湘江水生生物群落結構及其與水質污染的關系

湘江水生生物群落結構及其與水質污染的關系

湘江全長856公里，起源于廣西臨桂縣。它流經廣西。進入湖南省后，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,以及湘江流域農藥的廣泛應用,也使水和底質中六六六、DDT的含量不斷增加.湘江受到污染,局部江段污染相當嚴重,直接影響水生生物的群落結構,同時也形成了對漁業(yè)資源的危害.近些年來,國內外重視利用生物監(jiān)測水質污染.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.有毒物質通過呼吸和食物鏈富集到體內,亦可反映污染的性質和程度.因此水生生物與水質污染的關系是密切的,生物監(jiān)測被認為是水質監(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,彌補化學監(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查所得結果及參閱其他有關資料,簡要地分三個方面(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、分類和構造藻利用人工基質法采集到的著生硅藻表明,沿江各采樣點出現(xiàn)的優(yōu)勢種是不同的,已鑒定出13個優(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,或為洪水期由上、中游沖擁而下.二、水棲寡毛蚊屬根據(jù)兩年來應用彼得遜采泥器和人工基質法(裝滿卵石的鐵絲籠)采得底棲動物計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)系復雜,種類繁多,已記錄的種類多達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.主要經濟魚類有草魚(Ctenopharyngodenidellus)、鰱(Hypophthalmichthysmolitrix)、鳙(Aristichthysnobilis)、鯉(Cyprinuscarpio)、三角魴(Megalobramaterminalis)、長春鳊(Parabramispekinensis)、細鱗斜頜鲴(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卵場之一.底棲動物法根據(jù)湘江污染源調查和多年化學監(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構.可用簡單的數(shù)理統(tǒng)計來反映這種變化.Cairns連續(xù)比較指數(shù)多用于藻類,它可不鑒定到種,節(jié)約時間,用組數(shù)和個體數(shù)的比例來表示,便于應用.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)和個體數(shù)之間的關系,它包括了群落結構的大量信息.所以是偵察和評價污染的一種方法,在發(fā)現(xiàn)和測量有毒物質影響方面也很有用途.由于污染源大都分布在湘江右岸,因此江中污染物質濃度的右高左低的分布對藻類和底棲動物的群落結構有影響,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,水生生物群落結構處于自然生態(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,善長適應包括農藥污染在內的各種有機污染;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,連續(xù)比較指數(shù)難以計算(表1).湘潭公路橋和五一橋兩個調查江段亦皆因各自匯集湘潭和長沙有關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,魚產量隨即作波浪式的逐年下降,如五十年代為20萬擔;七十年代只有8萬擔,減少了60%.同時,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,過去大型經濟魚類多,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卵場,由于污染,產卵場的規(guī)模和數(shù)量逐漸縮小,影響補充群體的增殖.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、大大超過漁業(yè)水質標準的允許濃度,使產卵群體阻隔