汾河蘭村段底棲動(dòng)物的群落特征

李安萍，郭 星，尹 倩，韓 超，陳 鵬，周桂旭

(太原師范學(xué)院生物系，山西太原 030031)

汾河蘭村段底棲動(dòng)物的群落特征

李安萍，郭 星，尹 倩，韓 超，陳 鵬，周桂旭

(太原師范學(xué)院生物系，山西太原 030031)

2014年5月、7月和9月，對(duì)汾河蘭村段底棲動(dòng)物進(jìn)行調(diào)查，并運(yùn)用生物多樣性和均勻度指標(biāo)對(duì)群落組成進(jìn)行了分析。結(jié)果表明該河域大型底棲動(dòng)物共有37種，隸屬于4門(mén)4綱。其中節(jié)肢動(dòng)物21種，占總數(shù)的56.76%；軟體動(dòng)物8種，占總數(shù)的21.62%；環(huán)節(jié)動(dòng)物7種，占總數(shù)的18.92%。優(yōu)勢(shì)種為蘇氏尾鰓蚓、搖蚊幼蟲(chóng)、霍甫水絲蚓、中華顫蚓和白旋螺。汾河蘭村段底棲動(dòng)物總密度和總生物量分別為801 Ind/m2和592.401 g/m2。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)表明汾河上蘭村段底棲動(dòng)物種類分布均勻，水質(zhì)較清潔。

底棲動(dòng)物；群落特征；汾河

底棲動(dòng)物是河流生態(tài)系統(tǒng)中一個(gè)重要的類群，具有分布廣泛、生命周期較長(zhǎng)、行動(dòng)緩慢等特點(diǎn)。底棲動(dòng)物在河流食物網(wǎng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中，對(duì)于有機(jī)碎屑的分解、營(yíng)養(yǎng)元素循環(huán)等方面發(fā)揮著重要的作用[1]。且底棲動(dòng)物對(duì)環(huán)境變化敏感，因此底棲動(dòng)物種類組成和群落結(jié)構(gòu)特征被廣泛應(yīng)用于生物監(jiān)測(cè)和水質(zhì)評(píng)價(jià)[2]。

1 材料與方法

1.1研究區(qū)域概況

汾河是山西省最大的河流，全長(zhǎng)716 km。汾河發(fā)源于寧武縣管涔山的雷鳴寺，縱貫省內(nèi)中部，經(jīng)太原、臨汾盆地至河津匯入黃河。汾河分為上游段、中游段和下游段。汾河上游水經(jīng)過(guò)太原西北部的蘭村進(jìn)入市區(qū)，由此為汾河的中游段。汾河上游水出蘭村峽谷，河道變寬，坡降趨緩，流水緩滯。蘭村峽谷下游500 m，汾河中游干流河道有一條攔河堆石溢流壩，為汾河一壩引水樞紐工程。

1.2樣品采集與處理

汾河蘭村段底質(zhì)為礫石，東岸為黃土泥岸，西岸為人工建筑的水泥堤岸。采樣在汾河蘭村段東、西兩岸進(jìn)行，共設(shè)置6個(gè)采樣點(diǎn)。東、西兩岸各為3個(gè)采樣點(diǎn)，兩兩間隔約160 m。采集時(shí)間段分別為5月（豐水期）、7月（枯水期）、9月（平水期）；底棲動(dòng)物樣品采集使用D型抄網(wǎng)(直徑0.3 m)和圓柱形采泥器（直徑20 cm，長(zhǎng)100 cm）以抽吸方式采集泥樣。泥樣經(jīng)40目/cm的銅篩篩洗后，倒入白瓷盤(pán)中挑選，用10%的甲醛或70%酒精固定后分類裝入樣本瓶中，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鏡檢分類、計(jì)數(shù)、鑒定并稱重。稱重前先用濾紙吸干固定液用1/10 000電子天平進(jìn)行稱重，其中軟體動(dòng)物不去殼稱重[3]。

1.3底棲動(dòng)物的生態(tài)參數(shù)

底棲動(dòng)物多樣性水平，采用多樣性指數(shù)H'和均勻度指數(shù)J來(lái)進(jìn)行。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)：H′=-∑pilnpi。式中，pi=Ni/N，Ni為第i種的個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的比例；N為所有種的個(gè)體總數(shù)。水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：H'〉3為清潔；2～3為輕度污染；1～2為中度污染；0～1為嚴(yán)重污染。Pielou均勻度指數(shù)：J=H′/ln S。式中，S為樣品的種類總數(shù)；J值的大小反映個(gè)體的分布均勻程度，J值越低，通常表明環(huán)境受到一定污染[4]。

2 結(jié)果與分析

2.1種類組成及優(yōu)勢(shì)種

通過(guò)對(duì)蘭村汾河流域大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的3次調(diào)查，共采集到大型底棲動(dòng)物37種。隸屬4門(mén)4綱。其中節(jié)肢動(dòng)物21種，占總數(shù)的56.76%；軟體動(dòng)物8種，占總數(shù)的21.62%；環(huán)節(jié)動(dòng)物7種，占總數(shù)的18.92%；扁形動(dòng)物門(mén)僅1種，占總數(shù)的1.65%。見(jiàn)表1。

表1 汾河蘭村段底棲動(dòng)物各門(mén)類所占比例數(shù)

汾河蘭村段底棲動(dòng)物中，相對(duì)密度大于或等于5%的類群確定為優(yōu)勢(shì)類群，調(diào)查結(jié)果表明，蘇氏尾鰓蚓、霍甫水絲蚓、白旋螺、中華顫蚓、裸須搖蚊屬5種相對(duì)密度分別為14.52%、9.57%、8.25%、5.28%和5.28%，為3次調(diào)查中共同的優(yōu)勢(shì)種。但在不同的采樣時(shí)間，優(yōu)勢(shì)種有所不同。豐水期的優(yōu)勢(shì)種為蘿卜螺、圓田螺、云集多足搖蚊；枯水期的優(yōu)勢(shì)種有霍甫水絲蚓、蘇氏尾鰓蚓、中華顫蚓、白旋螺、黃色羽搖蚊；平水期的優(yōu)勢(shì)種是蘇氏尾鰓蚓、中華顫蚓、裸須搖蚊屬、粗腹搖蚊屬一種、恩菲搖蚊屬一種。優(yōu)勢(shì)種的變化可能與底棲動(dòng)物的繁殖周期有關(guān)。除豐水期外，平水期和枯水期的優(yōu)勢(shì)種主要是以耐污種類蘇氏尾鰓蚓出現(xiàn)的頻次最高，其次常常用于指示水體富營(yíng)養(yǎng)的搖蚊幼蟲(chóng)出現(xiàn)的頻次也較高。

2.2群落結(jié)構(gòu)的時(shí)間變化

豐水期（5月）共發(fā)現(xiàn)底棲動(dòng)物27種：其中節(jié)肢動(dòng)物17種，占該時(shí)期生物量62.96%；環(huán)節(jié)動(dòng)物2種；扁形動(dòng)物1種。枯水期（7月）共發(fā)現(xiàn)底棲動(dòng)物14種，環(huán)節(jié)動(dòng)物和節(jié)肢動(dòng)物均為5種，均占該時(shí)期生物量35.71%，軟體動(dòng)物為4種。平水期（9月）共發(fā)現(xiàn)底棲動(dòng)物17種，節(jié)肢動(dòng)物10種，占該時(shí)期生物量58.82%，軟體動(dòng)物共3種。見(jiàn)圖1。

圖1 汾河蘭村段底棲動(dòng)物的時(shí)間變化圖

2.3群落的多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)

由表2可知豐水期（5月）和平水期（9月）的底棲生物多樣性指數(shù)分別是6.834和7.790，表明底棲動(dòng)物種類豐富，個(gè)體分布均勻，水體清潔，未見(jiàn)污染。均勻度指數(shù)J分別是1.430和1.910，J值介于1～2之間，數(shù)值越高，表明種類分布越均勻。7月多樣性系數(shù)為3。982，J為1.050。

表2 汾河蘭村段底棲生物多樣性和均勻

2.4生物量和棲息密度

由表3可知，豐水期（5月）以蘿卜螺的棲息密度最大，為20.83 ind/㎡，其次為圓田螺的棲息密度，為18.23 ind/㎡，生物量以背角無(wú)齒蚌為最大，為254.536 g/㎡；其次為圓田螺，為47.578 g/㎡。枯水期（7月）以蘇氏尾鰓蚓的棲息密度最大，83.33 ind/㎡，其次為霍甫水絲蚓的棲息密度，為75.52 ind/㎡，生物量以背角無(wú)齒蚌為最大，為159.085 g/㎡；其次為靜水錐實(shí)螺，為23.446 g/㎡。平水期（9月）以粗腹搖蚊屬的棲息密度最大，為15.63 ind/㎡，其次為裸須搖蚊和恩菲搖蚊的棲息密度，均為10.42 ind/㎡，生物量以靜水錐實(shí)螺為最大，為14.428 g/㎡；其次為中華小長(zhǎng)臂蝦，為5.040 g/㎡。可見(jiàn)，棲息密度與寡毛類和搖蚊幼蟲(chóng)為主，生物量的的變化趨勢(shì)與軟體動(dòng)物一致。

3 小論

調(diào)查結(jié)果顯示：底棲動(dòng)物種類共37種，其中豐水期27種，枯水期14種，平水期17種。分別占全年總種數(shù)的46.55%、24.14%和29.31%。由于豐水期水溫較高，水底腐殖質(zhì)豐富，適宜底棲動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育，因此底棲動(dòng)物種類數(shù)最豐富，尤其是水生昆蟲(chóng)和軟體動(dòng)物的種類數(shù)較多。而枯水期由于無(wú)上游水的補(bǔ)給，水量小，河道狹窄，河岸兩側(cè)的底質(zhì)暴露在干燥的空氣中，不利于底棲動(dòng)物的存活，加之周圍燒烤、垂釣等人為干擾，造成水質(zhì)較差。所以枯水期和平水期均以耐污的寡毛綱種類最多，分別占51.07%和28.48%[5]。

同時(shí)不同水情期底棲動(dòng)物的存量有較大差異。平水期的密度和生物量分別為156.25 ind/㎡和27.675 g/㎡，豐水期分別為265.63 ind/㎡和741.170 g/㎡，枯水期分別為 367.19 ind/㎡和189.105 g/㎡。豐水期的生物量比平水期和枯水期都大，主要是因?yàn)樘}卜螺和圓田螺的生物量相對(duì)較

大；枯水期的密度比平水期和豐水期都大，密度增大與耐污的寡毛類和搖蚊幼蟲(chóng)數(shù)量相關(guān)。隨著5月水溫開(kāi)始升高，7月水溫達(dá)到一年中較高的過(guò)程中，底棲動(dòng)物活動(dòng)能力增強(qiáng)，并經(jīng)過(guò)豐水期的繁殖和生長(zhǎng)，其密度和生物量較高；而平水期水溫開(kāi)始下降，底棲動(dòng)物活動(dòng)減弱，部分種類開(kāi)始休眠，采集到的底棲動(dòng)物種類減少。本次研究表明，該水域底棲動(dòng)物的豐富度和均勻度指數(shù)相對(duì)比較高，表明汾河蘭村段底棲動(dòng)物種類分布均勻，整體水質(zhì)較清潔。

表3 汾河蘭村段底棲生物的密度和生物量表

[1]Covich A P，Palmer M A，Crowl T A.The role of benthic invertebrate species in freshwater ecosystems：Zoobenthic species influence energy flows and nutrient cycling[J].BioScience，1999，49：119-127.

[2]方紅亞，張方方，張萌，等.贛江流域袁河底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及其水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39(4)：2254-2257.

[3]張娜，李斌.苕溪上游臨安段底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)[J].浙江水利科技，2015，197(1)：5-9.

[4]辛榮，孟娜.日照市養(yǎng)殖海域秋季底棲動(dòng)物的群落特征分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42(5)：1393-1394.

[5]陳小華，楊青，趙振，等.基于大型底棲無(wú)脊椎動(dòng)物群落的上海市河道水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)[J].動(dòng)物學(xué)雜志，2013，48(2)：220-231.

The Community Structure of Zoobenthos in Lancun Segment of Fenhe River

LI An-ping,GUO Xing,YIN Qian,HAN Chao,CHEN Peng,ZHOU Gui-xu,
（Department of Biology,Taiyuan Normal University，Taiyuan Shanxi,030031）

In May，July and September 2014，a zoobenthos research in Lancun segment of Fenhe River was conducted and analyzed.During the investigation，37 taxa were collected，belonging to 4 phylums 4 classes.Among which，21 species were arthropods，occupying 56.76%of the total，and 7 and 8 species were of annelids and mollusks，occupying 18.92%and 21.62%of the total，respectively.The dominant species were composed primarily of Branchiura sowerbyi，Apedilum sp.，Limnodrilus hoffm eisteri，Tubifex sinicus，and Cyraulus albus.The total density and biomass of zoobenthos were 801Ind.m-2and 592.401 g.m-2.The Shannon and Pielou`s index were used to evaluate the results which showed that the zoobenthos species distribution is even，and the water quality is clean in Lancun segment of Fenhe River.

zoobenthos；community structure；Fenhe River

Q15

A

〔責(zé)任編輯 楊德兵〕

1674-0874(2017)01-0056-04

2016-11-24

山西省太原師范學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目[2014374]

李安萍（1962-），女，山西太原人，碩士，副教授，研究方向：動(dòng)物學(xué)和動(dòng)物生態(tài)學(xué)研究。