湖北省湖泊大型底栖动物群落结构及水质生物学评价
扎龙湿地春季大型底栖动物群落结构与水质生物评价

好 地反应 水质的变化
。
地和水域生态系统类 型 的 自然 保护 区 , 始建 于 17 9 9年 ,97 18 年被批准为 国家级 自然保 护区 ,9 2年 被列人 国际重要 湿地 19 名录 J 。扎龙 湿地 位于东 经 13 4 一14 3 北纬 4 。2 2 。7 2 。7 , 65
刘曼红 于 洪贤
( 东北林业 大学 , 哈尔 滨,50 0 104 )
刘茂奇
( 黑龙江省 引嫩工程伶删处 )
郭伟杰
( 中国科学院水生生物研究所 )
摘 要 于 20 0 8年春 季, P t sn采 泥器对扎龙 湿地 自然保 护 区 7个采 样点 的大型底 栖动物 群落结 构进 用 er eo 行研 究, 利用指示生物结合生物 学指数进行水 质评价 。研 究结果表 明 , 龙 湿地 自然保 护 区大型底栖 动物种 类丰 扎 富, 生物 多样 性较 高 , 共发现 大型底栖 动物 6 4种 , 隶属 于 3门 6纲。 昆 虫纲 和腹足 纲为 绝对优 势类群 , 分别 为 3 7 种和 1 ; 6种 寡毛纲 5种 , 甲壳纲动 物 3种 , 蛭纲 2种 , 辩鳃纲 只 1种 。物种 分析 得到 中华 圆 田螺 ( i n oau ia Cp gp ld a n chyni 和细长摇蚊( hrnmu at u t ) aa es ) s C i o s tnau 为扎龙 湿地 的优 势种。大型底栖动 物密度各样 点呈现 一定差异 , o e s
Ma h n n o g,Y n a ( c o l f ll eReo re ,Notes oet iest,Habn1 0 4 uHo  ̄in S h o di su c s o Wi f r a t rsr Unvri h F y y r i 5 0 0.P .R.C ia hn ):Lu i
滆湖底栖动物群落结构及水质生物学评价

滆湖底栖动物群落结构及水质生物学评价尹子龙1,张沛霖2,杨源浩1,胡晓东1(1.江苏省水利科学研究院,江苏南京210017;2.江苏省太湖地区水利工程管理处,江苏苏州215128)摘要㊀2019年1 12月对常州市武进区西南部的滆湖开展了底栖动物监测与分析,并通过BPI生物学指数和Shannon⁃Wiener多样性指数对滆湖进行水质生态评价㊂结果表明:共鉴定出底栖动物14种(属),其中摇蚊幼虫类种类最多,共8种,寡毛类5种,软体动物类1种;主要优势种为红裸须摇蚊(Propsilocerusakamusi)㊁太湖裸须摇蚊(Propsilocerustaihuensis)㊁克拉泊水丝蚓(Limnodrilusciaparedeianus)和梨形环棱螺(Bellamyapurrificata)㊂2种指数评价结果显示,滆湖水质现状处于中度污染时期,属于富营养化过程的初中期㊂关键词㊀底栖动物;滆湖;水质评价中图分类号㊀X824㊀㊀文献标识码㊀A㊀㊀文章编号㊀0517-6611(2023)12-0049-05doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2023.12.011㊀㊀㊀㊀㊀开放科学(资源服务)标识码(OSID):CommunityStructureofZoobenthosandBio⁃assessmentofWaterQualityinGeLakeYINZi⁃long1,ZHANGPei⁃lin2,YANGYuan⁃hao1etal㊀(1.HydraulicResearchInstituteofJiangsuProvince,Nanjing,Jiangsu210017;2.WaterConservancyProjiectManagementOfficeoftheTaihuLakeArea,JiangsuProvince,Suzhou,Jiangsu215128)Abstract㊀FromJanuary2019toDecember2019,thezoobenthosweremonitoredandanalyzedinGeLake,watersourceareaofWujinDis⁃trict,ChangzhouCity.TheecologicalevaluationofwaterqualityinGeLakewasconductedthroughBPIBiologicalIndexandShannon⁃WienerDiversityindex.Theresultsshowedthat14species(genus)ofzoobenthoswereidentifiedinthewhole12monthsoftheyear,ofwhichthespe⁃ciesofthegenusChironomidaewerethemost,totaling8species,5speciesofOligochaetesand1speciesofMolluscs.Themaindominantspe⁃cieswerePropsilocerusakamusi,Propsilocerustaihuensis,LimnodrilusciaparedeianusandBellamyapurrificata.Theresultsofthetwoindexeval⁃uationsshowedthatthewaterqualityofGeLakewasinaperiodofmoderatepollution,whichbelongstotheearlyandmiddlestagesoftheeu⁃trophicationprocess.Keywords㊀Zoobenthos;GeLake;Waterqualityevaluation基金项目㊀江苏省水利科技项目(2021005)㊂作者简介㊀尹子龙(1992 ),男,辽宁阜新人,工程师,硕士,从事水生态与水环境研究㊂收稿日期㊀2022-07-13㊀㊀底栖动物是水生态系统的重要组成部分,与水体环境是相互依存㊁相互影响的统一体,具有分布广泛㊁生命周期较长㊁形体较易辨认㊁对污染的逃避能力较弱及对环境变化较为敏感等特征,其群落结构作为预测环境质量变化的重要指标,已广泛应用于生物监测和生态评价方面[1-3]㊂滆湖位于常州市武进区西南部,其在保证当地居民生活用水㊁社会经济发展和生态环境平衡等方面起着不可替代的作用[4]㊂随着社会经济的高速发展及受人类活动的影响,滆湖水质不断恶化,水体富营养化速度加快,给周边地区人们的生活及经济的可持续发展带来了巨大威胁[5-6]㊂笔者以2019年底栖动物生态调查数据为依据,分析了滆湖水域底栖动物优势种及其群落结构,并由此反映出滆湖水环境质量现状㊂1㊀材料与方法1.1㊀研究区概况㊀滆湖俗称沙子湖㊁西太湖,亦称西滆湖和西滆沙子湖,位于常州市武进区西南部与无锡宜兴市东北部,为武进和宜兴共享,是江苏省第六大湖泊,苏南地区仅次于太湖,也是太湖流域湖泊群中的重要组成部分㊂主要的入湖河道为位于西部的加泽港㊁塘门港及安欢渎等16条河道;出水河道位于东南部,主要有太滆运河㊁漕桥河及殷村港等15条出湖河道[7]㊂滆湖主要功能为防洪调蓄㊁新孟河行水通道㊁供水㊁生态㊁渔业㊁旅游㊂1.2㊀采样点设置㊀根据滆湖湖区的地形地貌㊁功能区分布以及主要出入湖河道河口位置等情况,在滆湖湖区共设置18个采样点,于2019年1 12月对湖区进行了12次底栖动物样品采集(图1)㊂图1㊀滆湖底栖动物采样点Fig.1㊀SamplingpointsforbenthicanimalsinGehuLake安徽农业科学,J.AnhuiAgric.Sci.2023,51(12):49-53㊀㊀㊀2㊀调查方法2.1㊀底栖动物采集方法㊀底栖动物样品采用改良彼得生采泥器(开口面积为1/20m2)进行现场采集,每个样点抓取3下,采集的样品中,底栖动物通常与底泥㊁碎屑等混为一体,需要冲洗后才能进行挑拣㊂洗涤使用D型尼龙筛网(网径为0.45mm)进行反复冲洗,剩余物封袋保存后带回实验室进行分样,分拣后放入装有75%乙醇的塑料瓶中保存㊂标本的固定可使用7%福尔马林进行固定㊂底栖动物调查主要参照‘水库渔业资源调查规范“(SL167 96)㊂利用解剖镜和显微镜对各采样点采集到的底栖动物进行分类鉴定㊁计数,使用分析天平对样品进行分类称重,根据实际数量和重量推算出1m2内的底栖动物密度和生物量(g/m2)[8]㊂样品的鉴定参照‘中国经济动物志㊃淡水软体动物“‘中国小蚓类研究“‘中国北方摇蚊幼虫“‘AquaticInsectsofChinaUsefulforMo⁃nitoringWaterQuality“等书籍㊂2.2㊀底栖动物评价水质方法㊀底栖无脊椎动物个体较大,寿命较长,活动范围小,对环境条件改变反应灵敏,能够准确反映水质状况,是监测污染㊁评价水质理想的指示生物㊂通过对底栖无脊椎动物群落结构调查研究,可以客观地分析和评价湖泊营养状况㊂根据具体情况选用以下2种生物指数评价滆湖营养及污染状况[9-13]㊂BPI生物学指数和Shannon-Wiener多样性指数计算方法如下:BPI<0.1,为清洁;0.1ɤBPI<0.5,为轻污染;0.5ɤBPI<1.5,为β-中污染;1.5ɤBPI<5.0,为α-中污染;ȡ5.0为重污染㊂0ɤShannon-Wiener指数<1.0,为重污染;1.0ɤShan⁃non-Wiener指数<3.0,为中污染;Shannon-Wiener指数ȡ3.0,为轻度污染至无污染㊂BPI生物学指数=log(N1+2)log(N2+2)+log(N3+2)式中,N1为寡毛类㊁蛭类和摇蚊幼虫个体数;N2为多毛类㊁甲壳类㊁除摇蚊幼虫以外的其他水生昆虫个体数;N3为软体动物个体数㊂Shannon-Wiener指数=- ni=1niNˑlnniN式中,ni为第i个种的个体数目,N为群落中所有种的个体总数㊂3㊀调查结果与分析3.1㊀底栖动物群落结构3.1.1㊀底栖动物种类组成㊂由表1可知,2019年1 12月滆湖共鉴定出底栖动物14种(属),其中摇蚊幼虫类种类数最多,共8种;寡毛类次之,共5种;软体动物类较少,仅1种㊂3.1.2㊀底栖动物优势种㊂由表1可知,底栖动物种类方面,滆湖2019年监测检出的底栖动物包括寡毛类㊁摇蚊幼虫类和软体动物类三大类㊂滆湖底栖动物密度和生物量被少数种类所主导㊂密度方面,寡毛类的克拉泊水丝蚓,摇蚊幼虫类的红裸须摇蚊㊁太湖裸须摇蚊㊁中华裸须摇蚊和刺铗长足摇蚊,分别占总密度的5.23%㊁37.11%㊁36.92%㊁7.75%和4.96%㊂生物量方面,由于软体动物个体较大,软体动物类的梨形环棱螺在总生物量上占绝对优势,达到61.28%,黄色羽摇蚊㊁红裸须摇蚊㊁太湖裸须摇蚊和中华裸须摇蚊所占比重次之,分别为1.53%㊁20.64%㊁10.84%和1.64%㊂从14个物种的出现频次来看,红裸须摇蚊㊁太湖裸须摇蚊㊁刺铗长足摇蚊㊁软铗小摇蚊和克拉泊水丝蚓在大部分采样点均能采集到,是滆湖的常见种类㊂综合底栖动物的密度㊁生物量和各物种在18个采样点的出现频次,根据优势度指数来确定优势种,表明现阶段滆湖底栖动物优势种为红裸须摇蚊㊁太湖裸须摇蚊㊁克拉泊水丝蚓和梨形环棱螺㊂表1㊀2019年滆湖底栖动物密度和生物量Table1㊀DensityandbiomassofbenthicanimalsinGehuLakein2019类型Type平均密度Averagedensity个/m2平均生物量Averagebiomassg/m2出现频次Frequencyofoccurrence优势度指数Dominanceindex寡毛类Oligochaeta苏氏尾鳃蚓Branchiurasowerbyi103.21.42713.83颤蚓Tubifex134.92.25822.48奥特开水丝蚓Limnodrilusudekemianus79.40.1165.77克拉泊水丝蚓Limnodrilusciaparedianus460.30.851585.69管水蚓Aulodrilussp.47.60.7232.85摇蚊幼虫Chironomidae黄色羽摇蚊Chironomusflaviplumus178.62.69517.78红裸须摇蚊Propsilocerusakamusi3265.936.39181039.17太湖裸须摇蚊Propsilocerustaihuensis3250.019.1114668.53中华裸须摇蚊Propsilocerussinicus682.52.90656.37花翅前突摇蚊Procladiuschoreus4.0010.05刺铗长足摇蚊Tanypuspunctipennis436.51.681376.86软铗小摇蚊Microchironomustener71.40.1276.14弯铗摇蚊属A种Cryptotendipessp.A31.80.0520.78软体动物Mollusca梨形环棱螺Bellamyapurrificata55.6108.065309.54㊀注:相对密度和相对生物量分别为某一物种占总密度和总生物量的百分比,出现频次为某物种在所有采样点中的出现次数,优势度指数=(相对密度+相对生物量)ˑ出现频率㊂㊀Note:Therelativedensityandrelativebiomassarethepercentageofaspeciesinthetotaldensityandtotalbiomassrespectively.Thefrequencyofoccurrenceisthenumberofoccurrencesofaspeciesinallsamplingpoints.Dominanceindex=(relativedensity+relativebiomass)ˑFrequencyofoccurrence.05㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀安徽农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年3.1.3㊀底栖动物密度与生物量分布㊂从图2可见,年均生物量较年均密度相比空间差异性更大㊂底栖动物年密度各采样点空间分布相对均匀,密度较高的采样点集中分布在滆湖的北部区域,滆湖底栖动物密度最高值出现在gh-3采样点,最高值为1484个/m2;底栖动物密度较低的采样点主要分布在滆湖的中部至南部区域,其中大部分分布在滆湖的生态净化与恢复区以及水资源地保护区,滆湖底栖动物密度最低值出现在gh-17采样点,最低值为75个/m2㊂而底栖动物生物量方面,空间差异性较大,生物量较大的采样点是gh-11和gh-2采样点,分别位于滆湖中部和北部;滆湖底栖动物生物量最高值出现在gh-11采样点,最高值为42.48g/m2,生物量最低值出现在gh-10采样点,最低值为0.29g/m2;位于渔业资源繁保区的gh-10采样点底栖动物密度和生物量均较低,表明滆湖资源保留区功能性作用明显㊂滆湖底栖动物分布存在区域性特征,特别是软体动物的分布,在滆湖的西部沿岸带附近出现较多,主要是上游湟里河㊁北干河㊁中干河㊁孟津河等主要入湖河道携带着大量营养物质入湖,促进了滆湖底栖动物的生长繁殖,同时滆湖常年以西北风为主,靠滆湖西侧沿岸带受风浪的影响较小,湖底的悬浮物不容易被风浪扬起,湖水透明度较其他水域要大,适宜软体动物的生长,而滆湖其他水域透明度较低,不利于软体动物的生长㊂图2㊀2019年滆湖底栖动物年均密度(a)和年均生物量(b)Fig.2㊀AnnualaveragedensityandbiomassofbenthicanimalsinGehuLakein2019㊀㊀从图3可以看出,各季度各采样点底栖动物密度空间分布不均,差异较大,且呈季节变化趋势,冬季滆湖底栖动物密度和生物量整体呈高位,而夏季和春季底栖动物密度相对较低㊂这种差异与底栖动物的生活习性有关,滆湖底栖动物主要由寡毛类㊁摇蚊幼虫类和软体动物类组成,秋季和冬季为摇蚊幼虫类的繁殖期,以摇蚊幼虫类为主的底栖动物密度较高;夏季气温较高,适宜摇蚊幼虫的羽化,夏季滆湖底栖动物密度较低㊂各季度各采样点生物量空间分布受软体动物的影响较大,各季度分布较为不均,且具有一定的不确定性,这主要与软体动物的样品采获量有关,软体动物个体较大,在生物量统计方面占比较大,软体动物在各采样点出现的不确定性导致了生物量分布的不确定性,除去软体动物的影响,底栖动物生物量的分布与密度相似,最高值主要分布在滆湖北部区域㊂3.2㊀水质状况评价㊀利用2019年底栖动物监测数据,分别计算了各采样点的BPI生物学指数和Shannon-Wiener多样性指数(图4㊁5)㊂评价结果显示,滆湖2019年18个采样点BPI指数为1.5 5.0,依照BPI指数分析法,2019年滆湖各采样点均处于α-中污染状态㊂从图5可以看出,除gh-8㊁gh-14和gh-17采样点Shannon-Wiener指数小于1.0,其余15个采样点的Shannon-Wiener指数均在1.0 2.0,说明滆湖水质整体处于中污染状态㊂可以发现,2种指数评价结果显示,滆湖处于中度污染期,属于富营养化过程的初中期,应加强监管,采取相应保护措施㊂4㊀结论与建议4.1㊀结论(1)2019年滆湖底栖动物组成以摇蚊幼虫类为主,共鉴定出8种摇蚊幼虫,占物种总种类数的50%以上,密度方面也是摇蚊幼虫类占比最高,所有种类的摇蚊幼虫密度总和占总密度的89.98%,其中密度排在前2位的红裸须摇蚊和太湖1551卷12期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀尹子龙等㊀滆湖底栖动物群落结构及水质生物学评价注:a㊁b㊁c㊁d分别为春季㊁夏季㊁秋季㊁冬季㊂Note:a,b,c,darespring,summer,autumnandwinter,respectivey.图3㊀滆湖底栖动物密度(a㊁b㊁c㊁d)和生物量(e㊁f㊁g㊁h)空间分布格局Fig.3㊀Spatialdistributionpatternofbenthicanimaldensity(a,b,c,d)andbiomass(e,f,g,h)inGehuLake25㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀安徽农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年图4㊀滆湖各采样点底栖动物BPI指数Fig.4㊀BPIindexofbenthicanimalsatvarioussamplingpointsinGehuLake图5㊀滆湖各采样点底栖动物Shannon-Wiener指数Fig.5㊀Shannon⁃Wienerindexofbenthicanimalsatvarioussam⁃plingpointsinGehuLake裸须摇蚊的密度分别为3265.9和3250.0个/m2,分别占总密度的37.11%和36.92%㊂生物量方面除去个体较大的软体动物,也是摇蚊幼虫占比较高,红裸须摇蚊和太湖裸须摇蚊也是湖区的优势种㊂(2)根据滆湖底栖动物分布可以看出,在各季度中,密度较高值主要出现在滆湖北部区域,密度较低的采样点主要分布在滆湖中部区域,大部分分布在滆湖生态净化与恢复区以及水资源地保护区;生物量方面差异较大,基本跟随软体动物的分布,具有一定的随机性,但在湖区北部密度较高区域生物量仍较高,位于渔业资源繁保区的gh-10采样点底栖动物密度及生物量均表现出较低值,说明滆湖资源保留区功能性作用明显㊂滆湖底栖动物分布呈现区域特性,主要集中在湖区沿岸带附近,上游湟里河㊁北干河㊁中干河㊁孟津河等主要入湖河道携带着大量营养物质入湖,促进了滆湖底栖动物的生长繁殖㊂㊀㊀(3)根据各生物学指数结果可知,滆湖水质一般,整体处于中度污染状态,结合底栖动物种类组成和多样性分析结果,耐污能力较强的克拉泊水丝蚓与摇蚊幼虫在滆湖优势度较高,表明滆湖水生态环境存在水质污染恶化的潜在危险㊂4.2㊀建议(1)该研究结果表明,滆湖水生态环境状态整体一般,有污染加重的趋势,应当加大对水生态方面的实时监测㊁治理,同时加强宣传管理,减少污染源头的扩大化㊁严重化㊂应该控制湟里河入湖污染,建立生态过滤系统,位于湟里河口的采样点,底栖动物耐污种生物量较高,对湟里河采取实施控源截污,加强对赤色圩的污染治理工作,规范避风港船只排污行为,控制入湖水体富营养化水平㊂(2)加强太滆运河环境综合整治,太滆运河附近的采样点营养状态较差,建议在太滆运河水产品批发市场附近,规范停靠船只管理,禁止污水直排入河,加强周边综合环境整治,减少滆湖入湖污染物排放,同时降低对太湖的污染影响㊂(3)滆湖北部实施生态修复工程,滆湖北部清淤深度过大,移除了一定的底栖生物资源,导致底栖生物尤其是软体动物的种类㊁密度和生物量减小㊂湖区北部平均水深大于2m,仅在堆土区和岸边浅水区有芦苇和少量菰生长,其他区域水生植物匮乏㊂建议进行专项规划,实施生态修复工程,重建滆湖北部健康底泥生态环境㊂参考文献[1]任淑智.北京地区河流中大型底栖无脊椎动物与水质关系的研究[J].环境科学学报,1991,11(1):31-46.[2]FUHRMANNMM,PEDERSENT,RAMASCOV,etal.Macrobenthicbio⁃massandproductioninaheterogenicsubarcticfjordafterinvasionbytheredkingcrab[J].Journalofsearesearch,2015,106:1-13.[3]GAOX,NIUCJ,HUZJ.Macrobenthoscommunitystructureanditsrela⁃tionswithenvironmentalfactorsinTaihuRiverBasin[J].Chinesejournalofappliedecology,2011,22(12):3329-3336.[4]王苏民,窦鸿身.中国湖泊志[M].北京:科学出版社,1998:293-294.[5]钱文瀚,高月香,张毅敏,等.基于多元统计分析的滆湖水质时空变化特征及原因解析[J].水利水电技术,2021,52(1):116-128.[6]张莉,王美蓉,邹宏海,等.滆湖水质现状及动态变化趋势研究[J].淮阴工学院学报,2018,27(1):30-35.[7]李天淳,高鸣远,杨逸航.湖泊水功能区管理与水质达标分析研究[J].治淮,2015(7):4-6.[8]YINXW,LIQN,ZHUMH,etal.Communitystructureandbiologicalin⁃tegrityofmacroinvertebratesinthewetanddryseasonsofWeiRiverBa⁃sin,China[J].Actaecologicasinica,2015,35(14):4784-4796.[9]王丽卿,吴亮,张瑞雷,等.滆湖底栖动物群落的时空变化及水质生物学评价[J].生态学杂志,2012,31(8):1990-1996.[10]邵勇,王洪杨,徐蛟,等.滆湖入湖河流春季大型底栖动物群落结构及水质生物学评价[J].生态学杂志,2020,39(5):1617-1628.[11]尹子龙,吴沛沛,胡晓东.长荡湖底栖动物群落结构及与环境因子关系[J].江苏水利,2020(2):10-15.[12]尹子龙,陆晓平,翁松干,等.固城湖底栖动物群落结构及水质生态评价[J].江苏水利,2018(11):14-19,25.[13]马德高,吴蔚,陈志芳,等.宝应湖水体大型底栖无脊椎动物组成和多样性分析[J].安徽农业科学,2017,45(15):14-17.3551卷12期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀尹子龙等㊀滆湖底栖动物群落结构及水质生物学评价。
河湖健康评估利用大型底栖无脊椎动物进行河流生态系统健康评价

Predictor variables 深宽比、温度、底质类型I(≤2mm)、底质类型I (>256mm) Predictive model validation
表1. 漓江源头猫儿山期望出现的具体分类单元和实际观测到的分类单元及数量
Baetidae Hydropsychidae Simuliidae Tipulidae Neochaliodes Neoneuromus Helodidae Parapoynx crisonalis Thalerosphyrus Philopotamidae Elmidae Tabanidae Hydrobiosidae Baetis Cheumatopsyche 四节蜉属 纹石蛾属 蚋科 大蚊 斑鱼蛉属 齿蛉属 沼甲科 草螟科 短鳃蜉属 等翅石蛾科 长角泥甲科 虻科 螯石蛾科 1 1 1 1 1 1 1 1 0.999 0.999 0.995 0.803 0.802 Ephemerellidae Nemouridae Baetidae Leptophlebiidae Leuctridae Heptageniidae Ephemerellidae Euphaeidae Hydrophilidae Psephenidae Gomphidae Cincticostella Nemoura Baetiella facialis Perlomyla Cinygmina Torleya 带肋蜉属 叉襀属 花翅蜉属 宽基蜉属 长卷襀属 似动蜉属 大鳃蜉属 溪蟌科 水龟虫科 扁泥甲科 春蜓属 涡虫 0.802 0.801 0.8 0.796 0.796 0.607 0.605 0.605 0.605 0.604 0.602 0.593
2.2 Data analysis Stepwise evaluating 36 candidate metrics. Crop, forest and urban land use in upstream watershed of every site were analyzed using satellite image and a Digital Elevation Model. Statistical analysis was performed by SPSS 16.0.
北江大型底栖无脊椎动物群落结构及水质的生物评价

北江大型底栖无脊椎动物群落结构及水质的生物评价曹然;黎征武;毛建忠;盛萧;王旭涛;邓培雁【摘要】Water quality bioassessment was conducted based on the community structure of benthic macroinvertebrates investigated at 25 sampling sites in the Beijiang River.In this study, 46 genera of macroinvertebrates belonging to 31 families and 15 orders were identified, among which aquatic insects (30 genera), mollusks (eight genera), annelids (six genera), and crustaceans (two genera) accounted for 65.22%, 17.39%, 13.04%, and 4.35% of the total, respectively.Polypedilum, Barbronia, and Branchiura sowerbyi were the dominant species among all the benthic macroinvertebrates.The Shannon-Wiener index, Margalef index, Pielou index, biotic pollution index (BPI), biotic index (BI), family biotic index (FBI), and Goodnight-Whitley modified index (GBI) were used to comprehensively evaluate the water quality of the Beijiang River.The results show that the variety and the number of macroinvertebrates during the study period had changed remarkably compared with those in the 1980s.The biodiversity had decreased, the proportion of pollution-tolerant species had increased, and the water quality had deteriorated according to physical and chemical parameters.The evaluation results of the seven biological indices showed a certain difference.Some of the indices had significant correlations between each other.The BPI and FBI indices were more adaptable to the water quality bioassessment of the Beijiang River due to their accuracy and rationality.The water quality was at low orextremely low levels at six sites, at moderate levels at 16 sites, and at high levels at three sites, indicating that the water quality at all the 25 sites was at a moderate level on the whole.Human activities had some influence on the water quality of the river.The overall water quality of the Beijiang River showed a downward trend based on water quality bioassessment.%对北江25个采样点的大型底栖无脊椎动物进行采样调查,并根据大型底栖无脊椎动物的群落结构特征对水质进行生物评价.研究中共采集到大型底栖无脊椎动物46属,分别隶属于15目31科,其中水生昆虫30属,占65.22%;软体动物8属,占17.39%;环节动物6属,占13.04%;甲壳动物2属,占4.35%.出现频率最高的3个种属分别为多足摇蚊属(Polypedilum)、巴蛭属(Barbronia)以及苏氏尾鳃蚓(Branchiurasowerbyi).应用Shannon-Wiener多样性指数、Margalef多样性指数、Pielou均匀度指数、生物学污染指数BPI (biotic pollution index)、BI(biotic index)、FBI(family biotic index)、Goodnight-Whitley修正指数(GBI)7种生物指数对北江水质进行综合评价.结果表明:与20世纪80年代的评价结果相比,北江的大型底栖无脊椎动物在种类和数量等多方面均发生了较大的变化,生物多样性减少,耐污种所占比例增加,水质理化参数恶化;7种生物指数的评价结果存在一定的差异,部分指数之间存在较高的相关性,FBI指数和BPI指数的准确性和科学性更强,适用于北江水质的生物评价.在25个采样点中,6个采样点水质综合评价等级为较差或极差,16个采样点水质评价等级为一般,3个采样点水质等级为良好,整体水质属于一般的水平.人类活动对河流的水质状况造成了一定的影响.从水质生物学的角度衡量,北江水质整体呈现下降趋势.【期刊名称】《水资源保护》【年(卷),期】2017(033)004【总页数】8页(P80-87)【关键词】大型底栖无脊椎动物;群落结构特征;生物评价;水质;北江【作者】曹然;黎征武;毛建忠;盛萧;王旭涛;邓培雁【作者单位】华南师范大学化学与环境学院,广东广州 510631;华南师范大学化学与环境学院,广东广州 510631;云南省水文水资源局,云南昆明 650106;华南师范大学化学与环境学院,广东广州 510631;珠江流域水环境监测中心, 广东广州510611;华南师范大学化学与环境学院,广东广州 510631【正文语种】中文【中图分类】X826近年来,生物评价法已成为河流健康评估中常用的一种重要方法[1]。
大纵湖大型底栖生物群落结构及水质生物学评价

大纵湖大型底栖生物群落结构及水质生物学评价大纵湖是我国著名的淡水湖泊之一,位于华北平原的东部,是京杭大运河的源头,同时也是一个重要的水源地。
大纵湖的水域面积广阔,水质清澈,环境优美,有着丰富的底栖生物资源。
近年来,为了更好地保护和利用大纵湖的水资源,对其底栖生物群落结构及水质生物学进行评价研究已成为重要的课题。
一、大纵湖大型底栖生物群落结构大纵湖是一个典型的淡水湖泊,其底栖生物群落结构丰富多样。
主要的底栖生物包括藻类、浮游动物、底栖动物等。
首先是藻类,它们是湖泊生态系统中重要的生产者,能够进行光合作用,为湖泊中的生物提供养分。
大纵湖中的藻类种类繁多,有绿藻、蓝藻、硅藻等。
其次是浮游动物,这些微小的生物是湖泊食物链中的重要环节,它们在湖水中进行滤食,吸收有机物和无机物质,为底栖动物提供食物。
最后是底栖动物,包括蠕虫、甲壳类动物、软体动物等,它们生活在湖底泥沙中,是湖泊底栖生物群落中的重要组成部分。
通过对大纵湖的大型底栖生物群落结构的研究,可以了解湖泊生态系统的运行规律,为湖泊的保护和管理提供科学依据。
二、大纵湖水质生物学评价除了底栖生物群落结构外,大纵湖的水质状态也是一个重要的评价对象。
水质生物学评价是指利用湖泊生态系统中的生物指标来评价水质状况的方法。
在大纵湖水质生物学评价中,常用的生物指标包括浮游植物密度、浮游动物丰度、底栖动物群落结构、底栖动物生物量等。
浮游植物密度是评价水质的重要指标之一,浮游植物的数量和种类反映了湖泊水体的营养状态和受污染程度。
在大纵湖中,浮游植物密度的变化可以反映出湖水营养盐的水平,从而了解水质的状况。
浮游动物丰度是另一个重要的水质指标,浮游动物是湖泊生态系统中的早期指示生物,它们对环境的变化非常敏感。
通过对大纵湖浮游动物丰度的监测,可以及时发现水质的变化趋势,为水质保护和治理提供数据支持。
底栖动物群落结构和生物量也是水质生物学评价的重要内容。
底栖动物群落结构的稳定性和物种多样性反映了湖泊生态系统的健康状况,而底栖动物的生物量则反映了湖泊底部有机质的分解和营养盐的循环过程。
丹江口水库大型底栖动物群落结构及其水质生物学评价

重污染 重污染 中污染 重污染 重污染 重污染 重污染 重污染 重污染 轻污染
清洁 清洁 轻污染 重污染
物在内时采用生物量法评价的结果 可以明显看出 软体动物是否包含在内对评价结果有较大影响 包含软 体动物生物量时 除五青入库区因底栖动物密度较低从而导致生物量也较低因此显示的营养状态较低之 外 其余样点除秋季取水口处成贫营养状态 库区各季节都在中 富营养或富营养状态 甚至许多库区的生 物量水平已远远超过富营养状态的范围 而不包含软体动物在内的生物量评价结果表明 丹江库区水体总 体上处于中营养状态 汉江库区处于中 富营养状态 陶岔取水口在多数季节都呈贫营养状态 而五青入库 区营养水平也较低 可定为贫营养状态
表 利用
生物指数进行评价的结果
采样点 丹江库区
汉江库区
取水口 五青入库区
夏季
秋季
冬季
春季
平均
污染程度 污染程度 污染程度 污染程度 污染程度 污染程度 污染程度 污染程度 污染程度 污染程度 污染程度 污染程度 污染程度 污染程度
中污染 重污染
清洁 重污染 重污染 重污染 重污染
重污染 重污染
清洁 清洁 重污染 重污染
分比 表 可以看出 上 但其在生物量
中所占的比例则不然 秋季 寡毛 类占 总 生 物量 的
这种优势地位主要是由于软体动物的缺少
所造成 但同时也导致秋季整体生物量水平较低 冬
季寡毛类生物量百分比也在 以上 而夏季和春
季仅占 左右 这主要是软体动物的出现降低了
总体上讲 丹江口水库底栖动物密度以夏季最高 春季次之 再次是秋季和冬季 生物量也是以夏季和 春季较高 而秋季与冬季差别较小 图 4 .
张 敏等 丹江口水库大型底栖动物群落结构及其水质生物学评价
大纵湖大型底栖生物群落结构及水质生物学评价

大纵湖大型底栖生物群落结构及水质生物学评价大纵湖是一个位于我国西南部的大型湖泊,是当地重要的水源和生态系统。
近年来,由于人类活动和环境变化的影响,大纵湖的水质和生物多样性受到了较大的影响。
为了对大纵湖的生态环境进行科学评价和保护措施的制定,我国科学家进行了大纵湖大型底栖生物群落结构及水质生物学评价的研究。
在研究中,科学家对大纵湖进行了多个站点的底栖生物样本采集,对水样进行了多项水质指标的监测,并对采集的数据进行了详细的分析。
研究结果显示,大纵湖的底栖生物群落结构丰富多样,主要包括藻类、浮游生物、底栖动物等,其中以藻类和底栖动物的数量和种类最为丰富。
而水质方面,大纵湖的总氮、总磷、叶绿素a等指标处于一定的变化范围内,呈现出一定的季节性变化和空间分布差异。
在底栖生物群落结构方面,研究发现大纵湖的藻类种类较为丰富,包括硅藻、蓝藻、绿藻等,其中硅藻在湖水中的丰度较高,且在不同季节和水深下显示出一定的分布差异。
底栖动物方面则主要包括原生动物、蠕虫、甲壳类等,其丰度和多样性也呈现出一定的季节性和空间性变化。
这些底栖生物对大纵湖的生态环境具有重要的影响作用,对湖泊的水质和营养循环起着重要的调控作用。
而在水质生物学评价方面,科学家通过监测大纵湖的水质指标,包括总氮、总磷、叶绿素a、透明度等,并进行了多元统计分析,得出了大纵湖的水质状况。
研究结果显示,大纵湖的总氮和总磷浓度整体呈现出较高的水平,尤其是在一些河口和入湖口附近,其浓度较高,说明这些地区可能存在较严重的污染问题。
而叶绿素a浓度则显示出一定的季节性变化,夏季和秋季浓度较高,而冬季和春季浓度较低。
透明度方面,大纵湖的水质整体较好,水体透明度较高,呈现出清澈的特点。
综合以上研究结果,科学家对大纵湖的生态环境进行了评价,并提出了相关的保护措施建议。
建议加强对大纵湖流域的环境保护,尤其是加强河流入湖口附近的污染治理工作,减少污染物的输入。
加强对大纵湖的生态监测和管理,对水质、底栖生物群落等方面进行持续的监测和研究,以便及时发现问题并采取相应的保护措施。
水生态监测技术指南 湖泊和水库水生生物监测与评价-2023最新

目次1适用范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4点位布设与监测频次 (2)5监测方法 (3)6质量保证和质量控制 (3)7评价方法 (4)附录A(资料性附录)浮游生物分层采样技术要求 (6)附录B(资料性附录)浮游动物监测方法 (7)附录C(资料性附录)大型水生植物监测方法 (9)附录D(资料性附录)水生生物评价分级参照值 (11)水生态监测技术指南湖泊和水库水生生物监测与评价(试行)1适用范围本标准规定了湖泊和水库(以下简称湖库)水生态监测中水生生物监测点位布设与监测频次、监测方法、质量保证和质量控制、评价方法等技术内容。
本标准适用于湖库的水生生物监测与评价。
2规范性引用文件本标准引用了下列文件或其中的条款。
凡是注明日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本标准。
凡是未注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本标准。
HJ710.7生物多样性观测技术导则内陆水域鱼类HJ710.8生物多样性观测技术导则淡水底栖大型无脊椎动物HJ710.12生物多样性观测技术导则水生维管植物HJ1215水质浮游植物的测定滤膜-显微镜计数法HJ1216水质浮游植物的测定0.1ml计数框-显微镜计数法HJ1295水生态监测技术指南河流水生生物监测与评价(试行)SC/T9102.3渔业生态环境监测规范第3部分:淡水3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1生境habitat生物出现在环境中的空间范围与环境条件总和,又称栖息地。
3.2参照状态reference condition区域内某一类型水体中,未受或几乎未受人类活动干扰的状态,或现有最优状态,或历史数据所代表的状态,或修复后期望达到的状态,用于评估区域内同一类型其他水体的生态状态。
3.3生物完整性biological integrity水生生态系统具备支持和维护区域内平衡的、完整的、自适应的生物群落的能力,生物群落具有与自然生境状态相适应的物种组成、多样性和功能组织。
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生态环境学报 2014, 23(1): 129-138 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@基金项目:国家重大科学研究计划项目(2012CB956100);国家重点基础研究发展计划项目(2012CB417000);科技部基础性工作专项项目(2006FY110600)作者简介:胡成龙(1988年生),男,硕士研究生,主要从事底栖动物群落生态学研究。
E-mail: longxiangyu222@*通信作者:蔡永久(1985年生),男,助理研究员,博士,主要从事底栖动物生态学及水生态健康评价研究。
E-mail :caiyj@收稿日期:2013-08-17湖北省湖泊大型底栖动物群落结构及水质生物学评价胡成龙1,姜加虎2,陈宇炜2,李金轩1,蔡永久2,3*1. 东华理工大学,水资源与环境工程学院,江西 南昌 330013;2. 中国科学院南京地理与湖泊研究所,湖泊与环境国家重点实验室,江苏 南京210008;3. 南京水利科学研究院,水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏 南京 210029摘要:大型底栖动物是湖泊生态系统的重要生物类群,在生态系统物质循环和能量流动中起着重要作用。
底栖动物具有生命周期长、迁移能力较弱、对环境变化反应敏感等特点,可有效指示湖泊生态系统的健康状况。
湖北省是我国淡水湖泊分布最密集的区域之一,湖泊总面积为3025 km 2。
近年来,伴随着工农业、养殖业及城市化的快速发展,富营养化已成为本地区湖泊面临的一个主要环境问题,并可能直接影响大型底栖动物的群落结构。
目前关于本地区湖泊大型底栖动物群落的研究还较少,为此本研究对湖北省27个浅水湖泊底栖动物进行了调查,并对水质状况进行生物学评价。
共采集到底栖动物40种,隶属于4门7纲18科,其中寡毛类5种,摇蚊幼虫16种,软体动物双壳类4种、腹足类8种。
霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri )、苏氏尾鳃蚓(Branchiura sowerbyi )、花翅前突摇蚊(Procladius choreus )、中国长足摇蚊(Tanypus chinensis )、多巴小摇蚊(Microchironomus tabarui )及铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa )是本地区湖泊最常见的种类。
所调查湖泊底栖动物平均密度为32~1243 ind·m -2,其中12个湖泊密度低于200 ind·m -2,摇蚊幼虫和寡毛类对密度的贡献较大,以摇蚊幼虫占优势的湖泊有19个。
底栖动物平均生物量为0.034~460.7 g·m -2,生物量低于50 g·m -2的湖泊数量最多(19个),软体动物占优势的湖泊有16个,摇蚊幼虫和寡毛类占优势的湖泊数量共11个。
各湖泊底栖动物物种数为3~14种,Margalef 指数为0.71~2.33,Simpson 指数为0.69~0.85,Shannon-Wiener 为0.78~2.13,Spearman 相关性分析结果显示物种丰富度和三种多样性指数与湖泊面积呈显著正相关。
BI (Hilsenhoff 生物指数)评价结果显示共11个湖泊为一般和轻度污染(6.01~7.44),中度污染湖泊数量为13个(7.57~8.47),长湖(8.52)、上津湖(8.65)和玉湖(8.50)处于重污染状态。
关键词:浅水湖泊;富营养化;大型底栖动物;群落结构;生物评价中图分类号:Q145; Q178 文献标志码:A 文章编号:1674-5906(2014)01-0129-10引用格式:胡成龙, 姜加虎,陈宇炜, 李金轩, 蔡永久. 湖北省湖泊大型底栖动物群落结构及水质生物学评价[J]. 生态环境学报, 2014, 23(1): 129-138.HU Chenglong, JIANG Jiahu, CHEN Yuwei, LI Jinxuan, CAI Yongjiu. Macrozoobenthic community structure and bioassessment of water quality of shallow lakes in Hubei Province [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(1): 129-138.湖北省位于长江中游地区,地势西高东低,中部低平并向南敞开,地貌复杂多样(张毅等,2010)。
湖北省属亚热带季风性湿润气候,降水丰沛,年均降水量800~1600 mm 。
湖北省素有“千湖之省”之称,在长江、汉江两岸的冲积平原上,分布着众多的大小湖泊,是我国淡水湖泊分布最密集的区域之一(高如泰等,2011)。
据清末、民国初年调查统计,湖北省水域面积在100亩(6.67 hm 2)以上的湖泊有2000余个,水域面积约为2.6×104 km 2(姜加虎等,2009),到2005年湖泊总面积为3025 km 2,仅为百年前的11.64%。
20世纪50年代以来湖泊变化迅速,湖泊面积由50年代的约8503 km 2减小至80年代的约2977 km 2,发生在60—80年代的围垦是造成湖泊萎缩的主要原因(张毅等,2010)。
另一方面,随着社会经济的发展,湖泊水体污染日趋严重,成为一个严重的环境问题。
(严平川等,2004)对全省29个主要湖泊的研究表明,全年期水体质量评价为Ⅰ–Ⅲ类的湖泊共13个,Ⅳ类湖泊6个,Ⅴ类和劣Ⅴ类共10个。
富营养评价结果显示,全年期评价为中营养型的湖泊16个,富营养湖泊12个。
水环境的恶化会对湖泊生态系统中的生物类群产生极大的影响。
因此,弄清主要生物类群的种类组成、群落结构、多样性及时空格局等特征,对130 生态环境学报 第23卷第1期(2014年1月)合理利用湖泊资源,改善湖泊水质具有现实意义(姜苹红等,2012;沈忱等,012)。
大型底栖动物作为湖泊生态系统的重要类群,在生态系统物质循环和能量流动中起着重要作用。
此外,由于底栖动物寿命较长,迁移能力较弱,对环境变化反应敏感,受外界干扰后群落结构及多样性将会发生明显改变,已广泛应用于水质生物监测和评价(DOLÉDEC 和STATZNER ,2010;陈小华等,2013;李斌等,2013)。
以往对湖北省主要湖泊底栖已有较多研究。
如(王琴等,2010)对武汉东湖水网区15个水体底栖动物进行了调查,(邬红娟等,2005)研究了武汉11个湖泊底栖动物群落结构,(谢志才等,2007)研究了保安湖底栖动物群落结构与空间格局。
但这些研究主要针对少数几个湖泊或局域的分析,缺乏对全省主要湖泊底栖动物群落结构的研究。
本研究于2008年8月对湖北省面积大于10 km 2的主要湖泊(图1)底栖动物进行调查,分析底栖动物群落结构特征,并用Shannon-Wiener 多样性指数、Hilsenhoff 生物指数(BI )对各湖泊进行生物学评价,希望本文的研究结果能为湖北省湖泊的保护和管理提供基础数据支撑。
1 材料与方法根据湖泊面积大小,在敞水区布设2~7个采样点,底栖动物定量采集用1/16 m 2改良彼得森采泥器,每个采样点采集1~2次。
采得泥样经60目尼龙筛洗净后,剩余物至于白磁盘中将底栖动物活体逐一挑出,样本用10%福尔马林溶液保存。
样品带回实验室鉴定至尽可能低的分类单元,统计各个分类单元的数量,然后用滤纸吸去表面固定液,置于电子天平上称重,最终结果折算成单位面积的密度和生物量。
根据本次调查所采集到的各湖泊底栖动物物种密度,结合以下三种多样性指数,对湖北省湖泊现阶段底栖动物多样性进行评价。
Margalef 指数: 1 lnSimpson 多样性指数: 1 ∑ /Shannon-Wiener 多样性指数:⁄ /ln ⁄式中, S 为群落内的物种数量,n i 为第i 个种的个体数,N 表示所有种类总个体数。
采用Shannon-Wiener 指数和Hilsenhoff 生物指数(BI )对各湖泊的水质进行生物评价。
Shannon-Wiener 指数评价标准:指数值>3,清洁;2~3轻污染;1~2中污染;0~1重污染。
BI 生物指数计算方法为:BI ∑ ⁄式中:n i 为第i 分类单元的个体数;t i 为第i 分类单元的耐污值;N 为各分类单元的个体总和;S 为分类单元数。
水质评价标准为:BI=0~3.50,极清图1 本研究中湖北省湖泊分布图Fig.1Spatial distribution of the studied lakes in Hubei Province胡成龙等:湖北省湖泊大型底栖动物群落结构及水质生物学评价 131洁;3.51~4.50,很清洁;4.51~5.50,清洁;5.51~6.50, 一般;6.51~7.50,轻度污染;7.51~8.50,中度污染;8.51~10.0,严重污染。
无脊椎动物的耐污值主要参考王建国等(2003)、王备新和杨莲芳(2004)的资料。
2 结果2.1 种类组成共采集到底栖动物40种(表1),隶属于4门表1 湖北省湖泊大型底栖动物名录Table 1 Taxa list of macrozoobenthos of the 27 lakes in HuBei Province分类单元洪湖龙感湖梁子湖长湖斧头湖西凉湖大冶湖保安湖网湖鲁湖汤逊湖涨渡湖汉阳东湖武昌东湖东西汊湖上津湖淤泥湖牛浪湖崇湖钟祥南湖海口胡汉阳西湖策湖严西湖花马湖玉湖白潭湖出现率寡毛纲Oligochaeta管水蚓Aulodrilus sp.+ + 2苏氏尾鳃蚓Branchiura sowerbyi + + + + + + +++++++++++++ + + + + +++26巨毛水丝蚓Limnodrilus grandisetosus +1霍甫水丝蚓Limnodrilus hoffmeisteri + + + + + ++++++++ + + + ++18中华河蚓Rhyacodrilus sinicus ++++ 4摇蚊幼虫Chironomidae无突摇蚊Ablabesmyia sp.+ 1菱跗摇蚊Clinotanypus sp.+ + ++++++ + + 10花翅前突摇蚊Procladius choreus + +++++++++++ + + + +16中国长足摇蚊Tanypus chinensis + + +++++++ + + + + ++15红裸须摇蚊Propsilocerus akamusi + + +++ +6羽摇蚊Chironomus plumosus + + + ++ + + + +9半折摇蚊Chironomus semireductus + + ++++++ +9枝角摇蚊Cladopelma sp.+1隐摇蚊Cryptochironomus sp.0叶二叉摇蚊Dicrotendipus lobifer +1侧叶雕翅摇蚊Glyptotendipes lobiferus + + + +++ 6雕翅摇蚊一种Glyptotendipes sp.++ 2多巴小摇蚊Microchironomus tabarui + + + + + +++++++++ + + + +18软铗小摇蚊Microchironomus tener ++2小云多足摇蚊Polypedilum nubeculosum +++ 3长跗摇蚊Tanytarsus sp.+1132 生态环境学报第23卷第1期(2014年1月)7纲18科,其中寡毛类5种(占总物种数的12.5%),摇蚊幼虫16种(40.0%),软体动物双壳类4种(10.0%)、腹足类8种(20.0%),其它类7种(17.5%)。