陳 橋，張 翔，沈麗娟，張小瓊，周 俊，張 詠，牛志春，徐東炯

(1:常州市環(huán)境監(jiān)測中心江蘇省環(huán)境保護水環(huán)境生物監(jiān)測重點實驗室，常州 213001)(2:江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心，南京 210036)

太湖流域江蘇片區(qū)底棲大型無脊椎動物群落結構及物種多樣性*

陳 橋1，張 翔1，沈麗娟1，張小瓊1，周 俊1，張 詠2，牛志春2，徐東炯1

(1:常州市環(huán)境監(jiān)測中心江蘇省環(huán)境保護水環(huán)境生物監(jiān)測重點實驗室，常州 213001)(2:江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心，南京 210036)

為探明現(xiàn)階段太湖流域江蘇片區(qū)底棲大型無脊椎動物群落結構及物種多樣性，于2013年1-3、7-8和10-11月對120個樣點開展了調(diào)查. 共記錄6門124科280種，各點位物種數(shù)(4～51種)、個體密度(5.5～23363.4 ind./m2)和生物量(0.1～6269.2 g/m2)差異較大. 不同水體類型的群落結構存在顯著差異，其中溪流以蜉蝣目和毛翅目等水生昆蟲為優(yōu)勢，水庫以搖蚊為優(yōu)勢，河流以寡毛綱為絕對優(yōu)勢，湖蕩以寡毛綱、搖蚊幼蟲和軟體動物為優(yōu)勢. 聚類結果顯示，同水體類型點位的群落結構也呈現(xiàn)不同程度的空間差異. 結合豐度/生物量曲線、特征種及多樣性分析，各聚類組受脅迫程度從輕到重依次為溪流(組Ⅸ)，太湖敞水區(qū)(組Ⅱ)和東部水草區(qū)(組Ⅲ)，太湖下游湖蕩(組Ⅳ)、河流(組Ⅵ)和水庫(組Ⅶ)，太湖上游湖蕩(組Ⅰ)、其他河流(組Ⅴ)和水庫(組Ⅷ)點位. 底棲大型無脊椎動物的分布與物理生境和水質條件呈較好的空間一致性，生境的多樣性和良好的水質條件是保護和恢復物種多樣性的關鍵因素.

底棲大型無脊椎動物；群落結構；多樣性；脅迫；空間差異；江蘇??；太湖流域

底棲大型無脊椎動物(下文簡稱“底棲動物”)是水生食物鏈的重要環(huán)節(jié)，具有生命周期長、區(qū)域性強、遷移能力弱等特點，容易受各種環(huán)境條件的影響，被稱為“水下哨兵”，在生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)和能量流動中具有重要作用[1]. 由于各類群對環(huán)境條件變化及污染脅迫響應的差異性，使其占有不同的生態(tài)位，因此可以通過群落結構、優(yōu)勢種類、數(shù)量特征等參數(shù)來反映環(huán)境質量狀況[2]. 國內(nèi)外大型底棲動物方面的研究頗多，包括群落多樣性[3-10]、水質評價[2,11-13]、水生態(tài)健康評估[1,14-23]、環(huán)境毒理學[24-25]以及基準和標準[26-28]研究等，歐美等發(fā)達國家已經(jīng)制定了相關標準或規(guī)范[29-31]，為環(huán)境管理提供支撐.

太湖流域江蘇片區(qū)總面積約1.94×104km2，占全流域的52.6%，是我國城市化和工業(yè)化發(fā)展速度最快的區(qū)域之一，水污染問題突出，已成為制約社會經(jīng)濟發(fā)展的重要因素. 隨著國家和省“水十條”頒布實施，區(qū)域水環(huán)境管理將逐步從水質目標向水生態(tài)目標轉變，對水生生物指標體系提出了現(xiàn)實且迫切的需求. 實踐證明，底棲動物相關指標在歐美水環(huán)境管理體系中得到了成功應用，在國內(nèi)也有較好的基礎和積累，是流域水生態(tài)目標管理體系中的潛在指標之一. 但是，現(xiàn)有研究主要是針對流域內(nèi)河流和大型湖泊[2,9-10,12,32-33]，對流域內(nèi)各類型水體還缺乏系統(tǒng)全面的研究. 本文系統(tǒng)研究了太湖流域江蘇片區(qū)低山丘陵和平原水網(wǎng)區(qū)湖蕩、河流、水庫及溪流的底棲動物群落結構及多樣性，為流域水生態(tài)指標體系研究提供系統(tǒng)全面的基礎支撐.

1 材料與方法

1.1 采樣點布設及樣品采集與分析

以流域水質監(jiān)測網(wǎng)為基礎，兼顧空間全覆蓋和代表性等因素，在太湖流域江蘇片區(qū)布設120個點位(圖1)，其中太湖29個、其他湖蕩20個、河流40個、水庫15個、溪流16個，分別于2013年1-3、7-8和10-11月開展監(jiān)測. 對于湖蕩、河流、水庫，樣品的采集首先使用1/16 m2Peterson采泥器采集4夾，然后用定長繩索及竹竿標記一定的距離，使用三角拖網(wǎng)(開口邊長30 cm，網(wǎng)孔40目)拖曳采集. 拖曳距離視底質淤泥量而定，淤泥多時一般3～5 m，淤泥少時一般10～30 m. 現(xiàn)場將采泥器和三角拖網(wǎng)采得的樣品分別經(jīng)40目篩網(wǎng)淘洗后帶回實驗室進行標本挑揀. 對于溪流，急流區(qū)樣品使用踢網(wǎng)(1 m×1 m，40目)采集1 m2，并在上下游各50 m范圍內(nèi)使用D網(wǎng)(寬0.3 m，40目)采集各類型小生境(如緩流區(qū)和靜水區(qū)等)共計約1 m2. 踢網(wǎng)和D網(wǎng)采集的標本在現(xiàn)場合并挑揀. 標本用4%甲醛溶液保存. 參考相關資料[34-38]，將標本鑒定或區(qū)分到種并計數(shù)，然后用濾紙吸取表面液體，置于電子天平(精確至0.0001 g)稱重，計算密度和生物量.

圖1 底棲動物采樣點及聚類結果分布Fig.1 Location of the benthic macroinvertebrates sampling sites and spatial distribution of affinity groups

1.2 數(shù)據(jù)分析

湖蕩、河流和水庫的結果綜合兩種采樣方法，其中小個體類群(如寡毛類、搖蚊幼蟲、線蟲、等足目和端足目等)以采泥器結果計，較大個體類群(如軟體動物、水生昆蟲、十足目等)以三角拖網(wǎng)結果計. 本研究重點關注底棲動物的空間格局，因此將3次調(diào)查獲得的物種名錄合并，個體密度和生物量取算術平均值.

用相對重要性指數(shù)(index of relative importance，IRI)[39]確定優(yōu)勢種. 采用ArcGis 10.1軟件繪制空間分布圖. 為了消除量綱差異及偶見種的影響，使用PRIMER 5.0軟件將各點位的個體密度進行對數(shù)轉換，構建Bray-Curtis相似系數(shù)矩陣，采用類平均法(group average)對采樣點進行聚類分析. 基于聚類結果，使用One-way ANOSIM(analysis of similarities)檢驗各聚類組群落結構的差異，并通過SIMPER(similarity percentages)分析確定對組內(nèi)相似性貢獻較大的種類. 使用豐度/生物量曲線(abundance-biomass curve，ABC)評估各組底棲動物群落受到的干擾情況. 同時，結合Shannon-Wiener[40]和Pielou[41]2個指數(shù)分析群落多樣性.

2 結果

2.1 物種組成

調(diào)查共發(fā)現(xiàn)底棲動物280種，其中寡毛綱5科24種，昆蟲綱搖蚊幼蟲51種、EPTO(蜉蝣目Ephemeroptera、襀翅目Plecoptera、毛翅目Trichoptera和蜻蜓目Odonata)43科68種、其他水生昆蟲31科40種，軟甲綱13科18種，腹足綱7科29種，雙殼綱5科22種，多毛綱5科9種，其他類群19種. 不同類型水體的群落結構存在顯著差異(表1和圖2)，其中溪流點位平均物種數(shù)最高(38種)，平均個體密度最低(305.6 ind./m2，昆蟲綱占78.0%)，優(yōu)勢種為紋石蛾科一種、直突搖蚊屬一種和梨形環(huán)棱螺等；河流點位平均物種數(shù)最低(17種)，平均個體密度最高(2642.8 ind./m2，寡毛綱占94.4%)，霍甫水絲蚓為絕對優(yōu)勢種；湖蕩和水庫點位平均物種數(shù)(23和28種)和平均個體密度(404.8 ind./m2，寡毛綱和搖蚊幼蟲占73.0%；389.4 ind./m2，搖蚊幼蟲占83.5%)居中，湖蕩優(yōu)勢種為霍甫水絲蚓、梨形環(huán)棱螺和河蜆等，水庫優(yōu)勢種為長跗搖蚊屬一種和齒斑搖蚊屬一種等.

2.2 空間分布

各點位底棲動物物種數(shù)空間差異較大(圖3A)，流域上游的西部、南部丘陵區(qū)和湖泊(長蕩湖、滆湖、太湖)下游區(qū)域部分點位的物種數(shù)較高(26～51種)，并于宜興洑溪澗S9達到最大值(51種)，而京杭運河及其以北的通江河流分類單元數(shù)較少(4～24種)，最小值出現(xiàn)在張家港二干河大橋R10(4種). 個體密度和生物量的分布也存在較大的空間差異，且與物種數(shù)呈一定的空間對應關系(圖3B、C)，其中物種數(shù)較高的區(qū)域總體表現(xiàn)為較低的個體密度(平均為401.2 ind./m2)和較高的生物量(平均為251.8 g/m2)，物種數(shù)較低的區(qū)域總體表現(xiàn)為較高的個體密度(平均為3526.4 ind./m2)和較低的生物量(平均為18.8 g/m2). 空間分布格局表明流域上游丘陵地區(qū)和湖泊下游部分點位的物種較豐富，而京杭運河及其以北的通江河流物種較單一，以小型的寡毛綱物種為優(yōu)勢類群.

表1 太湖流域江蘇片區(qū)不同類型水體優(yōu)勢種及其相對重要指數(shù)

*各類型水體中IRI排名前十的物種.

圖2 不同類型水體底棲動物平均物種數(shù)、個體密度(A)及各類群個體密度占比(B)(圖A中不同小寫字母表示具有顯著差異(One-way ANOVA，P<0.05))Fig.2 Taxa number, density(A) and the proportion of different groups(B) of benthic macroinvertebrates of different types of water bodies

2.3 聚類及特征種

基于底棲動物個體密度對各類型水體的點位分別進行聚類分析(圖4)，共被分為9組，其中湖蕩4組、河流2組、水庫2組和溪流1組. 每兩組間的平均相異性百分比介于66.2%～96.9%之間(P<0.01)，不同類型水體表現(xiàn)出了不同程度的群落梯度.

湖蕩的49個點位在30%的相似性水平上被分為4組(圖4A). 組Ⅰ包括錢資蕩、長蕩湖、滆湖、竺山湖、西氿和五里湖等15個點位(圖1)，特征種均為耐污型物種，包括霍甫水絲蚓、中國長足搖蚊、絨鋏長足搖蚊、小搖蚊屬一種、蘇氏尾鰓蚓和克拉泊水絲蚓，SIMPER分析表明這6種對組內(nèi)相似性貢獻率達83.6%(表2). 組Ⅱ包括太湖湖心、北部、西部及南部的17個點位，特征種以雙殼綱和軟甲綱物種為主，伴有少量寡毛綱和多毛綱物種，包括河蜆、太湖大螯蜚、鉤蝦屬一種、杯尾水虱屬一種、拉氏蜆、霍甫水絲蚓和背蚓蟲，其對組內(nèi)相似性貢獻率達80.2%. 組Ⅲ包括太湖東部湖區(qū)的10個點位，特征種包括梨形環(huán)棱螺、銅銹環(huán)棱螺、秀麗白蝦、河蜆、鉤蝦屬一種以及寡毛綱、搖蚊幼蟲和多毛綱一些種類，其對組內(nèi)相似性貢獻百分比為79.0%. 組Ⅳ主要包括太湖下游湖群的7個點位，特征種包括紅裸須搖蚊、銅銹環(huán)棱螺、梨形環(huán)棱螺、霍甫水絲蚓、小搖蚊屬一種、前突搖蚊屬一種、河蜆，其對組內(nèi)相似性貢獻百分比為81.0%. 河流40個點位在10%的相似性水平上被分為2組(圖4B)，組Ⅵ主要包括流域上游及長蕩湖和太湖等湖泊出湖河流的點位，共12個，其余歸為組Ⅴ. 其中，組Ⅴ的特征種為霍甫水絲蚓和克拉泊水絲蚓，這2種對組內(nèi)相似性貢獻百分比達83%；組Ⅵ的特征種包括霍甫水絲蚓、梨形環(huán)棱螺、顫蚓屬一種、蘇氏尾鰓蚓等8種，其對組內(nèi)相似性貢獻百分比達79.9%. 水庫15個點位在30%的相似性水平上被分為2組(圖4C)，組Ⅶ包括3個點位，其余歸為組Ⅷ. 組Ⅶ的特征種包括顫蚓屬一種、梨形環(huán)棱螺、長角涵螺、雕翅搖蚊屬一種等9個物種，其對組內(nèi)相似性貢獻百分比為72.8%；組Ⅷ的特征種以搖蚊為主，包括小搖蚊屬一種、梯形多足搖蚊、前突搖蚊屬一種等9種搖蚊和霍甫水絲蚓，其對組內(nèi)相似性貢獻百分比為81.1%. 溪流底棲動物群落未呈現(xiàn)點位間的聚類差異，因此將溪流的16個點位歸為一個組，即組Ⅸ，其特征種以水生昆蟲為主，包括蚊石娥科一種、直突搖蚊屬一種、似動蜉屬一種、四節(jié)蜉科一種、渦蟲綱一種等10種，其對組內(nèi)相似性貢獻百分比為62.2%. 雖然某一物種(如霍甫水絲蚓等)同時成為多個聚類組的特征種，但其在不同組的個體密度和相似性貢獻百分比存在較大差異，表明了其在不同生態(tài)條件下的生存狀態(tài).

2.4 脅迫程度及多樣性

從各組ABC曲線、多樣性和特征種可以看出(圖5、表2)，組Ⅸ受脅迫相對最輕，以“蜉蝣目—毛翅目等水生昆蟲”為優(yōu)勢；組Ⅱ和Ⅲ脅迫次之，以“軟體—甲殼—寡毛綱”為優(yōu)勢；組Ⅳ、Ⅵ和Ⅶ脅迫相對較重，以“搖蚊幼蟲—寡毛綱”為優(yōu)勢，伴有少量軟體動物；組Ⅰ、Ⅴ和Ⅷ脅迫最重，均為極耐污的小型類群“搖蚊幼蟲—寡毛綱”為優(yōu)勢. 其中，組Ⅸ雖仍以較清潔的水生昆蟲為優(yōu)勢，但生物量較大的物種缺失，兩個曲線出現(xiàn)了交叉；代表水庫的組Ⅶ和Ⅷ多樣性水平雖高，但主要是因為搖蚊幼蟲種類較多.

3 討論

3.1 物理生境對底棲動物空間分布的影響

底棲動物的空間分布與物理生境條件密切相關[3-4,9-10,42-43]. 太湖流域水網(wǎng)縱橫交錯，水體類型多樣，溪流、水庫、河流和湖蕩的物理生境差異較大，底棲動物空間分布差異顯著(圖2). 溪流屬流域源頭水系，位于上游丘陵區(qū)，植被覆蓋度高，人為干擾較少，底質以礫石為主，水流快、溶解氧濃度高，棲境多樣. 因此，溪流的物種相對豐富，以較敏感的毛翅目、蜉蝣目等水生昆蟲為優(yōu)勢類群. 這與張又等[9]研究結果總體一致，太湖流域西部丘陵區(qū)的底棲動物群落較東部平原區(qū)更豐富，多樣性更高，且有清水物種分布. 但由于近年資源開發(fā)利用、水利蓄水等力度增大，生境受到了一定程度破壞，物種生存空間受到侵占，最易受到?jīng)_擊的敏感類群逐步消亡.

圖3 底棲動物物種數(shù)(A)、個體密度(B)和生物量(C)的空間分布Fig.3 Spatial distribution of taxa number(A), density(B) and biomass(C) of benthic macroinvertebrates

圖4 基于不同類型水體底棲動物密度的Bray-Curtis聚類分析樹狀圖(A湖蕩、B河流、C水庫、D溪流)Fig.4 Dendrograms based on Bray-Curtis similarity coefficients of benthic macroinvertebrates density showing the hierarchical clustering of sampling sites in lakes(A), rivers(B), reservoirs(C) and streams(D)

水庫主要分布在丘陵地區(qū)及其與平原的過渡地帶，受人工調(diào)蓄影響，消落帶水位變化較大，缺少有利于維持物種多樣性的穩(wěn)定環(huán)境[44]，同時由于敞水區(qū)較深，底層溶解氧較低，生境單一，有利于對環(huán)境變化適應能力較強的類群成為優(yōu)勢，具體表現(xiàn)為搖蚊幼蟲平均個體密度占比達83.5%. 雖然在局部的濱岸淺水小生境中有較敏感的水生昆蟲和雙殼類分布，但數(shù)量較少. 萬成炎等[45]于1998-1999 年對江蘇省48座水庫的底棲動物調(diào)查發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)頻率大于80%的物種均為小個體耐污類群，而細蜉屬、淡水殼菜等出現(xiàn)頻率不足10%.

流域內(nèi)河流是典型的網(wǎng)狀結構，與城市發(fā)展密切相關，受人工改造的痕跡明顯[46]，表現(xiàn)為駁岸硬化、岸線被裁彎取直、水生植被稀少、底質多為淤泥、棲境單一，同時還受航運、疏浚、閘控等影響. 相比于其他類型水體，河流的生境條件相對最差，物種多樣性最低，極耐污的顫蚓科平均個體密度達2140.6 ind./m2，占比達67.5%. 根據(jù)聚類分組及特征種分析結果，流域上游和部分湖泊下游點位群落豐富度相對略好，這可能與這些點上游的生境(丘陵植被、湖泊)具有攔截污染和凈化水質等生態(tài)緩沖功能有關. 而京杭運河及其以北的通江河流受城市建設、工業(yè)生產(chǎn)及航運等頻繁的人類活動干擾，對群落產(chǎn)生了明顯抑制作用. 吳召仕等[32]對太湖流域河流底棲動物研究顯示，寡毛綱個體密度平均占比達94.19%，但位于太湖下游的黃浦江水系物種較沿江、南河和洮滆水系豐富.

表2 各聚類組底棲動物特征種平均密度及其對組內(nèi)相似性貢獻百分比*

續(xù)表2

*括號外數(shù)據(jù)為平均密度(ind./m2)，括號內(nèi)數(shù)據(jù)為組內(nèi)相似性貢獻百分比.

流域內(nèi)湖蕩眾多，聚類分析將底棲動物群落劃分為4個聚類組，分別為竺山湖及其上游湖蕩(組Ⅰ)、太湖敞水區(qū)(組Ⅱ)、太湖東部水草區(qū)(組Ⅲ)和太湖下游湖蕩(組Ⅳ). 本研究調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，湖蕩物理生境的空間異質性相對較高，主要表現(xiàn)為底質類型、水生植被分布等的差異. 1980s以來，組Ⅰ湖泊(如長蕩湖、滆湖)受圍網(wǎng)養(yǎng)殖、圍湖造田等影響[12]，湖泊生態(tài)系統(tǒng)受到嚴重破壞，從清水草型轉變?yōu)闈崴逍蜕?，淤泥黏性底質蓄積嚴重且富含有機質，使得底質呈還原狀態(tài)，利于耐污能力強的類群形成競爭優(yōu)勢. 對比歷史研究表明，滆湖由1990s初以大型雙殼類、蜻蜓和蜉蝣占優(yōu)勢轉變?yōu)?1世紀初以寡毛類和搖蚊為優(yōu)勢[47-48]，對長蕩湖的研究發(fā)現(xiàn)其與滆湖的演變歷史相似，推測底棲動物的退化與水生植被破壞有關[12]. 組Ⅱ和組Ⅲ的劃分及群落特點與蔡永久等[4,10]、許浩等[2]研究結果總體一致，略有不同的是本研究將太湖梅梁灣歸入了敞水區(qū)聚類組，這可能與研究尺度不同有關，在全流域層面，梅梁灣底棲動物群落與敞水區(qū)相似性更高. 敞水區(qū)擾動大，底層含氧量較高，以雙殼綱和軟甲綱物種為優(yōu)勢，東部水草區(qū)螺類較豐富，印證了螺-草互利關系[49]. 組Ⅳ生境狀況介于組Ⅰ和組Ⅲ之間，受圍網(wǎng)養(yǎng)殖等影響，水生植被呈一定的衰退趨勢，雖有一定量的螺類分布，但耐污型的顫蚓和搖蚊幼蟲已占據(jù)一定優(yōu)勢. 孫月娟[50]研究發(fā)現(xiàn)陽澄湖底棲動物分布與中華絨螯蟹的養(yǎng)殖方式相關[50].

圖5 各聚類組底棲動物群落豐度/生物量曲線及多樣性Fig.5 Abundance-biomass curves and biodiversity indexes of benthic macroinvertebrates for each affinity group

3.2 水質條件對底棲動物空間分布的影響

良好的水質條件有利于底棲動物的生存和恢復[43,51]. 據(jù)《江蘇省環(huán)境質量報告書》[52]顯示，太湖流域江蘇片區(qū)河流水質條件相對較好的點位主要分布在流域上游和湖蕩下游，其中上游河流點位(R11、R20、R7、R12和R31)主要受西部丘陵和長江較好來水的影響，污染相對較輕或基本無明顯污染，湖蕩下游點位(R25、R30、R33、R35、R38、R40)可能與湖蕩的前置庫功能有關[53-54]. 湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)具有生態(tài)緩沖和自我凈化功能，是一個天然的“凈化器”，對上游入湖污染具有攔截凈化作用，出湖水質通常好于入湖水質，為下游水體提供了清水通道保障[55]. 因此，在河流物理生境總體類似的情況下，位于湖蕩下游點位的底棲動物群落相對較豐富(圖3A)，與流域上游點共同歸到聚類組Ⅵ，其余河流點位靠近人類活動密集區(qū)，受污染程度較重，歸于聚類組Ⅴ，2個聚類組群落受干擾狀態(tài)和特征種存在明顯的差異(圖5和表2). 湖蕩方面，由于太湖環(huán)境容量較大，自我凈化能力強，不僅使太湖各湖區(qū)之間水質呈現(xiàn)了顯著的差異[52]，其較好的出水對下游湖蕩水質及水生態(tài)狀況的保持和改善也起到了積極的作用. 雖然太湖下游湖蕩區(qū)被開發(fā)利用強度也較大，城市建設、旅游、圍網(wǎng)養(yǎng)殖等不僅對生境造成了破壞，還增加了污染入湖的風險，但由于來水較好，增加了下游湖蕩的環(huán)境容量，提高了生態(tài)緩沖能力. 因此，太湖下游湖蕩點位被歸為同一聚類組(組Ⅳ)，且物種豐富度和多樣性均好于太湖上游(組Ⅰ).

4 結論

1)不同類型水體間底棲動物群落結構呈現(xiàn)顯著的空間差異. 溪流點位物種豐富度最高，以較清潔的水生昆蟲為優(yōu)勢類群；河流相對最低，以耐污型寡毛綱物種為絕對優(yōu)勢；湖蕩和水庫點位物種豐富度居中，其中湖蕩以軟體動物、軟甲綱和寡毛綱為優(yōu)勢，水庫以搖蚊幼蟲為優(yōu)勢.

2)同類型水體亦呈現(xiàn)不同程度的空間差異. 聚類分析將湖蕩、河流、水庫和溪流點位分別劃分為4、2、2、1個聚類組. 綜合各組豐度/生物量曲線、多樣性和特征種等，可以判斷出溪流(組Ⅸ)受脅迫相對最輕，太湖敞水區(qū)(組Ⅱ)和東部水草區(qū)(組Ⅲ)次之，太湖下游湖蕩區(qū)(組Ⅳ)、河流(組Ⅵ)和水庫(組Ⅶ)脅迫相對較重，太湖上游湖蕩(組Ⅰ)、其他河流(組Ⅴ)和水庫(Ⅷ)點位脅迫最重.

3)底棲動物的空間分布格局與物理生境及水質條件相關，維持生境的多樣性和良好的水質條件是保護和恢復物種多樣性的關鍵.

致謝: 感謝蘇州市環(huán)境監(jiān)測中心生態(tài)科、南京大學張效偉教授研究團隊及青島正源水生物檢測有限公司對本研究給予的幫助.

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CommunitystructureandspeciesdiversityofbenthicmacroinvertebratesinTaihuBasinofJiangsuProvince

CHEN Qiao1, ZHANG Xiang1, SHEN Lijuan1, ZHANG Xiaoqiong1, ZHOU Jun1, ZHANG Yong2, NIU Zhichun2& XU Dongjiong1

(1:JiangsuEnvironmentalProtectionKeyLaboratoryofAquaticBiomonitoring,ChangzhouEnvironmentalMonitoringCenter,Changzhou213001,P.R.China)(2:JiangsuEnvironmentalMonitoringCenter,Nanjing210036,P.R.China)

To explore the characteristic of community structure and species diversity of benthic macroinvertebrates, samples were collected three times at 120 sampling sites in Taihu Basin of Jiangsu Province. Twenty-nine sampling sites were located in Lake Taihu, and the number of sites in other lakes, rivers, reservoirs and streams were 20, 40, 15 and 16, respectively. The three investigations were conducted in the periods from January to March, from July to August and from October to November in 2013. In total, 280 taxa of benthic macroinvertebrates from 124 families and 6 phyla were recorded. The taxa number (4-51), density (5.5-23363.4 ind./m2) and biomass (0.1-6269.2 g/m2) varied greatly among sites, and community structure differed significantly among water bodies. In the western hilly region, the community of streams were dominated by aquatic insects from Ephemeroptera, Trichoptera and Odonata, while reservoirs were mainly dominated by Chironomidae larvae. In the eastern plain area, pollution-tolerant oligochaetes dominated the community of rivers, while lakes were dominated by Chironomidae larvae, Oligochaeta and Mollusca. Cluster analysis and One-way analysis of similarity classified the 120 sites into nine groups characterized by different characteristics species, showing the hierarchical gradient of sampling sites in lakes, rivers, reservoirs and streams. Streams(group Ⅸ) were the least stressed by integrating the results of abundance-biomass curves, characteristics species and diversity of each affinity group. Species richness and evenness were relatively lower in central region(group Ⅱ) and macrophytes dominated areas(group Ⅲ) of Lake Taihu, whose biomass curves were above the abundance curves and dominated by Mollusca, Malacostraca and Oligochaeta, indicating that the communities suffered relatively weak disturbance. The biomass curves of groups including reservoirs (group Ⅶ), lakes (group Ⅳ) and rivers (group Ⅵ), which were in the out-flow direction of Lake Taihu, were very close to or intersected with the abundance curves and dominated by Chironomidae larvae, Oligochaeta and Gastropoda, indicating that the communities were moderately disturbed. However, the other groups (group Ⅰ, Ⅴ and Ⅷ) were only dominated by Chironomidae larvae and Oligochaeta, indicating intense disturbance. Community structure and spatial distribution of benthic macroinvertebrates in Taihu Basin of Jiangsu Province were strongly correlated to two ecological factors—habitat complexity and water quality, which could be used by managers and policy makers to evaluate and improve restoration practices.

Benthic macroinvertebrates; community structure; species diversity; spatial variance; stressor; Jiangsu Province; Taihu Basin

*國家水體污染控制與治理科技重大專項(2012ZX07506-003)、江蘇省環(huán)保科研基金項目(2014039, 2014004)和江蘇省環(huán)境監(jiān)測科研基金項目(1313，1405)聯(lián)合資助. 2017-01-03收稿；2017-03-20收修改稿. 陳橋(1984～)，男，碩士，工程師；E-mail: chenqiao_czem@163.com.