不同植物配置下人工濕地大型底棲動(dòng)物群落特征及其與環(huán)境因子的關(guān)系

左　倬，陳煜權(quán)，成必新，胡　偉，朱雪誕，倉(cāng)基俊，王　鵬上海勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，上?！?0434鹽城市水利科學(xué)研究所，鹽城　400

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不同植物配置下人工濕地大型底棲動(dòng)物群落特征及其與環(huán)境因子的關(guān)系

左倬1，*，陳煜權(quán)1，成必新1，胡偉1，朱雪誕1，倉(cāng)基俊2，王鵬1
1上海勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海200434
2鹽城市水利科學(xué)研究所，鹽城224002

摘要:大型底棲動(dòng)物在人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，是保持濕地結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、高效運(yùn)行的重要因素。為了解大型底棲動(dòng)物在人工濕地內(nèi)的群落特征，于2013年8月—2014年5月對(duì)鹽龍湖蘆葦(Phragmites communis)、茭草(Zizania latifolia)、狹葉香蒲(Typha angustifolia)表流人工濕地的大型底棲動(dòng)物群落進(jìn)行調(diào)查。結(jié)合相對(duì)重要性指數(shù)(IRI)、多樣性指數(shù)(Shannon-Wiener多樣性指數(shù)，Pielou均勻度指數(shù)，Margalef豐富度指數(shù))與相關(guān)性分析等手段，研究了不同植物配置下人工濕地大型底棲動(dòng)物群落特征及其與環(huán)境因子的關(guān)系。調(diào)查共采集到大型底棲動(dòng)物14種，主要優(yōu)勢(shì)物種為紋沼螺(Parafossarulus striatulus)、霍普水絲蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、長(zhǎng)角涵螺(Alocinma longicornis)、搖蚊幼蟲(chóng)(Tendipes sp.)，但不同植物配置下優(yōu)勢(shì)物種有所差別。蘆葦、茭草及狹葉香蒲濕地的年均大型底棲動(dòng)物密度分別為285、330、266個(gè)/m2，年均生物量分別為25.6、104.0、32.3 g/m2。茭草濕地的大型底棲動(dòng)物群落在物種數(shù)量、均勻程度上要高于蘆葦及狹葉香蒲濕地，而后兩者多樣性水平相當(dāng)。茭草濕地底棲動(dòng)物群落生物量與軟體動(dòng)物密度呈極顯著(P＜0.01)正相關(guān)，總密度與水深呈顯著(P＜0.05)負(fù)相關(guān)，環(huán)節(jié)動(dòng)物的密度與全氮(STN)、有機(jī)質(zhì)(SOM)之間分別呈極顯著(P＜0.01)、顯著(P＜0.05)正相關(guān)。研究為今后人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、管護(hù)以及長(zhǎng)效運(yùn)行提供新的思路。

關(guān)鍵詞:大型底棲動(dòng)物;表流人工濕地;水生植物;環(huán)境因子;鹽龍湖

左倬，陳煜權(quán)，成必新，胡偉，朱雪誕，倉(cāng)基俊，王鵬.不同植物配置下人工濕地大型底棲動(dòng)物群落特征及其與環(huán)境因子的關(guān)系.生態(tài)學(xué)報(bào)，2016，36(4):953-960.

Zuo Z，Chen Y Q，Cheng B X，Hu W，Zhu X D，Cang J J，Wang P.Ecological characteristics of macrobenthic communities in SFWs of different hydrophytes and their relationships with environmental factors.Acta Ecologica Sinica，2016，36(4):953-960.

大型底棲動(dòng)物一般指?jìng)€(gè)體大于500 μm，生活史的全部或大部分時(shí)間在水體底部的無(wú)脊椎動(dòng)物，主要包括水生昆蟲(chóng)、甲殼類(lèi)、軟體動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物等［1］。作為濕地生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，大型底棲動(dòng)物在物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用［2-3］，可以促進(jìn)濕地中植物碎屑、土壤有機(jī)質(zhì)分解，加速泥水界面的物質(zhì)交換和水體的自?xún)暨^(guò)程，是維持健康生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵成員［4-5］，也是保持功能型濕地結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、高效運(yùn)行的重要因素。

國(guó)內(nèi)外關(guān)于不同類(lèi)型的自然濕地，如河流、湖泊、海灣等的大型底棲動(dòng)物的研究已有大量報(bào)道［5-10］，但針對(duì)人工濕地所開(kāi)展的研究很少。目前國(guó)內(nèi)已見(jiàn)報(bào)道的僅有胡忠軍、張飲江、張皓等［11-13］針對(duì)城市公園景觀(guān)濕地所開(kāi)展的相關(guān)研究，然而這些研究并沒(méi)有結(jié)合濕地的植物配置進(jìn)行。水生植物是人工濕地、尤其是表流濕地構(gòu)建的核心與特色所在［14］，也是濕地系統(tǒng)最明顯的生物特征［15］，在不同水生植物配置下的人工濕地生態(tài)系統(tǒng)中，大型底棲動(dòng)物群落的生態(tài)特征是否有所區(qū)別，其群落特征與哪些環(huán)境因子息息相關(guān)，目前尚未有明確答案。

于2013年8月—2014年5月期間，對(duì)江蘇省鹽龍湖生態(tài)凈化工程中分別以蘆葦(Phragmites communis)、茭草(Zizania latifolia)、狹葉香蒲(Typha angustifolia)等3種常見(jiàn)植物所構(gòu)建的表流人工濕地(surface flow wetlands，SFWs)下的大型底棲動(dòng)物群落按季度進(jìn)行了調(diào)查，對(duì)不同濕地大型底棲動(dòng)物的種類(lèi)組成、密度、生物量、多樣性進(jìn)行對(duì)比分析，并初步探討了環(huán)境因素對(duì)人工濕地大型底棲動(dòng)物群落的影響，以期為今后人工濕地的設(shè)計(jì)、管護(hù)及長(zhǎng)效運(yùn)行提供新的思路。

1　研究區(qū)域與方法

1.1研究區(qū)域概況

鹽龍湖位于江蘇省鹽城市龍岡鎮(zhèn)境內(nèi)蟒蛇河南岸(33°20'11"N，120°1'19"E)，于2012年6月建成運(yùn)行，是目前我國(guó)規(guī)模最大的飲用水源地原水生態(tài)凈化工程。其總占地面積222.9hm2，按水流方向依次由預(yù)處理區(qū)、濕地生態(tài)凈化區(qū)(挺水植物區(qū)、沉水植物區(qū))以及深度凈化區(qū)組成。本文的研究對(duì)象為該工程的挺水植物區(qū)，該區(qū)占地規(guī)模約42hm2，由多個(gè)表流濕地單元并聯(lián)而成，不同單元之間的植物配置與水深條件有所不同。表流濕地的基本情況及研究期間的進(jìn)水水質(zhì)條件見(jiàn)表1。

表1　表流人工濕地基本情況Table1　Basic information of the surface flow wetlands(SFWs)

1.2樣地設(shè)置與樣品采集

分別于2013年8月(夏季)、11月(秋季)，以及2014年2月(冬季)、5月(春季)對(duì)表流濕地進(jìn)行大型底棲動(dòng)物取樣調(diào)查。每次取樣選擇12個(gè)樣地(圖1，表2)，涵蓋了不同植物與不同水深的所有情況，并分別有一個(gè)對(duì)應(yīng)平行樣地。底棲動(dòng)物取樣采用1/32 m2改良Peterson采泥器，其中茭草、狹葉香蒲每個(gè)樣地取3個(gè)樣點(diǎn)，蘆葦每個(gè)樣地取5個(gè)樣點(diǎn)，以避免樣地相對(duì)較少而帶來(lái)的取樣誤差。泥樣帶回實(shí)驗(yàn)室后，經(jīng)60目尼龍篩清洗，剩余物倒入解剖盤(pán)中將底棲動(dòng)物活體逐一挑出、鑒定記錄，用濾紙擦拭干凈后稱(chēng)重，最終結(jié)果折算成單位面積的密度(個(gè)/m2)和生物量(g/m2)。

圖1　鹽龍湖表流人工濕地及取樣地位置示意Fig.1Sketch map of The Yanlong Lake surface flow wetlands(SFWs)and sampling sites positions

表2　樣地設(shè)置情況說(shuō)明Table2　Distribution of sampling sites of the SFWs

1.3環(huán)境因子的測(cè)定

在大型底棲動(dòng)物取樣調(diào)查期間同步記錄濕地水深，并于2013年11月并采集各樣地的土壤樣品，將新鮮土樣內(nèi)的石粒和植物根系等揀出，平攤于室內(nèi)通風(fēng)處使其自然風(fēng)干。土樣風(fēng)干后，經(jīng)壓碎、碾細(xì)，過(guò)篩處理，采用常規(guī)方法［16］測(cè)定土壤全氮(STN)、全磷(STP)及有機(jī)質(zhì)(SOM)。

1.4數(shù)據(jù)分析與處理

采用相對(duì)重要性指數(shù)(IRI)［6］確定大型底棲動(dòng)物群落內(nèi)的優(yōu)勢(shì)種類(lèi):

式中，W為相對(duì)生物量，即某一物種的生物量占大型底棲動(dòng)物總生物量的百分比;N為相對(duì)豐度，即該物種的豐度占大型底棲動(dòng)物總豐度的百分比;F為該物種出現(xiàn)的頻率。

采用K-優(yōu)勢(shì)曲線(xiàn)［17］，同時(shí)結(jié)合Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H)，Pielou均勻度指數(shù)(J)以及Margalef豐富度指數(shù)(d)對(duì)各采樣點(diǎn)的底棲動(dòng)物的多樣性進(jìn)行分析:

式中，Pi代表第i個(gè)物種的相對(duì)豐度，S為物種數(shù)，N代表所有物種的個(gè)體數(shù)之和。

人工濕地大型底棲動(dòng)物群落與環(huán)境因子之間的相關(guān)分析采用SPSS19軟件進(jìn)行。

2　結(jié)果與分析

2.1種類(lèi)組成與優(yōu)勢(shì)物種

周年的采樣調(diào)查共鑒定出大型底棲動(dòng)物14種(表3)，隸屬于3門(mén)6綱12科，其中軟體動(dòng)物有6科7屬7種，節(jié)肢動(dòng)物有4科4屬4種，環(huán)節(jié)動(dòng)物2科3屬3種。對(duì)于不同濕地而言，蘆葦、茭草及狹葉香蒲濕地的大底棲動(dòng)物種類(lèi)數(shù)分別為10種、14種及11種。

根據(jù)相對(duì)重要性指數(shù)判斷各濕地大型底棲動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)物種。結(jié)果顯示，蘆葦濕地大底棲動(dòng)物群落中的優(yōu)勢(shì)物種依次為:紋沼螺、霍普水絲蚓、長(zhǎng)角涵螺，三者的相對(duì)重要性指數(shù)遠(yuǎn)高于其它物種，表現(xiàn)出絕對(duì)的優(yōu)勢(shì);茭草濕地大底棲動(dòng)物群落中的優(yōu)勢(shì)物種依次為:長(zhǎng)角涵螺、霍普水絲蚓、紋沼螺;狹葉香蒲濕地大底棲動(dòng)物群落中的優(yōu)勢(shì)物種依次為:搖蚊幼蟲(chóng)、霍普水絲蚓、長(zhǎng)角涵螺。

表3　不同濕地大型底棲動(dòng)物種類(lèi)組成及相對(duì)重要性指數(shù)Table3　Species composition of macrobenthos in different SFWs and the index of relative importance(IRI)

2.2密度及生物量

蘆葦、茭草及狹葉香蒲濕地的年均大型底棲動(dòng)物密度分別為285、330、266個(gè)/m2(圖2)。四個(gè)季度中3種濕地大型底棲動(dòng)物的密度大體表現(xiàn)為冬、春季高于夏、秋季，其中蘆葦濕地、狹葉香蒲濕地大型底棲動(dòng)物密度在春季分別達(dá)到365、453個(gè)/m2，茭草濕地在冬季密度達(dá)到548個(gè)/m2;秋季蘆葦濕地、茭草濕地大型底棲動(dòng)物密度在全年處于最低水平，分別僅為170、211個(gè)/m2，狹葉香蒲濕地在夏季的密度僅為183個(gè)/m2。對(duì)各類(lèi)濕地不同季節(jié)的優(yōu)勢(shì)物種進(jìn)行分析，蘆葦濕地在不同季節(jié)中均以軟體動(dòng)物與環(huán)節(jié)動(dòng)物為主，搖蚊幼蟲(chóng)等節(jié)肢動(dòng)物不喜棲息;與之相反的是，狹葉香蒲濕地似乎更吸引搖蚊幼蟲(chóng)等節(jié)肢動(dòng)物，在不同季節(jié)下其數(shù)量比例均要高于其它濕地，但軟體動(dòng)物出現(xiàn)相對(duì)較少;茭草濕地在夏季以軟體動(dòng)物為主，但秋季以來(lái)以寡毛類(lèi)為主的環(huán)節(jié)動(dòng)物比例開(kāi)始增加，至次年春季環(huán)節(jié)動(dòng)物已占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

圖2　不同季節(jié)大型底棲動(dòng)物在3種濕地中的密度Fig.2　Density of macrobenthic community of 3 SFWs in different seasons

蘆葦、茭草及狹葉香蒲濕地的大型底棲動(dòng)物生物量在不同季節(jié)下變動(dòng)較大(圖3)，3種濕地的年均生物量分別為25.6、104.0、32.3 g/m2。其中蘆葦濕地生物量表現(xiàn)為夏＞秋＞春＞冬;茭草濕地生物量表現(xiàn)為夏＞春＞冬＞秋;狹葉香蒲濕地生物量表現(xiàn)為春＞夏＞秋＞冬。軟體動(dòng)物的存在與否及其數(shù)量的多少，對(duì)各濕地中大型底棲動(dòng)物群落生物量起到了決定性作用，在不同季節(jié)其對(duì)總體生物量的貢獻(xiàn)率均占95%以上。茭草濕地軟體動(dòng)物數(shù)量較多，其大型底棲動(dòng)物的生物量在大多數(shù)季節(jié)均顯著高于蘆葦及狹葉香蒲濕地，尤其在夏季其生物量達(dá)到了221.0 g/m2，為全年所有濕地中的最高水平。

圖3　不同季節(jié)大型底棲動(dòng)物在3種濕地中的生物量Fig.3　Biomass of macrobenthic community of 3 SFWs in different seasons

2.3生物多樣性

利用K-優(yōu)勢(shì)曲線(xiàn)及多樣性指數(shù)來(lái)比較分析蘆葦、茭草及狹葉香蒲濕地大型底棲動(dòng)物群落的多樣性。將上述3種濕地的大型底棲動(dòng)物各物種的年均相對(duì)豐度排序后采用累積曲線(xiàn)作圖(圖4)，可以看出茭草濕地的K-優(yōu)勢(shì)曲線(xiàn)位于蘆葦、狹葉香蒲濕地之下，且曲線(xiàn)相對(duì)長(zhǎng)而平緩，這說(shuō)明茭草濕地中的大型底棲動(dòng)物在物種數(shù)量、均勻程度上要高于蘆葦、狹葉香蒲濕地。蘆葦與狹葉香蒲濕地中的大型底棲動(dòng)物年均多樣性水平相當(dāng)。

圖43　種人工濕地大型底棲動(dòng)物K-優(yōu)勢(shì)曲線(xiàn)Fig.4K-dominant curves of macrobenthos for 3 SFWs

進(jìn)一步對(duì)蘆葦、茭草及狹葉香蒲濕地大型底棲動(dòng)物群落在不同季節(jié)條件下的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H)、Pielou均勻度指數(shù)(J)以及Margalef豐富度指數(shù)(d)進(jìn)行分析(表4)。3種濕地大型底棲動(dòng)物群落多樣性在不同季節(jié)表現(xiàn)出的總體趨勢(shì)為夏季＞秋、冬季＞春季。

其中在夏秋季茭草濕地的多樣性指數(shù)均高于蘆葦、狹葉香蒲濕地;而冬、春季多樣性指數(shù)相對(duì)較高的濕地分別為狹葉香蒲濕地、蘆葦濕地。

表4　不同季節(jié)3種人工濕地大型底棲動(dòng)物多樣性比較Table4　Species diversity of macrobenthic community between 3 SFWs in different seasons

2.4人工濕地環(huán)境因子與底棲動(dòng)物群落的相關(guān)性分析

以秋季茭草濕地調(diào)查成果為例，采用相關(guān)分析方法探討人工濕地環(huán)境因子對(duì)大型底棲動(dòng)物群落的影響。由于所選取的樣地的底質(zhì)、水質(zhì)條件基本一致，因此環(huán)境因子主要選取濕地水深，土壤STN、全磷(STP)、SOM等理化因子。相關(guān)分析(表5)顯示:底棲動(dòng)物群落生物量與軟體動(dòng)物密度呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01)，總密度與水深呈顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.05)，環(huán)節(jié)動(dòng)物密度與STN、SOM之間分別呈極顯著、顯著正相關(guān)(P＜0.01，P＜0.05)。

表5　茭草濕地大型底棲動(dòng)物群落特征與環(huán)境因子間的相關(guān)性矩陣Table5　Correlation matrix among macrobenthos community characteristics and environmental factors in Z.latifolia SFW

3　討論

3.1不同植物配置下人工濕地大型底棲動(dòng)物群落特征

鹽龍湖人工濕地大型底棲動(dòng)物群落在物種組成、生物量上與張皓，劉操等分別對(duì)常州公園濕地、永定河人工濕地的相關(guān)研究結(jié)論［13，18］相似，但軟體動(dòng)物的數(shù)量相對(duì)較多，這可能于濕地的運(yùn)行時(shí)間尚短，且處理水體水質(zhì)相對(duì)清潔有關(guān)?？傮w而言，不同植物配置下人工濕地大型底棲動(dòng)物群落的變化有共同的特點(diǎn)，即:軟體動(dòng)物在夏季密度較大，這與螺類(lèi)在夏季大量繁殖有關(guān);以寡毛類(lèi)為主的環(huán)節(jié)動(dòng)物表現(xiàn)為夏秋季較少而冬春季數(shù)量急劇增加，與濕地植物生長(zhǎng)周期相反，這是由于植物枯萎后能形成有機(jī)碎屑，適合喜有機(jī)質(zhì)豐富的寡毛類(lèi)生存［19-20］;以搖蚊幼蟲(chóng)為代表的節(jié)肢動(dòng)物在秋、春兩季出現(xiàn)較多，而在夏冬季相對(duì)較少，符合我國(guó)多數(shù)地區(qū)搖蚊生殖季節(jié)的規(guī)律。

水生植物為底棲動(dòng)物提供了更加多樣的棲息、繁殖場(chǎng)所，也有利于底棲動(dòng)物逃避其他動(dòng)物的捕食，從而增加了可供更多底棲動(dòng)物生存的生境空間［7，21］。目前，我國(guó)常被運(yùn)用于人工濕地植物已有數(shù)十種［15］，但不同濕地植物的根系形態(tài)、輸氧能力、對(duì)土壤有機(jī)物的積累貢獻(xiàn)等方面有很大不同，這直接或間接地影響著濕地的底棲動(dòng)物群落。

在本文所研究的3種濕地植物中:(1)蘆葦屬淺根散生型植物，具有很強(qiáng)的根系泌氧能力［22］，可滿(mǎn)足螺類(lèi)等對(duì)溶解氧要求較高的軟體動(dòng)物呼吸需要。蘆葦在濕地中生長(zhǎng)密度較大，對(duì)水體中細(xì)微的懸浮物可起到良好的攔截沉淀作用，使?jié)竦乇韺佑俜e底泥趨于細(xì)膩，這有利于寡毛類(lèi)的生存繁衍。然而蘆葦莖葉不易分解［23］，有機(jī)碎屑的產(chǎn)生量相對(duì)較少，因此各類(lèi)底棲動(dòng)物在密度及生物量上不及茭草濕地。(2)狹葉香蒲屬深根散生型植物，植株分散獨(dú)立，其根系泌氧能力不及蘆葦［22］，因此在濕地中螺類(lèi)分布較少，而對(duì)溶解氧耐受性較強(qiáng)的搖蚊幼蟲(chóng)卻由于濕地水面相對(duì)開(kāi)闊而更易于進(jìn)入。狹葉香蒲在生長(zhǎng)期內(nèi)凋落物很少，因此有機(jī)碎屑的產(chǎn)生量也相對(duì)較少，這成為了底棲動(dòng)物群落的限制因素。(3)茭草也為淺根型植物，具有強(qiáng)大的分蘗能力與粗壯的匍匐莖，根系泌氧性強(qiáng)于狹葉香蒲［24］，且在生長(zhǎng)期內(nèi)不斷有老葉凋落，為各類(lèi)底棲動(dòng)物提供了多樣的微生境與庇護(hù)場(chǎng)所、充足的有機(jī)碎屑及溶解氧，這可能是茭草濕地內(nèi)底棲動(dòng)物，尤其是軟體動(dòng)物的密度及生物量明顯高于其它兩種植物濕地的關(guān)鍵所在。

需要指出的是，本研究是基于鹽龍湖工程的野外條件下開(kāi)展的，雖然涵蓋了該工程所有的濕地類(lèi)型，但不同植物樣地之間仍有些許在環(huán)境條件及數(shù)量上的差異。建議今后結(jié)合不同濕地植物的吸收凈化能力、管護(hù)的便捷程度等研究成果，尋求最佳的人工濕地植物配置模式。

3.2環(huán)境因子對(duì)人工濕地大型底棲動(dòng)物群落的影響

生境的復(fù)雜性是決定底棲動(dòng)物多樣性的關(guān)鍵因子，國(guó)內(nèi)外關(guān)于環(huán)境因子與底棲動(dòng)物多樣性關(guān)系的研究較多，認(rèn)為底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)空間分布與水質(zhì)、底質(zhì)、水文條件等環(huán)境因子有關(guān)［10，19，25］。水深條件影響著水底溶解氧水平、濕地植物的地上及地下生物量的分布等，而底質(zhì)是底棲動(dòng)物的生長(zhǎng)繁殖等一切生命活動(dòng)的必備條件，底質(zhì)的顆粒大小、穩(wěn)定程度、表面構(gòu)造和營(yíng)養(yǎng)成分等都對(duì)底棲動(dòng)物有很大的影響［19］。

本研究發(fā)現(xiàn)，盡管表流人工濕地水深條件通常不超過(guò)50 cm，但底棲動(dòng)物群落的密度對(duì)此反映較為敏感，隨著水位加深，密度有顯著降低的趨勢(shì)。此外，環(huán)節(jié)動(dòng)物的密度還與土壤的STN、SOM呈顯著正相關(guān)，這是由于以寡毛類(lèi)為主的環(huán)節(jié)動(dòng)物更喜底質(zhì)細(xì)膩，有機(jī)物含量豐富的環(huán)境［26］。然而濕地中軟體動(dòng)物、節(jié)肢動(dòng)物的分布并沒(méi)有表現(xiàn)出與水深、土壤理化性質(zhì)的直接相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明人工濕地對(duì)底棲動(dòng)物分布的影響還有其它關(guān)鍵環(huán)境因子存在。

目前，在我國(guó)現(xiàn)行的《人工濕地污水處理技術(shù)導(dǎo)則》(RISN-TG 006—2009)、《人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ 2005—2010)等指導(dǎo)性文件中，人工濕地設(shè)計(jì)手法主要是基于水力停留時(shí)間、水力及污染負(fù)荷等參數(shù)提出，并未考慮濕地環(huán)境因子及植物配置對(duì)土壤環(huán)境及底棲動(dòng)物的影響。底棲動(dòng)物的存在是維持人工濕地結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、高效運(yùn)行的重要因素，建議今后應(yīng)深入開(kāi)展相關(guān)研究，使人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)趨于完善。

4　結(jié)論

(1)蘆葦、茭草及狹葉香蒲濕地中共鑒定出大型底棲動(dòng)物14種，隸屬于3門(mén)6綱12科，主要優(yōu)勢(shì)物種為紋沼螺、霍普水絲蚓、長(zhǎng)角涵螺、搖蚊幼蟲(chóng)，在不同植物配置下，人工濕地大型底棲動(dòng)物群落的優(yōu)勢(shì)物種有所差別。

(2)蘆葦、茭草及狹葉香蒲濕地的年均大型底棲動(dòng)物密度分別為285、330、266個(gè)/m2，年均生物量分別為25.6、104.0、32.3 g/m2。大型底棲動(dòng)物的密度表現(xiàn)為冬春季高于夏秋季，其中夏秋季密度較高的類(lèi)群分別為軟體動(dòng)物及搖蚊幼蟲(chóng)，冬春季為寡毛類(lèi)。

(3)茭草濕地的大型底棲動(dòng)物群落在物種數(shù)量、均勻程度上要高于蘆葦及狹葉香蒲濕地，蘆葦與狹葉香蒲濕地中的大型底棲動(dòng)物年均多樣性水平相當(dāng)。不同季節(jié)3類(lèi)濕地大型底棲動(dòng)物群落多樣性表現(xiàn)出的總體趨勢(shì)為夏季＞秋、冬季＞春季。

(4)茭草濕地底棲動(dòng)物群落生物量與軟體動(dòng)物密度呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01)，總密度與水深呈顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.05)，環(huán)節(jié)動(dòng)物的密度與STN、SOM之間分別呈極顯著、顯著正相關(guān)(P＜0.01，P＜0.05)。

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Ecological characteristics of macrobenthic communities in SFWs of different hydrophytes and their relationships with environmental factors

ZUO Zhuo1，*，CHEN Yuquan1，CHENG Bixin1，HU Wei1，ZHU Xuedan1，CANG Jijun2，WANG Peng1
1 Shanghai Investigation，Design and Research Institute Co.LTD，Shanghai 200434，China
2 Yancheng Institute of Hydrotechnical Research，Yancheng 224002，China

Abstract:Macrobenthic communities play vital roles in the processes of material circulation and energy flow of constructed wetland ecosystems.These roles are also critical for sustaining the structural stability and operational efficiency of such systems.Hydrophytes are one of the most obvious biological components of constructed wetland ecosystems.However，little information is available on the differences in the macrobenthic communities that occupy different hydrophyte monoculture configurations.In the present study，a series of quarterly investigations on macrobenthic communities was carried out from August 2013 to May 2014 in surface flow wetland(SFW)monocultures of Phragmites communis，Zizania latifolia，or Typha angustifolia，Yanlong Lake，in China.The aim of this study was to explore the ecological characteristics ofbook=954,ebook=66macrobenthic communities in SFWs of different hydrophytes and their relationships with environmental factors.Relative importance analysis，diversity index(Shannon，Pielou，Margalef)analysis，and correlation analysis were used in this study.Fourteen macrobenthic species were found(i.e.，mollusk:7，arthropod:4，and annelida:3).Parafossarulus striatulus，Limnodrilus hoffmeisteri，Alocinma longicornis，and Tendipes sp.were the predominant species in the study areas.The population density and biomass of these species varied according to the major hydrophyte in each SFW.The annual average density of macrobenthos in the SFWs of P.communis，Z.latifolia，and T.angustifolia was 285 ind/m2，330 ind/ m2，and 266 ind/m2，respectively，and the annual average biomass was 25.6 g/m2，104.0 g/m2，and 32.3 g/m2，respectively.The highest number of species and greatest evenness among species of the macrobenthic community were found in the SFWs of Z.latifolia.These were significantly higher than those found in the SFWs of P.communis and T.angustifolia.However，there were no significant differences in the macrobenthic diversity between the SFWs of P.communis and T.angustifolia.In the SFWs of Z.latifolia，the macrobenthic biomass was significantly and positively correlated to the density of mollusks(P＜0.01)，and the total density was significantly and negatively correlated to water depth(P＜0.05);the density of annelida was significantly and positively correlated to both STN(P＜0.01)and SOM(P＜0.05).This study is helpful for improving our understanding of the ecological characteristics of the macrobenthic communities in constructed wetlands and provides new insights into SFW design，management，and long－term operation.

Key Words:macrobenthos;surface flow wetland;hydrophyte;environmental factor;Yanlong Lake

*通訊作者

Corresponding author.E-mail:zz@sidri.com

收稿日期:2014-06-12;網(wǎng)絡(luò)出版日期:2015-07-09

基金項(xiàng)目:江蘇省水利科技項(xiàng)目(2014068)

DOI:10.5846/stxb201406121218