滆湖底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)

尹子龍 張沛霖 楊源浩 胡曉東

摘要 2019年1—12月對(duì)常州市武進(jìn)區(qū)西南部的滆湖開展了底棲動(dòng)物監(jiān)測(cè)與分析，并通過BPI生物學(xué)指數(shù)和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)對(duì)滆湖進(jìn)行水質(zhì)生態(tài)評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：共鑒定出底棲動(dòng)物14種（屬），其中搖蚊幼蟲類種類最多，共8種，寡毛類5種，軟體動(dòng)物類1種；主要優(yōu)勢(shì)種為紅裸須搖蚊（Propsilocerus akamusi）、太湖裸須搖蚊（Propsilocerus taihuensis）、克拉泊水絲蚓（Limnodrilus ciaparedeianus）和梨形環(huán)棱螺（Bellamya purrificata）。2種指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，滆湖水質(zhì)現(xiàn)狀處于中度污染時(shí)期，屬于富營養(yǎng)化過程的初中期。

關(guān)鍵詞 底棲動(dòng)物；滆湖；水質(zhì)評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào) X 824? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2023）12-0049-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.12.011

Community Structure of Zoobenthos and Bio-assessment of Water Quality in Ge Lake

YIN Zi-long1，ZHANG Pei-lin2，YANG Yuan-hao1 et al

（1.Hydraulic Research Institute of Jiangsu Province，Nanjing，Jiangsu 210017;2.Water Conservancy Projiect Management Office of the Taihu Lake Area，Jiangsu Province，Suzhou，Jiangsu 215128）

Abstract From January 2019 to December 2019，the zoobenthos were monitored and analyzed in Ge Lake，water source area of Wujin District，Changzhou City.The ecological evaluation of water quality in Ge Lake was conducted through BPI Biological Index and Shannon-Wiener Diversity index.The results showed that 14 species （genus） of zoobenthos were identified in the whole 12 months of the year，of which the species of the genus Chironomidae were the most，totaling 8 species，5 species of Oligochaetes and 1 species of Molluscs.The main dominant species were Propsilocerus akamusi，Propsilocerus taihuensis，Limnodrilus ciaparedeianus and Bellamya purrificata.The results of the two index evaluations showed that the water quality of Ge Lake was in a period of moderate pollution，which belongs to the early and middle stages of the eutrophication process.

Key words Zoobenthos;Ge Lake;Water quality evaluation

基金項(xiàng)目 江蘇省水利科技項(xiàng)目（2021005）。

作者簡介 尹子龍（1992—），男，遼寧阜新人，工程師，碩士，從事水生態(tài)與水環(huán)境研究。

收稿日期 2022-07-13

底棲動(dòng)物是水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，與水體環(huán)境是相互依存、相互影響的統(tǒng)一體，具有分布廣泛、生命周期較長、形體較易辨認(rèn)、對(duì)污染的逃避能力較弱及對(duì)環(huán)境變化較為敏感等特征，其群落結(jié)構(gòu)作為預(yù)測(cè)環(huán)境質(zhì)量變化的重要指標(biāo)，已廣泛應(yīng)用于生物監(jiān)測(cè)和生態(tài)評(píng)價(jià)方面［1-3］。

滆湖位于常州市武進(jìn)區(qū)西南部，其在保證當(dāng)?shù)鼐用裆钣盟?、社?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境平衡等方面起著不可替代的作用［4］。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展及受人類活動(dòng)的影響，滆湖水質(zhì)不斷惡化，水體富營養(yǎng)化速度加快，給周邊地區(qū)人們的生活及經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展帶來了巨大威脅［5-6］。筆者以2019年底棲動(dòng)物生態(tài)調(diào)查數(shù)據(jù)為依據(jù)，分析了滆湖水域底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種及其群落結(jié)構(gòu)，并由此反映出滆湖水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

滆湖俗稱沙子湖、西太湖，亦稱西滆湖和西滆沙子湖，位于常州市武進(jìn)區(qū)西南部與無錫宜興市東北部，為武進(jìn)和宜興共享，是江蘇省第六大湖泊，蘇南地區(qū)僅次于太湖，也是太湖流域湖泊群中的重要組成部分。主要的入湖河道為位于西部的加澤港、塘門港及安歡瀆等16條河道；出水河道位于東南部，主要有太滆運(yùn)河、漕橋河及殷村港等15條出湖河道［7］。滆湖主要功能為防洪調(diào)蓄、新孟河行水通道、供水、生態(tài)、漁業(yè)、旅游。

1.2 采樣點(diǎn)設(shè)置

根據(jù)滆湖湖區(qū)的地形地貌、功能區(qū)分布以及主要出入湖河道河口位置等情況，在滆湖湖區(qū)共設(shè)置18個(gè)采樣點(diǎn)，于2019年1—12月對(duì)湖區(qū)進(jìn)行了12次底棲動(dòng)物樣品采集（圖1）。

2 調(diào)查方法

2.1 底棲動(dòng)物采集方法

底棲動(dòng)物樣品采用改良彼得生采泥器（開口面積為1/20 m2）進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采集，每個(gè)樣點(diǎn)抓取3下，采集的樣品中，底棲動(dòng)物通常與底泥、碎屑等混為一體，需要沖洗后才能進(jìn)行挑揀。洗滌使用D型尼龍篩網(wǎng)（網(wǎng)徑為0.45 mm）進(jìn)行反復(fù)沖洗，剩余物封袋保存后帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分樣，分揀后放入裝有75%乙醇的塑料瓶中保存。標(biāo)本的固定可使用7%福爾馬林進(jìn)行固定。底棲動(dòng)物調(diào)查主要參照《水庫漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范》（SL167—96）。利用解剖鏡和顯微鏡對(duì)各采樣點(diǎn)采集到的底棲動(dòng)物進(jìn)行分類鑒定、計(jì)數(shù)，使用分析天平對(duì)樣品進(jìn)行分類稱重，根據(jù)實(shí)際數(shù)量和重量推算出1 m2內(nèi)的底棲動(dòng)物密度和生物量（g/m2）［8］。樣品的鑒定參照《中國經(jīng)濟(jì)動(dòng)物志·淡水軟體動(dòng)物》《中國小蚓類研究》《中國北方搖蚊幼蟲》《Aquatic Insects of China Useful for Monitoring Water Quality》等書籍。

2.2 底棲動(dòng)物評(píng)價(jià)水質(zhì)方法

底棲無脊椎動(dòng)物個(gè)體較大，壽命較長，活動(dòng)范圍小，對(duì)環(huán)境條件改變反應(yīng)靈敏，能夠準(zhǔn)確反映水質(zhì)狀況，是監(jiān)測(cè)污染、評(píng)價(jià)水質(zhì)理想的指示生物。通過對(duì)底棲無脊椎動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)調(diào)查研究，可以客觀地分析和評(píng)價(jià)湖泊營養(yǎng)狀況。根據(jù)具體情況選用以下2種生物指數(shù)評(píng)價(jià)滆湖營養(yǎng)及污染狀況［9-13］。

BPI生物學(xué)指數(shù)和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)計(jì)算方法如下：BPI<0.1，為清潔；0.1≤BPI<0.5，為輕污染；0.5≤BPI<1.5，為β-中污染；1.5≤BPI<5.0，為α-中污染；≥5.0為重污染。0≤Shannon-Wiener指數(shù)<1.0，為重污染；1.0≤Shannon-Wiener指數(shù)<3.0，為中污染；Shannon-Wiener指數(shù)≥3.0，為輕度污染至無污染。

BPI生物學(xué)指數(shù)=log（N1+2）log（N2+2）+log（N3+2）

式中，N1為寡毛類、蛭類和搖蚊幼蟲個(gè)體數(shù)；N2為多毛類、甲殼類、除搖蚊幼蟲以外的其他水生昆蟲個(gè)體數(shù)；

N3為軟體動(dòng)物個(gè)體數(shù)。

Shannon-Wiener指數(shù)=-ni=1niN×lnniN

式中，ni為第i個(gè)種的個(gè)體數(shù)目，N為群落中所有種的個(gè)體總數(shù)。

3 調(diào)查結(jié)果與分析

3.1 底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)

3.1.1 底棲動(dòng)物種類組成。

由表1可知，2019年1—12月滆湖共鑒定出底棲動(dòng)物14種（屬），其中搖蚊幼蟲類種類數(shù)最多，共8種；寡毛類次之，共5種；軟體動(dòng)物類較少，僅1種。

3.1.2 底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種。由表1可知，底棲動(dòng)物種類方面，滆湖2019年監(jiān)測(cè)檢出的底棲動(dòng)物包括寡毛類、搖蚊幼蟲類和軟體動(dòng)物類三大類。滆湖底棲動(dòng)物密度和生物量被少數(shù)種類所主導(dǎo)。密度方面，寡毛類的克拉泊水絲蚓，搖蚊幼蟲類的紅裸須搖蚊、太湖裸須搖蚊、中華裸須搖蚊和刺鋏長足搖蚊，分別占總密度的5.23%、37.11%、36.92%、7.75%和4.96%。生物量方面，由于軟體動(dòng)物個(gè)體較大，軟體動(dòng)物類的梨形環(huán)棱螺在總生物量上占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，達(dá)到61.28%，黃色羽搖蚊、紅裸須搖蚊、太湖裸須搖蚊和中華裸須搖蚊所占比重次之，分別為1.53%、20.64%、10.84%和1.64%。從14個(gè)物種的出現(xiàn)頻次來看，紅裸須搖蚊、太湖裸須搖蚊、刺鋏長足搖蚊、軟鋏小搖蚊和克拉泊水絲蚓在大部分采樣點(diǎn)均能采集到，是滆湖的常見種類。綜合底棲動(dòng)物的密度、生物量和各物種在18個(gè)采樣點(diǎn)的出現(xiàn)頻次，根據(jù)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)來確定優(yōu)勢(shì)種，表明現(xiàn)階段滆湖底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種為紅裸須搖蚊、太湖裸須搖蚊、克拉泊水絲蚓和梨形環(huán)棱螺。

3.1.3 底棲動(dòng)物密度與生物量分布。從圖2可見，年均生物量較年均密度相比空間差異性更大。底棲動(dòng)物年密度各采樣點(diǎn)空間分布相對(duì)均勻，密度較高的采樣點(diǎn)集中分布在滆湖的北部區(qū)域，滆湖底棲動(dòng)物密度最高值出現(xiàn)在gh-3采樣點(diǎn)，最高值為1 484個(gè)/m2；底棲動(dòng)物密度較低的采樣點(diǎn)主要分布在滆湖的中部至南部區(qū)域，其中大部分分布在滆湖的生態(tài)凈化與恢復(fù)區(qū)以及水資源地保護(hù)區(qū)，滆湖底棲動(dòng)物密度最低值出現(xiàn)在gh-17采樣點(diǎn)，最低值為75個(gè)/m2。而底棲動(dòng)物生物量方面，空間差異性較大，生物量較大的采樣點(diǎn)是gh-11和gh-2采樣點(diǎn)，分別位于滆湖中部和北部；滆湖底棲動(dòng)物生物量最高值出現(xiàn)在gh-11采樣點(diǎn)，最高值為42.48 g/m2，生物量最低值出現(xiàn)在gh-10采樣點(diǎn)，最低值為0.29 g/m2；位于漁業(yè)資源繁保區(qū)的gh-10采樣點(diǎn)底棲動(dòng)物密度和生物量均較低，表明滆湖資源保留區(qū)功能性作用明顯。滆湖底棲動(dòng)物分布存在區(qū)域性特征，特別是軟體動(dòng)物的分布，在滆湖的西部沿岸帶附近出現(xiàn)較多，主要是上游湟里河、北干河、中干河、孟津河等主要入湖河道攜帶著大量營養(yǎng)物質(zhì)入湖，促進(jìn)了滆湖底棲動(dòng)物的生長繁殖，同時(shí)滆湖常年以西北風(fēng)為主，靠滆湖西側(cè)沿岸帶受風(fēng)浪的影響較小，湖底的懸浮物不容易被風(fēng)浪揚(yáng)起，湖水透明度較其他水域要大，適宜軟體動(dòng)物的生長，而滆湖其他水域透明度較低，不利于軟體動(dòng)物的生長。

從圖3可以看出，各季度各采樣點(diǎn)底棲動(dòng)物密度空間分布不均，差異較大，且呈季節(jié)變化趨勢(shì)，冬季滆湖底棲動(dòng)物密度和生物量整體呈高位，而夏季和春季底棲動(dòng)物密度相對(duì)較低。這種差異與底棲動(dòng)物的生活習(xí)性有關(guān)，滆湖底棲動(dòng)物主要由寡毛類、搖蚊幼蟲類和軟體動(dòng)物類組成，秋季和冬季為搖蚊幼蟲類的繁殖期，以搖蚊幼蟲類為主的底棲動(dòng)物密度較高；夏季氣溫較高，適宜搖蚊幼蟲的羽化，夏季滆湖底棲動(dòng)物密度較低。各季度各采樣點(diǎn)生物量空間分布受軟體動(dòng)物的影響較大，各季度分布較為不均，且具有一定的不確定性，這主要與軟體動(dòng)物的樣品采獲量有關(guān)，軟體動(dòng)物個(gè)體較大，在生物量統(tǒng)計(jì)方面占比較大，軟體動(dòng)物在各采樣點(diǎn)出現(xiàn)的不確定性導(dǎo)致了生物量分布的不確定性，除去軟體動(dòng)物的影響，底棲動(dòng)物生物量的分布與密度相似，最高值主要分布在滆湖北部區(qū)域。

3.2 水質(zhì)狀況評(píng)價(jià)

利用2019年底棲動(dòng)物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分別計(jì)算了各采樣點(diǎn)的BPI生物學(xué)指數(shù)和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（圖4、5）。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，滆湖2019年18個(gè)采樣點(diǎn)BPI指數(shù)為1.5～5.0，依照BPI指數(shù)分析法，2019年滆湖各采樣點(diǎn)均處于α-中污染狀態(tài)。從圖5可以看出，除gh-8、gh-14和gh-17采樣點(diǎn)Shannon-Wiener指數(shù)小于1.0，其余15個(gè)采樣點(diǎn)的Shannon-Wiener指數(shù)均在1.0～2.0，說明滆湖水質(zhì)整體處于中污染狀態(tài)?？梢园l(fā)現(xiàn)，2種指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，滆湖處于中度污染期，屬于富營養(yǎng)化過程的初中期，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管，采取相應(yīng)保護(hù)措施。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

（1）2019年滆湖底棲動(dòng)物組成以搖蚊幼蟲類為主，共鑒定出8種搖蚊幼蟲，占物種總種類數(shù)的50%以上，密度方面也是搖蚊幼蟲類占比最高，所有種類的搖蚊幼蟲密度總和占總密度的89.98%，其中密度排在前2位的紅裸須搖蚊和太湖裸須搖蚊的密度分別為3 265.9和3 250.0個(gè)/m2，分別占總密度的37.11%和36.92%。生物量方面除去個(gè)體較大的軟體動(dòng)物，也是搖蚊幼蟲占比較高，紅裸須搖蚊和太湖裸須搖蚊也是湖區(qū)的優(yōu)勢(shì)種。

（2）根據(jù)滆湖底棲動(dòng)物分布可以看出，在各季度中，密度較高值主要出現(xiàn)在滆湖北部區(qū)域，密度較低的采樣點(diǎn)主要分布在滆湖中部區(qū)域，大部分分布在滆湖生態(tài)凈化與恢復(fù)區(qū)以及水資源地保護(hù)區(qū)；生物量方面差異較大，基本跟隨軟體動(dòng)物的分布，具有一定的隨機(jī)性，但在湖區(qū)北部密度較高區(qū)域生物量仍較高，位于漁業(yè)資源繁保區(qū)的gh-10采樣點(diǎn)底棲動(dòng)物密度及生物量均表現(xiàn)出較低值，說明滆湖資源保留區(qū)功能性作用明顯。滆湖底棲動(dòng)物分布呈現(xiàn)區(qū)域特性，主要集中在湖區(qū)沿岸帶附近，上游湟里河、北干河、中干河、孟津河等主要入湖河道攜帶著大量營養(yǎng)物質(zhì)入湖，促進(jìn)了滆湖底棲動(dòng)物的生長繁殖。

（3）根據(jù)各生物學(xué)指數(shù)結(jié)果可知，滆湖水質(zhì)一般，整體處

于中度污染狀態(tài)，結(jié)合底棲動(dòng)物種類組成和多樣性分析結(jié)果，耐污能力較強(qiáng)的克拉泊水絲蚓與搖蚊幼蟲在滆湖優(yōu)勢(shì)度

較高，表明滆湖水生態(tài)環(huán)境存在水質(zhì)污染惡化的潛在危險(xiǎn)。

4.2 建議

（1）該研究結(jié)果表明，滆湖水生態(tài)環(huán)境狀態(tài)整體一般，有污染加重的趨勢(shì)，應(yīng)當(dāng)加大對(duì)水生態(tài)方面的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、治理，同時(shí)加強(qiáng)宣傳管理，減少污染源頭的擴(kuò)大化、嚴(yán)重化。應(yīng)該控制湟里河入湖污染，建立生態(tài)過濾系統(tǒng)，位于湟里河口的采樣點(diǎn)，底棲動(dòng)物耐污種生物量較高，對(duì)湟里河采取實(shí)施控源截污，加強(qiáng)對(duì)赤色圩的污染治理工作，規(guī)范避風(fēng)港船只排污行為，控制入湖水體富營養(yǎng)化水平。

（2）加強(qiáng)太滆運(yùn)河環(huán)境綜合整治，太滆運(yùn)河附近的采樣點(diǎn)營養(yǎng)狀態(tài)較差，建議在太滆運(yùn)河水產(chǎn)品批發(fā)市場(chǎng)附近，規(guī)范?？看还芾恚刮鬯迸湃牒?，加強(qiáng)周邊綜合環(huán)境整治，減少滆湖入湖污染物排放，同時(shí)降低對(duì)太湖的污染影響。

（3）滆湖北部實(shí)施生態(tài)修復(fù)工程，滆湖北部清淤深度過大，移除了一定的底棲生物資源，導(dǎo)致底棲生物尤其是軟體動(dòng)物的種類、密度和生物量減小。湖區(qū)北部平均水深大于2 m，僅在堆土區(qū)和岸邊淺水區(qū)有蘆葦和少量菰生長，其他區(qū)域水生植物匱乏。建議進(jìn)行專項(xiàng)規(guī)劃，實(shí)施生態(tài)修復(fù)工程，重建滆湖北部健康底泥生態(tài)環(huán)境。

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