洞庭湖大型底棲動物群落結構和水質評價*

王丑明，張 屹，石慧華，李利強，黃代中，田 琪，陳 翔，龔 正，李 虹

（湖南省洞庭湖生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，岳陽414000）

?

洞庭湖大型底棲動物群落結構和水質評價*

王丑明，張 屹，石慧華，李利強**，黃代中，田 琪，陳 翔，龔 正，李 虹

（湖南省洞庭湖生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，岳陽414000）

2014年4個季度對洞庭湖大型底棲動物進行調查，共記錄底棲動物4門7綱58種，其中寡毛類7種，軟體動物28種，水生昆蟲19種，線蟲1種，蛭類2種，鉤蝦1種.洞庭湖底棲動物平均密度為187.4 ind./m2，軟體動物是最主要的類群，平均密度為88.7 ind./m2，占總密度的47.3%，寡毛類和水生昆蟲的密度分別為24.1和27.8 ind./m2，分別占總密度的12.9%和14.9%.河蜆（Corbicula fluminea）、銅銹環(huán)棱螺（Bellamya aeruginosa）、蘇氏尾鰓蚓（Branchiura sowerbyi）、指突隱搖蚊（Cryptochironomus digitatus）和鉤蝦（Gammaridae sP.）為洞庭湖的優(yōu)勢種.典范對應分析表明，水溫和溶解氧是影響洞庭湖底棲動物分布的關鍵環(huán)境因子.采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和BI生物指數(shù)對洞庭湖各樣點的水質狀況進行評價，總體上評價結果分別為輕污染和良好，結果表明二者具有一定的差異，結合洞庭湖各樣點的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)可以看出，BI指數(shù)的評價更加適合洞庭湖水質評價.

洞庭湖；大型底棲動物；群落結構；水質評價

?2016 by Journal of Lake Sciences

洞庭湖（28°44′～29°25′N，111°53′～113°5′E）為湖南省第一大湖，全國第二大淡水湖，是承納湘、資、沅、澧“四水”和吞吐長江的過水性洪道型湖泊，有調節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、凈化水質、維護生物多樣性和改善生態(tài)環(huán)境等多種功能.洞庭湖天然湖泊面積2691 km2，另有內湖面積1200 km2，洪道面積1013 km2，流域涉及湘、鄂、黔、渝、桂、粵六省，湖體形狀呈近似“U”字形，岳陽站水位33.5 m（黃?；妫r湖長143 km，最大湖寬30 km，平均湖寬17 km，最大水深23.5 m，平均水深6.4 m，相應蓄水量167×108m3，三峽建設之前，洞庭湖水循環(huán)周期約18.2 d［1］.洞庭湖流域采砂較為嚴重，因此底質泥沙淤積較多，有機質含量較低，但重金屬含量較高.洞庭湖濕地植被以禾本科、菊科、莎草科、蓼科、豆科和唇形科以及楊柳科等為主，蘆葦（Phragmites australis）和南荻（Triarrhena lutarioriparia）是湖岸帶優(yōu)勢挺水植物，黑藻（Hydrilla verticillata）和金魚藻（Ceratophyllum demersum）是洞庭湖優(yōu)勢沉水植物.

近幾十年來，隨著湖區(qū)經濟快速發(fā)展和人口急劇增長，人類對其自然資源的開發(fā)不斷加劇，使其生態(tài)環(huán)境逐漸惡化，富營養(yǎng)化進程日益加劇，東洞庭湖已經呈現(xiàn)輕度富營養(yǎng)化狀態(tài)，并影響到底棲動物群落結構和多樣性［2］.洞庭湖水體主要污染物為氮和磷［3］，一般而言，底棲動物種類、多樣性與水體總氮、總磷等營養(yǎng)鹽濃度呈負相關［4-6］.底棲動物是水域生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分，在水域生態(tài)系統(tǒng)中起著重要作用，在水體凈化方面，底棲動物能攝食沉積物，加速腐質的分解，使腐質得到再循環(huán)，促進水體自凈［7］；在漁業(yè)方面，大型底棲動物對魚類有明顯的上行效應［8］，食物網的同位素研究也證明了能量從藻類—大型無脊椎動物—魚類的傳遞過程［9］；在水質生物評價方面，由于其具有種類多、生活周期較長、活動場所比較固定、易于采集，且不同種類對水質的敏感性差異大、受外界干擾后群落結構的變化趨勢經?？梢灶A測等一系列優(yōu)點，因此一直是了解水生生態(tài)系統(tǒng)結構功能及健康狀況的關鍵類群［10］；在生物多樣性方面，淡水生物類群的滅絕速率是陸地生物類群的5倍或更多［11］，有些底棲動物種群數(shù)量本身就較低，它們滅絕了可能還不為人類所知，因此對特定區(qū)域的底棲動物進行生物多樣性調查很有意義.然而目前洞庭湖底棲動物方面的研究較少［12-18］，戴友芝等［12］在1995年對洞庭湖底棲動物進行調查并對水質進行評價，發(fā)現(xiàn)洞庭湖為輕污染，汪星等［13］在2010年對洞庭湖底棲動物進行調查，發(fā)現(xiàn)底棲動物組成以軟體動物占優(yōu)勢，雖有少量對某一湖區(qū)［15-16］或某一類群的研究［17-18］，但這些不足以全面體現(xiàn)洞庭湖底棲動物特征.本文根據(jù)湖南省洞庭湖生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心在2014年3、6、9、12月對洞庭湖全湖底棲動物的調查研究結果，結合水體理化指標，應用典范對應分析方法分析影響洞庭湖大型底棲動物的主要環(huán)境因子，并評價洞庭湖水質狀況，期望為治理和保護洞庭湖提供科學數(shù)據(jù).

1　材料與方法

1.1采樣點布設與樣品采集

在洞庭湖共設有15個監(jiān)測斷面，具體如下：西洞庭湖湖區(qū)的蔣家嘴（5#）、南嘴（6#）和小河嘴（7#）斷面；東洞庭湖湖區(qū)的鹿角（11#）、東洞庭湖（12#）、岳陽樓（13#）、大小西湖（15#）；南洞庭湖湖區(qū)的萬子湖（8#）、虞公廟（9#）和橫嶺湖（10#）斷面；入湖口的樟樹港（1#）、萬家嘴（2#）、坡頭（3#）和沙河口（4#）斷面以及洞庭湖出口（14#）斷面（圖1），采樣時間為2014年3、6、9、12月.底棲動物的采集使用0.0625 m2的改良彼得森采泥器，每斷面采左、右點，每點用采泥器連續(xù)取2次泥樣混合后經40目分樣篩篩洗，按常規(guī)方法挑揀出生物標本，然后分別裝袋.寡毛類用4%～10%的福爾馬林溶液固定，軟體類、水生昆蟲等用75%的酒精保存，回實驗室鑒定計數(shù)，每個斷面的底棲動物數(shù)量均取其左、右采樣點的平均值.標本的鑒定參考文獻［19-22］.

測定水溫（WT）、電導率（COND）、PH值、溶解氧（DO）、透明度（SD）、總磷（TP）、總氮（TN）、氨氮（NH3-N）、化學需氧量（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、葉綠素a（Chl.a）共12項環(huán)境參數(shù)，表層水樣中，Chl.a、BOD5、CODCr、TN、TP、CODMn以及NH3-N的測定方法參照《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第4版）［23］，WT、COND、PH值和DO濃度采用YSI現(xiàn)場直接測定，SD采用透明度盤測定.

1.2數(shù)據(jù)處理

底棲動物物種多樣性的計算采用Shannon-Wiener指數(shù)，即H′=-∑｛（ni/N）log2（ni/N）｝，BI生物指數(shù)計算方法為：BI=∑ai（ni/N），式中，ni為第i分類單元的個體數(shù)；ai為第i分類單元的耐污值；N為各分類單元的個體總和.物種損失率計算公式為：P=（S-Si）/Si，式中，S為本次調查的種類數(shù)，Si為i年前的種類數(shù).綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)與底棲動物物種數(shù)的相關分析用SPSS 13.0軟件中的Pearson相關.湖泊營養(yǎng)狀態(tài)評價指標為TN、TP、CODMn、Chl.a和SD，采用《湖泊（水庫）富營養(yǎng)化評價方法及分級技術規(guī)定》中的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評價方法進行評價［24］.

采用約束排序（constrained ordination）分析洞庭湖底棲動物群落分布與環(huán)境因子之間的關系.采用4個季度的平均值做典范對應分析（canonical corresPondence analysis，CCA）.環(huán)境參數(shù)平均后進行自然對數(shù)轉化后作為環(huán)境數(shù)據(jù)源；大型底棲動物群落組成作為生物數(shù)據(jù)源，構成環(huán)境因子與種類矩陣.對底棲動物群落分布的除趨勢對應分析（detrended corresPondence analysis，DCA）顯示非線性模式（gradient length＞2 standard units）更適合功能類群與環(huán)境因子關系的分析［25］，因此采用CCA進行分析.

為了優(yōu)化分析，底棲動物群落數(shù)據(jù)進行l(wèi)g（x+1）轉化，具有較高偏相關關系的環(huán)境因子（r＞0.80）和膨脹因子（inflation factor）大于20的環(huán)境因子均被剔除［26］，并在分析中降低了稀有種的權重（downweighting oPtion）.用前向選擇（forward selection）（顯著性水平為0.05）和蒙特卡羅置換檢驗（499 Permutations）確定對底棲動物功能攝食類群分布具有重要并獨立作用的最少變量組合.該最小變量組用于最終的CCA分析中.數(shù)據(jù)分析采用Canoco for Windows 4.5軟件.

1.3水質的生物學評價

采用Shannon-Wiener指數(shù)和BI生物指數(shù)對洞庭湖的水質進行生物評價.Shannon-Wiener指數(shù)評價標準：指數(shù)值＞3，優(yōu)；2～3良好；1～2輕污染；0.5～1中污染；0～0.5重污染.BI水質評價標準為：BI=0～5.5，優(yōu)；5.5～6.5，良好；6.5～7.5，輕污染；7.5～8.5，中污染；8.5～10，重污染.所收集到的底棲動物樣本的耐污值參考文獻［27-29］.

圖1　洞庭湖大型底棲動物采樣點分布Fig.1 Distribution of samPling sites of macrozoobenthos in Lake Dongting

2　結果

2.1環(huán)境因子

大小西湖的PH值、CODMn、CODCr、BOD5、TP和Chl.a濃度最高，分別為7.87、5.33 mg/L、20.0 mg/L、3.20 mg/L、0.13 mg/L、12.8 mg/m3；資江入湖口的萬家嘴水溫最高，為21.9℃；西洞庭湖的蔣家嘴電導率最高，為301 μS/cm；東洞庭湖的岳陽樓溶解氧和NH3-N濃度最高，分別為8.42和0.35 mg/L；南洞庭湖的橫嶺湖TN濃度最高，為2.57 mg/L；沅江入湖口的坡頭透明度最高，為0.61 m.大小西湖為東洞庭湖國家級自然保護區(qū)的核心區(qū)，水流較慢，營養(yǎng)鹽濃度較高，CODMn、CODCr、BOD5和Chl.a濃度明顯高于其它湖區(qū)（表1），在9月份的調查中發(fā)現(xiàn)有藍藻水華，綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)為58.5，為輕度富營養(yǎng)化.

2.2底棲動物群落結構

2014年4個季度對洞庭湖大型底棲動物進行調查，共記錄動物4門7綱58種，其中寡毛類7種，軟體動物28種，水生昆蟲19種，其他動物4種（附表）.洞庭湖底棲動物平均密度為187.4 ind./m2，軟體動物是最主要的類群，平均密度為88.7 ind./m2，占總密度的47.3%，寡毛類和水生昆蟲的密度分別為24.1和27.8 ind./m2，分別占總密度的12.9%和14.9%.

以平均相對密度大于5%計，洞庭湖底棲動物優(yōu)勢種為雙殼類的河蜆、腹足類的銅銹環(huán)棱螺、寡毛類的蘇氏尾鰓蚓、搖蚊科的指突隱搖蚊和甲殼類的鉤蝦.

表1　洞庭湖15個樣點的理化指標Tab.1 Physical and chemical characteristics of 15 samPling sites in Lake Dongting

圖2　2014年洞庭湖底棲動物密度組成的季節(jié)變化Fig.2 TemPoral Patterns of the density macrozoobenthos of Lake Dongting in 2014

圖3　2014年洞庭湖各樣點底棲動物主要類群空間分布格局Fig.3 SPatial Patterns of the main grouP of macrozoobenthos of each samPling site in Lake Dongting in 2014

從時間分布來看，12月和3月底棲動物密度較高，分別為198和192 ind./m2，6月和9月較低，分別為184和175 ind./m2.3月以水生昆蟲居多，其它月份均以軟體動物居多（圖2）.從空間分布來看，岳陽樓和洞庭湖出口底棲動物密度較高，分別為572和482 ind./m2，岳陽樓以軟體動物河蜆為主，洞庭湖出口以甲殼動物鉤蝦為主；蔣家嘴、虞公廟和東洞庭湖較少，分別為62、69和68 ind./m2，各樣點底棲動物主要類群空間分布格局見圖3.

2.3底棲動物群落分布與環(huán)境因子的關系

選取底棲動物的優(yōu)勢種用于CCA分析，圖4反映底棲動物優(yōu)勢種與2種關鍵環(huán)境因子（水溫和溶解氧濃度）間的關系.環(huán)境因子第1、2軸間的相關關系數(shù)為0，表明分析結果可信.除CODMn和Chl.a濃度外共有10項環(huán)境因子進入CCA模型，它們共解釋了77.1%的群落結構變化，其中重要的并且有顯著作用的環(huán)境因子為水溫和溶解氧（P＜0.05），它們解釋的群落結構變化占所有環(huán)境因子解釋的27.4%.CCA排序圖較好地解釋了大型底棲動物與環(huán)境因子的相關關系，所有排序軸的檢驗均有顯著差異（P＜0.05），CCA第1排序軸和第2排序軸的特征值分別為0.694和0.583，共解釋了32.9%的群落結構變化（表2，圖4）.

表2　底棲動物群落分布與環(huán)境因子之間關系的CCA分析結果Tab.2 Summary statistics for the canonical corresPondences analysis relating macrozoobenthos communities to environmental variables

第1軸與溶解氧濃度呈顯著負相關，與水溫呈顯著正相關.出現(xiàn)在第1軸正軸的優(yōu)勢種主要有指突隱搖蚊和鉤蝦，這些物種主要分布在水溫較高、流速較快的入湖口河流和洞庭湖出口處.出現(xiàn)在第1軸負軸的優(yōu)勢種主要有銅銹環(huán)棱螺和河蜆，它們主要分布在溶解氧濃度較高、流速較慢的南洞庭湖.

2.4水質評價

洞庭湖綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)顯示，蔣家嘴、東洞庭湖和大小西湖3個斷面呈現(xiàn)輕度富營養(yǎng)化，其余斷面為中營養(yǎng)水平，全湖平均綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)為48.2，為中營養(yǎng)水平.底棲動物Shannon-Wiener平均指數(shù)與BI指數(shù)分別為1.30和5.67，評價結果分別為輕污染和良好.Shannon-Wiener指數(shù)與BI指數(shù)評價水質的結果顯示出一定的差異：萬子湖、虞公廟、鹿角3個樣點評價結果一致，但樟樹港、萬家嘴、坡頭、沙河口、蔣家嘴、南嘴、岳陽樓7個樣點Shannon-Wiener指數(shù)評價為輕污染，而BI指數(shù)評價為優(yōu)；小河嘴和大小西湖 Shannon-Wiener指數(shù)評價為輕污染，而BI指數(shù)評價為良好；橫嶺湖和東洞庭湖Shannon-Wiener指數(shù)評價為中污染，但BI指數(shù)評價為輕污染；洞庭湖出口Shannon-Wiener指數(shù)評價為中污染，但BI指數(shù)評價為優(yōu)（圖5）.可以看出，Shannon-Wiener指數(shù)對洞庭湖水質污染的評價結果較重，而BI指數(shù)評價結果較輕.

圖4　洞庭湖底棲動物群落分布與關鍵環(huán)境變量的CCA排序圖（數(shù)字1～15表示采樣點1#～15#）Fig.4 CCA ordination Plots of macrozoobenthos communities and significant environmental variables in Lake Dongting

圖5　洞庭湖大型底棲動物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和BI指數(shù)水質評價Fig.5 Water quality bioassement of Shannon-Wiener diversity index and BI of macrozoobenthos in Lake Dongting

3　討論

富營養(yǎng)化影響底棲動物群落結構，洞庭湖在局部湖區(qū)，如東洞庭湖和大小西湖呈輕度富營養(yǎng)化，在本研究中，富營養(yǎng)化的一個重要衡量指標——綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)與底棲動物物種數(shù)呈顯著負相關（r=-0.64，P= 0.02，n=15）.大型通江湖泊洞庭湖底棲動物的優(yōu)勢種為軟體動物，洞庭湖的軟體動物資源曾經十分豐富［30］，但近年來有下降的趨勢.1960s，洞庭湖的雙殼類有47種，其中35種為我國特有種，優(yōu)勢種以大型種類為主，如楔蚌屬（Cuneopsis sP.）、矛蚌屬（Lanceolaria sP.）和麗蚌屬（Lamprotula sP.）等物種［17］；1995-1998年調查發(fā)現(xiàn)，洞庭湖的雙殼類有45種，其中32種為我國特有種［31］；2003-2005年調查發(fā)現(xiàn)，洞庭湖的雙殼類有35種，其中24種為我國特有種［32］.2014年調查發(fā)現(xiàn)，洞庭湖的雙殼類有11種，其中7種為我國特有種，與1960s相比，雙殼類物種損失率高達76.6%，特有種損失率更高達80%，優(yōu)勢種以小型種類河蜆為主，洞庭湖的雙殼類優(yōu)勢種由大型的蚌類演變?yōu)樾⌒偷暮油?根據(jù)1989-1992年對洞庭湖的調查，洞庭湖共有腹足類27種［18］，之后在1995-1998年有所增加（30種）［31］，在2003-2005年又有所減少（22種）［32］，2014年進一步減少到17種，與1989-1992年相比，腹足類物種損失率高達37%，銅銹環(huán)棱螺是優(yōu)勢種，在全湖廣泛分布.洞庭湖特有種較多，據(jù)調查，洞庭湖軟體動物種類數(shù)為148種，其中特有種類數(shù)為96種，占總數(shù)的64.9%，河螺屬是我國特有屬，僅分布在長江中下游流域，特別是洞庭湖水系［33］，洞庭湖蚌科（Unionidae）特有種比例最高，分布最為集中，洞庭湖水域遼闊，不僅為淡水雙殼類免遭第四紀冰川的襲擊提供了良好的避難所，良好的自然環(huán)境有利于特有種的形成和保存［34］.然而，由于江湖阻隔、過度捕撈和水體污染等人為干擾，洞庭湖軟體動物多樣性受到嚴重威脅，瀕危物種較多，腹足類瀕危的物種如卵河螺（Rivularia ovum）、球河螺（R.globosa）、雙龍骨河螺（R.bicarinata）、耳河螺（R.auriculata）和格式短溝蜷（Semisulcospira gredleri）. 在2014年的調查中只發(fā)現(xiàn)了1種（耳河螺），而且只在南洞庭湖中的萬子湖中采集到；雙殼類瀕危物種均為蚌科的種類［32］，如尖脊蚌（Acuticosta sP.）、裂脊蚌（Schistodesmus sP.）、麗蚌（Lamprotula sP.）、無齒蚌（Anodonta sP.）、扭蚌（Arconaia sP.）、楔蚌（Cuneopsis sP.）和矛蚌（Lanceolaria sP.）等，然而本文在2014年的調查中只發(fā)現(xiàn)尖脊蚌、裂脊蚌、麗蚌和無齒蚌屬的種類，曾經在洞庭湖存在的瀕危特有種——橄欖蟶蚌（Solenia oleivora）和高頂鱗皮蚌（Lepidodesma languilati）在調查中未發(fā)現(xiàn).歷史資料中有定量和定性調查的結果，采樣點位從沿岸帶到敞水帶均有覆蓋，能采集到更多的種類，而本文2014年4次定量調查研究中，多分布在敞水區(qū)域，而且沒有采取定性調查，因此調查所得的軟體動物種類和數(shù)量較少.但是整體來看，洞庭湖軟體動物資源衰退較為嚴重，珍稀瀕危物種較多.

表3　不同年份洞庭湖軟體動物物種數(shù)調查結果Tab.3 Survey results of mollusk sPecies in different years of Lake Dongting

洞庭湖水生昆蟲的種類數(shù)僅次于軟體動物，據(jù)戴友芝等對洞庭湖底棲動物的調查結果顯示，洞庭湖水生昆蟲種類比例達到46.6%［12］；汪星等在2010年對洞庭湖底棲動物的調查結果顯示，洞庭湖水生昆蟲種類比例減少到35%［13］；而本次調查發(fā)現(xiàn)洞庭湖水生昆蟲種類比例進一步下降到32.8%.分析發(fā)現(xiàn)，洞庭湖減少的種類主要是敏感種，如毛翅目的種類，如戴友芝等發(fā)現(xiàn)洞庭湖毛翅目種類有5種［12］，而2014年調查只發(fā)現(xiàn)1種紋石蛾（石蛾只發(fā)現(xiàn)了1種湖毛翅目種類）.此外，洞庭湖較為常見的敏感種類蜉蝣的出現(xiàn)頻率已不到50%.洞庭湖寡毛類種類數(shù)較少，密度也較低，優(yōu)勢種為蘇氏尾鰓蚓，而在富營養(yǎng)化的湖泊滇池中寡毛類種類為優(yōu)勢種，而且其密度也很高，優(yōu)勢種為霍甫水絲蚓［6］.

本研究的CCA分析顯示了水溫和溶解氧濃度在影響洞庭湖底棲動物分布中的重要性，而且二者呈顯著負相關（r=-0.81，P＜0.01，n=15）.任何生物都生活在一定的溫度范圍內，水溫對底棲動物生長發(fā)育的影響較早為研究者所關注，一般認為在一定的范圍內，溫度的升高將加速動物的生長發(fā)育，縮短底棲動物的壽命，提高生物生產力［35-36］.大型無脊椎動物的生長、繁殖等一切生命活動在很大程度上均受到溫度的制約［37］.本研究中，洞庭湖優(yōu)勢種鉤蝦和指突隱搖蚊主要分布在水溫較高的河流入湖口和洞庭湖出口處，這些種類發(fā)育較快，個體較小，繁殖力較強和世代周期短，最適生態(tài)位所需的水溫較高，方差分析表明樟樹港、萬家嘴、坡頭、沙河口和洞庭湖出口處水溫顯著高于湖區(qū)其它樣點，而軟體動物發(fā)育較慢，個體較大，繁殖力較弱和世代周期長，最適生態(tài)位所需的水溫相對來說較低，本文中洞庭湖優(yōu)勢種類軟體動物如河蜆和銅銹環(huán)棱螺主要分布在水溫較低的南洞庭湖中，可見水溫是影響洞庭湖底棲動物的關鍵因子.有關水體溶解氧濃度與底棲動物關系的研究報道較多［13，38-40］，汪星等發(fā)現(xiàn)溶解氧濃度是影響洞庭湖底棲動物分布的重要環(huán)境因子之一［13］，本研究同樣印證了這一觀點.充足的溶解氧對底棲動物的生長發(fā)育意義重大，尤其是在夜晚當光合作用基本停止，而生產者和消費者仍舊消耗氧氣的時候，這種情況下底棲動物生長發(fā)育將受到很大的影響，因此溶解氧是影響底棲動物群落分布的關鍵環(huán)境因子.CCA分析表明洞庭湖優(yōu)勢種如河蜆和銅銹環(huán)棱螺等軟體動物對溶解氧要求較高，它們主要分布在溶解氧濃度較高的南洞庭湖中.本研究同時發(fā)現(xiàn)，從空間分布來看，洞庭湖軟體動物的種類和數(shù)量呈現(xiàn)由南向北逐漸減少的趨勢，南洞庭湖的種類和數(shù)量顯著高于西洞庭湖和東洞庭湖，這可能與南洞庭湖較高的溶解氧濃度有關.

Shannon-Wiener指數(shù)對洞庭湖水質污染的評價結果較重，而BI指數(shù)評價結果較輕，結合綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，BI生物指數(shù)的評價結果更適合洞庭湖水質生物學評價.Shannon-Wiener多樣性指數(shù)僅僅反映生物群落的種類數(shù)而不能反映群落的物種組成之間的差異，對種類的變化也不靈敏，因此評價的準確度不高.BI生物指數(shù)是目前國際上最常用的與底棲動物耐污值有關的水質生物評價指數(shù)，它既考慮各物種本身的耐污能力，又考慮種類數(shù)，能更準確地判斷水質受污染程度［33-34］.本研究中Shannon-Wiener生物指數(shù)評價高估了洞庭湖出口等9個樣點的水質污染，原因在于Shannon-Wiener多樣性指數(shù)沒有考慮到底棲動物種類之間的差異，如洞庭湖出口的優(yōu)勢種鉤蝦屬于耐污值相對較低的種類，而BI指數(shù)則考慮到了這一點，從而較好地揭示了洞庭湖的水質狀況.戴友芝等用底棲動物對洞庭湖整體水質進行評價，結果顯示洞庭湖整體水質良好，屬于輕污染狀態(tài)［12］；申銳莉等對洞庭湖的水質評價結果顯示，洞庭湖大部分水體水質主要處于輕污染狀態(tài)［3］；鐘振宇等使用綜合營養(yǎng)指數(shù)對洞庭湖水質進行評價，結果表明，洞庭湖水質處于中營養(yǎng)和輕度富營養(yǎng)水平［42］.這些研究結果都與本文的評價結果較為相似，可見用底棲動物評價洞庭湖水體狀況較為可靠.

從2014年調查狀況來看，洞庭湖整體水質處于良好狀況，營養(yǎng)等級為中營養(yǎng)水平，但洞庭湖流域人口眾多，因而易受人為活動的干擾，具有較高的生態(tài)脆弱性，而且有很多特有和瀕危的軟體動物，所以對其保護更為重要，否則生態(tài)的典型性、多樣性將易遭到破壞，棲息的特有或稀有種則面臨生死存亡之秋.

［1］ 黃代中，萬 群，李利強等.洞庭湖近20年水質與富營養(yǎng)化狀態(tài)變化.環(huán)境科學研究，2013，26（1）：27-33.

［2］ 龔志軍，謝 平，唐匯娟等.水體富營養(yǎng)化對大型底棲動物群落結構及多樣性的影響.水生生物學報，2001，25 （3）：210-216.

［3］ 申銳莉，張建新，鮑征宇等.洞庭湖水質評價：2002-2004年.湖泊科學，2006，18（3）：243-249.DOI 10.18307/2006.0308.

［4］ 陳其羽，梁彥齡，吳天惠.武漢東湖底棲動物群落結構和動態(tài)的研究.水生生物學集刊，1980，7：41-56.

［5］ 龔志軍.長江中游淺水湖泊大型底棲動物的生態(tài)學研究［學位論文］.武漢：中國科學院水生生物研究所，2002.

［6］ 王丑明，謝志才，宋立榮等.滇池大型無脊椎動物的群落演變與成因分析.動物學研究，2011，32（2）：212-221.

［7］ Wallace JB，Webster JR.The role of macroinvertebrate in stream ecosystem function.Annual Review of Entomology，1996，41：115-139.

［8］ Waters TF.Dynamics in stream ecology.Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences，1993，118：1-8.

［9］ Peterson BJ，Deegan L，Helfrich J et al.Biological resPonses of a tundra river to fertilization.Ecology，1993，746：53-72.

［10］ Morse JC，Bae YJ，Munkhjargal G et al.Freshwater biomonitoring with macroinvertebrates in East Asia.Frontiers in Ecology and the Environment，2007，5：33-42.

［11］ Ricciardi A，Rasmussen JB.Extinction rates of North American water fauna.Conservation Biology，1999，13：1220-1222.

［12］ 戴友芝，唐受印，張建波.洞庭湖底棲動物種類分布及水質生物學評價.生態(tài)學報，2000，20（2）：277-282.

［13］ 汪 星，鄭丙輝，劉錄三等.洞庭湖典型斷面底棲動物組成及其與環(huán)境因子的相關分析.中國環(huán)境科學，2012，32（12）：2237-2244.

［14］ 汪 星，鄭丙輝，李 黎等.基于底棲動物完整性指數(shù)的洞庭湖典型斷面的水質評價.農業(yè)環(huán)境科學學報，2012，31（9）：1799-1807.

［15］ 江 輝，肖克宇，余建波等.沅江南洞庭湖軟體動物資源初步調查.湖南農業(yè)大學學報：自然科學版，2007，33 （2）：205-207.

［16］ 謝志才，張君倩，陳 靜等.東洞庭湖保護區(qū)大型底棲動物空間分布格局及水質評價.湖泊科學，2007，19（3）：289-298.DOI 10.18307/2007.0310.

［17］ 張 璽，李世成，劉月英.洞庭湖及其周圍水域的雙殼類軟體動物.動物學報，1965，17（2）：197-211.

［18］ 胡自強.洞庭湖及其周圍主要水域的螺類.湖南師范大學：自然科學學報，1993，16（1）：80-85.

［19］ EPler JH.Identification manual for the Larval Chironomidae of north and south Carolina.Raleigh：North Carolina DePartment of Environment and Natural Resources Division of Water Quality，2001.

［20］ Brinkhurst RO.Guide to the freshwater aquatic Microdrile Oligochaetes of North America.Ottawa：DePartment of Fisheries and Oceans，1986.

［21］ 劉月英，張文珍，王躍先等.中國經濟動物志：淡水軟體動物.北京：科學出版社，1979.

［22］ Morse JC，Yang LF，Tian LX.Aquatic insects of china useful for monitoring water quality.Nanjing：Hohai University Press，1994.

［23］ 國家環(huán)境保護總局《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法.北京：中國環(huán)境科學出版社，2002.

［24］ 中國環(huán)境監(jiān)測總站.湖泊（水庫）富營養(yǎng)化評價方法及分級技術規(guī)定.北京：科學出版社，2001.

［25］ Ter Braak CJF，Verdonschot PFM.Canonical corresPondence analysis and related multivariate methods in aquatic ecology.Aquatic Sciences，1995，57：255-289.

［26］ Ter Braak CJF，?milauer P.CANOCO reference manual and CanoDraw for Windows user's guide：software for canonical community ordination（version 4.5）.New York：MicrocomPuter Power Ithaca，2002.

［27］ 王建國，黃恢柏，楊明旭等.廬山地區(qū)底棲大型無脊椎動物耐污值與水質生物學評價.應用與環(huán)境生物學報，2003，9（3）：279-284.

［28］ 王備新，楊蓮芳.我國東部底棲無脊椎動物主要分類單元耐污值.生態(tài)學報，2004，24（12）：2768-2775.

［29］ Qin CY，Zhou J，Cao Y et al.Quantitative tolerance values for common stream benthic macroinvertebrates in the Yangtze River Delta，Eastern China.Environmental Monitoring and Assessment，2014，186：5883-5895.

［30］ 舒鳳月，王海軍，崔永德等.長江流域淡水軟體動物物種多樣性及其分布格局.水生生物學報，2014，38（1）：19-26.

［31］ 吳小平，梁彥齡，王洪鑄等.長江中下游湖泊淡水貝類的分布及物種多樣性.湖泊科學，2000，12（2）：111-118.DOI 10.18307/2000.0203.

［32］ 舒鳳月，王海軍，潘保柱等.長江中下游湖泊貝類物種瀕危狀況評估.水生生物學報，2009，33（6）：1051-1058.

［33］ 舒鳳月.沼肺螺類的解剖學分類特征及中國淡水貝類的多樣性格局［學位論文］.武漢：中國科學院水生生物研究所，2009.

［34］ 胡自強.中國淡水雙殼類特有種的地理分布.動物學雜志，2005，40（6）：80-83.

［35］ HumPesch UH.Life cycle and growth fates of Baetis sPP.（EPhemeroPtera：Baetidae）in the laboratory and in two stone streams in Austria.Freshwater Ecology，1979，9：467-479.

［36］ Tokeshi M.LifecyclesandPoPulationdynamics.TheChironomidae：Thebiologyandecologyofnon-biting midges.London：ChaPman&Hall，1995：225-268.

［37］ Benke AC.ConcePts and Patterns of invertebrate Produation in running water.Verhandlungen der Internationalen Vereinigung fuer Theoretische and Angewandte Limnologie，1993，25：15-38.

［38］ Beisel JN，Usseglio-Polatera P，Moreteau JC.The sPatial heterogeneity of a river bottom：a key factor determining macroinvertebrate communities.Hydrobiologia，2000，422（423）：163-171.

［39］ 熊 晶，謝志才，張君倩等.傀儡湖大型底棲動物群落與水質評價.長江流域資源與環(huán)境，2010，19（S1）：132-137.

［40］ 蔣小明，程建麗，熊 晶等.黃蓋湖水系河源區(qū)——皤河大型無脊椎動物群落與水質評價.長江流域資源與環(huán)境，2011，20（9）：1040-1046.

［41］ 童曉立，胡慧建，陳思源.利用水生昆蟲評價南昆山溪流的水質.華南農業(yè)大學學報，1995，16（3）：6-10.

［42］ 鐘振宇，陳 燦.洞庭湖水質及富營養(yǎng)化評價.環(huán)境科學與管理，2011，36（7）：169-173.

Macrozoobenthic community structure and bioassessment of water quaLity in Lake Dongting，China

WANG Chouming，ZHANG Yi，SHI Huihua，LI Liqiang**，HUANG Daizhong，TIAN Qi，CHEN Xiang，GONG Zheng&LI Hong
（Lake Dongting Eco-Environment Monitoring Centre，Yueyang 414000，P.R.China）

Macrozoobenthos were quarterly investigated in Lake Dongting in 2014，a total of 58 sPecies belonging to 4 Phylums and 7 Classes were recorded，including 7 Oligochaeta，28 Mollusca，19 Insecta，1 Nematoda，2 Hirudinea and 1 Gammaridae.The average density of macrozoobenthos was 187.4 ind./m2，of which mainly rePresented by mollusks.The density of mollusks，oligochaetes and aquatic insects was 88.7，24.1 and 27.8 ind./m2，accounted for 47.3%，12.9%and 14.9%of total density，resPectively.The dominant sPecies were Corbicula fluminea，Bellamya aeruginosa，Branchiura sowerbyi，Cryptochironomus digitatus and Gammaridae sP..Canonical corresPondence analysis showed water temPerature and dissolved oxygen were highly correlated with macrozoobenthic community structure.Shannon-Wiener diversity index and Hilsenhoff's Biotic Index（BI）were calculated to assess the water quality of Lake Dongting，the evaluation result was light Pollution and good resPectively.The results of two indices were different to a certain extent，combined with∑TLI，BI methods was more suitable for bioassessment in Lake Dongting.

Lake Dongting；macrozoobenthos；community structure；water quality bioassessment

附表2014年洞庭湖大型底棲動物調查物種名錄APPendix SPecieslistofmacrozoobenthosoccurred in LakeDongting

續(xù)表

10.18307/2016.0220

*2015-02-10收稿；2015-07-13收修改稿.王丑明（1984～），男，碩士；E-mail：wangchouming@126.com.**

；E-mail：liliqiang858@163.com.