濟南市雪野湖濕地公園大型底棲動物多樣性調查

中圖分類號：S932.8 文獻標志碼：A

在水生生物中，底棲動物是生活史的大部分或全部時間生活在水體底部或沉積物表層的一類水生生物類群，與其他水生生物相比，底棲動物具有種類多樣、分布廣泛、生命周期長等特點，而且能夠對外界脅迫及干擾作出積極響應，是河湖水環境質量及水生態系統健康評價的指示類群之一[1]。作為水生態系統中重要的組成部分，既能促進底質有機物分解，又能為水體底層魚類提供天然餌料，在物質循環和能量流動中起到承上啟下的重要作用[2]。因此，掌握底棲動物種類組成及多樣性，有利于更好地調整和保護濕地水生態系統，從而為人類提供可持續的高質量生態服務[3-4]

雪野湖位于山東省濟南市萊蕪區北部，處于大汶河上游，距離濟南市中心 46km ，其流域面積 ，水域面積 ，蓄水量2.21億 ，平均水位為 。雪野湖為山區丘陵型湖庫，是一座集防洪、工農業供水、水產養殖、旅游科普等多功能于一體的大型水利工程。雪野湖氣候屬暖溫帶大陸性季風氣候，四季分明，溫差較大，年平均氣溫 ，年極端最高氣溫為 39.2% ，極端最低氣溫 ，年降水量 760.9mm ，年平均最大風速為 。近年來，隨著湖區周邊城市化速度的加快，人類劇烈的社會活動對湖區水生態環境造成了重大影響，導致水生生物群落出現了相應的演替[7]。但是，近年來針對雪野湖水生生物資源的相關研究較少，尤其是底棲動物的多樣性調查研究尚未開展。基于此，2020年對雪野湖底棲動物群落結構及多樣性進行了摸底調查，以期為濟南地區水生生物資源的保護和雪野湖流域水生態健康評價提供參考依據。

1材料與方法

1. 1 調查時間及采樣點

根據雪野湖的氣候、水文及地勢地貌特征，在湖區設置6個調查（ ΔXY1～XY6 ）（圖1）。XY1、XY2、XY3和XY4設置在湖上游，其中XY2位于通天河入湖處，XY1和XY3位于湖汊處，XY4設置在湖中游敞水區。XY5和XY6設置在湖下游，其中XY5位于水區，XY6位于碼頭附近。于2020年9月對雪野湖底棲動物資源進行空間分布特征調查。

1.2底棲動物采集與種類鑒定

根據大汶河濕地底質及水深的具體情況，使用GPS對采樣點進行準確定位，在采樣點使用彼得遜采泥器（面積 ）進行定量采樣。每個采樣點采集2次重復樣，采集到的沉積物樣品經過60目的網篩過濾，將濾出的粗樣品裝入廣口瓶中，帶回實驗室進一步處理。在實驗室，將采集到的粗樣本倒入白瓷盤中進行精細分揀，分揀后的底棲動物樣本用 10% 的福爾馬林溶液固定保存。底棲動物樣本鑒定時參照相關專業文獻[7-9]，底棲動物分類至盡可能低的分類單元，同時使用精度達到萬分之一的電子天平對濕重進行稱量計數。

1.3 數據處理與分析

1.3.1底棲動物群落優勢種

優勢種的確定采用優勢度（Y），計算公式為：

式中： 為第 i 種生物的個體數， N 為所有種類的總個體數 為某種浮游生物出現的頻率。 Y≥0.02的物種確定為優勢種[10]

1.3.2底棲動物群落多樣性

采用Shannon-Weiner多樣性指數 、Pielou均勻度指數 （J） 對物種進行分析。計算公式分別為：

式中， 為第 i 種的個體數與總個體數的比值； 為第 種個體數； N 為所有種個體數； s 為樣品中總種類數[11]。生物多樣性指數水質評價標準如表1，可分為5個等級。

2 調查結果

2.1底棲動物種類組成

調查期間雪野湖濕地公園共采集到底棲動物3門5綱17種，其中昆蟲綱有8種，占總種類 47.06% ，腹足綱有5種，占總種類數 29.41% ，軟甲綱有2種，占總種類數 11.76% ，瓣鰓綱、蛭綱各有1種，各占總種類數 5.88% （見圖2）。底棲動物種類分布在采樣點位上存在差異，其中：種類數最多的采樣點是XY2，有11種；采樣點XY6種類數最少，有1種（見圖3）。調查發現底棲動物組成中優勢種有3種，其中腹足綱1種：梨形環棱螺（Bellamya purificata），軟甲綱1種：中華尺米蝦（Caridinadenticulata），昆蟲綱1種：溪流搖蚊（Chironomusriparius），優勢度最高的是中華尺米蝦（0.250）。

2.2底棲動物密度和生物量

調查發現底棲動物密度平均為289.1個 ，范圍為9.6個 個 ，密度主要取決于軟甲綱，其密度占底棲動物總密度的 40.33% ，其次是昆蟲綱、腹足綱，密度占比均為 28.18% （見圖4）。

生物量平均為 $91.91＼mathrm{＼bf～g}/＼mathrm{＼bfm}^{2}$ ，范圍為 $1.＼ 25＼mathrm{＼g/m}^{2}$ 一 ，腹足綱占總生物量的 58.06% ，軟甲綱占比為 32.33% （見圖5）。底棲動物密度和生物量在各采樣點存在差異，采樣點XY3密度和生物量均相對較高（見圖6、圖7）。

2.3 底棲動物多樣性

底棲動物Shannon-Wiener多樣性指數 平均值為1.34，變化范圍為0.14＼～3.15，最高值出現在XY2采樣點，最小值出現在XY4采樣點（圖8）。Pielou均勻度指數 （J） 平均值為0.60，變化范圍為0.14＼～0.91，最高值出現在XY2采樣點，最小值出現在XY4采樣點（圖8）。參照生物多樣性指數水質評價標準，依據底棲動物多樣性指數雪野湖濕地公園秋季水質呈中污染，依據底棲動物均勻度指數，雪野湖濕地公園秋季水質呈輕污染。

3分析與討論

底棲動物是一類生活于水體底部的生物類群，在維持生態系統的結構和功能上發揮著重要的作用，主要以藻類和有機碎屑為食，是鯉、鯽等水體底層魚類的天然餌料，對環境變化敏感，能夠對多種類型的污染做出響應，因此常作為反映水體生態狀況的最佳指標被廣泛應用[13-14]。該調查共采集到底棲動物17種，以昆蟲綱種類占主導，群落結構趨于簡單，優勢種主要為螺類和搖蚊幼蟲，其種類組成具有典型的北方湖庫魚類群落結構特征[15]，與同一地區的大明湖、白云湖調查的結果[16]存在差異，相比少于同一區域的小清河調查的23種[17]，相比大于濟西濕地的12種、華山湖的12種、澄波湖的6種[18]，種類及優勢種間的差異主要與該湖泊所處的地理位置及生態環境有關。底棲動物群落結構的簡單化，這很大程度上與雪野湖周邊城鎮發展及農業開發密切相關，湖區周邊人類活動干擾、氮磷元素流入、生活污水排放等直接或間接影響著水體中物質和離子的組成及濃度，進而對水生生物的生長繁殖產生影響，尤其是工業生產的點源污染與農業灌溉的面源污染影響重大[19]。有機物質及營養物質的攝入，促進了微生物及藻類的大量繁殖，有利于食藻類和有機碎屑的底棲動物種群發展，此外過度捕撈導致的鯉、鯽等雜食性底層魚類減少，對底棲動物捕食壓力減弱，造成螺類和搖蚊幼蟲數量增加。

水質生物評價是通過對水體中底棲動物的調查或對底棲動物的直接監測來評價水質的生物學質量，物種多樣性指數水質評價方法是通過研究群落中各物種的組成情況來反映水體受環境污染的脅迫對群落造成的影響[20]。該研究選取底棲動物Shannon-Weiner多樣性指數（ ）和Pielou均勻度指數 （J） 對雪野湖的水體進行評價。生物多樣性指數是表示生物群落內種類多樣性的程度的量綱數值，通過結合生物種類、數量等參數比較客觀地反映生境對生物產生的綜合累積效應，多樣性指數越高，表明群落結構越穩定[21]。均勻度指數則是實際多樣性與理論最大多樣性的比值，反映各個物種個體數目在群落中分配的均勻程度[22]。該調查顯示，雪野湖底棲動物多樣性指數平均值1.34，變化范圍在 0.14～3.15 ，整體處于較低水平，水質生物評價顯示該湖區水質處于中污染一輕污染狀態，與同一區域的小清河（1.14）[23]基本處于同一狀態，但水質優于濟西濕地（0.95）[18]。從整體來看，雪野湖水質與濟南水域水體狀態基本一致。底棲動物多樣性與其生境密不可分，生境發生變化，底棲群落多樣性在時間與空間上會隨之作出積極響應[24]，因此底棲動物多樣性的研究除了選擇最適的監測指數，還需把握好群落多樣性的時空尺度。雪野湖是濟南重要的水資源與水生態區，其水生態系統的健康直接關系到人類的發展。基于此，在實際管理工作中根據湖庫水體保護要求，禁止一切不利于保護生態系統水源涵養功能的經濟社會活動和生產方式，減少水體污染，提高水質質量，恢復底棲生物群落，增加食物網的穩定性，提升生態系統服務功能，為雪野湖濕地生態保護和高質量發展提供有力支撐。

參考文獻：

[1]陳麗，王東波，君珊.拉薩河流域大型底棲動物群落結構及其與環境因子的關系[J].生態學報，2019，39（3）：757-769.

[2]戴紀翠，倪晉仁.底棲動物在水生生態系統健康評價中的作用分析[J].生態環境，2008，17（5）：2107-2111.

[3]池仕運，鄧燕青，胡菊香，等.江西省淺水湖泊大型底棲無脊椎動物多樣性特征和影響因素［J].湖泊科學，2024，36（3） ：858-869.

[4]丁建華，楊威，金顯文，等.贛江下游流域大型底棲動物群落結構及水質生物學評價［J].湖泊科學，2012，24（4）：593-599.

[5]韓國良.雪野湖水資源優化配置研究[D].濟南：山東建筑大學，2022.

［6]洪治中.山東萊蕪雪野湖水庫消落帶生態修復策略研究[J].華中建筑，2014，32（3）：102-106.

[7]徐珊，于莉，徐秋云，等.濟南市雪野湖浮游生物群落結構特征及多樣性分析[J].安徽農業科學，2023，51（24）：56-61.

[8]齊鐘彥，馬繡同.中國動物圖譜：軟體動物 第四冊［M].北京：科學出版社，1985.

[9]韓茂森，束蘊芳.中國淡水生物圖譜［M].北京；海洋出版社，1995.

[10]段學花，王兆印，徐夢珍.底棲動物與河流生態評價[M].北京：清華大學出版社，2010.

[11]白海鋒，王怡睿，宋進喜，等.渭河浮游生物群落結構特征及其與環境因子的關系［J].生態環境學報，2022，31（1）：117-130.

[12]張志遠，張思九，林育青，等.怒江源區不同層級河流底棲動物群落結構特征及影響因子分析[J].環境科學學報，2023，43（11） ：350-361.

[13]鄭丙輝，田自強，張雷，等.太湖西岸湖濱帶水生生物分布特征及水質營養狀況[J].生態學報，2007，27（10）：4214-4223.

[14]李俊.山湖水庫的漁業資源及其利用[J].水利漁業，2007，28（6）： 41+48

[15]陳亞寧，崔旺誠，李衛紅，等.塔里木河的水資源利用與生態保護[J].地理學報，2003，58（2）：215-222.

[16]竇乾明，都雪，王樂，等.土地利用和水環境因子對大型底棲動物次級生產力的影響：以東北地區連環湖為例[J].湖泊科學，2024，36（3）：846-857.

[17]相華，殷旭旺，商書芹，等.城市水生態系統健康評價與修復對策研究［M].北京：中國水利水電出版社，2021.

[18]汪峰，單彪，于濤，等.小清河流域春季底棲動物功能攝食類群與水環境因子的關系[J].河北漁業，2019（12）：41-46.

[19]YU Tao，ZHANGYuan，WU Fengchang，etal.Six-decadechangein water chemistry of large freshwater Lake Taihu，China[J].Environmental Science amp; Technology，2013，47（16）：9093-9101.

[20]盛蕭，毛建忠，曹然，等.基于5種大型底棲動物評價指數的河流生態健康評價[J].水資源保護，2017，33（1）：75-82.

[21]劉鋼，孟云飛，吳丹，等.青藏高原可魯克湖浮游動物群落結構特征及水質評價［J].大連海洋大學學報，2018，33（3）：379-386.

[22]PIELOU EC.Species-diversity and pattern-diversity inthe study of ecological succession[J].Journal of theoreti-cal biology，1966，10（2）：370-383.

[23]汪峰，單彪，于濤，等.小清河流域春季底棲動物功能攝食類群與水環境因子的關系[J].河北漁業，2019（12）：41-46.

[24]王博涵，吳丹，張吉，等.濟南河流大型底棲動物攝食功能群多樣性及時空動態[J].生態學報，2017，37（21）：7128-7139.

Study on the macrobenthic fauna diversity in Jinan Xueye Lake Wetland Park，Jinan

CAO Longzhi ，HAN Xiao1，SHANG Shuqin1，GUO Wei1，BAI Haifeng2，YIN Xuwang2 （1.JinanHyroonteaodogilgfsrieifeecealanOcnUesitn 116023，Liaoning China）

Abstract：Inorder to understand thecommunity structureof urban wetland benthos andthe status of water ecological environment，thesamplingofbenthicanimals was investigatedandanalyzed in Jinan XueyeLakeWetland Park in September 2020.Theresultsshowed thatatotalof17benthic species belonging to3phyla，5classes were collected，amonmg which Insecta species accounted for 47.06% of the total species，followed by Gastropoda species accounting for 29.41% .The mean values of benthic animals density and biomass were and with ranging from 9.6 ind. to 555.9 ind. and to $266.08＼mathrm{＼g/m}^{2}$ ，respectively. The mean values of Shannon-Wiener diversity indexand Pielouevenness index were1.34andO.6O，respectively.Theanalysis results showed that the compositionof benthic animal species was dominated by insect class，and the community structure tended tobe simplified.The waterquality evaluationresultsofbiodiversityindex showed thattheoveal water qualityin XueyeLake was inastateof moderatepollution to light polution.It was suggested to strengthenthe protectionof waterqualityinthewetlandof Xueye Kake，revitalize the biologicalcommunityand improve the biodiversity.

Keywords：XueyeLakeWetland Park；benthos；community structure；biodiversity