石亭江底棲動物群落結構季節變化與生態評價

摘要：

汶川地震后石亭江山前河段沖刷嚴重，對河流生態產生重要影響，然而目前尚缺乏對山前沖刷河段的定量生態評價。選取石亭江、綿遠河和湔江為研究對象，根據2021年秋季（10月）和2022年夏季（7月）采集的大型無脊椎底棲動物樣本與環境觀測數據，分析了石亭江底棲動物群落結構、多樣性、功能攝食類群和功能習性類群的季節變化特點。結果表明：石亭江秋季共采集底棲動物54種，隸屬4門6綱35科，夏季共采集到底棲動物33種，隸屬1門1綱18科，其中牧食收集者為優勢程度最大的功能攝食類群，捕食者的優勢程度最小，秋季固著型生物的優勢程度最大，夏季蔓生型生物的優勢程度最大，攀爬型生物的優勢程度在秋季和夏季均為最小。基于底棲動物完整性評價的多參數（MMI）指數，將3條河流棲息地斑塊的生態質量劃分為極差、差、中等、良好和極好5個等級。結果顯示：3條河流棲息地斑塊生態質量整體為良好，局部為中等；綿遠河與湔江的棲息地斑塊生態質量整體高于石亭江；秋季石亭江棲息地斑塊的生態質量好于夏季。

關" 鍵" 詞：

大型無脊椎底棲動物； 季節變化； 功能攝食類群； 功能習性類群； 多參數（MMI）指數； 石亭江

中圖法分類號： X826

文獻標志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2025.01.009

收稿日期：2024-06-17；接受日期：2024-07-15

基金項目：

國家重點研發計劃項目（2023YFC3206201）；國家自然科學基金項目（52079095）

作者簡介：

李松憶，男，助理工程師，碩士，主要從事水利水電工程與河流生態方面的研究。E-mail： 1181126569@qq.com

通信作者：

鄭" 珊，女，教授，博士，主要從事河流演變與修復及災害響應方面的研究。E-mail： zhengs@tju.edu.cn

Editorial Office of Yangtze River. This is an open access article under the CC BY-NC-ND 4.0 license.

文章編號：1001-4179（2025） 01-0067-07

引用本文：

李松憶，鄭珊，周雄冬.

石亭江底棲動物群落結構季節變化與生態評價

［J］.人民長江，2025，56（1）：67-73.

0" 引 言

大型無脊椎底棲動物（以下簡稱“底棲動物”）是河流生態系統食物鏈的關鍵環節，在初級生產力、有機碎屑等基礎營養來源與魚類之間扮演著“中間人”的角色［1］。由季節變化等過程引起的流域內水文特性、濱岸植被和水體理化因子改變［2］，會直接影響底棲動物群落格局和多樣性，進而較好地反映河流生態系統的總體狀況，加之采樣與檢測方法較為經濟高效，因此，底棲動物常作為指示物種應用于河流生態系統的監測和評價。

石亭江發源于四川省龍門山，流向成都平原，先后與湔江、綿遠河交匯，形成沱江，沱江是長江的一級支流。石亭江、綿遠河和湔江具有相似的自然地理特征。石亭江流域面積約為1 501 km2，主河道長約120 km，其中山區河段（上游河段）長約60 km，河道斷面呈“V”形，平均比降為44‰，山前平原河段（下游河段）流域面積701 km2，斷面呈“U”形或梯形復式河槽，河段平均比降為3.6‰［3］。Fan等［4］報道了2008年汶川地震后綿遠河和湔江河床的沖刷程度，這兩條河流具有與石亭江相似的自然地理特征，都是從地形起伏較大的山區流向平原區域，震后河床發生了侵蝕下切，相比

石亭江，河床受到的侵蝕程度要小很多。

河流生態評價是流域高質量發展背景下河流綜合管理與生態修復的重要基礎。生物完整性是河流生態系統評價中不可或缺的內容，Karr于1981年首次基于生物完整性的多參數指數進行河流生態系統評價［5］。多參數指數（multi-metric index，以下簡稱“MMI指數”）依據生物群落的多樣性、形態結構、功能結構等參數定量描述生物完整性，進而對生態系統作出評價。本文以石亭江、綿遠河和湔江共44個采樣點的實測數據為基礎，從采樣點棲息地斑塊的尺度出發，利用基于權重系統的多指標評價體系對石亭江、綿遠河和湔江的棲息地斑塊的生態質量進行評價，以期為河流生態保護與修復提供參考依據。

1" 監測方法

1.1" 材料與方法

1.1.1" 底棲動物采樣與鑒定

石亭江河段內共布置18個采樣點，分別于2021年10月（秋季）和2022年7月（夏季）開展了底棲動物采樣與環境參數測量的工作（受施工影響，2022年7月A2和E2采樣點未采集），其中D0和E2-N為2022年增加的采樣點。綿遠河和湔江分別布置4個采樣點，采樣時間為2022年7月。秋季和夏季考察期間石亭江日平均流量分別為25 m3/s和7 m3/s，采樣點分布情況如圖1所示。

石亭江、綿遠河和澗江河床底質以砂卵石為主，選用水平采樣框尺寸為0.3 m×0.3 m的索伯網采集底棲動物樣品，為滿足樣本數量和保證采樣點具有代表性，各采樣點重復采集3次，每個采樣點采集面積0.27 m2，使用60目不銹鋼篩網進行過濾，經過人工挑選之后，收集至50 mL樣品瓶，用10%的甲醛溶液進行固定。在實驗室經鑒定（屬水平）、計數和稱重后換算為單位面積的密度和生物量。

1.1.2" 水樣采集與理化指標檢測

對所有采樣點的水樣進行現場測量與采集。水動力參數現場測量，其中，流速使用LS1206B型流速儀測量，水深使用鋼尺測量。理化水質指標（水溫、pH、濁度、鹽度、電導率等）使用衡欣多參數水質儀和哈希濁度儀現場測量；水質化學指標（總磷TP、總氮TN、化學需氧量COD等）經現場采樣后在實驗室內進行國標法檢測。

1.1.3" 數據處理及統計分析

1.1.3.1" 評價參數的計算

本次研究使用的底棲動物群落參數主要包括［6］：

① 物種豐富度與多樣性，包括物種豐度S、Shannon-Wiener多樣性指數H′、Simpson多樣性指數D′和Pielou均勻度指數J；② 生物多度與群落形態結構，其中多度指底棲動物的個體數量，包括生物密度（個/m2）、生物量（g/m2）、Simpson優勢度D等；③ 群落功能結構，包括功能攝食類群和功能習性類群，其中功能攝食類群包括撕食者、牧食收集者、濾食收集者、刮食者、捕食者5種類型，功能習性類群包括穴居型、固著型、攀爬型、蔓生型、潛水型、溜水型和游泳型7種類型；④ 耐污能力，用生物指數BI評價，根據底棲動物對污染因子的耐受能力，賦予底棲動物不同的耐污值［7-9］。

（1） Shannon-Wiener多樣性指數H′［10］：

H′=-Si=1niNlnniN

（1）

（2） Simpson多樣性指數D′［11］：

D′=1-Si=1niN2

（2）

（3） Pielou均勻度指數J［12］：

J=H′lnS

（3）

式中：S為物種豐度;

ni為該采樣點第i種底棲動物多度;

N為該采樣點全部底棲動物的多度。

H′反映了群落的信息量，數值越大群落信息的不確定性越大，表明底棲動物多樣性越高；D′表征底棲動物多樣性大小，數值越大，多樣性越高；J反映了各物種個體數目分配的均勻程度。

與Simpson多樣性指數對應的Simpson優勢度指數D計算公式為

D=Si=1niN2

（4）

該指數用于評價群落中各物種相對多度的優勢程度，區間為0～1，數值越大表示該底棲動物物種優勢程度越高。

生物指數BI主要用來評價底棲動物棲息地的水質有機污染的情況，計算公式為［13］

BI=Si=1nitiN （5）

式中：ti為第i種底棲動物的耐污值。

1.1.3.2" 顯著差異性分析

通過參數檢驗和非參數檢驗對分組生物變量進行顯著差異性分析。進行顯著性差異檢驗之前，使用Shapiro-Wilk方法進行組內數據的正態性檢驗。若每組數據均通過正態性檢驗（p＞0.05），3組或3組以上數據使用SPSS 25.0中單因素方差分析（One-way ANOVA）進行參數檢驗，兩組數據使用獨立樣本T檢驗進行參數檢驗。若數據未通過正態性檢驗（p＜0.05），3組或3組以上數據使用Kruskal-Wallis方法進行非參數檢驗，兩組數據使用曼-惠特尼U（Mann-Whiney U）進行非參數檢驗。

1.1.3.3" 回歸分析

基于廣義可加模型（generalized additive model，GAM）分析底棲動物群落指標與環境因子的關系。GAM的本質為一種非參數化的廣義線性模型，基本模型為［6］

g-1（E（y））=b+s（x1）+…+s（xn）

（6）

式中：E（y）為響應變量的期望值;

g-1（）為鏈接函數;

b為模型截距;

x1到xn為解釋變量;

s（）為光滑函數，通常選擇三次樣條曲線。

本文使用調整R2值作為擬合優度，R2值區間為0～1，越趨近1則擬合程度越好（R：vegan包，RsquareAdj（））。底棲動物群落指標與環境因子之間的關系使用GAM進行回歸分析，并使用調整R2作為擬合優度分析擬合結果（R：mgcv包，gam（））。

2" MMI指數構建

2.1" MMI指數

基于多指數體系評價的基本框架［5］，以沱江支流石亭江、綿遠河和湔江的44個采樣點的底棲動物生物數據和環境數據為基礎，進行生物完整性的多參數指數的確定。生物完整性的多參數指數的計算方法為［6］

MMI=nwi·MIi

（7）

式中：MMI是n個底棲動物群落參數（MI）經過加權平均后得到的指數，為0～1區間內的無量綱數，其大小反映了棲息地斑塊所處生態質量的優劣情況，1指采樣點棲息地斑塊生態質量處于極佳狀態，0指棲息地斑塊生態質量處于極差狀態。MIi代表了第i個底棲動物群落參數值，區間在0～1，MIi的數值大小表征了以當前底棲動物群落參數為基礎的生態質量的優劣情況：1為極佳狀態，0為極差狀態。wi為第i個底棲動物群落指標MIi的權重值，所有的wi總和為1。

2.2" 群落指標的選擇

基于歐洲和美國對底棲動物群落完整性的評價標準，底棲動物河流棲息地生態評價從以下4個方面進行分析：① 物種豐富度與多樣性；② 群落形態結構；③ 群落功能結構，功能結構包括底棲動物的功能攝食類型和功能習性兩個方面；④ 耐污能力。

根據篩選群落指標“單調響應”的重要依據［6］，應篩選出能夠對環境惡化作出單調響應的底棲動物群落參數，并對所選擇的群落參數進行歸一化處理。群落參數歸一化的原因是使得轉換后的數值區間為0～1，同時使得參數值能夠對環境梯度變化作單調響應。

2.3" 指標權重的確定

本次研究將篩選出的底棲動物群落參數與環境因子的擬合優度轉化為相應的權重。賦權方法為：使用GAM模型構建每個群落參數與環境因子之間的回歸關系，將統計模型計算得到的擬合優度R2作為量化某一底棲動物群落參數信息量大小的依據：模型的擬合優度R2數值越大，表示該底棲動物群落參數與環境因子的匹配程度越高，即該群落參數涵蓋反映底棲動物生境條件的信息量越大。計算某一底棲動物群落參數對應的擬合優度R2在所有擬合優度R2總和的占比，定義為該群落參數的權重指數wi。

3" 結果與討論

3.1" 石亭江底棲動物的季節變化特征

3.1.1" 底棲動物群落組成變化

2021年10月（秋季）采集底棲動物個體總數為7 023個，采樣點平均密度為1 445個/m2，隸屬4門6綱13目35科54（屬）種。其中節肢動物種類數最多，有47種，占總種類個數的87%，節肢動物中昆蟲綱種類數為46，甲殼綱僅有1種。環節動物門種類數次之，有4種，占總種數7%，環節動物中蛭綱和寡毛綱分別有2種。軟體動物門中僅有腹足綱，有2種，占總種數的4%。線蟲動物門最少，有1種，占2%。2022年7月（夏季）采集底棲動物個體總數為7 213個，采樣點平均密度為1 484個/m2，隸屬1門1綱7目18科33屬，全部由水生昆蟲組成。

從兩個季節采集的底棲動物數量來看，夏季采集到的底棲動物稍多于秋季，但季節間底棲動物數量無顯著差異（p＞0.05）。從底棲動物物種豐度來看，石亭江秋季底棲動物的種類數多于夏季，但夏季和秋季水生昆蟲占比表明，兩個季節的底棲動物群落組成均以水生昆蟲為主。

石亭江秋季和夏季EPT類群（襀翅目、毛翅目、蜉蝣目）相對密度表現出顯著差異（p＜0.01），夏季EPT類群相對密度較秋季顯著減少，說明秋季較強的水流動力條件適宜EPT類群生存，與EPT類群為喜流水種的結論［14］基本一致。

3.1.2" 群落參數的變化

對石亭江底棲動物物種豐度、密度和生物量進行統計，發現2021年秋石亭江各采樣點平均物種豐度（16）大于夏季（11），而秋季密度和生物量（1 445個/m2，7.14 g/m2）均小于夏季（1 484個/m2，7.56 g/m2），單因素方差分析表明，底棲動物物種豐度在秋季顯著高于夏季（p＜0.05）。

底棲動物多樣性指數對比表明，Shannon-Wiener多樣性指數H′、Simpson多樣性指數D和Pielou均勻度指數秋季J（1.87、0.76、0.69）均大于夏季（1.51、0.65、0.67），其中Shannon-Wiener多樣性指數H′在秋季和夏季之間表現出顯著差異（p＜0.05）。

秋季采樣期間石亭江處于豐水期，而夏季采樣期間石亭江仍處于枯水期，因此秋季比夏季水量豐沛，水流動力學作用更強，本文中石亭江夏季底棲動物密度、生物量與秋季相差不大，但夏季底棲動物種類數顯著小于秋季，說明底棲動物物種分布與季節的水文特征具有一定的相關性，較低的水位與流量的影響導致了某些底棲動物物種不適宜生存。

3.1.3" 功能攝食類群和功能習性類群的變化

石亭江夏季和秋季底棲動物的功能攝食類群以及功能習性類群相對密度的兩個季節組間的差異顯著性檢驗結果（圖2）表明，功能攝食類群中牧食者（p＜0.01）、刮食者（p＜0.01）和撕食者（p＜0.01）的相對密度表現出了季節性的顯著差異，而功能習性類群中蔓生型生物（p＜0.001）和游泳型生物（p＜0.001）表現出季節性的顯著差異。濾食者和捕食者的相對密度平均值在季節間表現出秋季＞夏季，穴居型、固著型、

攀爬型和潛水型生物的相對密度平均值表現出秋季＞夏季，但它們在夏季和秋季間的差異性均不顯著（p＞0.05），對季節變化的響應不明顯。

石亭江底棲動物在不同季節條件下的功能攝食類群組成和功能習性類群組成如圖3所示。無論秋季還是夏季，牧食收集者均為優勢程度最大的功能攝食類群，濾食收集者的優勢程度次之，說明細顆粒有機碎屑（FPOM）為石亭江底棲動物最重要的食物來源。在夏季，牧食收集者的比例增大，濾食收集者的比例減小，這可能與它們攝取食物的特點有關，牧食收集者適宜生存在水流流速緩慢的環境，因為它們主要以沉積到河床底部的有機碎屑為食，而濾食收集者主要以懸浮在水體中的藻類或有機碎屑為食，因此濾食者適宜生存在流速較快的水體環境下。秋季采樣期間石亭江日平均流量為25 m3/s，夏季采樣期間日平均流量為7 m3/s，秋季水流動力作用更強，因此水流動力條件對牧食者與濾食者的影響與前人研究一致［15-16］。

秋季刮食者的優勢程度比夏季大，說明秋季石亭江濱岸帶水生植被的枝葉脫落，為撕食者提供了更多的粗顆粒有機質（CPOM）。夏季撕食者的優勢程度減小，說明夏季石亭江CPOM和固著藻類在底棲動物的食物來源中占比減少。秋季和夏季捕食者的優勢程度最小。功能習性的優勢類群對季節變化的響應較為明顯，與秋季相比，夏季蔓生型生物的優勢程度增大，而固著型生物的優勢程度減小。蔓生型動物主要棲息于沉水植物的葉片表面或細顆粒基質頂部［17］，夏季濱岸帶植被覆蓋豐度，為蔓生型生物提供了更多的適宜的棲息環境。固著型生物主要依附于河床底質，能夠承受強的水流動力沖擊，因此在水流動力較強的秋季，固著型生物能夠在所有的功能習性類群中占據優勢。

3.2" 基于MMI指數的生態評價

3.2.1" MMI指數構建

參與作為解釋底棲動物動物群落指標變化的環境因子共有16個，分別是描述水動力特征的流速和水深；描述水質特征的水溫、pH、濁度、電導率、鹽度、TDS、TOC、TIC、氨氮、硝氮、亞硝氮、總氮、總磷和COD。

在確定各底棲動物群落參數的權重值之前，需要篩除GAM中無法構建與環境參數呈回歸關系的群落參數。根據模型構建結果，本文從39個群落參數中篩除蜉蝣目豐度、襀翅目豐度、毛翅目豐度、甲殼動物-軟體動物豐度、襀翅目相對密度、捕食者豐度和耐污物種豐度共7個參數。表1給出了GAM對32個底棲動物群落參數和環境因子的擬合結果中的前10個指標，用GAM R2量化擬合優度。GAM R2數值越大，則底棲動物群落參數與環境因子之間的擬合程度越強，即該指標包括了更多反映生境條件的信息。將某一群落指標的R2在所有擬合優度R2總和的占比作為相應群落指標的權重指數wi，利用式（7）即可計算各采樣點的MMI數值。

結果表明，兩個物種豐富度與多樣性參數——物種豐度（8.02%）、EPT豐度（7.69%）和3個群落功能結構參數——固著型豐度（9.01%）、刮食者豐度（7.48%）、收集者豐度（7.42%）以及一個耐污能力參數——清潔物種豐度（7.51%）在多指標評價體系中的占比相對較高。其中EPT豐度權重比例較高，這也說明EPT生物是評價棲息地斑塊的重要指示類群［18］。

3.2.2" 棲息地生態評價結果

根據權重系統分析，分別對GAM預測得到的底棲動物群落參數和實際群落參數進行加權，計算得到理論預測MMI值和實測MMI值，對比如圖4所示，調整R2為0.60，擬合優度良好。本文參考歐洲淡水棲息地生態質量評價的劃分等級［19］，將多參數指數MMI劃分為以下5個等級：① 極差，0＜MMI≤0.2；② 差，0.2≤MMI＜0.4；③ 中等，0.4≤MMI＜0.6；④ 良好，0.6≤MMI＜0.8；⑤ 極好，0.8≤MMI＜1。

使用上述確定的各底棲動物群落參數權重wi，計算44個采樣點的MMI值。依據MMI數值劃分石亭江秋季和夏季各采樣點至對應的生態質量等級如圖5所示。經計算，3條河流的所有采樣點中河流底棲動物生境44個不同MMI指數對應的生態質量以良好（0.6≤MMI＜0.8）為主，占比為81.8%，生態質量中等（0.4≤MMI＜0.6）的棲息地斑塊比例為13.6%，而生態質量極好（0.8≤MMI＜1）的棲息地斑塊最少，占比僅為4.5%。

石亭江秋季和夏季的河流棲息地斑塊的生態質量存在差異，圖6給出了石亭江秋季和夏季采樣點的生態質量等級和空間分布。秋季石亭江棲息地斑塊的生態質量較好，而夏季石亭江下游的棲息地斑塊生態質量有所下降。其中秋季生態質量為極好的占比約為11.1%，生態質量為良好的占比約為88.9%，18個棲息地斑塊生態質量比例為1∶8（極好∶良好）;夏季生態質量為中等的占比約為27.8%，生態質量為良好的占比約為72.2%，18個棲息地斑塊生態質量比例為1∶2.6（中等∶良好）。兩個季節中，棲息地斑塊生態質量等級產生明顯變化的采樣點為D1、D2、F1和F2，秋季D1和D2棲息地斑塊生態質量為良好，夏季為中等，其主要原因是秋季兩個采樣點棲息地斑塊的固著型生物豐度、物種豐度、EPT豐度和清潔物種豐度均大于夏季，且它們的權重值wi相對較大，對MMI指數結果產生的影響也較大。與秋季相比，夏季F1和F2兩個采樣點的固著型豐度、物種豐度和EPT豐度明顯減少，且夏季的Shannon-Wiener多樣性指數（分別為0.96、0.68）明顯小于秋季（分別為2.20、1.91）。2022年夏季綿遠河不同生態質量的斑塊比例為1∶3（中等∶良好），湔江棲息地斑塊的生態質量全為良好。

4" 結 論

（1） 石亭江秋季和夏季底棲動物均以水生昆蟲為主，秋季底棲動物物種豐度更高，但夏季底棲動物具有較高的密度和生物量。物種豐度、Shannon-Wiener多樣性指數與EPT類群的相對密度存在季節性的顯著差異。石亭江兩個季節中牧食收集者均為優勢程度最大的功能攝食類群，而捕食者為優勢程度最小的功能攝食類群。對于功能習性類群，秋季固著型生物的優勢程度最大，而夏季蔓生型生物的優勢程度最大，攀爬型生物的優勢程度在秋季和夏季中均為最小。

（2） 綜合底棲動物的物種豐度與多樣性、群落形態結構、群落功能結構和耐污能力等4個方面共32個底棲動物群落參數構建了基于多參數指數的河流生態評價體系。固著型生物豐度、物種豐度、EPT豐度、清潔物種豐度等指標是該評價體系的重要構成。該評價體系對于研究河流棲息地斑塊的生態狀況具有較好的評價能力。根據多指標評價體系得到的MMI值，將河流棲息地斑塊生態質量劃分為5個等級：極差（0～0.2）、差（0.2～0.4）、中等（0.4～0.6）、良好（0.6～0.8）和極好（0.8～1）。石亭江秋季和夏季的河流棲息地斑塊的生態質量存在差異，秋季石亭江棲息地斑塊的生態質量較好，夏季石亭江下游的棲息地斑塊生態質量有所下降。湔江棲息地斑塊生態質量全部為良好，綿遠河存在一個中等質量棲息地斑塊，其余均為良好。

（3） 基于底棲動物完整性評價的多參數（MMI）指數的結果，綿遠河與湔江的棲息地斑塊生態質量整體高于石亭江，且石亭江上游河段的生態質量優于下游河段。石亭江下游河段河床沖刷嚴重，受人為擾動劇烈，為改善石亭江生態質量，建議采取減少下游河床沖刷的治理措施，提高兩岸工廠排出污水的水質標準，盡量減小對河流生態系統的破壞。

參考文獻：

［1］" 段學花.河流水沙對底棲動物的生態影響研究［D］.北京：清華大學，2009.

［2］" BCHE L A，MCELRAVY E P，RESH V H.Long-term seasonal variation in the biological traits of benthic-macroinvertebrates in two Mediterranean：climate streams in California，USA［J］.Freshwater Biology，2006，51（1）：56-75.

［3］" 聶銳華，王小凡，劉發明，等.強震受損山前河流河床演變研究［J］.工程科學與技術，2018，50（3）：105-111.

［4］" FAN N N，NIE R H，WANG Q，et al.Dramatic undercutting of piedmont rivers after the 2008 Wenchuan Ms 8.0 Earthquake［J］.Scientific Reports，2016，6（1）：37108.

［5］" KARR J R.Assessment of biotic integrity using fish communities［J］.Fisheries，1981，6（6）：21-27.

［6］" 周雄冬.青藏高原底棲動物對河流地貌的響應研究［D］.北京：清華大學，2019.

［7］" MANDAVILLE S M.Benthic macroinvertebrates in freshwaters：Taxa tolerance values，metrics，and protocols［M］.Nova Scotia：Soil amp; Water Conservation Society of Metro Halifax，2002.

［8］" 王建國，黃恢柏，楊明旭，等.廬山地區底棲大型無脊椎動物耐污值與水質生物學評價［J］.應用與環境生物學報，2003（3）：279-284.

［9］" 王備新，楊蓮芳.我國東部底棲無脊椎動物主要分類單元耐污值［J］.生態學報，2004（12）：2768-2775.

［10］SHANNON C E.A mathematical theory of communication［J］.The Bell System Technical Journal，1948，27（3）：379-423.

［11］SIMPSON E H.Measurement of diversity［J］.Nature，1949，163（4148）：688-688.

［12］PIELOU E C.The measurement of diversity in different types of biological collections［J］.Journal of Theoretical Biology，1966，13：131-144.

［13］HILSENHOFF W L.Using a biotic index to evaluate water quality in streams［M］.Madison：Department of Natural Resources，1982.

［14］任海慶，袁興中，劉紅，等.環境因子對河流底棲無脊椎動物群落結構的影響［J］.生態學報，2015，35（10）：3148-3156.

［15］蔣萬祥，賈興煥，周淑嬋，等.香溪河大型底棲動物群落結構季節動態［J］.應用生態學報，2009，20（4）：923-928.

［16］朱晨曦，莫康樂，唐磊，等.漓江大型底棲動物功能攝食類群時空分布及生態效應［J］.生態學報，2020，40（1）：60-69.

［17］YU Z D，WANG H，WANG R Q，et al.The effects of bridge abutments on the benthic macroinvertebrate community［J］.Polish Journal of Environmental Studies，2016，25（3）：1331-1337.

［18］MANDAVILLE S M.Benthic macroinvertebrates in freshwaters：Taxa tolerance values，metrics，and protocols［M］.Nova Scotia：Soil amp; Water Conservation Society of Metro Halifax，2002.

［19］HERING D，FELD C K，MOOG O，et al.Cook book for the development of a Multimetric Index for biological condition of aquatic ecosystems：experiences from the European AQEM and STAR projects and related initiatives［J］.Hydrobiologia，2006，566：311-324.

（編輯：黃文晉）

Seasonal variation of benthic macroinvertebrate community structure and ecology evaluation in Shiting River

LI Songyi1，ZHENG Shan2，3，4，ZHOU Xiongdong5

（1.Zhejiang Design Institute of Water Conservancy and Hydro-electric Power Co.，Ltd.，Hangzhou 310002，China；

2.Key Laboratory of Earthquake Engineering Simulation and Seismic Resilience of China Earthquake Administration，Tianjin University，Tianjin 300350，China；

3.Key Laboratory of Coast Civil Structure Safety of Ministry of Education，Tianjin University，Tianjin 300350，China；

4.School of Civil Engineering，Tianjin University，Tianjin 300350，China；

5.Institute of Hydrobiology，Chinese Academy of Sciences，Wuhan 430072，China）

Abstract：

After the Wenchuan earthquake，the piedmont riverbed of the Shiting River was seriously eroded，which had an important impact on the river ecology.However，there is few quantitative ecological evaluation of the piedmont scouring reach.We investigated community structure of macroinvertebrate and environmental factors at 18 sampling sites of the Shiting River，Mianyuan River and Qianjiang River from autumn 2021 （October） and summer 2022 （July），where the piedmont riverbed is severely eroded since the Wenchuan earthquake.We analyzed the seasonal variation characteristics of the macroinvertebrate community structure，diversity parameters，functional feeding groups，and functional habit groups.Results showed that a total of 54 species of benthic animals were collected from the Shiting River，belonging to 4 phyla，6 classes，and 35 families in autumn.In summer，a total of 33 species of benthic animals were collected，belonging to 1 phyla，1 class，and 18 families.In autumn and summer，the collector-gatherers were the group with the greatest dominance，while the predators had the smallest dominance.In autumn，the dominance of the clingers was the highest.The dominance of the sprawlers was the highest in summer.The dominance of climbers was the lowest in both autumn and summer.The multi-metric index （MMI） evaluation system established based on the macroinvertebrate assemblage indices evaluated the ecological qualities of three rivers' habitat patches.According to the system，the ecological quality can be divided into five levels （bad，poor，moderate，good and perfect）.The ecological qualities of the habitat patches of the three rivers were generally good，with several patches being moderate.The riverbed erosion of the Mianyuan River and Jianjiang River was relatively small，and their overall ecological quality of habitat patches was higher than that of the Shiting River.In autumn，the ecological qualities of habitat patches in the Shiting River were better than that in summer.

Key words：

benthic macroinvertebrate； seasonal variation； functional feeding groups； functional habit groups； multi-metric index （MMI）； Shiting River