曹龍智++王博涵++王帥帥++郭偉++朱中竹++商書芹++白海鋒

摘 要： 于2014年夏季對(duì)濟(jì)南流域31個(gè)采樣點(diǎn)位的大型底棲動(dòng)物的進(jìn)行采樣調(diào)查并利用底棲動(dòng)物香農(nóng)維納指數(shù)、均勻度指數(shù)對(duì)濟(jì)南流域水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。此次調(diào)查共鑒定出大型底棲動(dòng)物種類3門10目40種，其中以節(jié)肢動(dòng)物門和軟體動(dòng)物門的種類為主。底棲動(dòng)物密度范圍為6.25～6 940.06 ind./m2，平均密度為682.57 ind./m2。濟(jì)南流域底棲動(dòng)物香農(nóng)維納指數(shù)和均勻度指數(shù)相對(duì)較低，物香農(nóng)維納指數(shù)平均值為1.33，均勻度指數(shù)平均值為0.63。通過(guò)綜合評(píng)價(jià)認(rèn)為濟(jì)南流域水體污染較重，為中度污染，需加強(qiáng)水體污染控制。

關(guān)鍵詞： 大型底棲動(dòng)物；濟(jì)南流域；群落結(jié)構(gòu)；多樣性指數(shù)；水質(zhì)評(píng)價(jià)

底棲動(dòng)物是生活在水體底部的動(dòng)物群落，多數(shù)底棲動(dòng)物長(zhǎng)期生活在底泥中，具有區(qū)域性強(qiáng)，遷移能力弱等特點(diǎn)，對(duì)于環(huán)境的污染及變化通常很少有自我回避能力，多數(shù)個(gè)體較大，易辨認(rèn)[1-3]，而且不同底棲動(dòng)物對(duì)環(huán)境條件的適應(yīng)性及對(duì)污染等不利因素的敏感程度不同。根據(jù)以上特點(diǎn)，利用底棲動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)的參數(shù)變化可以反映出水體的質(zhì)量狀況[4-6]。

濟(jì)南市地處中緯度地帶，以泉城著稱，水資源比較豐富，市區(qū)周邊區(qū)域河流眾多，但針對(duì)濟(jì)南流域的水生態(tài)調(diào)查相對(duì)較少，尤其是底棲動(dòng)物群落的調(diào)查研究目前還是空白領(lǐng)域，因此筆者于2014年夏季對(duì)濟(jì)南流域大型底棲動(dòng)物的種類、密度、多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)進(jìn)行調(diào)查分析，并對(duì)濟(jì)南流域的水質(zhì)進(jìn)行簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)，希望通過(guò)此次采樣調(diào)查為濟(jì)南水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)提供幫助。

1 材料和方法

1.1 采樣點(diǎn)位設(shè)置及樣品采集與鑒定

于2014年夏季，在濟(jì)南流域開展大型底棲動(dòng)物調(diào)查，根據(jù)流域具體地形，此次調(diào)查共設(shè)置31個(gè)采樣點(diǎn)位（見(jiàn)圖1）。定量采樣的采集利用索伯網(wǎng)（0.09 m2，60 目） ，每個(gè)采樣點(diǎn)采集2個(gè)平行樣，以減小采樣誤差?，F(xiàn)場(chǎng)用75%酒精對(duì)采集的標(biāo)本進(jìn)行固定，并放入500 mL 樣本瓶中。在實(shí)驗(yàn)室條件下，對(duì)標(biāo)本進(jìn)行鑒定和分類。大多數(shù)物種鑒定到種或?qū)賉7-8]。

1.2 數(shù)據(jù)分析和處理

采用Biodiversity Profession 2.0計(jì)算Shannon-Wiener指數(shù)（H'）和Pielou均勻度（J）。

（1） Shannon-Wiener-多樣性指數(shù)（H'）：H'=-Σ（ni/N）×log2 （ni/N）

（2） Pieiou均勻度指數(shù)（J）：J=H'/log2S

式中，ni為第i種個(gè)體數(shù)，N為所有種個(gè)體數(shù)；S為樣品中總種類數(shù)。

水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[9]：

2 結(jié)果

2.1 濟(jì)南流域底棲動(dòng)物物種組成

濟(jì)南流域共鑒定出底棲動(dòng)物3門10目40種。其中蜉蝣目3屬3種，占底棲動(dòng)物總物種750%； 毛翅目1屬1種，占底棲動(dòng)物總物種250%；雙翅目3屬11種，占底棲動(dòng)物總物種27.50%；蜻蜓目1屬2種，占底棲動(dòng)物總物種500%；基眼目5屬11種，占底棲動(dòng)物總物種2750%；真瓣鰓目2屬3種，占底棲動(dòng)物總物種7.50%；顫蚓目1屬3種，占底棲動(dòng)物總物種750%；顎蛭目1屬1種，占底棲動(dòng)物總物種250%；無(wú)吻蛭目2屬2種，占底棲動(dòng)物總物種500%；十足目3屬3種，占底棲動(dòng)物總物種7.50%。

2.2 底棲動(dòng)物密度

從調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在濟(jì)南流域31個(gè)采樣點(diǎn)中，J5和J14點(diǎn)位底棲動(dòng)物物種數(shù)最多，均有10個(gè)種，其他點(diǎn)位物種數(shù)相對(duì)較少。從整個(gè)流域采樣點(diǎn)位來(lái)看，底棲動(dòng)物密度范圍在6.25～6 940.06 ind./m2，平均值為682.57 ind./m2。從各點(diǎn)位的密度分布來(lái)看，J28點(diǎn)位底棲動(dòng)物密度最高，為6 940.06 ind./m2，J18點(diǎn)位底棲動(dòng)物密度最小，為6.25 ind./m2（見(jiàn)圖2）。

圖2 底棲動(dòng)物各采樣點(diǎn)位密度分布圖

2.3 底棲動(dòng)物香農(nóng)維納指數(shù)，均勻度指數(shù)

通過(guò)圖3可以看出，濟(jì)南流域31個(gè)采樣點(diǎn)中香農(nóng)維納指數(shù)（H'）最高的采樣點(diǎn)位在J5（2.88），最低的點(diǎn)位在J4（0.02），平均值為1.33；均勻度指數(shù)（J）最高的采樣點(diǎn)位在J20（1.00），最低的點(diǎn)位在J5（0.03），平均值為0.63。其中，2≤H'≤3有5個(gè)采樣點(diǎn)，1≤H'≤2有10個(gè)采樣點(diǎn)位，0≤H'≤1有12個(gè)采樣點(diǎn)位。綜合各個(gè)采樣點(diǎn)位的指數(shù)認(rèn)為濟(jì)南流域水體受到中度污染，需加大保護(hù)力度。

圖3 底棲動(dòng)物香農(nóng)維納指數(shù)、均勻度指數(shù)空間分布圖

3 討論

通過(guò)本次調(diào)查，依據(jù)數(shù)據(jù)分析表明濟(jì)南流域共采集到底棲動(dòng)物 3門10目40種，主要以節(jié)肢動(dòng)物和環(huán)節(jié)動(dòng)物為主，底棲動(dòng)物密度平均值為682.57 ind./m2，這一調(diào)查結(jié)果與殷旭旺等[10]調(diào)查的黃河最大支流--渭河底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)存在較大差異。研究表明香農(nóng)維納指數(shù)和均勻度指數(shù)在一定程度上能反映水體的好壞狀況，數(shù)值越大，底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)越趨于穩(wěn)定，水質(zhì)相對(duì)較好，否則水質(zhì)較差[11]。濟(jì)南流域香農(nóng)維納指數(shù)和均勻度指數(shù)相對(duì)較低，平均值分別為1.33和063。表明底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，水體受到污染較嚴(yán)重，需要加大保護(hù)與治理的力度。

參考文獻(xiàn)：

[1]

Resh V H， Jackson JK. Rap id assessm en t app roaches to b iomoni toring u sing ben th icm acroinverteb rates. In：Rosenberg D M， ReshV H eds[M]. New York：C hapm an &H all， 1993

[2] L indegaard C （1994） The role of zoobenthos in energy flow in two shallow lakes[J]. Hydrobiologia， 275/276， 313–322

[3] Brown S C，Smith K，Batzer D.Macroinvertebrate responses to wetland restoration in northernNew York[J].Environmental Entomology，1997，26（5）：1016-1024

[4] Pedersen M L，F(xiàn)riberg N，Skriver J，Baattrup-Pedersen A，Larsen S E.Restoration of Skjern Riverand its valley-Short-term effects on river nhabitats， macrophytes and macroinvertebrates[J].Ecological Engineering，2007，30（2）：145-156

[5] Borcherding J，Sturm W.The Seasonal Succession of Macroinvertebrates，in Particular the Zebra Mussel （ Dreissena polymorpha） ，in the River Rhine and Two Neighbouring Gravel-Pit Lakes Monitored Using Artificial Substrates[J].International Review of Hydrobiology，2002，87 （2/3）：165-181

[6] Giovanni M V，Goretti E，Tamanti V.Macrobenthos in Montedoglio Reservior，central Italy[J].Hydrobiologia，1996，321（1）：17-28

[7] Merritt R W， Cummins K W， Berg M B. An Introduction to the Aquatic Insects of North America[M]. 4th ed. Dubuque： Kendall /Hunt Publishing Company，2008

[8] You D S，Gui H. Economic Insect Fauna of China，F(xiàn)asc.48 Ephemeroptera[M].Beijing： Science Press，1995

[9] Brendonck L， Maes J， Rommens W， et al. The impact of water hyacinth （Eichhornia crassipes） in a eutrophic subtropoical impoundment （Lake Chivero， Ximbabwe）.II. Species diversity [J].Arch. Hydrobiol.， 2003，158：389-405

[10] 殷旭旺，徐宗學(xué)，高欣.等.渭河流域大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及其與環(huán)境因子的關(guān)系[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，24（1）：218-226

[11] 姜作發(fā)，唐富江，董崇智，等. 黑龍江水系主要江河底棲動(dòng)物種群結(jié)構(gòu)特征[J]，吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2007，29 （1） ：53 -57

（收稿日期：2015-07-15）