秦嶺白云峽水域大型底棲動物群落結構調查

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-白云峽進行了首次大型底棲動物群落調查，5個調查點共采集到底棲動物2門2綱13科（種）。其中節肢動物門的昆蟲綱11種，占總種類數的84.6%，環節動物門的蛭綱2種，占總種類數的15.4%。大型底棲動物平均密度為51.1個/m2，平均生物量為0.649 3 g/m2。Shannon-Wiener多樣性指數平均為1.76。調查結果表明，此水域水環境質量優良，無污染，大型底棲動物主要以水生昆蟲幼體為主，種群數量較多，但群落結構簡單。因此，在保護白云峽水域生態環境的同時，可適當進行秦嶺特有冷水性魚類增殖放流。

關鍵詞：白云峽；大型底棲動物；群落結構；水質評價

石頭河是黃河流域渭河水系南岸較大的一級支流，發源于秦嶺北麓太白山區，河流北出斜峪關，經眉縣、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東南部，地理坐標東經107°31'12"～107°37'13"，北緯33°57'18"～34°02'30"。其水域上端分東西兩個支峽，全長約16.8 km。河床底質主要由沙卵石組成，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，水質優良，是秦嶺細鱗鮭等冷水性魚類生長、繁殖的優越水域[2]。

大型底棲動物是河流生態系統的重要組分，其在河流生態系統的物質循環和能量流動中具有不可替代的作用，是了解河流生態系統結構、功能和健康狀況的關鍵類群[3]。大型底棲動物具有生命周期長、遷移能力差、分布廣泛和對環境干擾反應敏感等特點，對其的研究目前已廣泛應用于水質和環境監測中[4]。關于石頭河水域大型底棲動物的研究僅見于對渭河水系的調查[5]，目前對白云峽水域的大型底棲動物調查還是個空白。為此，本研究以白云峽為調查對象，進行了大型底棲動物群落結構特征分析，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數據，同時為秦嶺細鱗鮭的生態學研究提供支持。

1材料與方法

1.1調查點位設置

根據白云峽水域的氣候、生態及地理特征，于2016年3月（枯水期）對白云峽中下游大型底棲動物進行了調查，此次調查共設置5個調查點（B1-B5）。B1位于白云峽與石頭河上游交匯處，B2、B3、B4、B5位于B1點位上游，分別距B1點1 250 m、2 650 m、5 450 m和8 250 m。

1.2樣品采集與鑒定

根據白云峽河岸的具體情況，在各調查點使用索伯網（網口為30 cm×30 cm，網目為60目）采集5個平行樣。采集到的砂石混合物經過洗涮后轉入500 mL的樣品瓶中，加入75%的酒精固定并保存。此后，在實驗室利用人工挑選的方法將大型底棲動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行分類鑒定、計數，大型底棲動物盡可能鑒定到種或屬。物種鑒定參考相關文獻[7]。鑒定分類后，用濾紙將底棲動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數據處理與分析

根據采樣面積，將各調查點大型底棲動物的數量和重量換算成密度（個/m2）和生物量（ g/m2）。采用Shannon-Wiener指數（H′）[8]對大型底棲動物群落多樣性進行分析。計算公式如下：

H′= -∑（Ni/ N ）ln（Ni/ N ）

式中： N 為樣本中底棲動物總密度， Ni 為物種 i 的密度。

2調查結果

2.1底棲動物種類組成

從各采樣點采集到的樣本中共鑒定出大型底棲動物13種，隸屬于2門2綱13科。其中，節肢動物昆蟲綱11種，占種類數84.6%；環節動物蛭綱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%。調查點B3采集到底棲動物最多，共8種，B4采集到的最少，共2種。各調查點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底棲動物密度與生物量

調查發現，白云峽5個采樣點底棲動物的密度變化范圍在17.8～84.4個/m2之間，平均值為51.1個/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。調查點B1采集到底棲動物數量最多，主要以蜻蜓目和鞘翅目占優勢，調查點B4數量最少。底棲動物生物量最大值出現在調查點B1，最小值出現在B2，此調查點以個體較小的扁蜉為主，而體型較大的種類相對較少。

2.3底棲動物多樣性

白云峽水域大型底棲動物Shannon-Wiener多樣性指數（H′）變化幅度較大。如圖6所示，H′最大值出現在B3調查點，為2.39，最小值出現在B4調查點，指數值為0.54，平均值為1.76。根據生物多樣性指數水質評價標準：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]，白云峽水域水質處于中污染狀態。

3討論

大型底棲動物是水生生態系統中的重要類群，通過促進水底碎屑的分解，水體自凈的加快以及對沉積物產生擾動等功能，對水生生態系統的物質循環和營養流動產生重要影響[10]。在河流生態系統中，大型底棲動物的群落結構在很大程度上主要與河流環境中的生境多樣性和穩定性有相互關系，這些生境主要包括河道底質、水深、流速以及水溫等[11-12]。有研究表明，不同的流速和底質條件，大型底棲動物的種類組成和多樣性不同。一般在河流源頭，河流底質以巖塊和礫石為主，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查結果表明，大型底棲動物主要以水生昆蟲為主，僅有部分樣點出現寡毛類，本調查結果與之相近。此次采集到的大型底棲動物群落中，主要以蜉蝣目種類為主，約占底棲動物總種類的31%。在白云峽水域，河道中巖石和礫石約占底質的98%，水流快，河床腐殖質和水草存留較少，這些生境特征對大型底棲動物的生存和繁衍存在不利影響。

本調查顯示，白云峽水域大型底棲動物多樣性指數處于較低水平，依據評價標準推斷出該水域水質處于中污染狀態，這一生物評價結果與水環境化學評價結果存在差異[14]。有研究報道，雖然生物多樣性指數被用以進行水質生物學評價已有多年，但是其在具體應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評價中，應根據河流地質、生境等具體情況進行選擇性評價。本研究調查點主要集中在生態環境較為原始的水域區段，人為干擾對底棲動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，河水中包括凋落的樹葉等腐爛分解形成的有機污染物很少。因此，從整體來看，秦嶺白云峽水域水質處于清潔無污染狀態，其中大量清潔敏感種（水生昆蟲幼體）是秦嶺細鱗鮭生長繁殖的優質餌料，對秦嶺特有冷水性魚類的增殖放流具有重要作用。

參考文獻：

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