濟(jì)南河流不同季節(jié)大型底棲動(dòng)物多樣性研究

李萌　郭偉　商書(shū)芹　譚璐　樊甜甜　王博涵

摘要：為了研究濟(jì)南地區(qū)河流大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征，分別于2014年春季（5月）、夏季（8月）和秋季（11月）對(duì)濟(jì)南地區(qū)河流24個(gè)樣點(diǎn)的大型底棲動(dòng)物進(jìn)行了野外調(diào)查，并采用物種多樣性指數(shù)進(jìn)行水質(zhì)初步評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示：春季、夏季和秋季分別采集到大型底棲動(dòng)物45種、35種和33種；底棲動(dòng)物密度平均值分別為2.49×10³、0.56×10³和1.03×10³ind·m^-2；香農(nóng)威納指數(shù)三個(gè)季節(jié)平均值分別為1.33、1.37和1.17；均勻度指數(shù)平均值分別為0.55、0.67和0.59。綜合分析初步表明，濟(jì)南地區(qū)河流水質(zhì)總體受到中度污染。關(guān)鍵詞：濟(jì)南地區(qū)；大型底棲動(dòng)物；群落結(jié)構(gòu)；多樣性

大型底棲動(dòng)物具有分布廣泛、區(qū)域性強(qiáng)，遷移力弱等特點(diǎn)，在水域生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞中起著重要作用。大型底棲動(dòng)物對(duì)水質(zhì)具有指示作用，常被作為環(huán)境指示生物，環(huán)境條件（營(yíng)養(yǎng)鹽、pH、溶解氧、海拔等）的改變也會(huì)影響大型底棲動(dòng)物的群落組成和時(shí)空分布。因此，研究大型底棲動(dòng)物群落可以對(duì)河流生態(tài)管理、環(huán)境保護(hù)以及可持續(xù)利用提供幫助。近年來(lái)有關(guān)濟(jì)南地區(qū)河流大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的季節(jié)性調(diào)查研究少有報(bào)道，因此，于2014春季（5月）、夏季（8月）和秋季（11月）對(duì)濟(jì)南地區(qū)河流進(jìn)行大型底棲動(dòng)物實(shí)地采集調(diào)查，以期較為全面地了解濟(jì)南地區(qū)河流大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征及其多樣性的季節(jié)變化，為濟(jì)南地區(qū)河流生態(tài)學(xué)的研究提供基礎(chǔ)資料。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)域概況及點(diǎn)位設(shè)置

濟(jì)南地處山東省中西部，南依泰山，北跨黃河，占地面積8177.21km²。黃河與淮河貫穿其中，支流眾多，水域生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型復(fù)雜。依據(jù)濟(jì)南地區(qū)河流的不同類(lèi)型，在市區(qū)及周邊縣城河流共設(shè)置24個(gè)采樣點(diǎn)位，其中黃河流域兩岸植被較少，底質(zhì)多為泥沙，水流緩慢，在其上設(shè)置12個(gè)采樣點(diǎn)位；淮河流域多處于山區(qū)及丘陵區(qū)，支流長(zhǎng)而多，兩岸植被茂盛，底質(zhì)多為砂石，在其上設(shè)置12個(gè)采樣點(diǎn)位（圖1）。

1.2 大型底棲動(dòng)物樣品采集

在所選定點(diǎn)位的100m范圍之內(nèi)，使用索伯網(wǎng)（Surbernet，網(wǎng)口30cm×30cm，網(wǎng)孔500μm）隨機(jī)采集2個(gè)平行樣本，現(xiàn)場(chǎng)用75%的酒精固定后帶回實(shí)驗(yàn)室待檢。在實(shí)驗(yàn)室將肉眼可見(jiàn)的大型底棲動(dòng)物與石塊等雜質(zhì)分離，并置于100mL樣品瓶中，用75%的酒精固定保存。在顯微鏡（OLYMPUS）和解剖鏡下進(jìn)行底棲動(dòng)物分類(lèi)和計(jì)數(shù)，依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料，樣品盡量鑒定到最低分類(lèi)單元。

1.3 數(shù)據(jù)分析與處理

采樣點(diǎn)位分布圖在ArcMap9.3上實(shí)現(xiàn)，香農(nóng)威納（Shannon-Wiener）指數(shù)（H）和均勻度指數(shù)（J）通過(guò)Biodiversity Profession 2.0計(jì)算，用SPSS16.0進(jìn)行數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析。

水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

2 結(jié)果與分析

2.1 大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征

春季、夏季和秋季濟(jì)南地區(qū)共采集到大型底棲動(dòng)物物種數(shù)分別為45種、35種和33種，均以節(jié)肢動(dòng)物門(mén)種類(lèi)最多，其次是軟體動(dòng)物門(mén)種類(lèi)，再次是環(huán)節(jié)動(dòng)物門(mén)種類(lèi)。常見(jiàn)種為東方蜉（Ephem-era orientalis Ulmer）、溪流搖蚊（Chironomus ri-parius Meigen）、蒼白搖蚊（Chinonomus pallidi-vittatus）、大耳蘿卜螺（Radix auricularia）、卵蘿卜螺（Radix ovata）和豆螺（Radix fuchsiana）。濟(jì)南地區(qū)大型底棲動(dòng)物密度存在季節(jié)性差異（P<0.05）（圖2），其中春季物種密度平均值為2.49×10³ind·m^-2，密度最高的點(diǎn)位為J16（17.33×10³ind·m^-2），夏季密度平均值為O.56×10。ind·m^-2，密度最高的點(diǎn)位為J8（4.02×10³ind·m^-2），秋季密度平均值為1.03×10³ind·m^-2，密度最高的點(diǎn)位為J22（6.54×10³ind·m^-2）。

2.2 大型底棲動(dòng)物多樣性分析

春季大型底棲動(dòng)物香農(nóng)威納指數(shù)平均值為1.33，均勻度指數(shù)平均值為0.55；夏季香農(nóng)威納指數(shù)平均值為1.37，均勻度指數(shù)平均值0.67；秋季香農(nóng)威納指數(shù)平均值為1.17，均勻度平均值0.59（圖3）。3個(gè)季節(jié)中，春季與秋季大型底棲動(dòng)物香農(nóng)威納指數(shù)差異顯著（P<0.05），春季與夏季大型底棲動(dòng)物均勻度指數(shù)差異顯著（P<0.05）。綜合各個(gè)采樣點(diǎn)位香農(nóng)威納指數(shù)和均勻度指數(shù)，根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，濟(jì)南地區(qū)河流水體總體污染程度較為嚴(yán)重，屬中度污染。

3 討論

從濟(jì)南地區(qū)河流大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的調(diào)查結(jié)果可以看出，大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)存在明顯的季節(jié)性差異。雖然三個(gè)季節(jié)大型底棲動(dòng)物的主體群落結(jié)構(gòu)均以搖蚊幼蟲(chóng)和粘附者等耐污種為主導(dǎo)，但是由于溫度和流量的季節(jié)性變化，春季大型底棲動(dòng)物中的搖蚊科幼蟲(chóng)處于繁殖旺盛時(shí)期，密度分別達(dá)到了夏季密度的5倍，秋季密度的2.5倍。濟(jì)南地區(qū)屬于平原地帶，河流水量較少，流速較慢，加之近年來(lái)城市化推進(jìn)速度加快、人為活動(dòng)干擾強(qiáng)度增加，導(dǎo)致河流大型底棲動(dòng)物多樣性逐漸減少。有研究表明香農(nóng)威納指數(shù)在一定程度上能夠反應(yīng)水體狀況的好壞，指數(shù)值越大，表明大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，水質(zhì)相對(duì)較好，反之較差。濟(jì)南地區(qū)河流三個(gè)季節(jié)大型底棲動(dòng)物香農(nóng)威納指數(shù)平均值為1.29，相對(duì)較低，呈現(xiàn)出中度污染狀態(tài)。鑒于本研究結(jié)果，建議應(yīng)加大對(duì)濟(jì)南河流中、下游生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，在嚴(yán)格控制污水排放量的同時(shí)，積極進(jìn)行水域生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)工程建設(shè)，最終構(gòu)建一個(gè)和諧穩(wěn)定的地域性生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能。

（收稿日期：2016-03-25）