太湖大型底栖动物群落结构与水环境生物评价

于2014年冬季和夏季调查太湖全湖116个样点的大型底栖动物,分析其群落结构及与环境因子的关系.共记录底栖动物55种,隶属3门7纲18目27科52属,底栖动物的平均密度和生物量分别为405.5 ind./m2和146.6 g/m2.优势度分析表明,河蚬(Corbicula fluminea)、铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)、霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、太湖大螯蜚(Grandidierella aihuensis)、寡鳃齿吻沙蚕(Nephtys oligobranchia)和拟背尾水虱属一种(Paranthura sp.)是太湖大型底栖动物的优势种.基于环境因子聚类分析,可将全湖分为3个区:敞水区、水生植被区和富营养区.方差分析表明各湖区间环境因子差异显著.统计分析表明,3个区底栖动物群落结构相似性低,差异显著.典范对应分析表明,水深、总氮、总磷、铵态氮、水生植物、溶解性有机碳和沉积物中值粒径与大型底栖动物群落结构显著相关.K-优势曲线、物种多样性指数显示,从水生植被区→敞水区→富营养区,营养水平增加,底栖动物多样性逐渐降低,生物量逐渐升高.研究结果表明营养水平、底质类型以及水生植被的分布是决定太湖大型底栖动物群落结构及多样性的关键因子.     

1988-2016年洞庭湖大型底栖动物群落变化及驱动因素分析

洞庭湖是我国第二大淡水湖泊,其水文条件对湖泊湿地生态系统健康的维系发挥着不可替代的作用.近年来,水环境恶化日益威胁湖区水生态系统健康.然而,有关底栖动物水生态健康评价的研究仍然停留在物种群落结构方面,缺乏底栖动物群落功能对水污染响应的研究,尤其在较长时间尺度上.因而,本研究分析了19882016年近30 a来洞庭湖的水质和底栖动物群落数据,探寻底栖动物群落功能对水环境恶化的响应规律.结果表明,洞庭湖水体总氮浓度是威胁底栖动物物种和功能群落变动的主要因素.此外,不断恶化的水环境驱动底栖动物物种和功能群落结构改变,表现为敏感水生昆虫的比例下降,寡毛类、小型软体动物比例的上升,并伴随着体长为1.00~1.99 cm、背扁型、侧扁型、不移动等功能性状类别比例的下降.同时,水环境恶化降低物种丰富度、功能丰富度和劳氏二次熵多样性.基于距离的冗余分析结果显示,水体氮营养盐、重金属离子和有机污染物共同驱动底栖动物物种群落结构的变异,而营养盐类与无/有机污染物决定着其功能群落结构的变异.鉴于洞庭湖水质不断恶化的状况,本研究建议采取一系列措施,包括合理管控湖区周边废水直排入湖、取缔湖区内的非法采砂以及调控枯水季洞庭湖水位等.生物监测和评价方面,建议将底栖动物物种和功能群落一并纳入评价体系,且优先选用物种丰富度、功能丰富度和劳氏二次熵指数评估换水周期较短的大型浅水湖泊水质变化对底栖动物物种和功能多样性的影响.     

洞庭湖大型底栖动物群落结构和水质评价

2014年4个季度对洞庭湖大型底栖动物进行调查,共记录底栖动物4门7纲58种,其中寡毛类7种,软体动物28种,水生昆虫19种,线虫1种,蛭类2种,钩虾1种.洞庭湖底栖动物平均密度为187.4 ind./m~2,软体动物是最主要的类群,平均密度为88.7 ind./m~2,占总密度的47.3%,寡毛类和水生昆虫的密度分别为24.1和27.8 ind./m~2,分别占总密度的12.9%和14.9%.河蚬(Corbicula fluminea)、铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)、苏氏尾鳃蚓(Branchiura sowerbyi)、指突隐摇蚊(Cryptochironomus digitatus)和钩虾(Gammaridae sp.)为洞庭湖的优势种.典范对应分析表明,水温和溶解氧是影响洞庭湖底栖动物分布的关键环境因子.采用Shannon-Wiener多样性指数和BI生物指数对洞庭湖各样点的水质状况进行评价,总体上评价结果分别为轻污染和良好,结果表明二者具有一定的差异,结合洞庭湖各样点的综合营养状态指数可以看出,BI指数的评价更加适合洞庭湖水质评价.     

苏北骆马湖大型底栖动物群落结构及水质评价

2014年1-12月,对苏北骆马湖水质和大型底栖动物进行了逐月调查.根据湖区的生境特征将骆马湖划分为3个区域:采砂区域、植被区域和其他区域.对比分析不同区域水质参数和底栖动物群落结构,并利用《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)、综合营养状态指数和生物学指数对水质进行评价.结果表明,采砂区域的水深显著高于植被区域,而透明度显著低于另外两个区域;采砂区域的总氮、总磷、硝态氮和正磷酸盐浓度均显著高于植被区域,生物多样性显著低于另外两个区域.骆马湖内共采集到大型底栖动物41种,其中环节动物8种,软体动物15种,节肢动物18种.铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)、苏氏尾鳃蚓(Branchiura sowerbyi)、霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、长角涵螺(Alocinma longicornis)是现阶段的优势种.10个监测点底栖动物的年均密度和年均生物量分别为77.19±43.59 ind./m~2和37.62±28.31 g/m~2,呈现出较高的空间异质性.生物量较密度空间差异更大,生物量在湖泊四周的监测点较高,而在湖心开阔水域较低.水质评价结果表明骆马湖水质处于中营养状态,总体属于中度污染,作为南水北调东线工程重要的调蓄湖泊以及饮用水源地和水产养殖基地,加强水环境保护不容懈怠.     

澜沧江下游补远江大型底栖动物群落结构的时空分布及其影响因素

自然流淌的支流在维持建坝河流水生生物多样性中起着重要作用。补远江是澜沧江下游的重要一级支流,保持了较为天然的河流状态,人类活动干扰相对较少,是流域土著鱼类保护区和水生生物重要栖息地。在澜沧江流域水电开发的背景下,掌握补远江大型底栖动物群落结构的时空分布及其影响因素,对澜沧江乃至西南河流的水生生物多样性保护和恢复具有重要参考意义。于2019年4月(旱季)和2019年10月(雨季)对补远江的大型底栖动物进行了详细调查,共检出大型底栖动物150个分类单元,隶属于5门7纲68科,其中水生昆虫121种,软体动物20种,蛭类3种,寡毛类2种,甲壳类2种,涡虫、线虫各1种。毛翅目和蜉蝣目为全流域优势类群。补远江底栖动物密度和生物量在旱季和雨季均表现为上游大于中下游,物种丰富度和Shannon-Wiener多样性指数在雨季显著高于旱季。功能摄食类群中,滤食者(41.09%)和收集者(31.81%)占绝对优势,其次为刮食者(11.00%)、捕食者(11.21%),撕食者(4.89%)较少。Mantel检验分析表明,河宽(RW)、硝态氮(NO₃^--N)、化学需氧量(COD_Mn)是影响补远江大型底栖动物群落结构的主要环境因子;不同功能摄食类群所受到的环境影响因素不同。生物指数(BI)和生物监测工作组记分(BMWP)系统评价显示,补远江大部分样点处于良好及以上水平,少数样点处于中等及以下水平,总体水生态状况良好。     

湖北清江流域胡家溪大型底栖动物群落结构及水质评价

2006年4月至2007年3月,对清江流域上游一二级支流--胡家溪的大型底栖动物群落结构进行了调查研究,并利用生物指数对河水水质进行了系统评价.结果表明,共采集到大型底柄动物87种,其中环节动物3种,软甲动物3种,水生昆虫76种,软体动物5种.群落表现出明显的时空特点,6月份的物种最多,12月份的物种最少,S5的物种最多.S1的物种最少;各微生境中共有种占据优势,物种相似性均大于75%;功能摄食群则以收集者占优,共计达51种.群落密度在4月份达到最大,为3293ind/m2;而生物量则在12月份达到最大,为163g/m2.采用Shannon多样性指数、生物指数和科级水平生物指数对胡家溪水质评价的结果是河水水质比较清洁.     

丹江口水库大型底栖动物群落结构及其水质生物学评价

2007年7月至2008年5月,按季度对丹江口水库4个区域(丹江库区、汉江库区、取水口、五青入库区)14个采样点进行大型底栖动物调查.共采集到底栖动物61种,主要由寡毛类(颤蚓科、仙女虫科)和摇蚊科组成.其中,寡毛类密度在全年中占优势地位,占底栖动物总密度的90%以上;生物量的优势种则主要为软体动物.空间分布上,底栖动物密度以汉江库区最高(大坝前:33792ind./m~2),丹江库区次之,取水口和五青入库区的密度相对较低,且五青入库区偶尔出现0密度的样品;生物量则由于丹江库区和取水口经常有软体动物出现而导致该区域内生物量相对较高.季节变化上,密度分布为夏季春季秋季冬季;生物量也呈现出类似的分布,但秋季和冬季差别较小.采用Shannon-Wiener多样性指数、Goodnight-Whitley生物指数、Wright生物指数及Carlander生物量法对丹江口水库水质进行评价,比较而言,Goodnight-Whitley指数不适宜用于丹江口水库的水质评价;而综合利用其它三种方法进行评价的结果表明:取水口为轻污染状态,丹江库区为轻-中污染,汉江库区为中-重污染;五青入库区由于水深太浅,底栖动物生境易受外界影响导致群落波动较大,因此不宜采用底栖动物作为评价指标.     

巢湖流域不同水系大型底栖动物群落结构及影响因素

2013年4月对巢湖流域8个水系147个样点的大型底栖动物进行调查,分析其群落结构及与环境因子的关系.共采集到大型底栖动物213种,隶属于3门7纲22目76科177属.8个水系大型底栖动物物种数差异较大,在杭埠河发现172种,而在十五里河仅发现10种.大型底栖动物密度组成呈现出显著的空间差异.南淝河和十五里河的寡毛纲相对密度均超过96%,派河的寡毛纲和摇蚊幼虫的相对密度分别为47.8%和41.1%.裕溪河、白石天河、柘皋河和杭埠河的腹足纲相对密度最大.杭埠河的水生昆虫相对密度达30.6%,是水生昆虫相对密度最大的水系.相似性分析结果表明,8个水系特征种差异明显,霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)是十五里河和派河的最主要优势种,而铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)是兆河、裕溪河、杭埠河、白石天河和柘皋河的最主要优势种,铜锈环棱螺和霍甫水丝蚓是南淝河贡献率较大的两种优势种.生物多样性结果表明,Shannon-Wiener、Simpson及Margalef指数在8个水系间具有显著差异,Pielou指数在8个水系间差异不明显.典范对应分析结果表明,影响大型底栖动物群落结构的主要因素为水体营养状态和底质异质性.高营养盐浓度导致南淝河、派河和十五里河的耐污种密度高、生物多样性低,而相对较高的底质异质性维持了杭埠河大型底栖动物的高多样性和敏感型物种的生存.     

南四湖底栖动物群落结构特征及其与环境因子的关系

为了解南四湖大型底栖动物群落结构特征及其与环境因子的关系,于2010年对南四湖15个采样点的底栖动物和生态环境进行4次调查研究.结果表明:共检出底栖动物23种,栖息密度和生物量为311.57 ind./m2和44.39 g/m2;群落物种优势度指数较高,优势种集中于羽摇蚊幼虫(Chironomus plumosus)和霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri),分别占个体总数的77.45%和11.39%;水生植物生物量为1613 g/m2,盖度为33%,存在显著季节变化与空间差异,但底栖动物群落特征与之无显著相关性;南四湖水域主要污染物为氮,其次为磷,最后为高锰酸钾指数;2010年度除底栖动物物种数与水体CODMn含量呈显著负相关以及栖息密度与水体相关加权综合营养状态指数呈显著正相关外,其余底栖动物群落特征与水生植物、水质理化指标及营养状态间均未表现出显著相关性;依据底栖动物Goodnight-Whitley生物指数和水质相关加权综合营养状态指数评价结果,南四湖除局部区域受到严重的外源污染外,总体为清洁-中度营养类型.     

赣江下游流域大型底栖动物群落结构及水质生物学评价

2009年6月(丰水期)、11月(枯水期)和2010年4月(平水期)对赣江下游流域大型底栖动物群落结构进行调查研究,共鉴定出大型底栖动物3门15科25种.结果表明,赣江下游流域大型底栖动物群落结构具有明显的时空变化.生物密度最大值(145.9±81.8 ind./m2)出现在6月,最小值(89.6±15.9 ind./m2)出现在4月;生物量的变化则相反,最大值(90.1±25.4 g/m2),出现在4月,最小值(62.9±20.9 g/m2)出现在6月;干流的生物密度在6月、11月和4月均明显高于支流,而生物量在11月低于支流.Shannon-Wiener多样性指数(H’)、Margalef丰富度指数(D)和Pielou均匀性指数(J)在6月、11月和4月的时间尺度上以及干流、支流的空间尺度上均出现明显的变化,在11月份,这3类指数均表现为最高,6月则均为最低;干流的H’和D在6月和4月均低于支流,而J在这3个时间段内则均是支流高于干流,表明支流大型底栖动物的群落结构较干流更为多样、均匀和稳定.H’和D的结果表明赣江下游流域水质均受到不同程度的污染,其中干流的污染程度较支流更为严重.     

辽河太子河流域藻类植物群落结构及其季节变化

2010年9月到2011年9月分4次对太子河流域的藻类植物群落组成、丰度及优势种进行调查分析.共设置17个采样点,经鉴定共有藻类植物8门120属328种(包括21种变种).藻类植物群落以硅藻最多,有36属144种,占总体的43.77%;其次是绿藻,有49属117种,占总体的35.56%;蓝藻居第3位,有22属38种,占总体的11.85%.调查期间,太子河流域藻类植物细胞丰度在夏、秋季较高,丰度平均值分别为6.80×10⁷和3.29×10⁷cells/L;在春季较低,丰度平均值为1.36×10⁷cells/L.优势度分析显示,太子河流域各季节的藻类植物优势种都在5种以上,主要优势种有巨颤藻(Oscillatoria princeps Vauch.)、链丝藻(Hormidium flaccidum(Kütz.)Br.)、偏生毛枝藻(Stigeoclonium subsecundum(Kütz.)Haz.)等.藻类植物的Jaccard种类相似性指数在0.19~0.46之间.太子河流域藻类植物种类组成及细胞丰度均有明显的季节变化.     

基于底栖动物生物完整性指数的黄河干流生态健康评价

黄河为世界上最长的多沙河流,全河段水沙异质性及其生态健康的空间差异明显。本文基于黄河干流全河段44个断面春秋两季(2019年)底栖动物的系统调查数据,构建黄河底栖动物生物完整性评价体系。该体系融入指示水沙过程变化的ASPT指数及EPT分类单元个体相对丰度,且参照点与受损点得分差异显著,适用于多沙河流生态健康评价。评价结果显示:黄河干流亚健康及以上状态的断面占比为秋季(75.0%)高于春季(54.5%);自源区沿河而下,底栖动物生物完整性指数值呈下降趋势;库区断面底栖动物生物完整性指数低于临近自然河段。回归分析表明,黄河干流底栖动物生物完整性指数与盐度、总氮、城镇及农田用地占比呈显著负相关,与林地及草地占比呈显著正相关。本研究结果可为黄河生态保护与管理提供科学依据。     

Seasonal variation in benthic macroinvertebrate assemblages and water quality in an Afrotropical river catchment,northeastern Tanzania

Population growth and economic development have resulted in increased water demands, threatening freshwater resources. In riverine ecosystems, continuous monitoring of the river quality is needed to follow up on their ecological condition in the light of water pollution and habitat degradation. However, in many parts of the world, such monitoring is lacking, and ecological indicators have not been defined. In this study, we assessed seasonal variation in benthic macroinvertebrate assemblages in a tropical river catchment in northeastern Tanzania, which currently experiencing an increase in agricultural activities. We examined the potential of in-stream environmental variables and land-use patterns to predict the river macroinvertebrate assemblages, and also identified indicator taxa linked to specific water quality conditions. Macroinvertebrate abundance, taxon richness and TARISS (Tanzania River Scoring System) score were higher in the dry season most likely due to higher surface runoff from agricultural land and poorer water quality in the wet season. In the wet season macro invertebrates seem to be limited by chlorophyll-a, oxygen and phosphorous while in the dry season, when water flow is lower, nitrogen and turbidity become important. Substrate composition was important in both seasons. Given the fact that different selective filters limit macroinvertebrate assemblages in both seasons, a complete picture of water quality can only be established by monitoring in both seasons. Riparian buffer zones may help to alleviate some of the observed negative effects of agricultural activities on the river system in the wet season while limiting irrigation return flows may increase water quality in the dry season.     

汉江上游干流和秦岭南麓典型支流的底栖动物群落特征及水质生物评价

汉江上游是丹江口水库的水源区,其生态环境状况对保障汉江全流域及南水北调中线生态安全起着举足轻重的作用.本研究于2017年11月和2018年4月对汉江上游干流及源于秦岭南麓的5条典型支流开展了系统调查,旨在摸清汉江上游干支流的底栖动物群落特征,以及评价其水质状况.共采集到大型底栖动物240种,其中水生昆虫209种,软体动物13种,环节动物9种,其他类群9种.其中四节蜉Baetis sp.在各条河流中均为优势种,此外其他优势种还有拟细裳蜉Paraleptophlebia sp.、细蜉Caenis sp.、扁蜉Heptagenia sp.、花翅蜉Baetiella sp.、直突摇蚊Orthocladius sp.、纹石蛾Hydropsyche sp.、蜉蝣Ephemera sp.、带肋蜉Cincticostella sp.、高翔蜉Epeorus sp.、似波摇蚊Sympotthastia sp.和真开摇蚊Eukiefferiella sp..从各类群的密度来看,水生昆虫在汉江及五条支流中均占有绝对优势,占总密度的90.8%～98.9%,而在生物量上,除汉江干流中软体动物占绝对优势外,水生昆虫...     

基于环境DNA技术的黄河流域下游山区河流大型底栖动物群落多样性特征及其影响要素分析

河流生物群落组成由多种环境因子共同作用形成,但其影响机制尚不清楚。本研究基于环境DNA技术,选择黄河流域下游4条山区河流(锦绣川、锦阳川、锦云川和三川汇合后河流)的10个样点开展大型底栖动物监测。结果发现:不同溪段水质状况有所差异,锦云川盐化程度(以电导率EC表征)和营养盐浓度较高,锦阳川抗生素浓度较高,锦绣川水质较好。山区河流大型底栖动物群落组成差异明显,锦绣川以水生昆虫为主,软体动物占比较低。其中,昆虫纲的大蚊(Tipula abdominalis)、天角蜉(Uracanthella punctisetae)和寡毛纲的顠体虫(Aeolosoma sp.)是造成锦绣川与其他河流大型底栖动物群落结构差异的关键物种。冗余分析和变差分解分析结果表明,盐化、营养盐和抗生素均会对大型底栖动物群落组成产生影响。其中,EC的解释率为22.86%,营养盐中的TP、NH₃-N和TN的解释率分别为20.12%、13.25%和7.81%;此外,盐化可与营养盐和抗生素通过耦合效应对大型底栖动物群落组成产生影响,贡献率分别为21.60%和16.20%;抗生素与营养盐的贡献率为19.60%。逐步判别回归模型结果显示,Margalef指数(d)受盐化(EC)和营养盐(NH₃-N和NO₃^--N)的共同影响;随着河流中EC浓度升高,d 与NH₃-N之间的正响应关系及其与NO₃^--N之间的负响应关系显著增强。因此,多环境因子对水生生物的影响不容忽视,在大型底栖动物生物多样性保护中应关注各类环境因子的影响贡献。     

黑龙江黑河江段藻类植物群落与环境因子的典型对应分析

2006-2007两年的5-10月期间,分别在黑龙江黑河段水域进行藻类植物的生态调查,在藻类分类的基础上,应用典型对应分析揭示黑龙江黑河江段6个监测点藻类植物的种群结构与环境因子之间的关系.生化需氧量、总磷、水温和化学需氧量等是影响藻类植物群落分布的主要因素,藻类植物的群落结构随着这些环境因子的变化表现出一定的空间差异,说明藻类植物的群落变化和空间分布与环境因子高度相关.     

黄河三角洲平原型水库大型底栖动物对磷的积累效应

2003年春、夏、秋季对黄河三角洲7座平原型水库进行了4次调查,发现:1)由摇蚊科幼虫和水蚯蚓构成的大型底栖动物,体内磷含量随底泥沉积磷的增加而增加(P<0．000),底柄动物对沉积磷的积累系数亦随沉积磷含量的增加而增加(p<0．000);2)4、5月份摇蚊幼虫在底栖动物体所占不同比例(20％-100％),没有显示与底柄动物体内磷含量任何关系;3)底栖动物含磷量与水层总磷无显著相关关系;4)底柄动物生物量与沉积总磷仅4月份有相关(p<0．10),其中摇蚊幼虫生物量与沉积磷量相关显著(P<0．05),总体上,水库底柄动物最高生物量随沉积磷增加而增加;5)底栖动物生物量与水层总磷无相关关系,但去掉底层鱼产量高的水库后,8月份二者有显著相关关系(p<0．03),且总体底栖动物最高生物量也随水层总磷增加而增加．认为:1)由摇蚊科幼虫和水蚯蚓构成的大型底柄动物对磷的积累以及摇蚊幼虫的生物量均与水体磷负荷有密切关系;2)摇蚊幼虫和水蚯蚓含磷量(干重)差异不明显;3)以摇蚊幼虫为主的底栖动物对磷的积累主要来自沉积磷的影响,受季节的影响相对较弱;4)底栖动物生物量主要受水层总磷的控制,也受鱼类摄食以及摇蚊幼虫个体羽化时间不一致的影响．     

洪湖浮游植物群落结构及其与环境因子的关系

为研究洪湖浮游植物群落结构及其与环境因子的关系,于2008年3月(枯水期)及7月(丰水期)在洪湖进行采样分析。两次采样共鉴定有浮游植物6门46属95种,细胞丰度变化范围为2.00×10~5-284×10~5 cells/L。硅藻为两个季节绝对优势门类,其次为绿藻及蓝藻;主要种属为直链藻、脆杆藻、栅藻等.丰水期与枯水期浮游植物群落结构季节差异较大;在枯水期由于硅藻对水温和光照较好的适应能力使其处于优势门类;丰水期由于其他藻类对营养盐的竞争及水体中硅含量充足使得绿藻等生长同时硅藻能继续保持优势地位。主成分分析表明在洪湖富营养化水平及水体中离子类型、水体中物质组成和污染程度是影响浮游植物生长的三类主要因素;典范对应分析结果表明浮游植物群落结构与水温、溶解氧及悬浮物浓度相关。     

Baseline assessment of benthic macroinvertebrate community structure and ecological water quality in Rwenzori rivers (Albertine rift valley,Uganda) using biotic-index tools

The Rwenzori Mountains and Albertine Rift region of southwestern Uganda are part of a globally recognized biodiversity hotspot, but are currently facing pressures from intensified agriculture, mineral exploitation and hydroelectric power generation. This study was undertaken to assess the ecological water quality of Rwenzori rivers using biomonitoring metrics to determine the major factors shaping macroinvertebrate community structure in disturbed and undisturbed sites. We sampled macroinvertebrates at 66 sites along headwater tributaries and downstream areas of the Nyamwamba, Mubuku and Nyamugasani rivers, supplemented by five sites along the Kazinga channel and Lake George wetland, and identified a total of 32,579 macroinvertebrates to family level. Insecta was the most diverse taxon (45 families). Based on Average Score Per Taxon (ASPT) scores, sites were classified into four ecological water quality groups as excellent (40 sites), good (16), fair (7) and poor (8). Upstream sites had the highest abundance of pollution-sensitive families such as Caenidae and Hydropsychidae, while downstream sites had high numbers of Chironomidae. Lorenz curves revealed a low degree of evenness with Gini coefficient values ranging from 0.75 to 0.94. Ordination analysis revealed that total phosphorus, specific conductivity, chloride and chemical oxygen demand were key environmental variables contributing to variation among the sites. The majority of sites did show little to no anthropogenic influence with the exception of downstream sites. The results of this study provide useful baseline reference data, to assess and better manage the impacts of anthropogenic activities on the ecological integrity of the region’s aquatic systems. Furthermore, these datasets will advance the development of a regional family-level biotic index.