苏州河底栖动物群落恢复过程动态研究

2000年10月至2003年4月,对苏州河8个采样点的底栖动物群落恢复状况的调查结果表明,苏州河底栖动物群落优势种主要为铜锈环棱螺、梨形环棱螺、中华颤蚓和霍甫水丝蚓,种类数比1999年有所增加,但仍以耐污种为主。对不同水体间生态环境的对比分析表明,底栖动物群落结构与水体污染程度之间具有较强的相关性,由此建立了底栖动物恢复指数,该指数可以客观地指示底栖动物群落恢复的动态过程。结合历史资料研究显示,苏州河底栖动物恢复指数呈持续上升趋势,恢复迹象比较明显。     

苏州河大型底栖动物群落结构变化

2005年4月至12月,对苏州河4个断面大型底栖动物群落密度、生物量、多样性指数以及优势种组成进行调查,并与1999年、2001年和2003年的调查数据相比较,探讨苏州河底栖动物群落结构的变化。结果表明:苏州河底栖动物种数从2001年最多的14种降至2005年最少的8种;平均密度由1999年最高值34 445.1 m-2降至2001年最低值3 746.6 m-2,其后又上升至2005年的22 770.8 m-2;生物量由1999年最高值285.33 g.m-2降至2005年最低值31.78 g.m-2;Shannon-W iener多样性指数平均值则由2001年最高值1.20降至2003年最低值0.49;P ielou均匀性指数由2001年的0.67降至2003年的0.40。赵屯、黄渡断面优势种从1999年、2001年的铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)变为2003年、2005年的霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffm eisteri),而北新泾、浙江路桥断面优势种未发生变化。根据苏州河底栖动物群落结构变化,将苏州河底栖动物群落的恢复划分为2个阶段:1999年、2001年苏州河底栖动物恢复较快,2003年、2005年恢复较缓。     

网围养殖对涡湖底栖动物群落组成及物种多样性的影响

2002年4月、7月、11月和2003年1月对滆湖底栖动物群落组成、分布及多样性现状进行了研究．结果表明，滆湖现有底栖动物31种，其中软体动物14种，淡水寡毛类6种，水生昆虫7种和水蛭4种．主要优势种为梨形环棱螺和羽摇蚊．相似性分析表明，滆湖网围养鱼区和网围养蟹区底栖动物群落组成相似程度较高，而都与非养殖区差异较大，说明网围养殖对底栖动物组成存在影响；而且网围养鱼对底栖动物的影响更甚于网围养蟹的影响．多样性分析表明，滆湖底栖动物多样性呈现自北向南递增以及夏秋低、冬春高的时空变化格局．图3表2参17     

网围养殖对滆湖底栖动物群落组成及物种多样性的影响

2002年4月、7月、11月和2003年1月对滆湖底栖动物群落组成、分布及多样性现状进行了研究.结果表明,滆湖现有底栖动物31种,其中软体动物14种,淡水寡毛类6种,水生昆虫7种和水蛭4种.主要优势种为梨形环棱螺和羽摇蚊.相似性分析表明,滆湖网围养鱼区和网围养蟹区底栖动物群落组成相似程度较高,而都与非养殖区差异较大,说明网围养殖对底栖动物组成存在影响;而且网围养鱼对底栖动物的影响更甚于网围养蟹的影响.多样性分析表明,滆湖底栖动物多样性呈现自北向南递增以及夏秋低、冬春高的时空变化格局.图3表2参17     

富营养浅湖水生植被重建对底栖动物的影响

利用在极富营养型的浅水湖泊所建立的大型实验围隔系统，对水生植被恢复后底栖动物群落的变化作了为期3a的研究．4个围隔和大湖对照点共采集到底栖动物38种，Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ号围隔人工恢复沉水植被后，水质得到明显的改善，底栖动物群落结构发生明显的变化：其种类项目、个体密度和生物量增加，软体动物重新出现，生物多样性提高．对底栖动物与水生植物之间的相互关系也作了探讨．     

澜沧江梯级水电开发对漫湾库区大型底栖动物群落及重金属沉积的影响

梯级水电开发对于河流生态系统具有复杂和深远的影响,大型底栖动物及沉积物可以很好地反映水生态系统的变化及演替趋势。结合澜沧江干流梯级水电开发,分别于2011年和2016年在漫湾库区开展大型底栖动物及沉积物定点采样调查,分析梯级水坝运行对库区大型底栖动物群落结构及生物多样性的影响,采用潜在生态风险指数(RI)对库区沉积物重金属(As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn)的生态风险进行评估,基于CCA和Pearson相关分析研究了大型底栖动物群落与重金属沉积的相互作用关系。结果表明,澜沧江梯级水坝运行后,漫湾库区静水区大型底栖动物群落密度和生物量增加明显,特别是软体动物中的河蚬河蚬(Corbicula fluminea),其密度和生物量在库区静水区占据绝对优势;库区静水区Margalef丰富度指数(d)增加显著,而Shannon-Weaver指数(H′)表现为旱季降低,雨季增加的趋势;库区沉积物重金属主要生态风险来源于Cd,其次为As,重金属潜在生态风险指数(RI)在静水区增加明显,特别是高水位的旱季,而过渡区增加不大;CCA分析表明沉积物中重金属Cr、As、Pb的含量对大型底栖动物群落及物种组成影响较大;Pearson相关分析表明昆虫纲密度与沉积物中Cr的含量呈显著正相关(P0.01),软体动物门密度与Cd、As、Cu、Zn、Pb的含量和重金属潜在生态风险指数(RI)呈显著正相关(P0.01)。随着澜沧江梯级水坝的运行,漫湾库区大型底栖动物群落及沉积物仍处于动态变化过程中,需进行长期的定点监测及深入研究。     

洞庭湖近30年大型底栖动物的群落演变

1988─2013年洞庭湖共记录大型底栖动物229种,隶属于4门7纲,其中软体动物门84种,线形动物门1种,寡毛纲28种,昆虫纲105种,蛭纲7种,甲壳纲4种。洞庭湖所存物种主要是水生昆虫和软体动物,分别占全湖种类的45.9%和36.7%,而寡毛类、蛭纲和甲壳纲分别只占12.2%、3.1%和1.7%。2000─2013年底栖动物的平均物种数(49种)明显低于1988─2000年(58种),水生昆虫的种类数下降最为显著。1988─2013年底栖动物的平均密度为249 ind·m-2,其中寡毛类密度为38 ind·m-2,水生昆虫密度为80 ind·m-2,软体动物密度为94 ind·m-2,分别占总密度的15.1%,32.0%和37.8%。近30年洞庭湖底栖动物优势种发生了较大程度的变迁,相对较为耐污的种类成为了优势种,如环棱螺(Bellamya sp.)、齿斑摇蚊(Stictochironomus sp.)和苏氏尾鳃蚓(Branchiura sowerbyi)。洞庭湖软体动物资源较为丰富,尤其是南洞庭湖,特有物种较多,但大部分处于濒危状态,洞庭湖的双壳类优势种由大型的蚌类演变为小型的河蚬。近30年来分析表明底栖动物种类数和密度与水体总氮(TN)和综合营养状态指数(∑TLI)都呈显著负相关,洞庭湖尤其是东洞庭湖的富营养化对大型底栖动物群落产生了明显的影响。     

鄱阳湖大型底栖动物群落结构的空间分布及影响因子研究

由于受人类活动干扰的加强以及受与长江干流之间"江湖关系"变化的影响,近年来鄱阳湖水生生态系统的状况及变化受到较多关注。对底栖动物群落结构的研究将有助于了解鄱阳湖生态系统结构现状及影响因子,对鄱阳湖保护对策的制定形成有效支撑。2016年7月,对鄱阳湖湖区(分别于鄱阳湖保护区和南矶山保护区)的底栖动物群落结构及相关环境因子进行了调查。调查共发现大型底栖动物27种,隶属于5门8纲,平均密度为48.40 ind.·m-2,其中主要以软体动物门为主;平均生物量为28.12 g·m-2,亦主要由软体动物门贡献。湖区主要优势种为河蚬(Corbicula fluminea)(优势度y=0.0655)、铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)(y=0.0336)、霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)(y=0.0268)。底栖动物密度、生物量及多样性指数均呈现出鄱阳湖保护区高于南矶山保护区的格局,且二者在群落组成上有明显差异,鄱阳湖自然保护区主要以腹足纲和寡毛纲为主,南矶山自然保护区主要以瓣鳃纲和腹足纲为主。典范对应分析的结果显示,鄱阳湖保护区主要受到高水深、低浊度及高溶氧的影响;南矶山保护区各样点之间群落相似性较差,分别受不同因子的影响,这表明在各区域内部,局域微生境在局域群落结构的塑造上起主要作用,因此该区域内生态系统的保护应适当考虑空间尺度。     

基于习性和食物网的白洋淀大型底栖动物群落恢复研究

白洋淀由于长期受人类活动影响,部分区域内源污染严重.针对该类区域,"十三五"水专项开展了生态清淤试点工程以实现内源治理.在清淤过程中底栖生物容易遭到严重破坏,与之密切联系的食物网受到影响.在沉水植物补种成功后,如何科学地恢复底栖动物群落并维持长效稳定,急需寻求解决方案.本研究于2018年对白洋淀大型底栖动物群落进行调查,根据调研结果、习性特征和食物网模型,提出了受损后大型底栖动物群落恢复方案.研究发现,春季优势种为螺类软体动物和虾类甲壳类动物,夏季和秋季为螺类软体动物和昆虫类摇蚊幼虫.全年主要优势种为中华圆田螺、中国圆田螺、羽摇蚊和大红德永摇蚊.通过食物网模型计算,确定了软体动物是2010年和2018年的关键功能组.因此,综合优势种和关键种,底栖动物群落恢复物种主要选择虾类、螺类和摇蚊幼虫.根据底栖动物的习性,确定甲壳动物和摇蚊幼虫以自然恢复为主,螺类以人工恢复为主的恢复方式.针对螺类关键物种,根据2018年调研生物量、工程经验值和生态容量综合确定其恢复投加量合理范围.通过以上研究,建立了基于食物网成熟度和稳定性的底栖动物群落恢复优化调控方案,为受损底栖动物群落的恢复提供借鉴.     

截污后深圳河落马洲段大型底栖动物群落的恢复过程

2000年4月至2002年4月,对截污前后的深圳河落马洲段大型底栖动物进行两周年的季度监测.结果表明,截污前深圳河落马洲段没有发现大型底栖动物;截污后大型底栖动物种数、密度、生物量和种类多样性指数(H′)有随时间推移呈增加的趋势;截污后底泥中硫化物、总氮、总磷随时间推移呈下降趋势.由此可见,截污后深圳河落马洲段大型底栖动物从无到有,种数、密度和生物量从少到多,群落结构处于向多样性恢复的过程中.图6表2参11     

黄浦江大型底栖动物群落结构特征及其与环境因子的关系

为了解黄浦江大型底栖动物的群落结构特征,于2013年11月(枯水期)和2014年7月(丰水期)采集黄浦江干流及上游支流共11个断面的沉积物和底栖动物样本。共采集到大型底栖动物29种,其中环节动物14种,节肢动物10种,软体动物5种;优势种为霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、巨毛水丝蚓(Limnodrilus grandisetosus)、河蚬(Corbicula fluminea)和闪蚬(Corbicula nitens);黄浦江大型底栖动物平均密度为3 646.4 m-2,平均生物量为16.74 g·m-2。环节动物平均密度(3 575.6 m-2)最大,软体动物平均生物量(9.35 g·m-2)最大,环节动物主要分布在中下游,而节肢动物和软体动物主要出现在上游及上游支流。相关性分析表明,水体高锰酸盐指数(CODMn)、总氮(TN)和总磷(TP)浓度等为黄浦江大型底栖动物群落分布的主要影响因子。     

江苏省不同营养状况湖泊底栖动物群落结构与多样性比较

为了解江苏省湖泊底栖动物群落结构和多样性并研究其对水环境质量变化的响应,于2012年春秋两季对江苏省16个湖泊51个采样点湖泊底栖动物群落结构与多样性以及湖泊综合营养状态指数进行调查,分析水质指标与底栖动物指数间Pearson相关关系。结果表明,江苏省16个湖泊营养状态指数范围为35.5~66.4,其中约81.2%的湖泊处于轻度-中度富营养状态,表明水质从好到中度污染;湖泊底栖动物优势种为寡毛类的霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri),优势度为13.0%;香浓多样性指数(Shannon-Wiener diversity index)范围为0.00~2.20,级别范围由极贫乏到较丰富状态,表明水质污染程度从重度到轻度污染。从全省尺度看,水质评价结果与生物学(香浓多样性指数、Pielou均匀度指数和Biotic Index(BI)指数)评价结果存在一定差异。与历史数据相比,江苏省湖泊底栖动物清洁敏感物种减少甚至消失,总体群落结构趋于小型化。16个湖泊水体总氮和总磷与底栖动物密度呈显著负相关,而综合营养状态指数与底栖动物指数(香浓多样性指数、Pielou均匀度指数和BI指数)间关系不显著。上述研究结果表明综合营养状态指数无法完全客观反映湖泊水生态健康状况,因此需要综合水质、水文、水生生物、生境状况等因素发展新的评价指标体系。     

水生态修复对莲花湖底栖动物群落的影响

武汉莲花湖是典型的富营养化城市浅水湖泊．通过对其进行16mo的监测后发现，治理后的小莲花湖比大莲花湖水质有明显改善．监测期间小莲花湖底栖动物密度和生物量均值明显高于大莲花湖，Shannon多样性指数与Margalef多样性指数也高于大莲花湖．将大、小莲花湖的10种环境因子和底栖动物密度进行典型相关分析后，发现总磷、温度、总氮、叶绿素a、氨离子是对底栖动物群落具有显著性影响的环境因子．图8表3参20.     

滇池流域入湖河流水文形貌特征对丰水期大型底栖动物群落结构的影响

河流水文形貌特征,作为决定物理生境的重要因子,与大型底栖动物群落关系密切。了解水文形貌特征对大型底栖动物的影响,对于完善环境因子对大型底栖动物群落影响研究具有重要意义。论文以滇池流域大型底栖动物群落为研究对象,旨在识别与流域大型底栖动物群落结构变化密切相关的河道水文形貌因子和河岸带水文形貌因子,并解析两类因子对底栖群落的相对影响。基于2012─2013年滇池流域55个河段大型底栖动物群落和水文形貌变量数据,利用典范对应分析(Canonical correspondence analysis,CCA)和偏典范对应分析(Partial canonical correspondence analysis,p CCA)识别影响大型底栖动物群落结构的关键因子并探讨河道水文形貌和河岸带水文形貌因子的相对重要性。结果显示,影响大型底栖动物群落结构的关键河道水文形貌因子为底质组成、河道人工化情况、河道坡降和水温,总解释量为21.6%;影响大型底栖动物群落结构的关键河岸带水文形貌因子为林地比例和其它用地比例,总解释量为9.2%。研究结果表明,河道水文形貌因子比河岸带水文形貌因子对于大型底栖动物群落结构特征的影响更为重要,这对于提高湖泊流域生物监测水平、优化水生态系统健康评价和保护底栖动物多样性具有重要意义。     

月湖底泥疏浚后底栖动物群落的恢复及其与环境的关系

研究对月湖底泥疏浚后底栖动物群落动态进行逐月的周年调查,并分析了底栖动物密度、生物多样性与环境因子的关系,结果表明：疏浚导致大型底栖动物基本消失,现存量从疏浚前的（4387±885）ind·m-2降低至（80±21）ind·m-2。疏浚后,寡毛类成为受干扰系统恢复过程中的先锋种类,在春季（4月）和秋冬之际（11月）出现2个密度高峰,分别为（1010±230）ind·m-2和（1538±408）ind·m-2,而摇蚊幼虫在疏浚一年后的秋冬季密度达到高峰（2021±612）ind·m-2,二者均基本恢复到疏浚前的密度水平。种类组成与疏浚前相似,优势种类数较疏浚前多,7月份以前,以霍甫水丝蚓占绝对优势,7月份以后以长足摇蚊占绝对优势。生物多样性在秋冬季恢复到疏浚前水平。寡毛类、摇蚊幼虫的密度、生物多样性与湖水溶氧、透明度呈显著正相关,与水体营养水平（TN、TP、有机碎屑）呈显著负相关（P〈0.05）。分析认为疏浚后底栖动物群落的季节变化与动物的生命周期（繁殖和生长）密切相关,而营养水平不是限制动物种群密度分布的主要因子。从底栖动物群落的恢复情况来看,疏浚后的底质环境更有利于底栖动物群落的生存和底栖生态系统的重建。     

沉积物中2,2'',4,4''-四溴联苯醚(BDE-47)在铜锈环棱螺体内的毒代动力学及其繁殖毒性

多溴联苯醚(PBDEs)是一种全球性的新型持久性有毒污染物,沉积物中高浓度的PBDEs是水生态系统的巨大风险源,2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)在PBDEs同系物中,目前分布最广,生物毒性最强。为评价沉积物中BDE-47向底栖动物体内转移的潜力及其对底栖动物的潜在繁殖毒性,将实验室培养的铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)暴露于BDE-47加标沉积物中,研究了BDE-47在铜锈环棱螺体内的毒代动力学特性及其对铜锈环棱螺潜在繁殖力的影响。结果表明,铜锈环棱螺对沉积物中BDE-47吸收较快,代谢速度相对较慢,BDE-47在铜锈环棱螺体内具有较强的生物积累性。生物积累达理论平衡时,铜锈环棱螺体内BDE-47浓度为1440.67ng·g-1(以样品干质量计)。BDE-47在铜锈环棱螺体内的生物积累和生物净化过程较好地符合一级动力学模型,摄入速率常数、清除速率常数和生物-沉积物累积因子分别为0.10、0.038和2.75,生物半衰期为18d。铜锈环棱螺体内BDE-47达到90%稳定状态所需的理论时间约为60d。低浓度BDE-47(160ng·g-1)暴露对铜锈环棱螺的潜在繁殖力没有影响,但当浓度≥640ng·g-1时,铜锈环棱螺的繁殖力下降50%,这表明BDE-47对铜锈环棱螺具有繁殖毒性。铜锈环棱螺可作为指示沉积物中底栖生物长期暴露于BDE-47的良好检测模型。     

湖北省湖泊大型底栖动物群落结构及水质生物学评价

大型底栖动物是湖泊生态系统的重要生物类群,在生态系统物质循环和能量流动中起着重要作用。底栖动物具有生命周期长、迁移能力较弱、对环境变化反应敏感等特点,可有效指示湖泊生态系统的健康状况。湖北省是我国淡水湖泊分布最密集的区域之一,湖泊总面积为3025 km2。近年来,伴随着工农业、养殖业及城市化的快速发展,富营养化已成为本地区湖泊面临的一个主要环境问题,并可能直接影响大型底栖动物的群落结构。目前关于本地区湖泊大型底栖动物群落的研究还较少,为此本研究对湖北省27个浅水湖泊底栖动物进行了调查,并对水质状况进行生物学评价。共采集到底栖动物40种,隶属于4门7纲18科,其中寡毛类5种,摇蚊幼虫16种,软体动物双壳类4种、腹足类8种。霍甫水丝蚓（Limnodrilus hoffmeisteri）、苏氏尾鳃蚓（Branchiura sowerbyi）、花翅前突摇蚊（Procladius choreus）、中国长足摇蚊（Tanypus chinensis）、多巴小摇蚊（Microchironomus tabarui）及铜锈环棱螺（Bellamya aeruginosa）是本地区湖泊最常见的种类。所调查湖泊底栖动物平均密度为32~1243 ind·m-2,其中12个湖泊密度低于200 ind·m-2,摇蚊幼虫和寡毛类对密度的贡献较大,以摇蚊幼虫占优势的湖泊有19个。底栖动物平均生物量为0.034~460.7 g·m-2,生物量低于50 g·m-2的湖泊数量最多（19个）,软体动物占优势的湖泊有16个,摇蚊幼虫和寡毛类占优势的湖泊数量共11个。各湖泊底栖动物物种数为3~14种,Margalef指数为0.71~2.33,Simpson指数为0.69~0.85,Shannon-Wiener为0.78~2.13,Spearman相关性分析结果显示物种丰富度和三种多样性指数与湖泊面积呈显著正相关。BI（Hilsenhoff生物指数）评价结果显示共11个湖泊为一般和轻度污染（6.01~7.44）,中度污染湖泊数量为13个（7.57~8.47）,长湖（8.52）、上津湖（8.65）和玉湖（8.50）处于重污染状态。     

沉积物中2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)在铜锈环棱螺体内的毒代动力学及其繁殖毒性

多溴联苯醚(PBDEs)是一种全球性的新型持久性有毒污染物,沉积物中高浓度的PBDEs是水生态系统的巨大风险源,2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)在PBDEs同系物中,目前分布最广,生物毒性最强.为评价沉积物中BDE-47向底栖动物体内转移的潜力及其对底栖动物的潜在繁殖毒性,将实验室培养的铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)暴露于BDE-47加标沉积物中,研究了BDE-47在铜锈环棱螺体内的毒代动力学特性及其对铜锈环棱螺潜在繁殖力的影响.结果表明,铜锈环棱螺对沉积物中BDE-47吸收较快,代谢速度相对较慢,BDE-47在铜锈环棱螺体内具有较强的生物积累性.生物积累达理论平衡时,铜锈环棱螺体内BDE-47浓度为1 440.67 ng·g-1(以样品于质量计).BDE-47在铜锈环棱螺体内的生物积累和生物净化过程较好地符合一级动力学模型,摄人速率常数、清除速率常数和生物-沉积物累积因子分别为0.10、0.038和2.75,生物半衰期为18d.铜锈环棱螺体内BDE-47达到90％稳定状态所需的理论时间约为60d.低浓度BDE-47(160 ng· g-1)暴露对铜锈环棱螺的潜在繁殖力没有影响,但当浓度≥640 ng·g-1时,铜锈环棱螺的繁殖力下降50％,这表明BDE-47对铜锈环棱螺具有繁殖毒性.铜锈环棱螺可作为指示沉积物中底栖生物长期暴露于BDE-47的良好检测模型.     

新疆伊犁河大型底栖动物群落及水质生物评价

利用大型底栖动物进行河流生态系统健康评价是一种有效且能够综合反映河流生态系统变化的生物评价方法,对于河流监测、管理与保护具有重要指导作用.2014年7月和2015年7月对新疆伊犁河支流喀什河和巩乃斯河共17个样点的大型底栖动物群落进行调查分析,共采集大型底栖动物19 735头,分10目39科81属(种),其中水生昆虫、软体动物和寡毛类分别占93.8%、2.5%和3.7%.采用Shannon-Wiener指数、Pielou指数、Margalef指数、BMWP记分系统和ASPT记分系统对伊犁河进行水质健康评价.结果表明伊犁河河流健康状况整体较好,但不同河段间的水质健康等级差异较大.其中喀什河水质健康等级为亚健康和健康的河段占35.6%,差与极差的河段占20.0%;巩乃斯河水质健康等级为亚健康和健康的河段占84.0%,不存在健康等级为差和极差的样点.其中ASPT记分系统和Pielou指数评价结果在灵敏度上稍差,ShannonWiener指数、Margalef指数和BMWP记分系统更适合伊犁河地区的水质生物评价.     

德兴铜矿废水对乐安江底栖动物群落的影响

对乐安江水系的底栖动物及其生活环境进行的研究表明，位于乐安江上游的德兴铜矿排出的大量酸性废水对主活在该水系中的底栖动物的分布及其群落结构会产生直接影响．废水中的各种污染物质，尤以重金属（特别是铜和铅、锌、镉）对底栖动物群落的抑制作用最大．在下游，随着同污染源距离的增加，河流的污染状况逐渐减轻，底栖动物种类多样性逐渐增加，清洁种类逐渐恢复．另外，河流水量的季节性变化对河流自身的净化作用会产生很大影响．