基于大型底栖无脊椎动物完整性指数的鄱阳湖湿地生态健康评价

湿地生态健康评价对于掌握湿地的健康状况、理解人类活动干扰对其影响及实施生态预警等有重要意义。鄱阳湖对于维持其流域甚至长江中下游的生态平衡十分重要,目前尚未建立起其较完善的生态健康评价指标体系。大型底栖无脊椎动物完整性指数(benthic macroinvertebrate-based index of biotic integrity, B-IBI)是广泛应用的湿地生态健康评价方法。基于30个采样点(7个参照点,23个受损点)的大型底栖无脊椎动物采样数据,构建鄱阳湖湿地的B-IBI指数,采用自然断点法划分非常健康、健康、一般、差和极差5个健康等级标准,据此评价湿地生态健康状况。研究表明:(1)基于B-IBI指数的鄱阳湖湿地生态健康评价结果为一般;(2)就采样点B-IBI分值而言,呈现出西部健康状况优于东部的格局,其中国家级自然保护区内状况较好,而工业区、城镇、农田及河流入湖口附近状况较差;(3)B-IBI指数与前期构建的景观发展强度指数(LDI)、栖息地环境质量指数(QHEI)以及植被完整性指数(V-IBI)具有显著相关性,表明基于不同指数的评价结果较为一致。本研究构建的B-IBI指数能为鄱阳湖湿地的生态健康评价和监测提供重要方法。     

金沙江上中段大型底栖无脊椎动物群落结构特征和多样性分析

研究将2010—2019年的大型底栖无脊椎动物观测资料进行了系统整理分析,旨在为金沙江上中段大型底栖无脊椎动物的多样性评估以及高海拔地区河流的生物多样性研究和保护提供较为全面的基础资料。研究结果显示,金沙江上中段大型底栖无脊椎动物种类组成上水生昆虫占据绝对优势地位,主要由双翅目、蜉蝣目、毛翅目和襀翅目组成,软体动物占比较低,且以基眼目为主。就科级水平而言,四节蜉科、摇蚊科、扁蜉科和石蝇科为整个研究区域的常见分类单元,其中摇蚊科和四节蜉科在干支流和丰枯期均较为常见。干流和支流大型底栖无脊椎动物的群落结构显著不同,不受丰水期和枯水期的影响。丰水期和枯水期大型底栖无脊椎动物的群落结构差异显著,不受干流和支流的局限。四节蜉(四节蜉属Baetis、二翼蜉Cloeon dipterum、花翅蜉属Baetiella和四节蜉科Baetidae)和石蝇(纯石蝇属Paragnetina和石蝇科Perlidae)以及纹石蛾(纹石蛾属Hydropsyche)是造成不同群组群落结构差异的关键分类单元。整个研究区域大型底栖无脊椎动物呈现较高的嵌套度,且嵌套度枯水期高于丰水期,支流高于干流。底栖物种丰富度和现存量枯...     

温州天河潮间带大型底栖动物的次级生产力

2009年7月-2010年5月分4个季度对温州天河潮间带大型底栖动物进行取样调查,利用生物量、能量和Brey的经验公式计算了潮间带大型底栖动物次级生产力.结果表明:整个研究区域大型底栖动物生物量平均值为(7.2264±0.8766) g·m-2,能量平均值为(44360±4373)J·m-2,年平均去灰生物量为(6.51±0.79)g(AFDW)·m-2,年平均生产力为(7.71±0.96)g(AFDW)·m-2·a-1和年平均P/B值为(1.18±0.07);其中以中潮带的次级生产力最高,高潮带次之,低潮带最低;随着潮间带季节变迁,生物量和能量在高潮带和低潮带上变化规律一致,而中潮带季节变化不一致.分析表明:季节和潮区是影响潮间带大型底栖动物次级生产力时空变异的2个最重要因素;由于这2个因素的单独和交互作用,使得温州天河潮间带大型底栖动物次级生产力变化既有一定的规律,又呈现出变化程度不一致的复杂格局.     

滇池底栖无脊椎动物群落结构及水质评价

滇池位于云南省昆明市西南郊,海拔1885m的高原面上,受纳盘龙江、宝象河等21条入湖水源,湖水出口南流转北注入金沙江。滇池南北长39．0km^2,东西最宽12．5km^2,最窄2．44km^2,湖岸线151．2km^2,面积为330．0km^2,属于高原构造型亚热带石灰岩富营养型湖。     

北京小型湖泊底栖无脊椎动物群落结构特征与营养状况的研究

1987年间逐月调查分析了北京6个小型湖泊底栖无脊椎动物群落结构特征。通过指示种、优势种、种类、数量、生物量、Shannon多样性指数及其与水质的关系分析,前3个湖相当于中营养湖泊,后3个湖相当于中-富营养湖泊。梨形环稜螺(Bellamya purificata)和粗腹摇蚊幼虫(Pelopia sp.)可作为北京6个小湖环境质量的指标生物,前者指示水质较好,后者指示水质较差。Shannon多样性指数值(H′)与湖水BOD、COD、TP、TN含量之间关系比较密切,用该指数并参考指示生物特征评价此类型浅水小湖营养状况是可行的。     

不同种植模式的茶园对溪流大型底栖无脊椎动物群落的影响

茶园对溪流水质和底栖动物群落的影响正日益受到关注。于2007年4月调查了浙江富阳、建德、武义和松阳县,受不同种植模式茶园（低山林地改植茶园、高山林地改植茶园和农田改植茶园）影响的溪流及无干扰参照溪流共17个样点的水质和大型底栖无脊椎动物。结果表明：受茶园影响溪流的铵态氮、总氮、总磷、COD_Mn和电导率都高于参照溪流,低山茶园影响溪流的总氮5.506 mg·L^-1和总磷0.053 mg·L^-1比高山茶园影响溪流的总氮2.069 mg·L^-1和总磷0.028 mg·L^-1高出约2倍;低山林地改植茶园影响溪流的底栖动物物种丰富度显著低于参照溪流(P<0.01),高山林地改植茶园影响溪流与参照溪流之间的差异不显著（P>0.05）;群落相似性的非度量多维尺度(nMDS)分析表明（stress value=0.09）,参照溪流和高山茶园干扰溪流的物种相似性最高,农田改植茶园与农田影响溪流之间也具有较高物种相似性。     

大型无脊椎动物群落指数和群落数量指数在河流水质评价中的应用

本文介绍了新西兰常用的大型无脊椎动物群落指数(MCI)和大型无脊椎动物群落数量指数(QMCI)的原理及使用方法,并利用MCI和QMCI对新西兰惠灵顿地区40条河流53个监测点进行评价.结果表明:MCI和QMCI均与河流营养指标呈极显著相关关系,可用来监测和评价水体的营养污染状况;二者快速准确地监测出惠灵顿地区河流水质总体良好,但部分河流污染严重,并分析了污染的原因.MCI与QMCI存在极显著相关关系,但MCI与营养指标间的相关关系大于QMCI,可以准确地反映出水体中营养元素的富集状况.     

环境因子对河流底栖无脊椎动物群落结构的影响

底栖无脊椎动物是河流生态系统的重要组成部分,在物质循环和能量流动中是不可或缺的重要环节。其群落结构特点与河流环境因子密切相关,能较好地反映河流生态系统健康状况。综述了物理因子(底质、温度、水深、水流、洪水干扰等)、化学因子(溶氧量、p H值、磷、氮等)、生物因子(水生植物、竞争和捕食)、人为干扰(电站建设、城镇化等)和综合因子对河流底栖无脊椎动物群落结构的影响,并根据国内外研究现状指出水流、海拔和洪水干扰等环境因子对河流底栖无脊椎动物群落结构影响的研究较少或不足,对这些环境因子的研究应是今后河流生态学领域需要着力推进重要内容。深入研究和完善环境因子与底栖无脊椎动物群落结构的关系可为保护底栖无脊椎动物群落、流域水生态系统管理和受损河流生态系统修复提供更为全面的科学依据。     

莱州湾大型底栖动物的次级生产力

2011年对莱州湾20个站位进行了4个航次的大型底栖动物调查,共发现177种大型底栖动物,以环节动物、软体动物和节肢动物为主。使用Brey经验公式进行大型底栖动物丰度、生物量、次级生产力和P/B值的计算。结果表明:莱州湾大型底栖动物年均丰度为3057.69 ind·m-2,生物量为3.45 g·m-2(去灰干质量),次级生产力为5.60 g·m-2·a-1(去灰干质量),P/B值为1.59 a-1。相关分析表明,除生物量和丰度之外,叶绿素a含量是影响次级生产力的重要环境因子。群落组成中以个体小、生活史短、代谢快的底栖动物为主。通过估算得出,莱州湾大型底栖动物的次级生产力约为3.48×104t·a-1(去灰干质量),约1.93×105t·a-1(鲜质量)。     

扬州宝应湖底栖大型无脊椎动物的生物多样性及其变化

底栖大型无脊椎动物作为水环境监测的重要指示生物, 其群落结构和多样性能够有效地反映水环境的健康状况。为了更好地了解扬州宝应湖大型底栖动物的群落多样性, 本文于2015-2019年对扬州宝应湖底栖大型无脊椎动物进行野外调查和采样, 联合经典形态学和高通量测定DNA条形码方法进行物种鉴定, 进一步分析了这些大型无脊椎动物群落结构和多样性的年度变化, 并应用Shannon-Wiener指数(H′)和污染生物指数(biotic index, BI)对水质状况进行生物评价。结果显示: 共记录大型底栖动物3门5纲57种, 其中软体动物门23种, 隶属2纲9科(腹足纲7科15种, 双壳纲2科8种); 环节动物门寡毛纲12种, 隶属2科; 节肢动物门22种, 隶属2纲6科(软甲纲4科5种, 昆虫纲2科17种)。腹足纲是优势类群, 5年间的密度占比均在65%以上。优势种是赤豆螺(Bithynia fuchsiana)、槲豆螺(B. misella)和长角涵螺(Alocinma longicornis)。Margalef丰富度指数(2.27 ± 0.28)、Simpson优势度指数(0.82 ± 0.02)和Pielou均匀度指数(0.78 ± 0.08)在5年间呈现明显的波动变化。对水质状况的生物评价结果表明, 湖区水体环境在5年间均呈现不同程度的污染状态, 这与过度围湖水产养殖等经济活动引起水体富营养化有一定关系。     

太湖岸带湿地土壤动物群落结构与多样性

土壤动物是湿地生态系统物质循环和能量流动的关键环节,也是湿地生态系统演化的重要驱动因子。2010年4月—2011年2月研究了太湖岸带湿地4种生境类型(A酸模岸带、B乔灌岸带、C农作物岸带、D天然芦苇岸带)中的土壤动物群落结构和多样性。4次调查共分离到土壤动物3575只,隶属4门12纲,共有105类,土壤动物群落密度达到2794.49—67766.39个/m2。在大类群中,节肢动物门(Arthropoda)为优势类群,占总个体数的55.75%,其次为线虫动物门(Nematoda),占总个体数的36.27%;节肢动物门和线虫动物门构成了该区土壤动物的主体,对土壤动物群落特征起着决定性作用。土壤动物群落各多样性指数的季节变化动态不同,Pielou均匀度的方差分析表明:2010年4月份类型A与类型C之间存在显著性差异(P0.05);而Shannon多样性方差分析表明:2011年2月份类型A与C、D存在显著性差异(P0.05)。土壤动物的整体数量表现为2010年4月2010年11月2010年8月2011年2月。Sorensen和Morisita-Horn相似性分析说明不同生境类型对土壤动物物种丰度产生了不同的影响。太湖岸带湿地土壤动物个体数量在垂直分布上均有一定的表聚性,但不同季节表聚性程度不同。研究结果可为太湖岸带湿地的健康评价及科学管理提供理论依据。     

鄱阳湖银鱼多样性及其时空格局

采用专门设计的银鱼拖网系统地调查了鄱阳湖银鱼夏季索饵期和春季产卵期的空间分布格局.结果显示鄱阳湖银鱼物种多样性低、空间分布不均匀;3种银鱼的相对丰度差异悬殊,小型物种寡齿新银鱼相对丰度最高（71.5%）,体型中等的太湖新银鱼次之（25.6%）,而体型较大的短吻间银鱼相对丰度最低（2.9%）.春季银鱼空间分布不均匀,南部受保护区域丰富度（R）高于北部受干扰生境;产卵场分布格局种间差异显著：2种新银鱼南北都有分布,寡齿新银鱼分布最广（发生率IO=70.0%）,太湖新银鱼次之（IO=55.0%）,而短吻间银鱼仅见于南部水域（IO=30.0%）.夏季银鱼分布广泛,种间分布格局相近,彼此相关显著.表明鄱阳湖银鱼区系多样性结构与其产卵场分布格局和状况相关,而受夏季银鱼索饵场空间布局影响不大.以物种多样性参数为变量的聚类分析将40个调查样点聚为6类,其中3类生境对银鱼区系稳定贡献显著,应受到优先保护.     

鄱阳湖主要入湖段典型底栖动物体内微塑料累积特征

以鄱阳湖-饶河和鄱阳湖-赣江中支两个主要入湖段典型底栖动物(河蚬、圆顶珠蚌、中国圆田螺)为对象,通过组织消解、滤膜过滤分离和显微镜检筛分微塑料(粒径<5mm),分析底栖动物体内微塑料的累积特征。结果表明:三种底栖动物体内均有微塑料淀积且主要淀积于消化道组织中,不同物种淀积丰度表现为河蚬>中国圆田螺>圆顶珠蚌;淀积的微塑料类型包括颗粒类、碎片类、薄膜类和纤维类,其中以纤维类为主;微塑料颜色主要有透明、蓝、红、紫;粒径以<1 mm的丰度最高,且随粒径增大丰度呈递减的趋势;空间尺度上,饶河入湖段底栖动物体内微塑料丰度高于赣江中支入湖段。本研究表明,鄱阳湖微塑料污染已造成底栖动物体内微塑料的累积,湖水产品的食用需要谨慎,但与国内外其他研究相比,本次研究区域的底栖动物处于中等微塑料污染。     

鄱阳湖湖泊细菌群落组成及结构——以松门山为例

于2011年5月在鄱阳湖——松门山湖区采集底泥与表层水样,分别提取了表层水体浮游和底泥微生物基因组DNA,利用454高通量测序技术对细菌的16S rRNA基因进行了序列测定,分析了湖泊底泥细菌、水体浮游细菌群落结构特征。结果显示:底泥细菌OTUs(Operational Taxonomic Units)为1454,表层水体浮游细菌OTUs为269;底泥细菌群落比表层水体更加多样化,底泥细菌的物种数大大多于表层水体。同时,底泥细菌群落与表层浮游细菌群落结构存在显著差异。物种分类显示鄱阳湖底泥细菌种类隶属于20门,228属,其中优势种群为δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia);表层水体浮游细菌隶属于13门116属,优势种群为β-变形菌纲、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria)。结果进一步揭示,无论是浮游细菌群落还是沉积物细菌群落,优势细菌种群的基因型多样性更高。     

基于高通量测序的鄱阳湖典型湿地土壤细菌群落特征分析

采用高通量测序技术分析了鄱阳湖典型湿地土壤细菌群落特征。测序结果表明,不同植被土壤细菌群落丰度与多样性的排序相同:苔草带苔草-虉草带芦苇带泥滩带藜蒿带。沿湖面至坡地,空间位置相近的土壤细菌群落结构具有更大的相似性,苔草-虉草带、苔草带和芦苇带的细菌群落结构相近,泥滩带和藜蒿带的细菌群落结构差异较大。变形菌门(30.0%)是湿地土壤平均相对丰度最高的门,其次为酸杆菌门(16.7%)和绿弯菌门(16.5%);多数门分类细菌相对丰度沿湖面至坡地存在一定变化趋势。硝化螺菌属是第一大属分类水平细菌群落。在土壤化学指标中,与鄱阳湖湿地细菌群落相关性较大的是总磷、铵态氮和有机质含量。以上研究结果表明,鄱阳湖湿地不同植被土壤细菌群落具有结构性差异,但沿湖面至坡地存在规律性变化。     

盐沼植物对大型底栖动物群落的影响

2005年5月下旬在崇明东滩中潮区相同高程上的裸地(ld)、海三棱藨草(Scirpus×mariqueter)地(hs)、芦苇(Phragmites australis)地(lw)、互花米草(Spartinaalterniflora)地(hh)里取样研究了大型底栖动物群落。ld物种数、总个体数、Shannon-Wiener指数、Margalef物种丰富度指数、平均密度和平均生物量都是最低的;平均密度在裸地和3种盐沼植物地间都存在显著差异(P<0.05,LSD检验);平均生物量在海三棱藨草地与裸地间存在极显著的差异(P<0.01,LSD检验);等级聚类分析(Cluster)表明,裸地和盐沼植物地间大型底栖动物群落差异明显。hs、lw、hh中的优势种都是底上附着型的软体动物,而ld中则以穴居型的甲壳动物占优势;hs、lw、hh、ld的面上群与面下群的比值分别为0.56、0.63、0.63、0.75。3种盐沼植物地间大型底栖动物群落相似性程度较高,但非度量多维标度(MDS)排序仍然揭示出可以区分的差异。这些差异体现了盐沼植物对大型底栖动物群落的明显影响。盐沼植物是通过直接改变生境结构或间接影响水动力和沉积物扰动等作用进而明显地影响大型底栖动物群落,盐沼植物也是影响潮间带大型底栖动物群落的重要生态因子。     

乐安河—鄱阳湖湿地植物群落特征及其优势植物对重金属Cu、Pb、Cd的富集

选择乐安河—鄱阳湖湿地典型植物群落,采用重要值方法评价各样点植物群落特征并筛选出典型优势植物,通过室内理化测试分析不同生境中优势植物植株及其根区土壤中重金属Cu、Pb、Cd的含量;采用生物富集系数(BCF)方法评价不同优势植物对重金属Cu、Pb、Cd的富集特性。结果表明:研究区湿地植物以草本为主,在各样点共发现124种物种,包括蕨类植物2科2属2种,种子植物40科97属122种,并从中筛选出羊蹄、红蓼、鼠曲草、紫云英、苎麻等5种富集能力较强的优势植物;植物根区土壤中的Cu、Cd含量均超过土壤环境质量三级标准,而且Cu、Cd的最高含量分别为824.03、5.03 mg·kg-1;不同优势植物对Cu、Pb、Cd等3种重金属元素中的1种或2种表现出较强的富集能力,其中优势物种红蓼对Cu具有较强的富集能力,含Cu量最高为148.80 mg·kg-1,另一种优势物种鼠曲草对三种元素的生物富集系数均较高,且对Cd的最高富集含量为15.17 mg·kg-1,对Cd的生物富集系数最高值为19.14,高于其他植物10倍以上,鼠曲草对重金属Cd具有富集植物的基本特征,且对Cu和Cd具有共富集特征并具有较高的耐性,紫云英、羊蹄等对Cd的富集能力也较强。上述5种优势植物种群对鄱阳湖湿地Cu、Pb、Cd等重金属污染物的生态修复具有一定参考价值,可作为鄱阳湖湿地重金属污染修复植物的选择对象。     

水淹频率变化对鄱阳湖增强型植被指数的影响

水淹状况是湿地植被动态的重要影响因素。该研究基于谷歌地球引擎(GEE)平台, 利用2000-03-01至2020-02-29所有覆盖研究区域的MODIS遥感影像数据, 分析20年间水淹频率(IF)、增强型植被指数(EVI)的时空变化以及湿地植被对IF变化的响应, 得出以下结论: (1) 20年来鄱阳湖水文节律发生了明显改变, 高IF (IF > 75%)水域面积呈现下降趋势, 从2000年1 435.3 km²下降至2019年的510.25 km², 降幅为64.45%; (2)区域平均EVI呈显著上升趋势, 植被扩张主要集中在中部IF下降区域; (3)分析不同总水淹频率区域中平均EVI年际变化, 发现EVI与水淹状况的变化趋势相似, 2009年之后鄱阳湖水域面积萎缩趋势缓解, EVI增长速度出现下降; (4)鄱阳湖湿地植被主要沿水域面积萎缩方向扩张, 基于像元统计20年间IF与EVI的变化趋势, 发现它们在空间分布上高度吻合, 这种空间异质性进一步证实水淹状况起到调节植被动态变化的作用。     

基于云模型的鄱阳湖秋季周边湿地水体富营养化评价

针对水体富营养化评价过程中存在随机性和模糊性的特点,基于鄱阳湖周边湿地30个采样点的实测水质数据,选取叶绿素a（Chl-a）、总磷（TP）、总氮（TN）、高锰酸盐指数（COD_Mn）及透明度（SD）为水质评价因子,生成云模型对鄱阳湖周边湿地水体进行富营养化评价,并与综合营养状态指数评价结果进行比较。结果表明：两种方法的评价结果存在一定差异,但都反映了鄱阳湖周边湿地水体总体上处于轻度富营养化状态。该方法能为鄱阳湖湿地水体富营养化评价提供重要的方法和手段。