張 坤,崔玉潔1,,陳圣盛,熊偉唯,張續(xù)同,劉子健
(1.三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部工程研究中心,湖北宜昌 443002;2.三峽大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院,湖北宜昌 443002)
大型底棲動(dòng)物是河流生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分,其處于食物網(wǎng)的中間環(huán)節(jié),在促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞等方面起著不可或缺的作用。因大型底棲動(dòng)物具有分布范圍廣、移動(dòng)緩慢、生命周期長(zhǎng)、易采集的特點(diǎn)。且其對(duì)環(huán)境變化敏感,其物種組成、空間變化和季節(jié)分布受河流水質(zhì)狀況及物理化學(xué)條件的影響,能夠反映出河流生態(tài)系統(tǒng)的變化情況。大型底棲動(dòng)物已經(jīng)成為目前水生態(tài)評(píng)價(jià)及生物監(jiān)測(cè)中廣泛采用的指示物種,被應(yīng)用在各大流域。探究大型底棲動(dòng)物群落時(shí)空分布特征,分析底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子間的關(guān)系,對(duì)河流生態(tài)管理及修復(fù)具有重要意義。
環(huán)境因子能夠?qū)Υ笮偷讞珓?dòng)物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大影響,特定的環(huán)境變量對(duì)應(yīng)特定的群落組合。GUKOV等調(diào)查了Seomjin河底棲動(dòng)物情況,不同地點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)物種不同,不同地點(diǎn)物種數(shù)和個(gè)體數(shù)也不相同,多樣性指數(shù)從上游到下游為下降趨勢(shì);KASS等用冗余分析影響北冰洋Fram海峽大型底棲動(dòng)物的環(huán)境驅(qū)動(dòng)因子發(fā)現(xiàn),水溫、坡度、水深及植物碎屑物為最大的解釋變量;徐兆東等調(diào)查了廟島群島南部海域底棲動(dòng)物情況,物種種數(shù)表現(xiàn)為:夏季>冬季>春季>秋季;目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于大型底棲動(dòng)物的調(diào)查多集中在海洋、大江大河和湖泊,關(guān)于中小型河流底棲動(dòng)物調(diào)查較少,特別是長(zhǎng)江中上游及其支流。我國(guó)中小型河流覆蓋全國(guó)85%的城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村,是大型河流的“毛細(xì)血管”,其生態(tài)健康狀況不僅直接影響著居民的生產(chǎn)生活,還決定著大江大河的健康狀況。因此,調(diào)查研究中小型河流的大型底棲動(dòng)物物種組成、時(shí)空變化及其與環(huán)境因子的關(guān)系等尤為重要。
黃柏河是長(zhǎng)江中游的一級(jí)支流,是宜昌市一級(jí)飲用水源地,供水區(qū)域經(jīng)濟(jì)總量占全市的80%左右,被譽(yù)為宜昌市的“母親河”。黃柏河中上游磷礦資源儲(chǔ)量位居亞洲第二,磷礦企業(yè)眾多,近年來(lái),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,黃柏河流域面臨著礦山污染、水體質(zhì)量惡化、生態(tài)功能退化等問(wèn)題,而關(guān)于該流域的底棲動(dòng)物群落還鮮有報(bào)道。因此,本實(shí)驗(yàn)對(duì)黃柏河流域大型底棲動(dòng)物進(jìn)行調(diào)查,分析黃柏河底棲動(dòng)物時(shí)間分布特征及空間變化情況,探明了影響黃柏河流域大型底棲動(dòng)物的關(guān)鍵環(huán)境因子,以期為黃柏河生物多樣性保護(hù)及修復(fù)提供科學(xué)依據(jù),并為長(zhǎng)江中上游季節(jié)性中小型河流研究作參考。
于2021年1、4、7、10月在黃柏河采樣,根據(jù)河流形態(tài)、土地利用類型和地理空間位置在黃柏河從河口到源頭共設(shè)置了13個(gè)點(diǎn)位,HB01~HB13分別為黃柏河入江口、夷陵區(qū)小溪塔、池板河入河口、兩河口、分鄉(xiāng)鎮(zhèn)下游、分鄉(xiāng)鎮(zhèn)上游、西北口水庫(kù)下游、天福廟水庫(kù)下游、靈龍峽大拐彎生態(tài)旅游景區(qū)、新坪村、寺沖、清江坪村、小河口(表1)。采樣點(diǎn)包括位于宜昌市區(qū)的干流河段(HB01~HB04),鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的東支河段(HB05~HB09)和西支河段(HB10~HB13)。具體研究區(qū)域及樣點(diǎn)分布見(jiàn)圖1。
圖1 黃柏河水系及采樣點(diǎn)分布Fig.1 Distribution of water systems and sampling points in the Huangbai River
表1 黃柏河采樣點(diǎn)地理位置Tab.1 Geographical location of sampling points in Huangbai River
依據(jù)《生物多樣性觀測(cè)技術(shù)導(dǎo)則 淡水底棲大型無(wú)脊椎動(dòng)物》(HJ 710.8-2014),綜合考慮河流形態(tài)、底質(zhì)類型、水生植物及流速,在靠近岸邊一側(cè),利用索伯網(wǎng)(30 cm×30 cm)在樣點(diǎn)上下游100 m附近采集3次并混合,篩洗后將肉眼能夠看到的樣品裝入300 mL的廣口瓶中,加入沒(méi)過(guò)樣品的10%的甲醛溶液進(jìn)行固定。在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行分揀,運(yùn)用顯微鏡和解剖鏡并結(jié)合底棲動(dòng)物圖譜進(jìn)行分類、計(jì)數(shù)和鑒定,計(jì)算密度(ind/m),樣品盡量鑒定到最小分類單元。稱重時(shí)利用濾紙擦拭干凈并吸干水分,放入萬(wàn)分之一的電子天平中稱重,計(jì)算生物量(g/m)。
優(yōu)勢(shì)種種群季節(jié)變化顯示,冬季和春季間的優(yōu)勢(shì)種更替率為56.25%,冬季向春季轉(zhuǎn)換中優(yōu)勢(shì)種種群結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜,冬季優(yōu)勢(shì)種中只有甲殼綱和軟體動(dòng)物,沒(méi)有昆蟲綱,到了春季,昆蟲綱開(kāi)始出現(xiàn),占比30.77%;春季和夏季間的優(yōu)勢(shì)種更替率為64.71%,夏季優(yōu)勢(shì)種種群相較春季簡(jiǎn)單,昆蟲綱所占比例進(jìn)一步提高,占比50%;夏季和秋季間的優(yōu)勢(shì)種更替率為68.42%,秋季相較夏季,優(yōu)勢(shì)種種群演化明顯,優(yōu)勢(shì)種種類數(shù)明顯增多,秋季和冬季間的優(yōu)勢(shì)種更替率為61.11%,優(yōu)勢(shì)種群顯著降低??傮w來(lái)說(shuō),春夏及夏秋底棲動(dòng)物演化明顯,冬春和秋冬相較穩(wěn)定。
四是要兼顧藝術(shù)教育教學(xué)的特殊性。當(dāng)前,高等藝術(shù)教育基本形成了具有相當(dāng)發(fā)展規(guī)模、學(xué)科專業(yè)門類齊全、教學(xué)水平普遍提高、獨(dú)具特色的高等藝術(shù)教育教學(xué)體系,因此,藝術(shù)院校的教學(xué)名師評(píng)選要突出藝術(shù)教育的特色,充分尊重和遵循藝術(shù)學(xué)科自身的特點(diǎn)和規(guī)律,兼顧藝術(shù)教育教學(xué)的特殊性,建立科學(xué)合理的藝術(shù)類學(xué)科教學(xué)名師的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
其二,建立新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體與農(nóng)戶相結(jié)合的模式,使其在新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體與農(nóng)戶間產(chǎn)生鄰里效應(yīng)。政府應(yīng)加大對(duì)“新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體+農(nóng)戶”模式的扶持力度,推動(dòng)合作社農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)和龍頭企業(yè)農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)的大力發(fā)展。一方面,應(yīng)增強(qiáng)對(duì)農(nóng)戶的認(rèn)知培訓(xùn),實(shí)現(xiàn)新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體和農(nóng)戶的有效對(duì)接;另一方面,應(yīng)提供良好的對(duì)接環(huán)境,建立相關(guān)的法律法規(guī),使農(nóng)戶在對(duì)接過(guò)程中能享有與新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體平等的地位,從而提高農(nóng)戶參與合作社的意愿,使農(nóng)戶與合作社形成緊密的利益共同體,且在條件允許的情況下,擴(kuò)大合作社規(guī)模,形成合作聯(lián)社,發(fā)揮農(nóng)戶之間的聯(lián)動(dòng)效應(yīng)。
運(yùn)用優(yōu)勢(shì)度指數(shù)()篩選優(yōu)勢(shì)種,物種多樣性運(yùn)用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(′)、Margalef 豐富度指數(shù)()及Pielou均勻度指數(shù)(′)表示,物種季節(jié)變化運(yùn)用優(yōu)勢(shì)種季節(jié)更替率()表示,計(jì)算公式如下:
(1),
(2),
=(-1)ln
綜上所述,隨著信息化時(shí)代的到來(lái),在大數(shù)據(jù)背景下,企業(yè)財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)專向管理會(huì)計(jì)對(duì)企業(yè)自身的可持續(xù)發(fā)展有著至關(guān)重要的影響和作用。因此,需要企業(yè)認(rèn)識(shí)到大數(shù)據(jù)的重要性,注重人員素質(zhì)的提升,轉(zhuǎn)變管理理念,全面轉(zhuǎn)變工作內(nèi)容,進(jìn)而為企業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐。
(3),
′=′ln
他姓秦,我叫他老秦。同事說(shuō)人家一點(diǎn)兒都不老,你別給叫老了,聽(tīng)著像老芹菜似的,都嚼不動(dòng)了。老秦在桂林鄉(xiāng)下教書。我從小就有當(dāng)老師的夢(mèng),一聽(tīng)說(shuō)他是老師便有了好感,就同意見(jiàn)面。
(4),
(5),
式中:為群落中所有個(gè)體總數(shù),為第物種個(gè)體總數(shù),為第種物種在各采樣點(diǎn)出現(xiàn)的頻率,當(dāng)≥002時(shí),確定為優(yōu)勢(shì)種;為總物種數(shù),和代表相鄰兩季優(yōu)勢(shì)種的數(shù)目,代表相鄰兩季共有的優(yōu)勢(shì)種數(shù)目。
針對(duì)小斑病以及大斑病,與之相應(yīng)的防治藥物為克瘟散的乳劑,確保將其配置成1000倍左右的藥劑,然后對(duì)田間植株均勻噴灑。與此同時(shí),防控小斑病與大斑病的關(guān)鍵點(diǎn)還需注意規(guī)避此類病害擴(kuò)大,確保能夠及早防控病害。小斑病或者大斑病主要傷害作物葉片等特殊部位,因此唯有早期進(jìn)行防控,才能杜絕表現(xiàn)為較大規(guī)模的作物減產(chǎn),盡量減低農(nóng)作物遭受的傷害[1]。
多元排序確定環(huán)境變量與底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,首先進(jìn)行去趨勢(shì)對(duì)應(yīng)分析(DCA),若其最大梯度大于3,選用典范對(duì)應(yīng)分析(CCA),其余情況則選擇冗余分析(RDA)。為減少分析誤差,選擇優(yōu)勢(shì)物種進(jìn)行分析,向前選擇篩選顯著的環(huán)境因子,除pH外的所有數(shù)據(jù)都進(jìn)行l(wèi)og(+1)轉(zhuǎn)換。CCA分析或RDA分析利用CANOCO 5進(jìn)行,Venn圖及大型底棲動(dòng)物與環(huán)境因子相關(guān)性heatmap分析利用R軟件進(jìn)行,多樣性空間分布圖利用ArcGIS 10.2繪制,其他附圖利用Origin 2021完成。
如表2和圖2所示,總體來(lái)看,黃柏河各點(diǎn)位生境因子呈現(xiàn)出明顯的時(shí)空變化,生境狀況一般,主要問(wèn)題為TN濃度超標(biāo)。TN濃度分布范圍為0.55~3.46 mg/L,都在Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)限值以上;NH-N、COD、DO濃度分布范圍分別為0.01~0.44 mg/L、0.57~3.31 mg/L和6.02~14.06 mg/L,均在Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)限值以下;TP除春季東支含量較高外,其余點(diǎn)位也都在Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)限值以下。沿河水深較淺,大部分點(diǎn)位水深不足1 m,黃柏河河床粒徑空間異質(zhì)性明顯,下游多為泥沙底質(zhì),上游區(qū)域多為礫石和鵝卵石。
如圖5,黃柏河各點(diǎn)位底棲動(dòng)物季節(jié)差異明顯。從各分類單元種數(shù)角度看,冬季時(shí),腹足綱為優(yōu)勢(shì)類群;春季時(shí),昆蟲綱為主要優(yōu)勢(shì)類群,有15種,占比48.39%;夏季時(shí),昆蟲綱所占比例進(jìn)一步提高,達(dá)59.09%。秋季時(shí),昆蟲綱仍為優(yōu)勢(shì)類群。從密度角度看,冬季時(shí)以雙殼綱和腹足綱為主,兩者合計(jì)占比為83.28%;春季時(shí),甲殼綱占比最多,其次為腹足綱和雙殼綱,昆蟲綱占比最低;夏季時(shí)昆蟲綱占比相較春季有所提升;秋季各分類單元較為平均;總體來(lái)看,秋季密度最高,均值為209.40 ind/m;春季居第二,為190.60 ind/m;夏季136.47 ind/m,居第三位,冬季最低,為92.02 ind/m。從生物量角度看,四季表現(xiàn)與密度相同,秋季最高(102.78 g/m),春季次之(75.96 g/m),夏季第三(57.51 g/m),冬季最低(47.84 g/m);但各分類單元占比略有不同,整體表現(xiàn)為腹足綱所占比例增大,昆蟲綱所占比例較小,這與腹足綱個(gè)體普遍較大、而昆蟲綱個(gè)體較小有關(guān)。
圖2 黃柏河生境因子時(shí)空分布Fig.2 Spatial and temporal distribution of habitat factors of Huangbai River
表2 黃柏河各河段環(huán)境因子統(tǒng)計(jì)結(jié)果Tab.2 Results of environmental factors in each reach of Huangbai River
2.2.1 底棲動(dòng)物物種組成
2.2.4 物種多樣性
附表1 黃柏河大型底棲動(dòng)物物種組成Appendix.1 Macrozoobenthos composition of Huangbai River
圖3 黃柏河大型底棲動(dòng)物四季分布情況Fig.3 Four seasons distribution of macrozoobenthos in Huangbai River
2.2.2 底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種
離退休黨支部書記、委員負(fù)責(zé)組織本支部的黨員活動(dòng),按時(shí)參加工作站的每季度的支委大會(huì),聽(tīng)取階段性工作安排,對(duì)黨員進(jìn)行走訪慰問(wèn),傳達(dá)支部活動(dòng)內(nèi)容,了解他們的思想和身體情況,及時(shí)掌握可能引發(fā)的不穩(wěn)定事端信息。
黃柏河底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種共有9種,分別為秀麗白蝦(=0.29)、銅銹環(huán)棱螺(=0.16)、閃蜆(=0.11)、淡水殼菜(=0.09)、卵蘿卜螺(=0.06)、方格短溝蜷(=0.05)、長(zhǎng)角石蛾科(=0.05)、蜉蝣科(=0.02)和河蜆(=0.02)。各季節(jié)優(yōu)勢(shì)種存在明顯差異(見(jiàn)表3),秋季優(yōu)勢(shì)種結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜,其次為春季,冬季和夏季較為簡(jiǎn)單。其中冬季優(yōu)勢(shì)種共10種,優(yōu)勢(shì)度最大的為閃蜆(=2.87),特有優(yōu)勢(shì)種為梨形環(huán)棱螺;春季優(yōu)勢(shì)種共13種,優(yōu)勢(shì)度最大的為秀麗白蝦(=3.75),特有優(yōu)勢(shì)種為扁旋螺;夏季優(yōu)勢(shì)種共10種,優(yōu)勢(shì)度最大的為秀麗白蝦(=3.54),特有優(yōu)勢(shì)種為扁蜉科、河蟌科、耳蘿卜螺;秋季優(yōu)勢(shì)種共15種,優(yōu)勢(shì)度最大的也為秀麗白蝦(=2.05),特有優(yōu)勢(shì)種為魚蛉科、大蜓科、圓頂珠蚌。四季中都出現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)種為秀麗白蝦、銅銹環(huán)棱螺和閃蜆。
表3 黃柏河大型底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種Tab.3 Dominant species of macrozoobenthos in Huangbai River
同步進(jìn)行生境因子的采集及記錄。利用便攜式Y(jié)SI多參水質(zhì)分析儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定pH、溶解氧(DO)、水溫(WT)、濁度(Tur)及電導(dǎo)率(Cond);平均水深(Dep)和平均流速(MS)采用便攜式流速儀(FP111)進(jìn)行測(cè)定;利用鋼卷尺(1 mm刻度)測(cè)定河床粒徑(D);海拔高度(H)利用91衛(wèi)圖助手現(xiàn)場(chǎng)定位;采集1 L水樣低溫保存帶回實(shí)驗(yàn)室,依據(jù)《水與廢水監(jiān)測(cè)方法》進(jìn)行總氮(TN)、氨氮(NH-N)、總磷(TP)和化學(xué)需氧量(COD)的測(cè)定。
近日,第70屆德國(guó)紐倫堡國(guó)際發(fā)明展在德國(guó)舉行,格力電器憑借自主研發(fā)的創(chuàng)新產(chǎn)品一舉斬獲3項(xiàng)發(fā)明金獎(jiǎng),充分展示了其發(fā)明創(chuàng)造能力和國(guó)際領(lǐng)先的科技實(shí)力。
2.2.3 底棲動(dòng)物分布特征
表4為各河段底棲動(dòng)物統(tǒng)計(jì)特征表,圖4為黃柏河底棲動(dòng)物空間分布情況,從物種種數(shù)角度來(lái)看,黃柏河各點(diǎn)位物種數(shù)目在6~24種,物種數(shù)最多的點(diǎn)位為HB07,最少的為HB01,支流物種種數(shù)遠(yuǎn)大于干流,西支從下游往上游物種數(shù)降低,但昆蟲綱種類數(shù)占比從下游往上游逐漸增大。從物種豐度角度來(lái)看,各點(diǎn)位密度相差較大,密度范圍為207.41~1 296.30 ind/m,各點(diǎn)位均值為629.34 ind/m,生物量超過(guò)1 000 ind/m的點(diǎn)位為干流的HB02,HB03和東支的HB07,密度最低的點(diǎn)位為HB04,為207.41 ind/m,調(diào)查發(fā)現(xiàn)該點(diǎn)位底質(zhì)為淤泥且坡陡水深,不適合底棲動(dòng)物生存。從生物量角度來(lái)看,其分布情況與密度分布情況類似,生物量變化范圍為34.03~875.13 g/m,各點(diǎn)位均值為290.92 g/m,干流物種數(shù)較少,只有21種,但物種密度在這個(gè)河段最高,為834.26 ind/m,且下游多為軟體動(dòng)物,單個(gè)個(gè)體較大,導(dǎo)致生物量也較高,這可能是因?yàn)楦闪魑廴据^為嚴(yán)重,只有少數(shù)物種能夠生存,并大量繁殖,這與理化因子變化趨勢(shì)相同。
=()
(2)采用師生互動(dòng)式教學(xué)。一是選擇部分比較容易的教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生在老師指導(dǎo)下備課、講課。由于我校師范生將來(lái)主要從事教學(xué)工作,所以他們的積極性很高,課堂教學(xué)效果很好。通過(guò)“換位”,學(xué)生對(duì)教師這一職業(yè)有了更深刻的理解。二是每次授課結(jié)束時(shí),留一些有適當(dāng)難度的思考題,在下一次上課時(shí)讓學(xué)生發(fā)表自己的見(jiàn)解和解題思路,教師分別給予講評(píng),并記入平時(shí)成績(jī)。這種方式會(huì)吸引絕大多數(shù)學(xué)生的注意力,進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,課堂氣氛十分活躍。三是倡導(dǎo)啟發(fā)式教學(xué),在授課內(nèi)容的關(guān)鍵環(huán)節(jié)或?qū)W生學(xué)習(xí)遇到困難時(shí),逐步引導(dǎo),調(diào)動(dòng)并發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,激發(fā)其分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
表4 黃柏河各河段底棲動(dòng)物統(tǒng)計(jì)特征Tab.4 Characteristics of macrozoobenthos in each reach of Huangbai River
圖4 黃柏河大型底棲動(dòng)物空間分布Fig.4 Spatial distribution of macrozoobenthos in the Huangbai River
2.4 培訓(xùn)與交流相結(jié)合 制度培訓(xùn)是制度掌握的前提,是確保安全的重要環(huán)節(jié)[3]。每季度對(duì)全院護(hù)理人員進(jìn)行制度培訓(xùn),包括護(hù)理安全與風(fēng)險(xiǎn)干預(yù)、老年人的安全管理和不同時(shí)段的防護(hù)理安全風(fēng)險(xiǎn)干預(yù)等。同時(shí),團(tuán)隊(duì)每月在院內(nèi)網(wǎng)站上發(fā)布護(hù)理安全信息,建立了護(hù)理安全管理的專業(yè)知識(shí)題庫(kù),內(nèi)容包括護(hù)理安全相關(guān)制度和應(yīng)急預(yù)案、個(gè)案分析和相關(guān)法律法規(guī)等,并定期進(jìn)行護(hù)理安全知識(shí)護(hù)士知曉率問(wèn)卷調(diào)查,根據(jù)結(jié)果調(diào)整相關(guān)培訓(xùn)頻率。制作圖文并茂的護(hù)理安全手冊(cè)供家屬及患者參考使用,定期對(duì)全院保潔員和護(hù)工等進(jìn)行授課培訓(xùn),并與后勤保障等相關(guān)部門配合,在硬件設(shè)施等方面促進(jìn)保障護(hù)理安全措施落實(shí)。
圖5 黃柏河大型底棲動(dòng)物季節(jié)分布Fig.5 Seasonal distribution of macrozoobenthos in the Huangbai River
四季共采集到底棲動(dòng)物2 204個(gè),共計(jì)44個(gè)分類單元,分屬于3門6綱14目38科,以節(jié)肢動(dòng)物和軟體動(dòng)物為主(附表1)。其中節(jié)肢動(dòng)物占比65.91%,軟體動(dòng)物占比29.55%,環(huán)節(jié)動(dòng)物占比4.55%。如圖3所示,對(duì)于不同季節(jié),物種種數(shù)差異明顯,其中春季采集底棲動(dòng)物物種種數(shù)最多,為31種,夏季和秋季次之,分別為22種和23種,冬季物種數(shù)最少,為16種。四季共有物種12種,春季特有物種9種,夏季7種,秋季1種,冬季4種。
如圖6和表5所示,空間分布上,′為0.27~1.58,最高為HB06(′=1.58),其次為HB03(′=1.53)和HB07(′=1.41),最低為HB01,僅有0.27;′為0.16~0.8,最高為HB06(′=0.8),最低為HB04(′=0.16);為0.29~1.85,最高為HB06(=1.85),最低為HB01(=0.29);′、′和在空間上表現(xiàn)出基本相同的趨勢(shì),中游多樣性較高而上游和下游較低,季節(jié)變化上,′平均值為春季(1.17)>夏季(1.15)>秋季(1.06)>冬季(0.91);′平均值為春季(1.45)>夏季(1.42)>秋季(1.27)>冬季(0.96),平均值為夏季(0.66)>春季(0.64)>秋季(0.59)>冬季(0.57),總體來(lái)說(shuō),春夏較高,其次為秋季,冬季最低。
圖6 黃柏河大型底棲動(dòng)物物種多樣性分布圖Fig.6 Distribution map of species diversity of macrozoobenthos in Huangbai River
表5 黃柏河四個(gè)季度大型底棲動(dòng)物物種多樣性指數(shù)Tab.5 Four-quarter macrozoobenthos species diversity index in Huangbai River
黃柏河大型底棲動(dòng)物與環(huán)境因子間的多元排序分析如圖7。冬季時(shí)對(duì)底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)起主要作用的環(huán)境因子為TP(=0.04)和D(=0.05);春季H(=0.002)對(duì)底棲動(dòng)物群落影響顯著;夏季COD(=0.002)、H(=0.016)和Cond(=0.038)是影響黃柏河底棲動(dòng)物的關(guān)鍵環(huán)境因子;秋季主要作用的環(huán)境因子為pH(=0.008)和Tur(=0.014)和TN(=0.016);全年來(lái)看,H(=0.002)、pH(=0.002)、Tur(=0.002)、Cond(=0.018)及WT(=0.028)是影響底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)季節(jié)變化的主要環(huán)境因子,而TP(=0.096)、TN(=0.072)、Dep(=0.086)和MS(=0.08)影響不明顯,其余環(huán)境因子影響均不顯著。
圖7 黃柏河大型底棲動(dòng)物與環(huán)境因子典型對(duì)應(yīng)分析排序Fig.7 CCA plots of macrozoobenthos and environmental factors in the Huangbai River
為進(jìn)一步明確黃柏河大型底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種類群與環(huán)境因子間的關(guān)系,進(jìn)行相關(guān)性heatmap分析(圖8)。結(jié)果顯示,不同物種所受的環(huán)境因子有較大區(qū)別,例如梨形環(huán)棱螺主要受Tur、COD、pH及DO影響,其中與Tur及COD正相關(guān),與pH及DO負(fù)相關(guān);而閃蜆只與MS呈正相關(guān)。不同環(huán)境因子影響的底棲動(dòng)物數(shù)目差距較大,受DO影響顯著的物種有7種,而 Cond僅影響卵蘿卜螺。
圖8 黃柏河流域大型底棲動(dòng)物與環(huán)境因子間的相關(guān)性分析Fig.8 Correlation analysis between macrozoobenthos fauna and environmental factors in the Huangbai River
本次調(diào)查共采集到底棲動(dòng)物44個(gè)分類單元,以軟體動(dòng)物和水生昆蟲為主,這與國(guó)內(nèi)外大多數(shù)山區(qū)型河流研究結(jié)果類似。整體來(lái)說(shuō),黃柏河的底棲動(dòng)物和環(huán)境因子存在明顯的時(shí)空異質(zhì)性,不同的底棲動(dòng)物具有不同的生活習(xí)性。不同的底棲動(dòng)物群落所響應(yīng)的水環(huán)境因子不同,只有適宜的水環(huán)境因子才適合底棲動(dòng)物生存。
從空間上看,黃柏河干流物種較為單一,但其密度及生物量較大,這可能因?yàn)楦闪魉|(zhì)相對(duì)較差,且底質(zhì)以泥沙為主,生境狀況較差,導(dǎo)致敏感類水生昆蟲幾乎無(wú)法生存,以銅銹環(huán)棱螺為主的軟體動(dòng)物大量繁殖。東支中游的HB06、HB07物種數(shù)目全流域最高,密度及生物量也較高,這是因?yàn)樵擖c(diǎn)位理化指標(biāo)濃度適中,而適量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有利于浮游植物的生長(zhǎng),給底棲動(dòng)物提供了食物來(lái)源。而東支上游及西支呈現(xiàn)出越往上游底棲動(dòng)物物種數(shù)目及生物多樣性逐漸減少,而水生昆蟲的比例卻逐漸增大,調(diào)查發(fā)現(xiàn)(圖2),該段河段理化指標(biāo)濃度往上游逐漸降低,這可能是因?yàn)樯嫌魏佣伪粯?shù)陰遮蔽,海拔較高,水溫較下游低,水流較快,初級(jí)生產(chǎn)者較少,能量來(lái)源主要是枯枝落葉,由于水溫較低和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)匱乏等因素,底棲動(dòng)物種數(shù)會(huì)較下游單一而稀少。
從時(shí)間上來(lái)看,黃柏河底棲動(dòng)物物種數(shù)目、總密度及總生物量存在季節(jié)性差異,物種種數(shù)季節(jié)變化為春季>秋季>夏季>冬季,而總密度及總生物量變化相同,都為秋季>春季>夏季>冬季。冬季優(yōu)勢(shì)種為閃蜆等軟體動(dòng)物,無(wú)水生昆蟲,這可能是因?yàn)槎練鉁剌^低及水生植物的減少,底棲動(dòng)物的物種數(shù)、總密度及總生物量都為全年最低;春季氣溫開(kāi)始回升,以蜉蝣科為主的水生昆蟲開(kāi)始大量繁殖,物種數(shù)目達(dá)到全年最高;夏季雨量較大,污染物隨著雨水進(jìn)入河流,這使得夏季總氮含量全年最高,水體中N等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化,使得單一的水生植物大量繁殖,消耗水體溶解氧,導(dǎo)致溶解氧含量全年最低,不適合底棲動(dòng)物生存;秋季底棲動(dòng)物密度及生物量達(dá)到全年最高,適宜的氣溫及充足的食物來(lái)源非常適合底棲動(dòng)物生存和繁衍。
底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種群結(jié)構(gòu)對(duì)群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有巨大作用,優(yōu)勢(shì)種數(shù)目越多且越小,表明群落結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、穩(wěn)定。黃柏河春季和秋季優(yōu)勢(shì)種種數(shù)較多,群落結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定,而冬季和夏季優(yōu)勢(shì)物種數(shù)目相比之下大大降低,這可能是因?yàn)榈讞珓?dòng)物在春季開(kāi)始繁殖,各物種較為豐富,到了夏季,個(gè)別物種大量繁殖,使得這些物種豐度大大增大,優(yōu)勢(shì)度較為集中,到了冬季,由于天氣變冷和食物來(lái)源減少,大量物種開(kāi)始消亡,優(yōu)勢(shì)種種數(shù)再度降低。優(yōu)勢(shì)種季節(jié)更替率表現(xiàn)為春夏及夏秋演化明顯,而冬春和秋冬相較穩(wěn)定,這表明底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)隨著水環(huán)境狀況的變化而產(chǎn)生不同的群落特征。
物種多樣性不僅可以反映一個(gè)地區(qū)生態(tài)質(zhì)量的優(yōu)劣程度,還能夠評(píng)價(jià)一個(gè)地區(qū)的水質(zhì)狀況。空間分布上,黃柏河干流從上游到下游物種多樣性逐漸降低,主要是由于干流位于市區(qū),污染物濃度沿河逐漸上升,水質(zhì)變化是影響干流物種多樣性的主要原因;HB04位于湯渡河水庫(kù),該點(diǎn)位受大壩影響,河床底質(zhì)幾乎全部為泥,僅7月份豐水期采集到底棲動(dòng)物,物種多樣性全流域最低。東支和西支從上游到下游逐漸上升,這與支流水質(zhì)狀況相反,調(diào)查發(fā)現(xiàn),越往上游水生植物越少,水溫越低,底質(zhì)多為裸露巖石,可能是因?yàn)橹Я鳡I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不足所導(dǎo)致物種多樣性降低。
季節(jié)分布上,生物多樣性水平春季較高,夏秋次之,冬季最低,這與物種種數(shù)在各季節(jié)的變化情況類似,這可能是因?yàn)槲锓N豐度是影響黃柏河物種多樣性的重要因素。物種多樣性可以反映一個(gè)地區(qū)生態(tài)質(zhì)量的好壞,參考韓明利等和丁建華等的水質(zhì)生物評(píng)價(jià)劃分標(biāo)準(zhǔn),′≥3,清潔;′=2~3,輕度污染;′=1~2,中度污染;′=0~1,重度污染;′=0(無(wú)底棲動(dòng)物),嚴(yán)重污染。>3,清潔;=2~3,中度污染;=1~2,重度污染;<1,嚴(yán)重污染?!?0.8,清潔;′=0.5~0.8,輕度污染;′=0.3~0.5,中度污染;′<0.3,重度污染。本研究Shannon-Winer指數(shù)和Margalef指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果相同,黃柏河冬季整體處于重度污染,其他季節(jié)處于中度污染;用Pielou指數(shù)評(píng)價(jià),黃柏河四季整體都處于輕度污染。這與陸曉晗等在付疃河流域研究發(fā)現(xiàn)相同,即在水質(zhì)生物評(píng)價(jià)時(shí),Shannon-Winer指數(shù)和Margalef指數(shù)偏劣,Pielou指數(shù)偏優(yōu)。總體來(lái)說(shuō),黃柏河物種多樣性表現(xiàn)為空間分布差異明顯,季節(jié)差異不明顯。
多元排序分析表明(圖7),各季節(jié)對(duì)底棲動(dòng)物群落影響顯著的環(huán)境因子有很大不同,這與國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究結(jié)果相同。分季節(jié)看,冬季總磷和河床粒徑是影響底棲動(dòng)物群落變化的主要環(huán)境因子,春季受海拔高度影響,夏季為高錳酸鉀指數(shù)、海拔高度及電導(dǎo)率,秋季為pH、濁度和總氮;可以看出影響各季節(jié)底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的環(huán)境因子主要為營(yíng)養(yǎng)鹽含量、海拔高度和河床粒徑等。黃柏河下游營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)普遍高于上游,而水體的富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)導(dǎo)致底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性降低;黃柏河流域底質(zhì)異質(zhì)性較高,黃柏河干流地質(zhì)河床為淤泥,而支流多為礫石和卵石,有研究表明底棲動(dòng)物種數(shù)隨粒徑的減小而減少,在卵石中最多。底棲動(dòng)物群落組成上表現(xiàn)為下游多為軟體動(dòng)物和甲殼動(dòng)物,而上游以水生昆蟲為主,也就是空間上的環(huán)境因子差異導(dǎo)致群落結(jié)構(gòu)的差異。而從全年來(lái)看,影響群落結(jié)構(gòu)季節(jié)變化的主要環(huán)境因子為海拔高度、pH、濁度和電導(dǎo)率,營(yíng)養(yǎng)鹽為次要環(huán)境因子;這是因?yàn)槿甑臓I(yíng)養(yǎng)鹽濃度變化不大,而不同季節(jié),降雨量分布很不均勻,黃柏河流域降雨集中在春夏,而降雨的增多會(huì)伴隨大量泥沙等懸浮物進(jìn)入河流,導(dǎo)致夏秋水深較高,透明度較低而濁度相對(duì)較高。海拔高度是影響底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要因素,這可能是因?yàn)椴煌0蔚暮恿魃骋蜃哟嬖诿黠@差異,如圖2所示,高海拔地區(qū)水溫往往較低、而河床粒徑上游明顯比下游要大,黃柏河下游河流寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于下游,且下游河段周邊為城鎮(zhèn),而上游多為鄉(xiāng)村,從而導(dǎo)致海拔高度是影響底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵環(huán)境因子。從圖4也可以看到,昆蟲綱占比越往上游越大,而物種種數(shù)干流遠(yuǎn)小于支流,且西支表現(xiàn)為明顯的越往上游越少的趨勢(shì)。而濁度也可以通過(guò)影響浮游植物,進(jìn)而影響底棲動(dòng)物食物來(lái)源及底棲動(dòng)物本身來(lái)影響底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu);電導(dǎo)率是水溫、pH及水體營(yíng)養(yǎng)鹽水平的綜合反映,電導(dǎo)率越高的區(qū)域,底棲動(dòng)物多樣性越低,電導(dǎo)率還會(huì)影響敏感種的出現(xiàn)頻率。從底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)類群與環(huán)境因子相關(guān)性看(圖8),不同的底棲動(dòng)物對(duì)環(huán)境因子響應(yīng)有較大差別,對(duì)某些物種呈正響應(yīng)的環(huán)境因子,而對(duì)其他物種呈負(fù)響應(yīng)關(guān)系。