湘江水生生物群落結(jié)構(gòu)及其與水質(zhì)污染的關(guān)系

湘江水生生物群落結(jié)構(gòu)及其與水質(zhì)污染的關(guān)系

湘江全長856公里，起源于廣西臨桂縣。它流經(jīng)廣西。進(jìn)入湖南省后，通過衡陽、珠江三角洲、湘潭、長沙等主要工業(yè)城市，向湖南省銀溝河口注入洞庭湖。由于沿江采礦、冶金、化工等工業(yè)廢水排人湘江,以及湘江流域農(nóng)藥的廣泛應(yīng)用,也使水和底質(zhì)中六六六、DDT的含量不斷增加.湘江受到污染,局部江段污染相當(dāng)嚴(yán)重,直接影響水生生物的群落結(jié)構(gòu),同時(shí)也形成了對漁業(yè)資源的危害.近些年來,國內(nèi)外重視利用生物監(jiān)測水質(zhì)污染.水生生物在正常水體中與其周圍的環(huán)境形成自然的生態(tài)系統(tǒng).水體被污染后,首先受到影響的是水生生物,使其群落中種類的多樣性明顯減少,并發(fā)生各種變化.有毒物質(zhì)通過呼吸和食物鏈富集到體內(nèi),亦可反映污染的性質(zhì)和程度.因此水生生物與水質(zhì)污染的關(guān)系是密切的,生物監(jiān)測被認(rèn)為是水質(zhì)監(jiān)測的重要組成部分.它可以反映近階段環(huán)境的綜合趨勢,彌補(bǔ)化學(xué)監(jiān)測方法的不足.水生生物藻類組成和特征作為一條河流,湘江的水生生物區(qū)系尚無系統(tǒng)的研究資料.據(jù)此,本文顯然不能反映湘江的水生生物全貌,而僅就我們幾年來通過河流污染調(diào)查所得結(jié)果及參閱其他有關(guān)資料,簡要地分三個(gè)方面(藻類、底棲動物、魚類)予以介紹,概括湘江主要水生生物類群的組成和特征.一、分類和構(gòu)造藻利用人工基質(zhì)法采集到的著生硅藻表明,沿江各采樣點(diǎn)出現(xiàn)的優(yōu)勢種是不同的,已鑒定出13個(gè)優(yōu)勢種,即極小曲殼藻(Achnanthesminuutissima)、微小異極藻(Gomphonemaparvulum)、球異極藻(G.sphaeophorum)、邊緣橋彎藻(Cymbellaaffinis)、微橋彎藻(C.minuta)、肘狀針桿藻(Synedraulna)、尾針桿藻(S.rumpens)、針桿藻(Synedrasp.)、鈍脆桿藻(Fragilariacapucina)、變異直鏈藻(Melosiravarian)、菱形藻(Nitzchiasp.)、谷皮菱形藻(N.palea)、喙頭舟形藻(Navicularhynchocephala)。另有水綿(Spirogyra)和剛毛藻(Cladophora)。絲狀藻在下游罕見,或?yàn)楹樗谟缮稀⒅杏螞_擁而下.二、水棲寡毛蚊屬根據(jù)兩年來應(yīng)用彼得遜采泥器和人工基質(zhì)法(裝滿卵石的鐵絲籠)采得底棲動物計(jì)93種,其中屬于蜉蝣目的稚蟲有12種,分別隸屬于花鰓蜉(Potamanthus)、扁蜉(Ecdyonurus)、小蜉(Ephemella)、四節(jié)蜉(Baetis)、細(xì)蜉(Caenis)、蜉游(Ephemera)和擬小裳蜉(Paraleptophlebia)等.毛翅目幼蟲8種,皆屬于流水型的種類,如紋石蠶(Hydropsyche)、小石蠶(Hydroptila)、短尾石蠶(Orthotrichia)、管石蠶(Psychomyia)和長角石蠶(Leptocella)等.搖蚊科幼蟲9種,分別屬于前突搖蚊(Procladius)、環(huán)足搖蚊(Cricotopus)、多足搖蚊(Polypedilum)、流水長跗搖蚊(Rheotanytarsus)、隱搖蚊(Cryptochironomus)和搖蚊(Chironomus)等屬的種類.其中以前突搖蚊和環(huán)足搖蚊的數(shù)量為多,出現(xiàn)的頻率高.水棲寡毛類前后共計(jì)有12種,以霍甫水絲蚓(Limnodrilushoffmeisteri)、巨毛水絲蚓(L.silvani)、中華顫蚓(Rhyacodrilussinicus)、蘇氏尾鰓蚓(Branchiurasowerbyi)、多毛管水蚓(Aulodriuspluriseta)、印西頭鰓蟲(Branchiodrilushortensis)、尖頭桿吻蟲(Stylariafossularis)、仙女蟲(Naissp.)等為常見.軟體動物雙殼類有9種,它們是圓頂珠蚌(Uniodouglasiae)、豬耳麗蚌(Lamprotularochechouarti)、背瘤麗蚌(L.leai)、魚尾楔蚌(Cuneopsispisciculus)、阿氏楔蚌(C.heudei)、褶紋冠蚌(Cristariaplicata)、短褶矛蚌(Lanceolariagrayana)、河蜆(Corbiculafluminea)、淡水殼菜(Limnopernalacustris);腹足類18種,如梨形環(huán)稜螺(Bellamyapurificata)、硬環(huán)稜螺(B.lapidea)、雙龍骨河螺(Rivalariabicarinata)、耳形河螺(R.auriculata)、大沼螺(Parafossaruluseximius)、紋沼螺(P.striatulus)、尖蘿卜螺(Radixacuminata)、德氏短溝蜷(Semisulcospiragrederi)、方格短溝蜷(S.cancellata)、白旋螺(Gyraulusalbus)等.其他25種.三、魚類資源豐富湘江魚類區(qū)系復(fù)雜,種類繁多,已記錄的種類多達(dá)142種,比浩瀚的長江所記載的206種相差僅60余種,占長江種類數(shù)的70%.142種分別隸屬于11目26科86屬.上游多為山溪定居性小型魚類,以鯉科(Cyprinidae)的鮑亞科(Gobioninae)和鲃亞科(Barbinae)的一些種類占優(yōu)勢,其次是鰍科(Cobitidae)的一些魚類.尚有諸如胡子鯰(Clariasfscus)、珠江擬腹吸鰍(Pseudogastromyzonfangi)、斑鱧(Ophiocephalusmaculatus)、四須盤鮑(Discogobiotetrabarbatus)、湘江蛇(Saurogobiosp.)等一些特有的魚類.中、下游主要以鯉科魚類為主,其次是屬于鮠科(Bagridae)的魚類.此外,海淡水洄游性的中華鱘(Acipensersinensis)、鰣魚(Hilsareevesii)、)刀鱭(Coiliaectenes)、鰻鱺(Anguillajaponica)等也偶有捕獲.主要經(jīng)濟(jì)魚類有草魚(Ctenopharyngodenidellus)、鰱(Hypophthalmichthysmolitrix)、鳙(Aristichthysnobilis)、鯉(Cyprinuscarpio)、三角魴(Megalobramaterminalis)、長春鳊(Parabramispekinensis)、細(xì)鱗斜頜鲴(Plagiognathopsmicrolepis)、銀鲴(Xenocyprisargntea)黃尾鲴(Xenocyprisdavidi)、蒙右江鲌(Erythrocultermongolicus)、青梢紅鲌(Erythroculterdabryi)、花(Hemibarbusmaculatus)、赤眼鱒(Squaliobarbuscurriculus)、蛇(Saurogobiodabryi)等.因此,魚類資源豐富,且常寧縣張河口至衡南縣香爐山約97公里的江段,是四大家魚的三大產(chǎn)卵場之一.底棲動物法根據(jù)湘江污染源調(diào)查和多年化學(xué)監(jiān)測資料,湘江主要受鎘、鋅、鉛、銅等重金屬的污染,部分江段還受到汞、砷等不同程度的污染.株洲霞灣港江段所測定的重金屬的含量則異常地高.有機(jī)污染主要出現(xiàn)在中、下游的部分江段.水體污染后,生物的種類和數(shù)量發(fā)生變化,即影響水生生物的群落結(jié)構(gòu).可用簡單的數(shù)理統(tǒng)計(jì)來反映這種變化.Cairns連續(xù)比較指數(shù)多用于藻類,它可不鑒定到種,節(jié)約時(shí)間,用組數(shù)和個(gè)體數(shù)的比例來表示,便于應(yīng)用.Shannon多樣性指數(shù)用于底棲動物的監(jiān)測,反映群落中種類數(shù)和個(gè)體數(shù)之間的關(guān)系,它包括了群落結(jié)構(gòu)的大量信息.所以是偵察和評價(jià)污染的一種方法,在發(fā)現(xiàn)和測量有毒物質(zhì)影響方面也很有用途.由于污染源大都分布在湘江右岸,因此江中污染物質(zhì)濃度的右高左低的分布對藻類和底棲動物的群落結(jié)構(gòu)有影響,即污染程度的不同,使近右岸和近左岸的種類組成出現(xiàn)明顯的差異.斷面本身形成對照.湘江上游的興安江段藻類的種類多,數(shù)量不高.Cairns的連續(xù)比較指數(shù)值較高,為0.77(表1),極小曲殼藻是優(yōu)勢種,它是在含氧高的水中大量生長的種類(Archibald,1972),對重金屬污染的耐受力較低(Resch,1972)。底棲無脊椎動物為50種,多為敏感種類,如真渦蟲(Planariasp.)是不能容忍任何感覺到的有機(jī)污染(Haukes,1979)。其中蜉蝣目9種,毛翅目5種,皆為流水型好氧種類.多樣性指數(shù)值最高,為3.98(表2).表明興安江段是清潔水體,水生生物群落結(jié)構(gòu)處于自然生態(tài)系統(tǒng).松柏江段由于水口山鉛鋅礦和柏坊銅礦以及鉛、鋅、砷等冶煉廠排放的廢水(其中部分廢水經(jīng)過處理)排入湘江,證明有較大危害,水生生物種類明顯減少,兩種指數(shù)值對照上游江段都低.微小異極藻、邊緣橋彎藻及較耐污的四節(jié)蜉稚蟲均為優(yōu)勢種.此江段為典型的重金屬污染.待流經(jīng)衡陽市,則又匯集了各工廠的廢水,并有市區(qū)生活污水的直接排入,伴隨重金屬污染的是有機(jī)污染,在稍下的合江套左岸出現(xiàn)了水棲寡毛類,如霍甫水絲蚓和中華顫蚓,因顫蚓類除對重金屬有較大抗性外,善長適應(yīng)包括農(nóng)藥污染在內(nèi)的各種有機(jī)污染;搖蚊幼蟲的種類也增多.株洲霞灣港匯集株冶等廠廢水而使湘江污染加重,毛翅目幼蟲、蜉蝣稚蟲旋即消失.由于右岸底泥污染嚴(yán)重,沒有采到底棲動物,多樣性指數(shù)為0(表2).藻類異常稀少,僅有菱形藻、球異極藻、微小異極藻等種類,右岸每平方米僅有43個(gè),連續(xù)比較指數(shù)難以計(jì)算(表1).湘潭公路橋和五一橋兩個(gè)調(diào)查江段亦皆因各自匯集湘潭和長沙有關(guān)廠的廢水而使水體污染加重.如湘潭公路橋斷面,底棲動物右岸出現(xiàn)5種,左岸為22種。多樣性指數(shù)值為0.78—2.11(表2).而湘江大橋斷面右岸采樣點(diǎn)位于長沙市污水排放口以下,底棲動物中的水棲寡毛類數(shù)量多,如霍甫水絲蚓、中華顫蚓、仙女蟲等,占53%.表現(xiàn)有機(jī)污染較重(Hawkes,1980).湘江污染對魚類的影響亦頗明顯.隨著工業(yè)廢水排入量的增加,魚產(chǎn)量隨即作波浪式的逐年下降,如五十年代為20萬擔(dān);七十年代只有8萬擔(dān),減少了60%.同時(shí),湘江的某些名貴魚類,如胭脂魚(Myxocyprinusasiaticus)、銅魚(Coreiusheterodon)等也大為減少.由海洋入湘江生殖洄游的鰣魚,已近絕跡.從漁獲物組成來看,過去大型經(jīng)濟(jì)魚類多,現(xiàn)在小型野雜魚多,高齡魚甚少.這種對漁業(yè)的危害在局部江段表現(xiàn)更為明顯.上面提及的位于常寧縣張河口至衡南香爐山江段的家魚產(chǎn)卵場,由于污染,產(chǎn)卵場的規(guī)模和數(shù)量逐漸縮小,影響補(bǔ)充群體的增殖.這些廠礦排出的工業(yè)廢水中含有鎘、鉛、鋅、銅、汞以及硫化物、氰化物、酚等多種有毒物質(zhì)、大大超過漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的允許濃度,使產(chǎn)卵群體阻隔