上海市河道底棲動物群落結構與環境因子的關系

趙風斌，陳萍萍，徐后濤，張瑋，馮立輝，王麗卿*

1.上海海洋大學水產與生命學院，上海 201306；2. 上海中僑職業技術學院，上海 201540

上海市河道底棲動物群落結構與環境因子的關系

趙風斌1，陳萍萍2，徐后濤1，張瑋1，馮立輝1，王麗卿1*

1.上海海洋大學水產與生命學院，上海 201306；2. 上海中僑職業技術學院，上海 201540

為研究上海市河道底棲動物的空間分布、指示物種及其與環境因子的相互關系，對上海市8區縣河道的總氮（TN）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數（CODmn）、酸堿度（pH）、溫度（t）、溶解氧（DO）、葉綠素a（Chla）、鹽度（Sal）等8個常見的環境因子進行監測分析，并對底棲動物的空間分布、種類數、生物量開展調查與數據分析。結果表明：不同種類的底棲動物對環境的適應性及敏感型不同，8種環境因子中pH、溶解氧、總氮、鹽度對底棲動物種類的影響較大，是影響河道底棲動物空間分布及生物量的主要影響因子；霍甫水絲蚓（Limnodrilus hoffmeisteri）、蘇氏尾腮蚓（Branchiura sowerbyi）、巨毛水絲蚓（Limnodrilus grandisetosus Nomura）與總氮、總磷、高錳酸鹽指數、葉綠素a相關性較大，是上海市河道水體重度富營養化的指示物種；疣吻沙蠶（Tylorrhynchus heterochaetus）、鋸齒新米蝦（Neocaridina denticulatedenticulata）、日本旋卷裸蠃蜚（CurupHiurn volurutur）與水體溶解氧顯著相關，與總氮、總磷、高錳酸鹽指數呈顯著負相關，可以作為上海市河道水體輕度污染的指示物種；環境因子對底棲動物的影響是多因子影響的綜合反應，不同環境因子的交互影響決定了底棲動物的空間分布和生物量，因此，底棲動物群落結構和空間分布對環境因子具有直觀的反映作用。

河道；底棲動物；群落結構；空間分布；環境因子

ZHAO Fengbin， CHEN Pingping， XU Houtao， ZHANG Wei， FENG Lihui， WANG Liqing. The Community structure and their relationships of zoobenthos with environmental factors in Shanghai urban rivers ［J］. Ecology and Environmental Sciences， 2016，25（8）: 1361-1368.

上海市地勢比較平坦，市內河網相互交錯，各水系縱橫相接，內陸水域主要以黃浦江、蘇州河水系為主干，與眾多中小河道形成了上海縱橫交織的網狀水系，屬于典型的平原感潮河網水系，受到上游來水和東海潮汐作用的雙面影響（陳美發，2013；肖群，2009）。隨著工農業生產的發展以及城市化進程的加快，上海市的河網水系遭到嚴重的污染，同時上海對環境的保護遠遠滯后于其社會經濟的發展，導致環境日益惡化，水體黑臭現象日益嚴重。

近年來，相關部門對上海市河道的污染治理及維護投入了大量的人力、物力及財力。自1998年開始，相繼啟動了蘇州河綜合整治、四輪環境保護三年行動計劃、“三港一城”、萬河整治行動及“十五”和“十一五”兩個五年計劃，加大了河道水環境的整治力度（盧智靈等，2009；左倬等，2012）。經過各方努力，基本上消除了大部分河道水體黑臭的情況，目前治理重心主要集中在水質穩定與生態恢復方面，而在生態恢復中對水生植物及底棲動物的恢復是主要的工作重點。國內外有關水生植物的恢復與監測研究較多，國內對于河道中底棲動物的研究多集中在鑒定及分類學方面，而有關底棲動物對環境的指示作用及保護與恢復方面的研究較少。

底棲動物（zoobenthos）是全部或大部分時間生活在水中的水生動物種群（任海慶等，2015），其種類繁多，既包括對惡劣環境抗性很強的種類，也包括對環境變化極為敏感的物種。底棲動物能夠相對準確客觀地反映水體的質量變化，能夠成為水體質量變化的理想監測者。因此，底棲動物被廣泛認為是河流生態系統健康的指示生物之一（Niemi et al.，2004；王備新等，2005）。對于底棲動物與環境因子之間的關系，一些研究者已經做過研究：張志南等（1990）在1990年就開始研究底棲動物與環境因子的關系，其后厲紅梅等（2003）、蔣萬祥等（2009）、張艷等（2009）研究者分別研究了不同水體中底棲動物與環境因子的關系，并以此來指示不同的生境特征。但這些研究主要集中于某個特定個例水體，而對于城市或者流域的底棲動物的研究尚少。本研究對上海8區的8條中小型河道的底棲動物進行生態調查，調查河道底棲動物群落結構特征，分析其與環境因子的關系，篩選出適用于評價上海市河道水環境質量的底棲動物評價指標，以期為上海市河道的水質及生態健康評價提供技術及數據支撐。

1　材料與方法

1.1采樣站點

本研究選取的8條中小型河道分別是閘北區的徐家宅河、閔行區的友誼河、青浦區的中橫港、崇明縣的琵鷺河、奉賢區的新陸港、金山區的勇敢河、寶山區的毛家塘、嘉定區的瞿門河（圖1）。

圖1　上海市8條河道底棲動物采樣點分布示意圖Fig. 1　Distribution diagram of the eight urban rivers in Shanghai

采樣點環境特征如表1所示，徐家宅的采樣區域位于閘北區彭浦鎮，全長約1.1 km。友誼河位于閔行區浦江鎮的中部偏北，江月路南側，浦星公路至新匯路段，長3.33 km。中橫港是位于青浦中心城區的一條河道，為南北走向，南起公園東路橋，北至界涇港，河道全長約0.7 km。琵鷺河位于崇明島東部，采樣區域東起規劃漲水洪，西至北陳公路，調查河道總長約1.95 km。新陸港位于奉賢區柘林鎮，總體呈東西直線形走向，采樣河道總長0.96 km。勇敢河位于金山廊下鎮勇敢村，河道長度2.26 km。毛家塘采樣范圍為荻涇到隨塘河之間的河段，長度約2.2 km。瞿門河位于嘉定區外岡鎮鎮區（顧浦-吳塘），全長約1.86 km。

根據河道的基本特點及河網分布情況，2015年5月，在每條河道設置3～4個采樣點，同時采集河水樣品。

1.2樣品采集、處理與鑒定

底棲動物的樣品采集采用彼得生采泥器（開口面積為1/16 m2），在每個采樣點分別采集底泥樣品2次，所采集的樣品經混合后放入孔徑為0.45 mm的篩網中清洗，將清洗后的樣品裝入聚乙烯瓶中，加入5%福爾馬林固定，然后將樣品帶回實驗室。將樣品置于白磁盤中分揀，分揀后用75%的乙醇保存。利用解剖鏡、顯微鏡、電子天平對標本進行鑒定、計數、計重。最后把每個樣點采集的底棲動物的個數和質量轉換為單位面積的密度（ind?m-2）和生物量（g?m-2）（王麗卿等，2012）。樣品的鑒定參照國內外相關文獻（趙文，2005；Morse et al.，1994；Semetnoy，2004）。

在底棲動物采樣的同時，用便攜式YSI多參數水質監測儀測定水體的水溫（t）、溶解氧（DO）、鹽度（Sal）、pH等水質指標。其他水質理化指標：總氮（TN）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數（CODmn）葉綠素a（Chla）的測定則通過不銹鋼采水器采集水樣運回實驗室后于24 h內測定。測定方法按照《水和廢水監測分析方法》（中國國家環保局，2006）。

表1　上海市河道底棲動物采樣點的環境特征Table 1　The environmental features of the eight urban rivers in Shanghai

1.3數據處理與分析

采用Excel 2007進行數據整理，采用Origin進行基本作圖，采用Canoco for windows 4.5中的典范對應分析（Canonical correspondence analysis，CCA）和冗余分析（Redundancy analysis，RDA）進行底棲動物與環境因子的關系分析。

圖2　上海市8條河道環境因子的空間分布Fig. 2　Spatial changes of environmental factors in 8 Shanghai urban rivers

2　結果與分析

2.1上海市8條河道環境因子的空間分布差異

通過對上海市8條河道的環境因子分析監測（圖2），發現因河道長度、寬度、深度、河道功能及周邊環境的不同，水體的各項理化因子具有一定的差異性，具體表現為：

TN質量濃度在8條河道之間存在顯著差異（P＜0.05），其中，崇明縣琵鷺河除與閔行區友誼河之間差異不顯著外（P＞0.05），與其他6條河道均存在顯著差異（P＜0.05）；閔行區友誼河與金山區勇敢河、崇明縣琵鷺河之間差異不顯著（P＞0.05），與其它5條河道均存在顯著差異（P＜0.05）；金山區勇敢河與閔行區友誼河存在顯著差異（P＜0.05）。TN質量濃度最高的是奉賢區新陸港，為（6.81±1.04）mg?L-1，最低的是崇明縣琵鷺河，為（2.07±0.85）mg?L-1，其余各區依次是閘北區徐家宅（5.8±2.59）mg?L-1、寶山區毛家塘（5.52±0.51）mg?L-1、嘉定區瞿門河（5.43± 1.83）mg?L-1、青浦區中橫港（5.17±0.73）mg?L-1、金山區勇敢河（4.5±1.29）mg?L-1、閔行區友誼河（2.69±1.61）mg?L-1。

TP質量濃度在8條河道之間的差異不顯著（P＞0.05），但嘉定區瞿門河與寶山區毛家塘、崇明縣琵鷺河、閔行區友誼河之間存在極顯著性差異（P＜0.01），與金山區勇敢河存在顯著差異（P＜0.05），其中TP質量濃度最高的是嘉定區瞿門河，為（0.93±0.65）mg?L-1，最低的是崇明縣琵鷺河，為（0.23±0.14）mg?L-1，其余各區依次是奉賢區新陸港（0.54±0.36）mg?L-1、青浦區中橫港（0.53±0.37）mg?L-1、閘北區徐家宅（0.5±0.08）mg?L-1、金山區勇敢河（0.46±0.17）mg?L-1、寶山區毛家塘（0.34±0.18）mg?L-1、閔行區友誼河（0.27±0.13）mg?L-1。

DO在8條河道之間差異不顯著（P＞0.05），崇明縣琵鷺河與青浦區中橫港、嘉定區瞿門河、閘北區徐家宅之間存在顯著差異（P＜0.05）。其中，DO最高的是崇明縣琵鷺河，為（8.48±2.8）mg?L-1，最低的是閘北區徐家宅，為（3.62±1.33）mg?L-1，其余各區依次是金山區勇敢河（7.04±2.3）mg?L-1、寶山區毛家塘（6.11±2.36）mg?L-1、閔行區友誼河（5.75±3.66）mg?L-1、奉賢區新陸港（5.66±2.29）mg?L-1、嘉定區瞿門河（4.67±1.9）mg?L-1、青浦區中橫港（4.39±1.73）mg?L-1。

Chl a質量濃度在8條河道之間存在極顯著差異（P＜0.01），寶山區毛家塘與閔行區友誼河均與其它7條河道存在極顯著差異（P＜0.01）。其中，質量濃度最高的是青浦區中橫港，為（0.43±0.08）mg?L-1，最低的是閔行區友誼河，為（0.04±0.04）mg?L-1，其余各區依次是金山區勇敢河（0.42±0.04）mg?L-1、嘉定區瞿門河（0.42±0.08）mg?L-1、奉賢區新陸港（0.41±0.06）mg?L-1、崇明縣琵鷺河（0.37±0.02）mg?L-1、閘北區徐家宅（0.36±0.06）mg?L-1、寶山區毛家塘（0.18±0.02）mg?L-1。

CODmn質量濃度在8條河道之間存在顯著差異（P＜0.05）。其中，閘北區徐家宅與青浦區中橫港、寶山區毛家塘、崇明縣琵鷺河存在極顯著性差異（P＜0.01），與閔行區友誼河存在顯著差異（P＜0.05）；金山區勇敢河與寶山區毛家塘、崇明縣琵鷺河存在顯著差異（P＜0.05），嘉定區瞿門河與寶山區毛家塘、崇明縣琵鷺河存在顯著差異（P＜0.05）。CODmn質量濃度最高的是閘北區徐家宅，為（18.19±1.83）mg?L-1，最低的是寶山區毛家塘，為（9.22±2.38）mg?L-1。

Sal在8條河道之間存在極顯著差異（P＜0.01）。其中寶山區毛家塘與其他7條河道之間存在顯著差異（P＜0.01），崇明縣琵鷺河與閔行區友誼河之間存在顯著差異（P＜0.05）。Sal最高的是崇明縣琵鷺河，為（0.44±0.14）mg?L-1，最低的是寶山區毛家塘，為（0.17±0.03）mg?L-1，其余各區依次是青浦區中橫港（0.43±0.08）mg?L-1、金山區勇敢河（0.42±0.04）mg?L-1、奉賢區新陸港（0.42±0.08）mg?L-1、嘉定區瞿門河（0.41±0.06）mg?L-1、閘北區徐家宅（0.33± 0.07）mg?L-1、閔行區友誼河（0.32±0.05）mg?L-1。

pH在8條河道之間差異不顯著（P＞0.05），但是，金山區勇敢河與青浦區中橫港、奉賢區新陸港、閔行區友誼河之間存在顯著差異（P＜0.05）。其中，pH最高的是金山區勇敢河，為（8.35±0.37），最低的是青浦區中橫港，為（7.82±0.31），其余各區依次是崇明縣琵鷺河（8.18±0.29）、閘北區徐家宅（8.05±0.4）、嘉定區瞿門河（7.92±0.53）、寶山區毛家塘（7.9±0.19）、奉賢區新陸港（7.84±0.14）、閔行區友誼河（7.84±0.2）。

t在8條河道之間差異不顯著（P＞0.05），除琵鷺河外，其他河道基本在16 ℃左右。

表2　前2個排序軸與環境因子之間的關系Table 2　Relationship between the environmental factors and first two axes in Shanghai rivers

表3　RDA分析中底棲動物物種代碼Table 3　CODmnes of zoobenthos species for RDA

2.2底棲動物密度與環境因子的關系

底棲動物物種密度DCA排序結果顯示，前兩個排序軸的梯度長度分別為2.630、2.396，因此，更適合用線性模型排序方法RDA進行分析。前兩個排序軸的特征值分別為0.093、0.067，前兩個環境因子軸與物種軸之間的相關系數分別為0.762、0.715，說明本次排序能夠較好地反映底棲動物密度與環境因子之間的關系。前兩個排序軸與環境因子間的相關系數見表2。物種軸1與DO、t的相關系數比其他環境因子要高，分別為0.568、-0.492，與DO呈正相關關系，與t呈負相關關系。物種軸2與TN、pH的相關系數較高，分別為-0.380、0.343，與TN呈負相關關系，與pH呈正相關關系。

根據底棲動物的相對密度和出現的頻率，選取14種底棲動物進行RDA分析，底棲動物代碼見表3。底棲動物密度與環境因子關系的排序見圖3。圖3表明，霍甫水絲蚓Limnodrilus hoffmeisteri、蘇氏尾鰓蚓Branchiura sowerbyi、巨毛水絲蚓Limnodrilus grandisetosus Nomura之間的夾角比較小，所以它們之間的相關關系較高；它們與TN、CODmn、TP、Chla之間的夾角較小，說明它們與這些環境因子呈正相關關系；而與pH和DO方向相反，說明它們與這些環境因子呈負相關關系；與t的相關性很弱；可見這三類底棲動物是污染指示種。疣吻沙蠶Tylorrhynchus heterochaetus、紅裸須搖蚊Propsilocerus akamusi、鋸齒新米蝦指名亞種Neocaridina denticulate denticulata、日本旋卷蜾蠃蜚CurupHiurn volurutur與Sal、DO、pH之間的夾角較小，說明它們與這幾個環境因子呈正相關關系；與TN、CODmn、TP、Chla方向相反而呈負相關關系；與t的相關性很小；可見此類底棲動物數量隨著污染的加重而減少。扁舌蛭GlossipHonia complanata、德永雕翅搖蚊Glyptotendipes tokunagai、日本沼蝦Macrobrachium nipponense、光滑狹口螺Stenothyra glabra與pH、Sal、t之間的夾角較小，說明它們與這些環境因子之間呈正相關關系，與其他幾個環境因子的相關性不大。黃色羽搖蚊Chironomus dorsalis與TN、CODmn、TP、Chla、t、pH呈正相關關系，與DO呈負相關關系，與Sal的相關性關系不大，可見黃色羽搖蚊屬比較耐污的種類。中國長足搖蚊Tanypus chinensis、銅銹環棱螺Bellamya aeruginosa與DO之間的夾角較小，呈正相關關系，而與TN、CODmn、TP、Chla、t、pH方向相反且夾角較大，呈負相關關系，與Sal的相關性不大。TN、CODmn、TP、Chla幾個環境因子的夾角較其他環境因子小，可見這4個環境因子間存在正相關性，且它們與DO、Sal呈負相關關系。由于Sal和Chla的變化幅度較小，在主軸的作用較小。

圖3　上海市河道底棲動物物種與環境因子的RDA排序圖Fig. 3　RDA biplot of zoobenthos species and environmental variables in Shanghai urban rivers

表4　前2個排序軸與環境因子之間的關系Table 4　Relationship between the environmental factors and first two axes in Shanghai rivers

2.3底棲動物生物量與環境因子的關系

底棲動物物種生物量DCA排序結果顯示，前兩個排序軸的梯度長度分別為6.563、3.372，因此，更適合用單峰模型排序方法CCA進行分析。前兩個排序軸的特征值經分析依次是0.482、0.355，前兩個環境因子軸與物種軸之間的相關系數經分析依次是0.834、0.823，表明本次排序能夠較好地反映底棲動物生物量與環境因子之間的關系。前兩個排序軸和環境因子間的相關系數見表4。物種軸1與DO、Sal的相關系數比其他環境因子要高，分別為0.540、0.350，且呈正相關關系。物種軸2與TN、t的相關系數較高，分別為0.622、-0.380，與TN呈正相關關系，與t呈負相關關系。

根據底棲動物的相對生物量和出現的頻率，選取25種底棲動物進行CCA分析，底棲動物代碼見表5。底棲動物生物量與環境因子之間的關系排序圖詳見圖4。由圖4可以看出，扁舌蛭、中國長足搖蚊、紅裸須搖蚊、德永雕翅搖蚊、鋸齒新米蝦指名亞種位于第一象限，受Chla、DO影響較大。霍甫水絲蚓、巨毛水絲蚓、蘇氏尾鰓蚓、疣吻沙蠶、尖口圓扁螺Hippeutis cantori位于第二象限，受CODmn、TN、pH影響較大，同時與DO呈負相關關系；其中霍甫水絲蚓所處樣點的環境特征為低DO以及高CODmn和TN。尖膀胱螺PHysa acuta、河蜆Corbicula fluminea位于第三象限，表明其所處樣點的環境特征為低DO及高TP；黃色羽搖蚊、光滑狹口螺、日本旋卷蜾蠃蜚、圓頂珠蚌Unio douglasiae、閃蜆Corbicula nitens位于第三象限，主要與Chla、DO呈負相關關系，受pH、CODmn、TN、TP影響較大。日本沼蝦、梨形環棱螺Bellamya purificata、方形環棱螺Bellamya quadrata、橢圓蘿卜螺Radix swinhoei、淡水殼菜Limnoperna lacustris、楔形麗蚌Lamprotula bazini位于第四象限，表明其所處樣點的環境特征為高TP、t及低pH、CODmn、TN。

通過相關性分析可知，8種環境因子中pH、DO、TN、Sal對底棲動物種類的影響較大，而其他指標對其產生的影響較小，霍甫水絲蚓、蘇氏尾腮蚓、巨毛水絲蚓在營養鹽濃度較高，環境惡劣的水體中具有更好的耐受性，與TN、TP、CODmn、Chla相關性較大。疣吻沙蠶、鋸齒新米蝦、日本旋卷裸蠃蜚與水體DO顯著相關，與TN、TP、CODmn呈顯著負相關，表明該物種對較差的生存環境耐受性較弱，適合在相對清潔的水體中生存。

表5　CCA分析中底棲動物物種代碼Table 5　The species CODmnes of zoobenthos for CCA

圖4　上海市河道底棲動物物種與環境因子的CCA排序圖

3　討論

底棲動物生活在水中，水體中的營養鹽含量與底棲動物的種類及生物量具有密切關系。吳東浩等（2010）的研究表明，超標的總氮、總磷導致底棲動物群落結構嚴重退化。本研究中霍甫水絲蚓、巨毛水絲蚓、蘇氏尾腮蚓等耐污物種多分布在總氮質量濃度較高的水體中，其中蘇氏尾腮蚓的生物量最大，這與吳浩東等研究中的總氮超過1.141 mg?L-1時，底棲動物群落出現退化的結論相吻合，而該區域水體中其他底棲動物種群分布較少。Bourassa et al.（1995）研究發現無脊椎動物的豐度隨著總磷質量濃度變化而變化，本研究中長足搖蚊、銅銹環棱螺生物量與TP具有較高的正相關，而鋸齒新米蝦、紅裸須搖蚊、疣吻沙蠶等與TP呈負相關性，表明TP質量濃度的變化對底棲生物群落結構具有顯著影響，這也與Duran（2006）對土耳其河道中磷酸鹽對底棲動物的影響研究的結果基本一致。CODmn是水體中有機污染物含量高低的指標之一，一些對水體污染敏感的底棲生物在有機污染較重的水體中，通常較難成活。本研究表明，在CODmn質量濃度較高的水體中，底棲動物物種數和生物量均較低，表明有機污染對底棲動物的脅迫作用較大。劉祥等（2016）在淮河流域底棲動物與環境因子相互關系的研究中發現當CODmn質量濃度達到168.56 mg?L-1時，底棲動物種類及數量明顯減少，僅存在少量耐污種水絲蚓。本研究中的CODmn質量濃度均值為12.47 mg?L-1，遠低于劉祥等人的研究，但也出現了一定的脅迫現象，表明CODmn作為底棲動物脅迫因子其迫害濃度較低，值得在今后的研究中設計單因子實驗深入開展研究。

溶解氧是影響底棲動物分布的重要影響因子之一，不同種群對DO的需求不同。本研究中，疣吻沙蠶、紅裸須搖蚊、鋸齒新米蝦，日本螺卷蠃蜚與DO呈正相關，而霍甫水絲蚓、巨毛水絲蚓、蘇氏尾腮蚓等耐污種與DO呈負相關，這與Buss et al.（2002）提出的DO與底棲無脊椎動物群落結構的分布研究結果一致。Negi et al.（2013）研究了季節變化對底棲動物的影響，提出溶解氧明顯影響底棲動物的群落多樣性的觀點。本研究中崇明、金山、青浦等郊區河道周邊經濟發展相對落后，生活及工業污水下河較少，水體溶解氧較高，采集到的底棲生物種類及生物量均顯著高于市區河道，且以營清水生活的物種為主，符合這一研究特征。陳小華（2013）以上海市河網底棲動物作為生物評價基準，提出了溶解氧是河道水質評價的重要指標之一，本研究結果也印證了底棲動物的空間分布及生物量與水體中的DO具有顯著相關性，從底棲生物的角度印證了DO在水質評價中的重要作用。

pH值對底棲動物有較大影響，研究表明pH值的大小影響底棲動物的出生率和成活率，導致多樣性變化（Thomsen et al.，2002）。本研究表明，低pH的水體以霍甫水絲蚓、蘇氏尾腮蚓、巨毛水絲蚓為主要優勢種，生物量也較大，而pH呈弱堿性的水體以疣吻沙蠶、紅裸須搖蚊、鋸齒新米蝦等物種為優勢種，生物量較大。

底棲動物的主要食物來源是浮游植物、浮游動物、底棲藻類及水生植物葉片等，適宜生物量的浮游植物可以為底棲動物提供豐富的食物來源，促進其繁殖和生長，對生物量和物種豐度具有顯著影響。但過多的浮游植物和底棲藻類，往往會導致水體缺氧，致使底棲動物多樣性和豐度下降（Stout et al.，1985）。本實驗中崇明、奉賢、金山3個郊區河道葉綠素a質量濃度較低，分別為0.16、0.25、0.27 mg?L-1；而溶解氧質量濃度較高，其中奉賢河道溶解氧為全市河道最高（8.9 mg?L-1），相應的底棲動物的物種數及生物量均高于其他市區河道。而在閔行、寶山、嘉定等區域葉綠素a質量濃度較高的河道中，底棲動物的分布較復雜，主要表現為：葉綠素a質量濃度較低的水體，底棲動物的群落較大；葉綠素a質量濃度較高的水體，底棲動物分布較少；推測原因為低濃度的葉綠素a為底棲動物提供豐富的食物來源，高濃度的葉綠素a水體，藻類密度較高，水體DO含量下降，底棲動物的生物量和空間分布受到脅迫作用。

水溫變化是影響水生昆蟲生長的關鍵因子，不僅會導致昆蟲密度的變化，也會影響昆蟲的種群分布。本次監測結果發現，日本沼澤蝦、扁舌蛭、光滑狹口螺等大型底棲動物喜好生活在水溫相對較高的水域，而搖蚊類則在水溫相對較低的區域更易被采集到。

上海河網是典型的河口性河道，其受東海潮汐變化影響較為明顯，區域內河道均存在不同程度的鹽度，河口鹽度是底棲生物分布的重要影響因子（Laprise et al.，1993），其變化將導致生物體內的滲透壓變化，進而影響其新陳代謝（劉勇等，2007），一般表現為隨著外界鹽度的增加，底棲動物需要額外的能量來調節滲透壓，進而提高新陳代謝速度（孫陸宇等，2012），說明底棲動物對鹽度具有一定的適生范圍。本研究也印證了這一點：在鹽度較高的河口區域——奉賢新鹿港、金山勇敢河、崇明琵鷺河，底棲動物的種類數較內陸河道少，且種類較為單一，說明鹽度對底棲動物尤其是小型的底棲動物的空間分布具有明顯的影響。

綜上所述，每個環境因子對底棲動物的影響方向和程度是不同的，但在自然的河流生態系統中，并不是每個因子單獨對底棲動物的分布及生長發育產生影響，而是多個環境因子共同作用的結果。一般是一個或者幾個環境因子作為主要影響因子，其他環境因子發揮協同或抵消的作用。從本研究結果來看，底棲動物不喜好生活在總氮較高的水體中，尤其是氨氮占比較高的水體，即使水體中的溶解氧、pH、食物來源等其他影響因子較為適宜；在pH低于5或者高于8的水體中，底棲動物的種類數劇減，溶解氧、藻類及底部環境的不同，導致生物量有所區別，但沒有明顯差異。另外一個方面，環境因子間的相互關系也是動態變化的。例如，隨著水體藻類的不斷繁殖，葉綠素a含量不斷增加，溶解氧的含量出現先增加后減少的趨勢，底棲動物就會出現相應的變化；而藻類的增加或減少，又受水溫、TN、TP等多種因素共同影響。因此，環境因子對底棲動物的影響是相互影響、動態變化的，而所有的環境因子中，有主要影響因子和次要影響因子的區別。不同環境因子的綜合影響，決定了底棲動物的分布和生物量，因此，特定的底棲動物種類鑒定對環境因子的綜合情況具有直觀的反映作用。

4　結論

（1）不同種類的底棲動物對環境的適應性及敏感性不同，8種環境因子中酸堿度、溶解氧、總氮、鹽度對底棲動物種類的影響較大，是上海市河道底棲動物空間分布及生物量的主要影響因子。

（2）霍甫水絲蚓、蘇氏尾腮蚓、巨毛水絲蚓的群落結構與總氮、總磷、高錳酸鹽指數、葉綠素a相關性較大，是上海市河道水體重度富營養化的指示物種。

（3）疣吻沙蠶、鋸齒新米蝦、日本旋卷裸蠃蜚的群落結構與水體溶解氧顯著相關，與總氮、總磷、高錳酸鹽指數呈顯著負相關，可以作為上海市河道水體輕度污染的指示物種。

（4）不同環境因子對底棲動物的影響是相互的、動態的，而所有的環境因子中，有主要影響因子和次要影響因子的區別。不同環境因子的交互影響決定了底棲動物的分布和生物量，因此，底棲動物群落結構和空間分布對環境因子的綜合情況具有直觀的反映作用。

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The Community Structure and Their Relationships of Zoobenthos with Environmental Factors in Shanghai Urban Rivers

ZHAO Fengbin1， CHEN Pingping2， XU Houtao1， ZHANG Wei1， FENG Lihui1， WANG Liqing1*
1. College of Fisheries and Life Science，Shanghai Ocean University， Shanghai 201306， China； 2. Shanghai zhongqiao College， Shanghai 201540， China

To study the relationship of the spatial distribution and indicator species of the Zoobenthos with environmental factors. We have monitored of total nitrogen， total phosphorus， potassium permanganate index， pH， temperature， dissolved oxygen， chlorophyll a and salinity of Shanghai urban rivers， and analyzed the spatial distribution， species number and biomass of zoobenthos. The results show that: the adaptability and sensitive of different kinds of zoobenthos to the environment is distinct. The pH， dissolved oxygen， total nitrogen and salinity in the eight kinds of environment factors， affected spatial distribution and biomass of Zoobenthos ，is the main influence factors. Limnodrilus hoffmeisteri， Branchiura sowerbyi， Limnodrilus grandisetosus Nomura with the total nitrogen， total phosphorus，potassium permanganate index and chlorophyll a have a significant correlation， is indicator species of severe eutrophication in Shanghai's river； Tylorrhynchus heterochaetus， Neocaridina denticulatedenticulata， Curuphiurn volurutur was a significant associated with water dissolved oxygen， but with total nitrogen， total phosphorus， potassium permanganate index were significantly negative correlation， can be used as indicator species of river light pollutioned in Shanghai. Environmental factors affected zoobenthos is the comprehensive effect of many factors， the interaction of different environmental factors determines the distribution and biomass of zoobenthos， therefore， the community structure and spatial distribution of zoobenthos has intuitive reflect to the comprehensive situation.

river； zoobenthos； community structure ； spatial distribution；environmental factors

10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.08.016

X174

A

1674-5906（2016）08-1361-08

上海市科委重大項目（08DZ1203103）；上海市重點學科水生生物學建設基金項目（s30701）

趙風斌（1985年生），男，博士研究生，研究方向為水域生態學。E-mail: saeezhaofb@163.com

2016-07-26

引用格式：趙風斌， 陳萍萍， 徐后濤， 張瑋， 馮立輝， 王麗卿. 上海市河道底棲動物群落結構與環境因子的關系［J］. 生態環境學報， 2016， 25（8）: 1361-1368.