河流水动力条件对大型底栖动物分布影响研究进展

大型底栖无脊椎动物(简称"底栖动物")是河流生态系统重要的生物类群,其组成与分布受河流水动力条件影响显著.对世界范围内不同气候带的7条大型河流的研究发现,底栖动物在河流纵向上展现出了明显的分布特征:①山区树线以上,粗颗粒有机物有限,直接收集者占绝对优势,其中流速大的河段以适应流水的摇蚊幼虫为主,流速低的河段以寡毛类为主.②树线以下的上游河段,充足的凋落物进入河流,流速大的河段以抗冲刷能力强的水生昆虫(如蜉蝣目)为主,流速低的河段以寡毛类和摇蚊幼虫为主.③中下游河段以及河口地区,河流比降小、水深大、流速小、底质较细,受一定程度的人类活动影响,寡毛类、摇蚊幼虫和软体动物等较为常见,其中寡毛类和软体动物主要栖息在淤泥底质中,摇蚊幼虫在沙质河中更为常见.底栖动物的物种数量及组成与底质的稳定性、河流含沙量、降水量等因素相关.水动力条件中的底质、含沙量及流速对底栖动物的影响最为显著:①底栖动物物种数随着底质粒径和稳定性的降低而减少,在卵石底质中达到最大值.②含沙量增加导致底栖动物的物种数和密度显著下降.③汛期水动力条件的改变直接导致底栖动物密度和优势种变化,汛期过后则优势种恢复,密度达到年内最大值.研究推测气候通过影响底栖动物食物网来影响其密度,而不是种类.建议今后增强气候变化对底栖动物食物网及密度综合影响的研究.     

应用B-IBI和UAV遥感技术评价辽河上游生态健康

采用B-IBI(benthic index of biotic integrity,底栖动物完整性指数)结合UAV(unmanned aerial vehicle,无人机)遥感技术,对辽河保护区干流上游河流生态系统健康进行评价. 根据16个采样点的UAV遥感正射影像、水质参数、水体理化指标和土地利用类型等信息,从中筛选出4个采样点作为参照点,其余为受损点;通过分布范围、判别能力和相关性分析,从32个候选生物指标中筛选出6个核心指标,包括总分类单元数、摇蚊分类单元数、寡毛类分类单元数、敏感类群、前3位优势分类单元和均匀度指数. B-IBI评价结果显示,辽河干流上游处于健康(B-IBI>3.90)的河段占0.82%,亚健康(2.93相似文献   

密云水库水质特性分析研究

2000～2004年间,密云水库氨氮指标有明显上升的趋势;硝酸盐氮、总氮也大体上呈上升趋势,其余各主要水质指标溶解氧、高锰酸盐指数、生化需氧量和总磷等均无明显变化.密云水库底栖动物共有摇蚊幼虫、环节动物、软体动物3 大类,其中摇蚊幼虫和环节动物中的寡毛类为优势类群.密云水库的浮游藻类群落主要由硅、绿、金、蓝藻等组成.     

基于大型底栖动物生物完整性的流域水生态健康评价——以辽河流域为例

大型底栖动物完整性指数（B-IBI）在国际水生态健康评价中应用广泛,但需要结合各流域生态环境特征分别构建。以辽河流域为例,以流域99个点位水生态调查数据为基础,综合运用水质和生境质量作为参照点与受损点筛选标准,通过分布范围检验、判别能力检验和冗余性检验获得B-IBI核心参数,利用比值法进行核心参数标准化,等权求和计算B-IBI得分,最终构建适用于辽河流域的B-IBI评价体系。结果表明：辽河流域大型底栖动物包含74个分类单元,以昆虫纲为主（占总分类单元数的81.1%）,个体数量最优势物种为缺尾高原纹石蛾（Hydropsyche kozhantschikovi）;经筛选获得5个参照点和6个受损点,从28个备选参数中筛选出总分类单元数、毛翅目分类单元数、端足目+软体动物分类单元数、直接收集者相对丰度、黏附者分类单元数、Pielou均匀度指数6个核心参数用于计算B-IBI;B-IBI评价发现,调查时段的数据集中,4个点位处于健康等级,15个点位为亚健康等级,25个点位为一般等级,41个点位为差等级,14个点位为极差等级,流域水生态健康整体水平较差,超过1/2河段存在大型底栖动物群落结构退化现象...     

宁波东钱湖大型底栖动物群落动态及水质生物学评价

2009年4月—2010年1月,对东钱湖大型底栖动物群落结构及空间分布格局进行了季度调查,并对其环境状况进行生物学评价.共记录底栖动物3门4纲28属30种,其中寡毛类5种、水生昆虫18种、软体动物7种.底栖动物密度、生物量和群落周年次级生产量分别为1 233 m-2、8.0 g/m2(以湿质量计)和35.3 g/(m2.a)(P/B系数法估算),单因素方差分析显示,秋、冬季显著高于春、夏季.东钱湖底栖动物优势种为红裸须摇蚊、长跗摇蚊、菱跗摇蚊和霍甫水丝蚓,红裸须摇蚊为冬季单一优势种.依据底栖动物密度的多维序列分析,可将东钱湖分为4个湖区.基于GIS平台,运用克里格插值法,构建动物参数及BI(Hilsenhoff生物指数)的空间分布格局,显示东钱湖底栖动物群落具有较强的空间异质性:摇蚊幼虫多分布在谷子湖及中部湖区,而软体动物主要聚集在中部偏西南及北部湖区.BI评价结果表明,东钱湖的整体水质为中度污染(BI为7.58),其在时空上有较大差异.其中,2009年4、7、9月为轻度污染(BI为6.66～7.33),2009年11月—2010年1月为中度污染(BI为8.32～8.39);在空间尺度上,中部及北湖偏东部湖区污染较轻,其次为谷子湖及五里塘湖区,南湖偏南部湖区污染较重.      

春季北京市河流大型底栖动物群落结构特征及影响因子分析

2019年春季(3～5月)在北京市开展了17个水体20个断面的大型底栖动物调查,分析其群落结构特征与环境因子的关系.共采集并鉴定出大型底栖动物64个分类单元(种),分属3门6纲32科.结果发现,北京不同区域河流大型底栖动物的密度组成、优势种和物种数存在较大的空间差异,山区是水生昆虫密度最大的区域,平均密度为33.95ind.·m^-2,主要优势种为蚋科(Simuliidae sp.)、纹石蛾(Hydropsyche sp.)和高山似突摇蚊(Paraciadius alpicola);郊区摇蚊幼虫和寡毛纲的平均密度最大,分别为82.58ind.·m^-2和36.21ind.·m^-2,主要优势种为小云多足摇蚊(Polypedilum nubeculosum)和苍白摇蚊(Chironomus pallidivittatus);市区以腹足纲的密度最大,为88.75ind.·m^-2,主要优势种为铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)和梨形环棱螺(Bellamya purificata).市区和郊区发...     

大庆市红旗水库的底栖动物与水质评价

对大庆市红旗水库2001～2005年的底栖动物进行了调查,并采用生物学污染指数(BPI-Biology Pollution Index)法来评价红旗水库水质.结果表明共计鉴定到5科7属底栖动物,其中有软体动物为2科3属,节肢动物为1科1属,水生昆虫为1科2属,甲壳动物为1科1属;底栖动物的密度变化范围为16～412 个/m2;优势种属是前突摇蚊属(Procladicus)和摇蚊属(Chironomus).BPI指数变化范围为0.52～0.86,红旗水库水质属于β中污染水体.     

南湾水库底栖动物群落结构初步研究

为了解南湾水库底栖动物现状,于2015～2016年对该水库按季节进行了周年调查。调查中共检出20种(水生昆虫12种,寡毛类7种,其他类群1种),全年优势种为霍甫水丝蚓、德永摇蚊和前突摇蚊。经MRPP检验,底栖动物群落结构存在季节差异,春季显著不同于夏秋冬季,且夏秋冬季群落结构差异不显著。底栖动物平均密度和生物量分别为171.43 ind./m2和0.503 4 g/m2,寡毛类对密度的贡献比为75.20%,水生昆虫对生物量的贡献比为80.65%。底栖动物密度和生物量季节差异显著,Shannon-wiener指数春季冬季夏季秋季。群落状态指数(Integral Index of Communities State,IICS)季节差异显著,南湾水库水生态状况春冬季要好于夏秋季。底栖动物现存量处于较低水平可能与该水库季节性水温分层现象突出以及水体处于富营养状态有关。结合水质理化指标,该水库采用IICS指数对水生态状态进行定量评估较为适宜。根据IICS指数与环境因子相关性分析结果,发现随着水温的升高,藻类的过度旺盛生长对底栖动物种群具有一定的抑制作用,特别是水体交换率较低且存在较长时间温跃层的水库。     

用大型底栖动物对珠江广州河段进行污染评价

本文利用大型底栖无脊椎动物对珠江广州河段的污染进行生物学评价。 两次调查中发现该河段底栖动物群落主要由水栖寡毛类、多毛类和软体动物中的河蚬(Corbicula fluminea)等三大类群组成。在多毛类少于40%情况下,寡毛类与河蚬的数量百分数呈显著的负相关。相关系数γ=-0.9639。 Shannon-Weaver种类多样性指数不能反映本河段底栖动物群落特征与污染的关系。根据本河段底栖动物群落结构的实际情况,提出下列生物污染指数公式。 生物污染指数=log(N_1 2)/[log(N_2 2) log(N_3 2)](N_1、N_2、N_3分别为寡毛类、多毛类和河蚬的数量)对本河段的污染现状予以评价。文中还就公式存在的问题作了简要讨论。     

淮河流域典型河流夏秋季底栖动物群落特征及其与环境因子的关系

大型底栖无脊椎动物是河流生态系统的重要组成部分,对水生态环境的变化极为敏感,其群落结构特征可有效指示河流水质及生态健康状况.为掌握淮河流域主要河流强人为干扰下水生态健康状况,分别于2014年夏季和秋季对淮河干流及其主要支流上27个站点进行水质、沉积物及底栖动物采样分析,运用统计方法分析了该区域底栖动物组成、优势种、生物多样性、群落结构时空特征以及与环境因子的关系.结果表明两季共获62个分类单元,4297个底栖动物,主要以软体动物门(Mollusca)和昆虫纲(Insecta)为主,其中昆虫纲主要为双翅目(Diptera)、蜉蝣目(Ephemeroptera)和蜻蜓目(Odonata),分别占昆虫纲分类单元数的33.33%、21.21%和18.18%.其次,夏季平均密度为74.21 ind·m~(-2),平均生物量为7.89 g·m~(-2),优势种为米虾属(Caridina)和铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa);秋季平均密度为27.53 ind·m~(-2),平均生物量为1.13 g·m~(-2),优势种则为米虾属、直突摇蚊属(Orthocladius)、四节蜉属(Baetis)和环足摇蚊属(Cricotopus),但t检验差异分析发现,夏秋两季生物密度无显著空间差异(p=0.135),而生物量空间分布则表现出极显著差异(p=0.002).对比发现两季生物丰度的差异主要由软体动物门与甲壳纲(Crustacea)贡献;同时,昆虫纲类丰度分布也表现出季节性,夏季毛翅目(Trichoptera)明显多于秋季,而双翅目和蜉蝣目则显著少于秋季.冗余分析(RDA)发现水温、p H、总氮和沉积物重金属(Cd、Pb、Hg)的梯度变化是该区域底栖动物群落结构变化的主要驱动因子;其次,闸坝运行、边坡固化、岸边植被带及采砂活动等对底栖动物的栖息地与空间分布同样是重大干扰.     

Long-term agricultural contamination shaped diversity response of sediment microbiome

The pollution caused by agricultural production poses a threat to the ecological integrity of river ecosystems, altering the structure and function of river ecosystems. Differences in microbial community structure provide useful information about the impact of agricultural pollution on the biological integrity of ecosystems, but generally convey little information regarding ecosystem functions. In this study, using Illumina MiSeq sequencing technology based on the 16S rRNA gene, river sediment samples associated with four different types of agricultural pollution were comprehensively analyzed. The results show that the total organic carbon (TOC) content was highest at the YZS site (animal husbandry sewage) among the assayed sites, but the species richness and uniformity were lowest at this site, which may have been caused by the high nutrient source of the sewage. Furthermore, in the three YZS samples affected by the long-term discharge of aquaculture tail-water, the unique genus Dechloromonas and the genus Candidatus-Competitor were observed, which are strongly correlated with phosphorus conversion. The formation of network modules may correspond to the coexistence of functional bacteria accustomed to multiple niche combinations under different agricultural pollution conditions in river sediments. According to the PICRUSt functional prediction, the bacterial community in the agricultural polluted river sediment primarily harbored 46 subfunctions, exhibiting richness of functions. Overall, our results provide a more comprehensive understanding of the structure and ecological processes associated with the aggregation of bacterial communities, which is beneficial for the management of river environments.     

复垦工业场地土壤和周边河道沉积物重金属污染及潜在生态风险

测定了上海郊区53个复垦工业场地土壤点位和23个周边河道沉积物点位中8项重金属(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和Hg)含量,通过内梅罗指数法和潜在生态风险指数法评价了复垦工业场地土壤和周边河道沉积物重金属污染及潜在生态风险.结果表明,复垦工业场地土壤中8项重金属均不同程度超过二级标准,其中Zn、Cu的点位超标率最为突出,分别达到了47. 17%和43. 40%;周边河道沉积物中重金属含量显著低于复垦工业场地土壤.复垦工业场地土壤重金属内梅罗综合污染指数为11. 41,处于重度污染水平,其中Cu、Zn最为突出;周边河道沉积物重金属内梅罗综合污染指数为1. 26,处于轻度污染水平.从单项潜在生态风险来看,复垦工业场地土壤重金属除Cd(较强)、Hg(较强)、Cu(中度)外,均处于轻度潜在生态风险水平,潜在生态风险指数(RI)为385. 79,总体处于较强潜在生态风险水平;周边河道沉积物重金属除Hg略高于轻度外,均处于轻度潜在生态风险水平,潜在生态风险指数(RI)为83. 91,总体处于轻度潜在生态风险水平.总之,复垦工业场地土壤重金属Cu、Zn污染较为突出,考虑到毒性响应因素则Cd、Hg更应引起关注;周边河道沉积物重金属污染较轻,处于轻度潜在生态风险水平.     

基于生态系统水平的河流风险评价

现有的生态风险评价方法主要围绕特定物质或特定受体,难以用于以生态系统为对象的管理.本研究依照系统生态学与复杂系统的理论概念,采取以“生态系统服务”作为生态系统水平的风险评价终点的做法,通过量化外界压力与生态系统服务的“压力-响应”模式,建立了基于生态系统水平的生态风险评价方法,并以黄河为案例说明这一方法的应用.结果显示,黄河生态系统的保护需要重点关注中下游河段,主要的风险源为城市和农业面源,需要重点保护生境及生物类目标.结果表明所建立的评价方法可为促进基于生态系统的河流管理提供技术支持.     

太湖不同湖区冬季沉积物细菌群落多样性

为了探究太湖不同营养水平湖区冬季沉积物细菌群落多样性,利用高通量测序对太湖水草区、湖心区和河口区共9个采样点表层沉积物细菌的16S rRNA基因进行序列测定.结果发现：不同湖区的物种丰富度和均匀度为水草区 > 湖心区 > 河口区;不同湖区优势细菌群落组成存在差异.其中,硝化螺旋菌门（Nitrospirae）和酸杆菌门（Acidobacteria）2类门水平优势细菌以及厌氧绳菌纲（Anaerolineae）和硝化螺菌纲（Nitrospira）2类纲水平优势细菌在不同湖区之间差异显著.冬季太湖沉积物细菌优势类群为绿弯菌门（Chloroflexi）、变形菌门（Proteobacteria）、蓝藻门（Cyanobacteria）和硝化螺旋菌门（Nitrospirae）;在属分类水平上,主要优势类群为unidentified_Chloroplast和微囊藻属（Microcystis）.Cyanobacteria和Microcystis在所有采样点均有检出,平均丰度均以湖心区最高.对沉积物细菌群落与环境因子的关系进行冗余分析,结果表明：营养盐水平、水温和pH值均能影响沉积物细菌群落结构,NO₃^--N和水温是Microcystis的主要影响因子.     

沉积物中多环芳烃的生态风险评价法研究

评价沉积物中PAHs的生态风险对于保护整个生态系统具有重要意义,但迄今尚未建立统一的沉积物中PAHs的风险评价方法.因此,本研究以珠江广州段表层沉积物中PAHs含量为基础,综合运用相平衡分配法和物种敏感性分布法,并结合概率风险表征对沉积物中PAHs的生态风险进行评价.结果表明,沉积物中PAHs的生态风险大小主要取决于PAHs固液相分配过程.通过对不同评价结果的对比分析,总结出了一套沉积物中PAHs的生态风险评价方法.研究建议首先采用相平衡分配法将沉积相暴露浓度分布转化为孔隙水暴露浓度分布,再选择符合实际需求的水体污染物生态风险评价方法进行后续评价,其中毒性数据应优先选择慢性毒性数据.     

近50a来三亚鹿回头石珊瑚物种多样性的演变特征及其环境意义

2005～2006年三亚鹿回头珊瑚礁现状调查共记录石珊瑚13科24属69种,礁坪以滨珊瑚占绝对优势(重要值百分比>50%),礁坡以鹿角珊瑚最占优势(28.33%).Pielou、Simpson和Shannon-Wiener多样性指数值均高于礁坪.对比历史资料发现近50 a来该岸段珊瑚礁呈衰退趋势:七世纪五六十年代该岸段珊瑚种类繁多、群落垂直分带,生物多样性较高;20世纪七八十年代礁坪已不见成片的活珊瑚,礁坡繁茂程度降低;20世纪90年代珊瑚种类虽仍比较丰富,但总体多样性下降;本次研究显示澄黄滨珊瑚已成为礁坪优势种,鹿角珊瑚在礁坡的优势度降低,物种多样性继续缩减.过度捕捞、大规模挖礁、海上和沿岸养殖等人类活动是造成该岸段珊瑚礁现有衰退的主要原凶,三亚河和近海上程建设带来的泥沙和污染物以及正向鹿回头扩展的潜水旅游可能是影响其发展的潜在威胁.     

岷江成都段水生态健康评价研究

为探索城市河流健康评价的有效方法,以岷江（成都段）部分河流为研究对象,通过调查水质、生境、浮游藻类、底栖动物,以底栖动物总分类单元数、毛翅目分类单元数、蜉蝣目分类单元数、EPT百分比、优势分类单元百分比、双翅目百分比6个指标构建底栖动物完整性指数（B-IBI）,并与水生态环境质量综合指数（WQI）进行对比,以验证B-IBI的可行性.结果表明:①B-IBI评价23个河流样点中,5个健康,1个亚健康,5个一般,2个差,10个很差;②相同区域的B-IBI和WQI结果比较发现,二者具有较好的相关性,B-IBI更能全面地反映河流生物学质量;③基于B-IBI评价的若干不同城市河流健康状况,均在远离城市的上游区域相对较好,人口集中区域相对较差.研究显示,B-IBI用于岷江成都段河流健康评价是可行的.      

中国西部生态系统的水问题综合评估研究——以三工河流域为例

基于中国西部生态系统综合评估的概念框架,提出了该评估的水问题评估目标和概念框架,并以三工河流域为研究对象,通过对不同年份生态系统服务价值的评估,以人工生态系统和天然生态系统服务功能最大化为原则,确定1987年的生态景观状态组合为生态系统保护的最佳生态目标。在此保护目标下,分别估算了河流廊道和河道外生态需水,判定三工河流域生态需水的阈值区间为17%～24%。其后,结合社会经济需水的预测情况,综合分析了当地居民福利变化的情况,并以河流廊道用水和河道外用水平衡、社会经济内部用水平衡以及生态系统和社会经济系统用水平衡为原则,提出了基于人与生态和谐的水资源配置的对策和建议。     

皖江经济带土壤Cd空间分布特征与生态风险评价

选取2.5 km×2.5 km网格布点法,在皖江经济带A、B、C三地分别采集土壤样品35个、34个、106个,利用ICP-AES分析测定Cd含量特征,运用单项污染指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法对三地土壤Cd污染状况进行生态风险评价。结果表明：（1）A、B、C三地土壤的Cd含量的算术平均值分别为0.40 mg?kg ^-1、0.66 mg?kg ^-1、0.84 mg?kg ^-1,均高于江淮流域Cd含量土壤背景值;（2）三地土壤pH在5.06~7.58之间,整体上处于酸性和弱碱性之间,pH小于7.0的样品167个,占比95.43%;（3）研究区三个地块土壤Cd污染特征存在明显的空间分异,低污染区在空间上呈带状分布,高污染区在空间上呈岛状分布,污染区分布面积C地>B地>A地。（4）三地土壤环境均受重金属Cd污染的影响,存在生态安全风险,风险大小为C地>B地>A地,风险程度均为潜在生态风险高于地累积生态风险高于单项污染生态风险。本区域土壤农业安全利用需要加以重视并进行分类管控。     

环太湖河流沉积物重金属污染及其稳定度分析

以16条环太湖主要进出河流为研究对象,采用BCR三步连续提取法测定了其河口表层沉积物中Pb、Cd、Cu及Zn这4种重金属含量,分析了其污染程度、分布特征和稳定度,旨在为合理预防和治理太湖重金属污染提供依据.结果表明,本次调查的16条环太湖河流河口的沉积物都受到不同程度的重金属污染,4种重金属在大多数采样点的含量均超过临界效应浓度值(TEL);诸河口表层沉积物中重金属可提取态含量分布有明显差异性:北部河流南部河流,入湖河流出湖河流;4种重金属的稳定程度依次为:CdZnPbCu,因此相对于元素Pb和Cu,元素Cd和Zn有更高的二次释放潜力及潜在生态危害.