瀾滄江梯級水電開發(fā)對漫灣庫區(qū)大型底棲動物群落及重金屬沉積的影響

李晉鵬，趙愛東，董世魁

1. 交通運輸部水運科學研究所，北京 100088；2. 河北師范大學分析測試中心，河北 石家莊 050024；3. 北京師范大學環(huán)境學院，北京 100088

水壩工程在提供水資源、防洪、發(fā)電、航運和灌溉等方面承擔了重要作用，但同時也不可避免地引起流域生物多樣性銳減、棲息地破壞以及河流生態(tài)系統(tǒng)退化等深遠的生態(tài)影響（Nilsson et al.，2005；董世魁等，2016）。當前，保障河流生態(tài)系統(tǒng)健康已成為水電開發(fā)條件下河流生態(tài)修復及河流管理的主要目標（王超，2017）。自然河流上的水壩建設，水庫蓄水后的水位升高、流速降低、透明度升高、泥沙沉積等因素導致庫區(qū)水文、水動力和水環(huán)境發(fā)生巨大變化，進而對水生生物及水生生態(tài)系統(tǒng)造成影響（張敏等，2017）。大型底棲動物作為河流生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，棲息于水體和沉積物交界，其群落組成和結構在水壩蓄水后發(fā)生較大變化，這一變化過程可較好地反映水生生態(tài)系統(tǒng)健康狀況及河流建壩后水生態(tài)系統(tǒng)的變化和演替趨勢（Almeida et al.，2013；Helson et al.，2013；李晉鵬等，2017；張敏等，2017）。此外，由于水壩蓄水的攔截效應，沉積物在庫區(qū)大量淤積，水體中重金屬等污染物隨沉淀、吸附和生物吸收作用大部分被富集于水庫沉積物中（王妙等，2014；李曉明等，2016）。研究表明，水體中的沉積物不僅作為重金屬富集的“匯”，且在一定條件下（氧化還原電位、溫度、pH和溶解氧等）也會成為“源”，將重金屬再次釋放到水體中，從而對水生生物及水生態(tài)系統(tǒng)造成威脅（董世魁等，2016；張伯鎮(zhèn)等，2016）。因此，水壩工程建成后庫區(qū)沉積環(huán)境條件的不斷變化必然會對大型底棲動物群落的組成、結構及分布產(chǎn)生顯著影響，并成為河流生態(tài)系統(tǒng)保護領域所關注的熱點（鄭玲芳，2014；陳明等，2015；李利強等，2016）。

漫灣水壩作為瀾滄江中下游水電基地2庫8級梯級開發(fā)中首個投入運行的水壩，已連續(xù)運行 20多年（1997年），特別是在上游梯級小灣（2011年）和功果橋（2013年）梯級水壩投入運行后，其庫區(qū)水文、水動力和水環(huán)境條件趨于穩(wěn)定（Dore et al.，2004；李晉鵬等，2017）。與單一水壩工程相比，梯級水壩對水生態(tài)系統(tǒng)的影響具有長期性、累積性和系統(tǒng)性的特點（付雅琴等，2007）。當前，國內外學者在大型河流開展梯級水壩運行條件下庫區(qū)大型底棲動物群落及沉積物重金屬生態(tài)風險的定點及長期監(jiān)測研究相對較少，對于大型底棲動物群落演替與沉積物重金屬生態(tài)風險的相互作用規(guī)律研究還處于薄弱環(huán)節(jié)，有待于進一步深入研究（Wang et al.，2012；董世魁等，2016；李晉鵬等，2017；王超，2017）。基于上述分析，本研究分別于 2011年（上游小灣水壩投入運行被認為梯級水壩運行初期）和 2016年（梯級水壩穩(wěn)定運行期）在瀾滄江中游漫灣水壩庫區(qū)開展大型底棲動物群落及沉積物定點采樣調查，分析瀾滄江梯級水壩運行對漫灣庫區(qū)大型底棲動物群落結構、生物多樣性及重金屬沉積的影響，在此基礎上揭示大型底棲動物群落特征與沉積物重金屬生態(tài)風險之間的相互作用關系，以期為中國西南生態(tài)脆弱區(qū)大型河流水電梯級開發(fā)條件下河流及庫區(qū)水生態(tài)系統(tǒng)保護和管理提供相關的理論依據(jù)。

圖1 瀾滄江漫灣庫區(qū)大型底棲動物群落及沉積物采樣點位置Fig.1 Location of the Manwan Reservoir and the sampling sites of benthic macroinvertebrate assemblage and sediment in Lancang River

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

選取云南省境內瀾滄江中游的漫灣水壩庫區(qū)為研究區(qū)（圖1）。漫灣水壩為瀾滄江中下游2庫8個梯級水電開發(fā)的第3級，徑流式水壩，該工程于1986年5月開工，1995年6月投入運行。水庫大壩長418 m，高132 m，正常蓄水位海拔994 m，總庫容10.6×108m3，庫區(qū)面積23.6 km2，總裝機容量150×104kW。漫灣水壩上游為小灣水壩，下游為大朝山水壩（王忠澤等，2000）。研究區(qū)為高山峽谷地貌，亞熱帶低緯度山地季風氣候，5－10月受西南季風的控制為雨季，11月至次年4月受大陸西風控制為旱季。

1.2 采樣調查及分析測定

本研究分別于2011年和2016年開展漫灣水壩庫區(qū)范圍內大型底棲動物群落及沉積物定點采樣調查。從時間尺度上看，2011年調查數(shù)據(jù)代表了受上游梯級小灣水壩蓄水及運行初期影響條件下的漫灣庫區(qū)大型底棲動物群落分布狀況；2016年調查數(shù)據(jù)代表了瀾滄江中游小灣和漫灣梯級水壩穩(wěn)定運行后的漫灣庫區(qū)大型底棲動物群落分布狀況。依據(jù)相關研究對漫灣庫區(qū)沿河流縱向梯度的生境條件劃分結果（王忠澤等，2000；Li et al.，2013；董世魁等，2016；李晉鵬等，2017），可將庫區(qū)劃分為3個生境區(qū)域，即包括靜水區(qū)（lacustrine zone）、過渡區(qū)（transitional zone，高水位為靜水區(qū)，低水位為河流區(qū)）和河流區(qū)（riverine zone）（圖 1）。在庫區(qū)范圍共設置9個采樣點（M1-M9），M1和M2位于漫灣庫區(qū)壩前，生境位于靜水區(qū)（水深 33－47 m）；M3和M4位于庫區(qū)中部，生境位于過渡區(qū)（水深7～13 m）；M5和M6位于庫尾，生境位于河流區(qū)（水深3－10 m）；M7和M8分別位于靜水區(qū)的景繁河和芒甩河支流庫區(qū)（水深19－23 m），M9位于庫區(qū)過渡區(qū)的落底河支流庫區(qū)（1.5 m）。結合漫灣水壩的運行調度計劃，分別于旱季（4月，高水位）和雨季（10月，低水位）對每個采樣點進行2次定點采樣。

大型底棲動物采樣及鑒定分析過程如下：采用Peterson采樣器采集庫區(qū)各采樣點（每個采樣點 3個重復）沉積物，經(jīng)尼龍篩（40目）淘洗過濾并去除泥沙和雜物，將篩上肉眼可見的大型底棲動物用鑷子挑出，放入裝有75%酒精的標本瓶中保存（王德銘等，1991；張覺民等，1991）。將大型底棲動物樣品帶回實驗室，參考相關資料（劉月英等，1979；Morse et al.，1994；Epler，2001；王俊才等，2011）進行物種分類及鑒定（一般鑒定到種，部分為屬）。分別統(tǒng)計樣品中大型底棲動物不同物種（屬）的個體數(shù)量，稱量其濕重，最后計算出各個采樣點大型底棲動物的個體密度（ind·m-2）和生物量（g·m-2）。

沉積物采樣及重金屬測定過程如下：在各采樣點大型底棲動物采樣的同時用Peterson采樣器進行表層沉積物采樣，每個采樣點采集3個重復樣品，等量混合后經(jīng)冷凍干燥至恒重，去除雜質并經(jīng)研磨后過篩（100目），冷凍保存，待測。沉積物樣品經(jīng)HF-HNO3-HClO4消解后（張伯鎮(zhèn)等，2016），使用ICP-MS進行重金屬元素 As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn含量分析測定（陳明等，2015），每個樣品測定3次取其均值，測試過程采用試劑空白、重復樣和水系沉積物成分分析標準物質 GBW07309進行質量控制，測得標準物質中各重金屬的變異系數(shù)均小于15%，符合質量控制要求（董世魁等，2016）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

1.3.1 優(yōu)勢種分析

采用相對重要性指數(shù)（index of relative importance，IRI）進行優(yōu)勢種分析（孫偉勝等，2015）。計算方法如下：

式中，BR為相對生物量，即某一物種的生物量占庫區(qū)大型底棲動物總生物量的百分比；DR為相對密度，即某一物種密度占庫區(qū)大型底棲動物總密度的百分比；F為該物種在庫區(qū)出現(xiàn)的頻率。

1.3.2 生物多樣性指數(shù)

（1）Margalef豐富度指數(shù)（d）（Margalef，1957）

（2）Shannon-Weaver指數(shù)（H′）（Shannon et al.，1949）

式中，ni為大型底棲動物樣品中第 i個分類單元（屬或種）的個體數(shù)量；N為樣品中大型底棲動物總個體數(shù)；S為樣品中的大型底棲動物分類單元（屬或種）數(shù)。

1.3.3 潛在生態(tài)風險指數(shù)

采用潛在生態(tài)風險指數(shù)（Potential ecological risk index，RI）（Hakanson，1980）對漫灣庫區(qū)重金屬沉積的生態(tài)風險進行評價。該方法綜合了重金屬的生物毒性、濃度、遷移轉化規(guī)律及環(huán)境背景值的影響，不僅可以反映單個重金屬的生態(tài)風險，而且反映了多種重金屬的綜合生態(tài)風險（陳明等，2015；程先等，2015）。計算方法如下：

式中，Er為單個重金屬元素的潛在生態(tài)風險系數(shù)；Tr為該重金屬元素相應的毒性響應系數(shù)；Cr為該重金屬元素含量實測值；Bref為該重金屬元素含量的參考值；RI為多種重金屬元素的綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)。

本研究選取 As、Cd、Cr、Cu、Pb和 Zn共 6種重金屬元素（張璐璐等，2013；陳明等，2015；程先等，2015）開展漫灣庫區(qū)重金屬沉積生態(tài)風險評價，參考Hakanson（1980）的研究，Tr值分別為10、30、2、5、5 和 1；Bref分別為 15、1.0、90、50、70和 175 mg·kg-1。單個重金屬潛在生態(tài)風險系數(shù)、綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)與生態(tài)風險評價分級標準見表1。

表1 潛在生態(tài)風險指數(shù)（RI）與生態(tài)風險分級標準Table1 Potential ecological risk index (RI) and classification standard of ecological risk

表2 漫灣庫區(qū)大型底棲動物種類組成及相對重要性指數(shù)（IRI）分析Table2 Species composition and index of relative importance (IRI) of benthic macroinvertebrates in Manwan Reservoir

1.3.4 統(tǒng)計分析

漫灣庫區(qū)大型底棲動物群落分布與重金屬沉積的相互作用關系分析采用典范對應分析（Canonical correspondence analysis，CCA）進行。CCA分析中物種數(shù)據(jù)為各采樣點的大型底棲動物密度數(shù)據(jù)經(jīng)對數(shù)變換Y=lg(y+1)，環(huán)境因子數(shù)據(jù)為各采樣點的重金屬元素含量。CCA分析采用 Canoco software for windouws（Version 4.5）軟件進行，CCA排序軸特征值與物種環(huán)境相關的統(tǒng)計檢驗采用Monte Carlo置換檢驗。

此外，對漫灣庫區(qū)各采樣點大型底棲動物群落學特征指標（寡毛綱密度、軟體動物門密度、昆蟲綱密度）、生物多樣性指標（H′和d）、單個重金屬元素的潛在生態(tài)風險系數(shù)（Er）和綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)（RI）進行Pearson相關性分析（SPSS 18.0），計算其相似性系數(shù)。

2 結果與分析

2.1 大型底棲動物群落結構及生物多樣性分析

2011年和2016年漫灣庫區(qū)調查共采集到大型底棲動物3門4綱25種（屬），其中昆蟲綱16種，以搖蚊科種類（15種）占絕對優(yōu)勢，軟體動物門5種（腹足綱3種，雙殼綱2種），寡毛綱4種（表2）。2016年漫灣庫區(qū)以軟體動物門的河蜆（Corbicula fluminea）為優(yōu)勢種，并占絕對優(yōu)勢。2011年庫區(qū)旱季（4月）以花紋前突搖蚊（Procladias choreas）和河蜆為優(yōu)勢種，雨季（10月）以蘇氏尾鰓蚓（Branchiara sowerbyi）為優(yōu)勢種。漫灣庫區(qū)大型底棲動物優(yōu)勢種逐漸由寡毛綱和昆蟲綱搖蚊科種類演變?yōu)檐涹w動物門類占絕對優(yōu)勢。

漫灣庫區(qū)沿河流縱向梯度生境條件發(fā)生變化，靜水區(qū)采樣點M1和M2大型底棲動物密度和生物量2016年與2011年相比顯著增加，密度和生物量組成逐漸由寡毛綱和昆蟲綱演變?yōu)檐涹w動物門占絕對優(yōu)勢；過渡區(qū)采樣點 M3的密度和生物量與2011年相比旱季有所增加，雨季有所降低，且旱季高水位出現(xiàn)軟體動物門種類；過渡區(qū)采樣點 M4、河流區(qū)采樣點M5和M6則未采集到大型底棲動物；支流庫區(qū)采樣點M7和M8與靜水區(qū)變化相似；M9采樣點大型底棲動物密度與2011年相比有所降低，但生物量增加明顯（圖2）。

生物多樣性指數(shù)變化結果表明，靜水區(qū)M1和M2采樣點Margalef豐富度指數(shù)d與2011年相比顯著增加，而Shannon-Weaver指數(shù)H′表現(xiàn)為旱季降低，雨季增加；過渡區(qū)采樣點M3表現(xiàn)為d和H′均顯著降低；支流庫區(qū)M7采樣點d表現(xiàn)為旱季降低，雨季增加，而H′在雨季增加明顯；M8采樣點d變化與靜水區(qū)采樣點相似，H′則表現(xiàn)為旱季增加，雨季降低；M9采樣點的d與H′在旱季降低明顯（圖2）。

圖2 漫灣庫區(qū)大型底棲動物群落結構及生物多樣性指數(shù)Fig.2 Benthic macroinvertebrate assemblage and biodiversity in Manwan Reservoir

2.2 沉積物重金屬潛在生態(tài)風險評價

漫灣庫區(qū)各采樣點沉積物重金屬單因子潛在生態(tài)危害系數(shù)（Er）評價結果表明（圖 3），Cd的生態(tài)危害最大，生態(tài)風險等級為I級（低風險）至Ⅲ級（較高風險），其次為As，為I級（低風險）至Ⅱ級（中風險），其余重金屬 Cu、Cr、Pb和 Zn的生態(tài)風險較小，為I級（低風險）。

各采樣點沉積物重金屬綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)（RI）評價結果表明（圖 4），靜水區(qū)采樣點 M1和M2的RI值2016年相比2011年顯著增加，生態(tài)風險等級旱季由Ⅱ級（中風險）上升為Ⅲ級（較高風險），雨季RI值有所增加，仍為Ⅱ級（中風險）；過渡區(qū)采樣點M3的RI值2016年相比2011年有所增加，仍為Ⅱ級（中風險），采樣點M4的RI值相比2011年增加明顯，旱季和雨季均由I級（低風險）上升為Ⅱ級（中風險）；支流庫區(qū)靜水區(qū)采樣點M7的RI值相比2011年有所降低，仍為I級（低風險），采樣點M8相比2011年旱季RI值顯著增加，雨季有所降低，生態(tài)風險等級雨季由Ⅱ級（中風險）上升為Ⅲ級（較高風險），旱季仍為Ⅱ級（中風險）；支流庫區(qū)過渡區(qū)采樣點M9的RI值相比2011年旱季有所增加，雨季降低明顯，總體仍維持I級（低風險）。

圖3 漫灣庫區(qū)沉積物重金屬單因子潛在生態(tài)風險系數(shù)（Er）Fig.3 Single factor Potential ecological risk index (Er) of sediment heavy metals in Manwan Reservoir

圖4 漫灣庫區(qū)沉積物重金屬潛在生態(tài)風險指數(shù)（RI）變化Fig.4 Potential ecological risk index (RI) of sediment heavey metals in Manwan Reservoir

不同重金屬綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)的占比分析結果表明（圖4），漫灣庫區(qū)除M9采樣點外，主要生態(tài)風險均來源于Cd，其次為As，合計占各采樣點RI值的80%以上，支流庫區(qū)過渡區(qū)采樣點M9的主要生態(tài)風險來源于Cd和As，其次為Cu。

表3 漫灣庫區(qū)大型底棲動物調查采樣點CCA排序特征值及物種環(huán)境相關Table3 Eigenvalues and species-environment correlation of CCA axes and sampling sites of benthic marcoinvertebate assembalges in Manwan Reservoir

2.3 CCA 分析

CCA排序分析表明，前4個排序軸分別解釋的物種環(huán)境變量累積百分率為89.1%（表3），Monte Carlo置換檢驗表明，重金屬含量與CCA排序軸呈顯著相關（P＜0.05）。選取Axis 1和Axis 2作采樣點及大型底棲動物物種的CCA二維排序圖（圖5a，圖5b），從中可以看出，沉積物中重金屬Cr、As、Pb的含量對大型底棲動物群落及物種分布影響較大，Cu、Zn、Cd的含量影響相對較小。

圖5 漫灣庫區(qū)大型底棲動物物種及采樣點CCA排序圖Fig.5 CCA ordination diagrams of sampling sites and benthic macroinvertebrate species in Manwan Reservoir

大型底棲動物采樣點的排序圖表明，靜水區(qū)各采樣點位于排序圖左下角，與重金屬As、Cd、Zn、和 Pb的含量有較強的相關性，而過渡區(qū)采樣點則位于排序圖的右下角和右上角。此外，靜水區(qū)采樣點M1和M2同一點位不同時期的生物群落在排序圖上分布距離較近，表明生物群落季節(jié)及年際動態(tài)較?。贿^渡區(qū)采樣點M3同一點位2016年在排序圖上距離較遠，表明生物群落季節(jié)變化較大，而同一點位 2011年距離較近，表明生物群落季節(jié)變化較?。恢Я鲙靺^(qū)采樣點M7和M8與靜水區(qū)采樣點變化相似；而支流庫區(qū)采樣點 M9，2016年與 2011年相比，大型底棲動物群落年際及季節(jié)動態(tài)變化相對較大。

大型底棲動物物種的排序圖表明，昆蟲綱搖蚊科種類中的喙隱搖蚊（Cryptochironomus rostratus）、白色環(huán)足搖蚊（Cricotopus albiforceps）、羽搖蚊（Chironomus plumosus）和異腹腮搖蚊（Einfeldia insolita）與沉積物中 Cr的含量表現(xiàn)為較強正相關關系，而擬搖蚊（Paratendipes sp.）、褐跗隱搖蚊（Cryptochironomus fuscimanus）、指突隱搖蚊（Cryptochironomus digitatus）和梯形多足搖蚊（Polypedilum scalaenum）則與Cr的含量表現(xiàn)出較強的負相關關系，軟體動物門的土蝸（Galba pervia）與Cd、Zn和As的含量表現(xiàn)為較強的正相關，靜水椎實螺（Lymnaea stagnalis）和具角無齒蚌（Anodonta angula）則與Pb的含量呈正相關，昆蟲綱的多距石蠶（Polycentropodidae sp.）與Cu的含量呈正相關。

2.4 相關分析

漫灣庫區(qū)大型底棲動物群落的生物學指標與沉積物重金屬單因子潛在危害系數(shù)的Pearson相關分析表明（表 4），軟體動物門密度與 ECd（r=0.650，P＜0.01）、EAs（r=0.640，P＜0.01）、ECu（r=0.617，P＜0.01）、EZn（r=0.599，P＜0.01）、EPb（r=0.552，P＜0.01）和RI指數(shù)（r=663，P＜0.01）均呈顯著的正相關；昆蟲綱密度與ECr（r=0.621，P＜0.01）呈顯著正相關；Margalef豐富度指數(shù)與ECr（r=0.457，P＜0.05）呈顯著正相關；Shannon-Weaver指數(shù)與 ECr（r=0.475，P＜0.05）呈顯著正相關。

表4 漫灣庫區(qū)大型底棲動物生物指標與重金屬含量的Pearson相關系數(shù)Table4 Pearson correlation coefficient between benthic marcoinvertebate assembalges and ecological risk of heavy metals in Manwan Reservoir

3 討論

3.1 梯級水壩運行條件下漫灣庫區(qū)大型底棲動物群落及生物多樣性變化

梯級水壩作為中國西南地區(qū)水能資源開發(fā)利用的主要方式，對大型河流的水生態(tài)系統(tǒng)影響較大（王超，2017）。瀾滄江水電梯級開發(fā)前，漫灣河段大型底棲動物多以適應急流、富氧的蜉蝣目、襀翅目和毛翅目（EPT種類）占優(yōu)勢（李晉鵬等，2017）。漫灣水壩蓄水后，特別是在其上游小灣（2011年）和功果橋（2013年）梯級水庫蓄水后，該庫區(qū)大型底棲動物群落優(yōu)勢種逐漸由寡毛綱和昆蟲綱搖蚊科種類演變?yōu)檐涹w動物門類占絕對優(yōu)勢。2016年調查與 2011年相比，庫區(qū)大型底棲動物群落密度和生物量進一步上升，其中靜水區(qū)密度和生物量增加更為明顯。從大型底棲動物群落組成來看，軟體動物門的河蜆，其密度和生物量在庫區(qū)靜水區(qū)占絕對優(yōu)勢。從生物多樣性變化來看，Margalef豐富度指數(shù)（d）2016年與2011年相比顯著增加，表明隨著梯級水壩的運行，漫灣庫區(qū)靜水區(qū)水環(huán)境和水生態(tài)條件進一步穩(wěn)定，為大型底棲動物的定居和繁殖提供了有利條件，而Shannon-Weaver指數(shù)（H′）則表現(xiàn)為旱季有所降低，雨季增加的趨勢，表明庫區(qū)旱季水質有變差的趨勢，而雨季水質相對較好（孫偉勝等，2015）。結合相關研究表明，瀾滄江與紅水河（簡東等，2010）、烏江干流（陳滸等，2010）、武江（羅歡等，2016）梯級水電開發(fā)后庫區(qū)大型底棲動物群落結構變化和演替具有相同的趨勢。此外，漫灣庫區(qū)大型底棲動物群落的演替還與其上游瀾滄江梯級開發(fā)影響下的水文情勢，各梯級庫容及調度運行，庫區(qū)水體營養(yǎng)負荷、泥沙淤積、水位變化等方面密切相關（簡東等，2010）。

3.2 梯級水壩運行條件下漫灣庫區(qū)沉積物重金屬潛在生態(tài)風險評價

梯級水壩的建設和蓄水較大程度上切割了自然河流的生態(tài)連通性和縱向連通性，且蓄水后所形成的河流庫區(qū)生境條件的復雜性和異質性相比自然河流顯著降低（Petesse et al.，2007；Perbiche-Neves et al.，2011；李晉鵬等，2017）。漫灣水壩為徑流式水壩，利用原瀾滄江河道蓄水后形成狹長的樹枝狀水庫，庫區(qū)年水位波動較小，壩前水體流速為 0.1 m·s-1，據(jù)2011年和2016年調查壩前靜水區(qū)水深僅為1995年的1/3（李晉鵬等，2017）。水壩相對于河流和湖泊有相對較長的水力滯留時間和較高的沉積速率，對重金屬有明顯的攔截效應，通常被認為是營養(yǎng)鹽和重金屬的主要儲存庫（王妙等，2014；傅開道等，2016）。水體中的重金屬大部分會在懸浮顆粒的作用下通過吸附、絮凝、沉淀等富集于沉積物中，導致沉積物重金屬濃度遠高于水體（程先等，2015）。漫灣庫區(qū)沉積物重金屬污染主要生態(tài)風險均來源于 Cd，其次為 As，這一研究結果與2012年和 2013年庫區(qū)調查結果相同（趙晨等，2014；董世魁等，2016）。但隨著梯級水壩的運行，漫灣庫區(qū)靜水區(qū)重金屬綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)（RI）增加明顯，特別是高水位的旱季增加更為顯著，2011－2016年由Ⅱ級（中風險）上升為Ⅲ級（較高風險），而過渡區(qū)由于水位季節(jié)波動和沖淤變化較大，RI指數(shù)增加不大。這主要與梯級水壩運行后漫灣庫區(qū)范圍內人類活動以及水力滯留時間變長所引起的重金屬沉積通量增大有關（張伯鎮(zhèn)等，2016）。

3.3 漫灣庫區(qū)大型底棲動物群落與沉積物重金屬含量的關系

大型底棲動物的群落特征可以指示水庫的沉積作用、水質及水生態(tài)系統(tǒng)變化情況（邵美玲等，2006；孫希寧等，2009），同時也對沉積物重金屬污染具有一定的指示作用（徐霖林等，2011；李利強等，2016）。據(jù)調查，2016年漫灣庫區(qū)壩前采樣點水深與 2011年相比變化不大，表明隨著上游小灣和功果橋梯級水壩的蓄水運行，庫區(qū)泥沙及沉積物來源減少，淤積速率進一步減緩。梯級水壩蓄水后漫灣庫區(qū)相對穩(wěn)定的水文、水環(huán)境條件及沉積環(huán)境為大型底棲動物群落的進一步發(fā)展和演替提供了有利條件。研究表明，沉積物中重金屬Cr、As、Pb的含量對大型底棲動物群落及物種分布的影響較大，Cu、Zn、Cd對其產(chǎn)生的影響相對較小。這一研究結果與洞庭湖及長江的研究結論相似（李利強等，2016）。從群落組成來看，昆蟲綱的搖蚊科密度與沉積物中 Cr的含量表現(xiàn)為顯著正相關（P＜0.01），軟體動物門密度與 Cd、As、Cu、Zn、Pb的含量和重金屬綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)（EI）表現(xiàn)為顯著的正相關（P＜0.01）。表明研究區(qū)大型底棲動物群落學特征指標、搖蚊科和軟體動物門密度與重金屬沉積及其生態(tài)風險具有顯著的正相關關系。漫灣庫區(qū)大型底棲動物密度和生物量以軟體動物門種類占絕對優(yōu)勢，因此在今后的研究中可以采用其作為指示生物開展沉積物重金屬污染和生物監(jiān)測（戴奇等，2010）。

4 結論

瀾滄江梯級水壩運行后，漫灣庫區(qū)大型底棲動物優(yōu)勢種逐漸由寡毛綱和昆蟲綱搖蚊科種類占絕對優(yōu)勢演變?yōu)橛绍涹w動物門類占絕對優(yōu)勢。

沿河流縱向梯度生境條件發(fā)生變化，庫區(qū)靜水區(qū)大型底棲動物群落密度和生物量增加明顯，特別是軟體動物中的河蜆，其密度和生物量在庫區(qū)靜水區(qū)占據(jù)絕對優(yōu)勢。

生物多樣性指數(shù)計算結果表明，庫區(qū)靜水區(qū)Margalef豐富度指數(shù)（d）增加顯著，而Shannon-Weaver指數(shù)（H′）表現(xiàn)為旱季降低，雨季增加。

沉積物重金屬潛在生態(tài)風險指數(shù)（EI）評價結果表明，庫區(qū)主要生態(tài)風險來源于Cd，其次為As。靜水區(qū)重金屬綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)增加明顯，特別是高水位的旱季，而過渡區(qū)增加不大。

CCA分析結果表明，沉積物中重金屬Cr、As、Pb的含量對大型底棲動物群落及物種分布影響較大，Cu、Zn、Cd的含量影響相對較小。

Pearson相關分析表明，昆蟲綱搖蚊科種類及密度與沉積物中Cr的含量呈顯著正相關（P＜0.01），軟體動物門種類及密度與Cd、As、Cu、Zn、Pb的含量和重金屬綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)（EI）呈顯著的正相關（P＜0.01），Margalef豐富度指數(shù)（d）和Shannon-Weaver指數(shù)（H′）則與 Cr的含量呈正相關（P＜0.05）。

受瀾滄江上游河段梯級水電開發(fā)的影響，漫灣庫區(qū)大型底棲動物群落及沉積物還處于動態(tài)變化過程中，仍需長期的定點監(jiān)測及深入研究。