和自净作用，也可以通过水生生物的变化从而更好的指导和服务于水产业。致谢参考文献[1]周凤霞陈剑虹.淡水微生物图谱[M]北京化学工业出版社2008.1[2]刘健康.高级水生生物学.[M]北京:科学出版社，2000:132一135[3]章宗涉，黄祥飞.淡水浮游生物研究方法[M]北京:科学出版社，1991[4]黄玉瑶.内陆水域污染生态学一原理与应用.[M]北京二科学出版社，2001:135一156[5]许宝红，肖调义，金红春等.不同养殖类型水体浮游动物多样性调查与评价[J]中国南方渔业学术论坛第二十六次水产学术交流大会论文集57—64[6]许宝红，肖调义，金红春等.利用浮游动物评价不同类型养殖水体营养状况[J]淡水渔业201141（1）10—15[7]顾笑迎苏州河生态恢复过程中浮游生物群落动态变化[J]华东师范大学2008届研究生硕士学位论文[8]北运河下游湿地浮游动物群落生态研究[J]山东师范大学2008届研究生硕士学位论文[9]刘爱芬受污染水体修复过程中浮游动物的种群变动及其生态学意义[J]中国科学院研究生院博士学位论文[10]陈光荣广东省城市湖泊浮游动物群落特征及生态效应研究[J]暨南大学博士学位论文[11]张丹不同水质类别城市河道浮游生物群落结构分析及其多样性的研究[J]华东师范大学2011届专业学位硕士论文[12]王中泽滇池浮游动物的初步调查[J]云南大学学报19857[13]彭琼英滇池浮游动物的调查分析[J]水利渔业19956