秦嶺白云峽水域大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)調(diào)查

楊希+袁永鋒+問思恩+沈紅保+李平+白海鋒

摘要：2016年春季對石頭河支流-白云峽進(jìn)行了首次大型底棲動(dòng)物群落調(diào)查，5個(gè)調(diào)查點(diǎn)共采集到底棲動(dòng)物2門2綱13科（種）。其中節(jié)肢動(dòng)物門的昆蟲綱11種，占總種類數(shù)的84.6%，環(huán)節(jié)動(dòng)物門的蛭綱2種，占總種類數(shù)的15.4%。大型底棲動(dòng)物平均密度為51.1個(gè)/m2，平均生物量為0.649 3 g/m2。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)平均為1.76。調(diào)查結(jié)果表明，此水域水環(huán)境質(zhì)量優(yōu)良，無污染，大型底棲動(dòng)物主要以水生昆蟲幼體為主，種群數(shù)量較多，但群落結(jié)構(gòu)簡單。因此，在保護(hù)白云峽水域生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，可適當(dāng)進(jìn)行秦嶺特有冷水性魚類增殖放流。

關(guān)鍵詞：白云峽；大型底棲動(dòng)物；群落結(jié)構(gòu)；水質(zhì)評價(jià)

石頭河是黃河流域渭河水系南岸較大的一級(jí)支流，發(fā)源于秦嶺北麓太白山區(qū)，河流北出斜峪關(guān)，經(jīng)眉縣、岐山縣流入渭河。石頭河全長51.5km，流域面積778.7km2[1]。白云峽水域是石頭河流域一大支流，位于秦嶺太白山北麓之桃川鄉(xiāng)東南部，地理坐標(biāo)東經(jīng)107°31'12"～107°37'13"，北緯33°57'18"～34°02'30"。其水域上端分東西兩個(gè)支峽，全長約16.8 km。河床底質(zhì)主要由沙卵石組成，比降平均1/70，峽谷兩岸山高溝深，山巒起伏，懸崖峭壁，林木茂密，河谷蜿蜒，河水含沙量少，水流湍急清澈，水質(zhì)優(yōu)良，是秦嶺細(xì)鱗鮭等冷水性魚類生長、繁殖的優(yōu)越水域[2]。

大型底棲動(dòng)物是河流生態(tài)系統(tǒng)的重要組分，其在河流生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中具有不可替代的作用，是了解河流生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和健康狀況的關(guān)鍵類群[3]。大型底棲動(dòng)物具有生命周期長、遷移能力差、分布廣泛和對環(huán)境干擾反應(yīng)敏感等特點(diǎn)，對其的研究目前已廣泛應(yīng)用于水質(zhì)和環(huán)境監(jiān)測中[4]。關(guān)于石頭河水域大型底棲動(dòng)物的研究僅見于對渭河水系的調(diào)查[5]，目前對白云峽水域的大型底棲動(dòng)物調(diào)查還是個(gè)空白。為此，本研究以白云峽為調(diào)查對象，進(jìn)行了大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征分析，旨在為全面了解白云峽以及石頭河水生生物資源提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)為秦嶺細(xì)鱗鮭的生態(tài)學(xué)研究提供支持。

1材料與方法

1.1調(diào)查點(diǎn)位設(shè)置

根據(jù)白云峽水域的氣候、生態(tài)及地理特征，于2016年3月（枯水期）對白云峽中下游大型底棲動(dòng)物進(jìn)行了調(diào)查，此次調(diào)查共設(shè)置5個(gè)調(diào)查點(diǎn)（B1-B5）。B1位于白云峽與石頭河上游交匯處，B2、B3、B4、B5位于B1點(diǎn)位上游，分別距B1點(diǎn)1 250 m、2 650 m、5 450 m和8 250 m。

1.2樣品采集與鑒定

根據(jù)白云峽河岸的具體情況，在各調(diào)查點(diǎn)使用索伯網(wǎng)（網(wǎng)口為30 cm×30 cm，網(wǎng)目為60目）采集5個(gè)平行樣。采集到的砂石混合物經(jīng)過洗涮后轉(zhuǎn)入500 mL的樣品瓶中，加入75%的酒精固定并保存。此后，在實(shí)驗(yàn)室利用人工挑選的方法將大型底棲動(dòng)物樣品分離出來放入100 mL樣品瓶，加75%酒精保存[6]。借助解剖鏡和顯微鏡對樣品進(jìn)行分類鑒定、計(jì)數(shù)，大型底棲動(dòng)物盡可能鑒定到種或?qū)?。物種鑒定參考相關(guān)文獻(xiàn)[7]。鑒定分類后，用濾紙將底棲動(dòng)物體表保存液輕輕吸干，用分析天平稱重，精確到0.000 1 g。

1.3數(shù)據(jù)處理與分析

根據(jù)采樣面積，將各調(diào)查點(diǎn)大型底棲動(dòng)物的數(shù)量和重量換算成密度（個(gè)/m2）和生物量（ g/m2）。采用Shannon-Wiener指數(shù)（H′）[8]對大型底棲動(dòng)物群落多樣性進(jìn)行分析。計(jì)算公式如下：

H′= -∑（Ni/ N ）ln（Ni/ N ）

式中： N 為樣本中底棲動(dòng)物總密度， Ni 為物種 i 的密度。

2調(diào)查結(jié)果

2.1底棲動(dòng)物種類組成

從各采樣點(diǎn)采集到的樣本中共鑒定出大型底棲動(dòng)物13種，隸屬于2門2綱13科。其中，節(jié)肢動(dòng)物昆蟲綱11種，占種類數(shù)84.6%；環(huán)節(jié)動(dòng)物蛭綱2種，占15.4%；昆蟲綱包括5目，其中蜉蝣目4種，占308%，毛翅目、襀翅目、鞘翅目、雙翅目分別為2、2、2和1種，合占53.9%。調(diào)查點(diǎn)B3采集到底棲動(dòng)物最多，共8種，B4采集到的最少，共2種。各調(diào)查點(diǎn)中采集到頻次最高的種類有兩種，分別是新石蠅（Neoperla）和扁蜉（Ecdyrus）。

2.2底棲動(dòng)物密度與生物量

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，白云峽5個(gè)采樣點(diǎn)底棲動(dòng)物的密度變化范圍在17.8～84.4個(gè)/m2之間，平均值為51.1個(gè)/m2；生物量變化范圍在0.160 0～1.550 0 g/m2之間，平均值為0.649 3 g/m2。調(diào)查點(diǎn)B1采集到底棲動(dòng)物數(shù)量最多，主要以蜻蜓目和鞘翅目占優(yōu)勢，調(diào)查點(diǎn)B4數(shù)量最少。底棲動(dòng)物生物量最大值出現(xiàn)在調(diào)查點(diǎn)B1，最小值出現(xiàn)在B2，此調(diào)查點(diǎn)以個(gè)體較小的扁蜉為主，而體型較大的種類相對較少。

2.3底棲動(dòng)物多樣性

白云峽水域大型底棲動(dòng)物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）變化幅度較大。如圖6所示，H′最大值出現(xiàn)在B3調(diào)查點(diǎn)，為2.39，最小值出現(xiàn)在B4調(diào)查點(diǎn)，指數(shù)值為0.54，平均值為1.76。根據(jù)生物多樣性指數(shù)水質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：H′大于4.5為無污染；H′在4.5～3之間為輕度污染，H′在3～1之間為中污染，H′小于1為重污染[9]，白云峽水域水質(zhì)處于中污染狀態(tài)。

3討論

大型底棲動(dòng)物是水生生態(tài)系統(tǒng)中的重要類群，通過促進(jìn)水底碎屑的分解，水體自凈的加快以及對沉積物產(chǎn)生擾動(dòng)等功能，對水生生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和營養(yǎng)流動(dòng)產(chǎn)生重要影響[10]。在河流生態(tài)系統(tǒng)中，大型底棲動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)在很大程度上主要與河流環(huán)境中的生境多樣性和穩(wěn)定性有相互關(guān)系，這些生境主要包括河道底質(zhì)、水深、流速以及水溫等[11-12]。有研究表明，不同的流速和底質(zhì)條件，大型底棲動(dòng)物的種類組成和多樣性不同。一般在河流源頭，河流底質(zhì)以巖塊和礫石為主，流速湍急，適合蜉蝣目、毛翅目和襀翅目等種類的生存，而在河流中下游，流速變緩，底質(zhì)粒徑變小，適合寡毛類、腹足綱和搖蚊幼蟲等種類的生存[13]。殷旭旺等[5]在渭河干流的源頭、秦嶺溪流以及涇河的源頭調(diào)查結(jié)果表明，大型底棲動(dòng)物主要以水生昆蟲為主，僅有部分樣點(diǎn)出現(xiàn)寡毛類，本調(diào)查結(jié)果與之相近。此次采集到的大型底棲動(dòng)物群落中，主要以蜉蝣目種類為主，約占底棲動(dòng)物總種類的31%。在白云峽水域，河道中巖石和礫石約占底質(zhì)的98%，水流快，河床腐殖質(zhì)和水草存留較少，這些生境特征對大型底棲動(dòng)物的生存和繁衍存在不利影響。

本調(diào)查顯示，白云峽水域大型底棲動(dòng)物多樣性指數(shù)處于較低水平，依據(jù)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)推斷出該水域水質(zhì)處于中污染狀態(tài)，這一生物評價(jià)結(jié)果與水環(huán)境化學(xué)評價(jià)結(jié)果存在差異[14]。有研究報(bào)道，雖然生物多樣性指數(shù)被用以進(jìn)行水質(zhì)生物學(xué)評價(jià)已有多年，但是其在具體應(yīng)用中仍存在一定的局限[15-16]。因此，在對類似白云峽水域的峽谷型河流的水質(zhì)評價(jià)中，應(yīng)根據(jù)河流地質(zhì)、生境等具體情況進(jìn)行選擇性評價(jià)。本研究調(diào)查點(diǎn)主要集中在生態(tài)環(huán)境較為原始的水域區(qū)段，人為干擾對底棲動(dòng)物群落所造成的影響較小，加之峽谷中水流較快，自凈能力較強(qiáng)，河水中包括凋落的樹葉等腐爛分解形成的有機(jī)污染物很少。因此，從整體來看，秦嶺白云峽水域水質(zhì)處于清潔無污染狀態(tài)，其中大量清潔敏感種（水生昆蟲幼體）是秦嶺細(xì)鱗鮭生長繁殖的優(yōu)質(zhì)餌料，對秦嶺特有冷水性魚類的增殖放流具有重要作用。

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