不同尺度因子对滦河流域大型底栖无脊椎动物群落的影响

通过2011年滦河流域38个河段大型底栖无脊椎动物采集,探讨了河段尺度和流域尺度环境因子对大型底栖无脊椎动物分布的影响。其中,河段尺度因子包括水体/底质特征、河岸带特征和水质,流域尺度因子包括采样位置、流域土地利用结构和缓冲区土地利用结构。RDA(冗余分析)结果表明,河段尺度影响大型底栖无脊椎动物分布的关键因子为:细粒物质比例、河岸带植被盖度、河岸带人类干扰程度、河岸带农田比例、水面宽度和河道改造程度,总解释量为42%;流域尺度影响大型底栖无脊椎动物分布的关键因子为:纬度、海拔、流域内耕地面积百分比和流域面积,总解释量为32%。研究结果表明,河段尺度因子比流域尺度因子对于指示大型底栖无脊椎动物分布更为重要,在环境因子监测中应给以更多的重视。     

城镇化对钱塘江中游支流水质和底栖动物群落结构的影响

于2010年4月调查了浙江省钱塘江中游流域受不同城镇化强度影响的59条1～3级支流的水体理化、底栖动物群落及所在流域的土地利用,分析作为流域城镇化强度指标的不渗水地表面积比(PIA)与溪流水质和生物群落的关系.Spearman秩相关分析表明,TN、NH4+-N、PO43--P、TP、CODMn、电导率、水面宽、水深、细沙淤泥比(％)与PIA呈显著正相关,与林地(％)呈显著负相关.底栖动物指标与PIA的拟合曲线表明它们之间存在显著的非线性关系.其中总分类单元数、Shannon多样性指数、丰富度指数、EPT(％)及捕食者(％)、撕食者(％)、滤食者(％)、刮食者(％)与PIA呈显著负相关,与林地(％)呈显著正相关,但BI指数、集食者(％)、耐污类群(％)、寡毛纲(％)与PIA呈显著正相关.表明研究区域内随着城镇化强度的提高,城镇溪流表现出高氮、磷营养盐水平、物理生境退化、敏感底栖动物物种消失、耐污物种个体数量急剧上升等城镇溪流退化的共性现象.     

巢湖流域春季大型底栖动物群落生态特征及与环境因子关系

采用野外采样调查的方法,结合聚类(Cluster)、多维排序尺度(MDS)、典范对应分析(CCA),以及Shannon多样性指数、Pielou种类均匀度指数、Margalef种类丰度指数等手段,研究了巢湖流域春季大型底栖动物的种群结构特征、多样性及其与环境因子的相关性.调查共采集到大型底栖动物23种,其中环节动物门6种,占26.1%,节肢动物门8种,占34.8%,软体动物门9种,占39.1%;流域内大型底栖动物的优势种为环节动物门的霍甫水丝蚓(Limno-drilus hoffmeisteri)和苏氏尾鳃蚓(Branchiura sowerbyi),以及软体动物门的铜锈环棱螺(Bel-lamya aeruginosa),且其在流域内的分布具有显著的空间差异性.出入湖河流上游区域(群落Ⅰ)生物多样性相对较好;出入湖河流下游区域(群落Ⅱ)生物多样性最差;巢湖湖体及出入湖河流河口(群落Ⅲ)生物多样性处于两者之间.巢湖流域大型底栖动物空间分布受各种环境因素影响,其中Chl a与NO-3为主要影响因素.     

拉萨河流域大型底栖动物群落结构及其与环境因子的关系

2017年8月对拉萨河流域23个采样点的底栖动物群落和环境因子特征进行了调查,采集到大型底栖动物41属(种),其中水生昆虫35属(种),占85.4%;软体动物2属(种),占4.9%;环节动物3属(种),占7.3%;线形动物1属(种),占2.4%。各点位平均物种数为8种,优势种组成差别较大,优势种主要有四节蜉属(Baetis spp.)、大蚊属(Tipula sp.)、纹石蛾属(Hydopsychesp.)、短石蛾属(Brachycentrus sp.)、水丝蚓属(Limnodrilus sp.)、摇蚊属(Chironomus sp.)等,各采样点底栖动物平均密度为362只/m2。运用生物多样性指数分析底栖动物的群落结构,Marglef丰富度指数、香农威纳指数和均匀度指数平均值分别为1.18、1.32和0.49,生物多样性指数水平较低。采用均匀度指数法和底栖动物BI指数法进行了水质评价,两种评价结果显示分别有30.3%和56.5%的采样点水质为中污染至重污染状态。典范对应分析结果表明:影响拉萨河流域底栖动物群落的主要环境因子是海拔、化学需氧量、硫化物、p H值、总磷和总氮。     

永定河流域大型底栖动物群落分布格局及其影响因子

人类干扰造成了全球河流生态系统的普遍退化。流域尺度的水生生物分布特征及其影响因素研究对于河流生态系统的保护与恢复具有重要意义。本研究以永定河流域大型底栖动物群落为研究对象,分别于2017年春季(3月)、夏季(7月)、秋季(11月)开展全流域尺度的大型底栖动物调查。研究表明: 永定河流域以摇蚊科为主,优势类群包括直突摇蚊属、摇蚊属、雕翅摇蚊属以及多足摇蚊属。聚类分析表明,大型底栖动物群落结构存在显著的空间差异性,按照群落相似性可分为2组: 组1主要包含桑干河和东洋河水系,以直突摇蚊为主要优势种;组2主要包含洋河、妫水河以及永定河干流部分河段,以雕翅摇蚊为主要优势种。单因素方差分析表明,组2生物量、Shannon指数、Margalef指数、Pielou均匀度指数以及物种丰富度均显著高于组1,指示了该区域内更好的生态状况。大型底栖动物的季节差异显著,夏季的密度、生物量和各多样性指数均显著低于春季和秋季。典范对应分析显示,影响永定河大型底栖动物空间分布的环境因子主要包括水温、铵氮、pH、溶解氧和总磷。从水文因子的角度,流量和流速与主要生物参数存在显著相关性。组2中流速和流量与大型底栖动物密度和EPT%存在显著的正相关关系,表明急流生境有利于EPT(蜉蝣目、襀翅目、毛翅目)敏感类群的生存;但流量和流速与多样性指数呈负相关关系,表明过高流量和流速的生境条件不利于大型底栖动物多样性的维持。总之,水环境因子、水文因子都显示出了对大型底栖动物群落结构和多样性特征的影响,表明永定河流域生态系统受到多类型人为活动的影响。减少水质污染、适度恢复部分河段的流量是永定河流域生态系统修复的重要环节。     

城市溪流中径流式低坝对底栖动物群落结构的影响

调查了浙江省安吉县内具径流式低坝的城市溪流(6个样点)和参照溪流(3个样点)的底栖动物群落,目的是了解城市溪流底栖动物群落结构退化规律和径流式低坝(2—3 m)对城市溪流底栖动物群落组成与结构的影响。结果表明,参照样点的底质组成以大石块(35.92%)和卵石(33.66%)为主,城市溪流以砾石为主(57.97%)。城市溪流水温和电导率显著高于参照溪流,TN和TP高于参照溪流。底栖动物总分类单元数和EPT分类单元数显著低于参照溪流。城市溪流河道内水坝上下游之间的流速(P=0.273)和宽深比(P=3.92)无显著差异。坝下游水体中的TP高于坝上游,电导率、溶解氧、pH值和水温在坝上下游之间几乎一致。除BI指数坝下游高于坝上游外,坝上下游间底栖动物总分类单元数、EPT分类单元数以及多样性指数、优势度和均匀度指数没有显著差异。但坝下游的耐污类群比例显著高于坝上游,敏感类群比例则显著低于坝上游。与坝上游相比,坝下游捕食者比例上升和集食者比例下降。NMDS结果进一步表明,城市溪流内水坝的建设导致坝上下游底栖动物群落物种组成明显改变。     

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。     

洱海流域湖泊大型底栖动物群落结构及空间分布

2009年5月对洱海及其流域内的海西海、茈碧湖和西湖3个小型湖泊进行底栖动物群落结构调查,以期阐明该流域湖泊底栖动物群落结构现状及其与水环境因子关系.结果表明:洱海底栖动物密度为1556ind·m-2,生物量8.9g·m-2.主要以摇蚊、霍甫水丝蚓和萝卜螺为密度优势种,相对丰度分别为43.5%、39.5%和8.6%;生物量优势种为刻纹蚬、萝卜螺和摇蚊.GIS插值显示,洱海北部密度最高,中部沿岸区生物量最高,南部密度和生物量均较低,Shannon多样性指数以湖岸区较高.其余3个湖泊以线虫、摇蚊科、颤蚓科和幽蚊科为主,其中以茈碧湖的密度和生物量最高(260.8ind·m-2和1.14g·M-2).CCA分析表明:洱海底栖动物主要受水体TP和Ca2+浓度的影响,贡献率分别为34%和27%;西湖与洱海群落组成最相似,主要由水体中较高的TN含量引起.对比历史数据可知,洱海寡毛类和摇蚊科比例继续增加,表明湖泊有机污染进一步加重.     

广东湛江红树林保护区大型底栖动物群落的空间分带

用生态样带研究了广东湛江红树林保护区高桥镇核心区大型底栖动物的空间分带。结果表明：德耀村红树剖面中出现的大型底栖动物优势种类为琵琶拟沼螺、悦目大眼蟹、扁平拟闭口蟹、宽身闭口蟹、黑口滨螺、等齿角沙蚕、弧边招潮和中华伪露齿螺。该剖面大型底栖动物从高潮位到低潮位可分为3个分布带：琵琶拟沼螺-弧边招潮-浓毛拟闭口蟹带;宽身闭口蟹．悦目大眼蟹．黑口滨螺带;扁平拟闭口蟹-珠带拟蟹手螺带。群落生物量的变化主要由软体动物所主导,栖息密度的变化主要由软体动物和甲壳动物所主导,多样性指数变化主要由软体动物所主导。红寨村红树剖面中出现的大型底栖动物优势种类为琵琶拟沼螺、蝼姑虾、扁平拟闭口蟹、宽身闭口蟹、耳螺科的一种、黑口滨螺、中华伪露齿螺、哈氏仿对虾、弧边招潮和等齿角沙蚕。该剖面大型底栖动物也可分为4个分布带：黑口滨螺-中华伪露齿螺-等齿角沙蚕带;琵琶拟沼螺-宽身闭口蟹-耳螺科的一种带;蝼蛄虾．扁平拟闭口蟹带;沈氏长方蟹-珠带拟蟹守螺带。群落生物量的变化也主要由软体动物所主导,栖息密度的变化主要由甲壳动物所主导,多样性指数变化主要由软体动物所主导。底栖动物群落的等级聚类和非参数多变量标序显示,大型底栖动物分带与红树植物群落类型相一致。大型底栖动物分带受红树植物群落类型影响的主要原因是不同红树植物群落间的群落特征、沉积物性质和所处潮位线存在差异。     

青弋江流域大型底栖动物群落结构及水质评价

研究河流大型底栖动物群落结构特征及水环境质量对水生态的保护与修复具有重要意义。以青弋江流域为研究对象,于2020年9月进行了大型底栖动物及水体理化因子的调查,采用相对重要性指数、生物多样性指数及Jaccard相似性系数分析了大型底栖动物群落结构特征,运用丰度/生物量比较曲线法及冗余分析法探究了底栖动物群落受到的干扰程度及其主要影响环境因子,最后利用水生态环境质量综合指数对河流水质进行评价。研究结果表明：(1)共采集鉴定大型底栖动物61种,隶属于3门6纲17目,平均丰度为265.9个/m~2,平均生物量41.6 g/m~2。相对重要性指数分析显示,日本沼虾(Macrobrachium nipponensis)、中国圆田螺(Cipangopaludina chinensis)、羽摇蚊(Chironomus plumosus)及扁蜉(Ecdyrus)为群落中的主要优势种。(2)由群落相似性分析知,Jaccard相似性系数较低,调查点位之间存在较强的空间异质性。(3)冗余分析表明,电导率、氨氮浓度及流速是影响底栖动物群落结构的主要环境因子。(4)生物指数分析结果显示该流域水质为轻度污染或中度污...     

The quantification of local substrate heterogeneity in streams and its significance for macroinvertebrate assemblages

The effect of substrate heterogeneity on the structure of stream macroinvertebrate assemblages (total abundance, taxon richness, and evenness) is still not clear, but this could be due to the lack of standard methods for quantifying substrate heterogeneity. An accurate quantification of substrate heterogeneity was obtained from photographs of sampled areas (each 225 cm²), which were used to create maps that were subsequently digitized and analyzed using image analysis software. These maps allowed the calculation of multiple metrics quantifying two aspects of substrate heterogeneity: composition and spatial configuration of substrate patches. The diversity of substrate types (calculated as the Shannon diversity index), and the heterogeneity of patch compactness (calculated as the coefficient of variation of the relationship between patch dimensions) were the metrics explaining more biotic variance at the sample scale, but at higher scales there were no relationships between assemblage structure and substrate heterogeneity. Most variation in substrate heterogeneity occurred at the sample scale, while some metrics varied significantly at riffle or segment scales; these patterns of variation match those of macroinvertebrate assemblages, which had been previously studied. The importance of quantifying substrate heterogeneity and considering the spatial scales of its study are discussed.     

雅鲁藏布江中下游底栖动物物种多样性及其影响因素

雅鲁藏布江流域维系着丰富而独特的生物资源, 是全球生物多样性研究的热点区域。然而, 该流域底栖动物多样性的调查却极不充分。本文于2015年10月和2016年3月对雅鲁藏布江干流(朗县至墨脱段)和主要支流的底栖动物进行了调查, 并采用单因素方差分析(one-way ANOVA)和典范对应分析(canonical correspondence analysis)等对群落多样性格局进行解析。共采集到底栖动物270种, 隶属于5门8纲20目92科, 包括昆虫纲246种, 寡毛纲14种, 腹足纲4种, 其他动物6种。春季和秋季分别采集到底栖动物184种和214种, 优势种均以喜清洁和冷水的水生昆虫为主, 包括四节蜉属一种(Baetis sp.)、花翅蜉属一种(Baetiella sp.)、蚋属一种(Simulium sp.)、小突摇蚊属一种(Micropsetra sp.)和短石蛾属一种(Brachycentrus sp.)等。全流域平均密度为939.1 ind./m²,sp.)等。平均生物量为5.44 g/m²。底栖动物的物种组成、密度和多样性在季节和区域之间存在一定差异, 支流的多样性显著高于干流。典范对应分析显示, 海拔、流速、河宽和底质类型等环境因子是影响雅鲁藏布江流域底栖动物群落结构的关键环境因素, 而大峡谷地区多变的气候类型和地理阻隔是造成群落变化的根本原因。本研究可为雅鲁藏布江流域底栖动物多样性评估和环境监测提供重要的基础和参考。     

新薛河溪流生境底栖动物群落结构季节动态

明确底栖动物在时空尺度上的自然变化规律对有效评估和保护水生态系统十分重要。基于2012年季节调查数据,对新薛河典型生境底栖动物群落季节动态进行了研究。共鉴定底栖动物108种,隶属5门10纲74属。短脉纹石蛾、长钝直突摇蚊、拟长跗摇蚊、Neozarelia sp.为研究区域优势分类单元,相对丰度分别为25.1%、9.8%、9.0%、8.6%;各季节间优势分类单元组成差异较大,3个季度共同优势物种仅短脉纹石蛾1种。密度、物种丰度、香农指数表现为4月和12月显著高于10月;均匀度指数10月份最高。非度量多维标度排序表明,不同季节底栖动物群落结构差异显著;对照河段(D河段)群落结构季节间差异相对较小。指示物种法分离出了新薛河及各河段代表性物种41种,但B河段未分离出指示物种;双向聚类分析进一步明确了指示物种的指示属性(特有或者相对丰度最高)。     

梯级水坝运行对漫湾库区底栖动物群落结构及分布格局的影响

底栖动物是对水生态系统退化和生境条件改变最为敏感的生物类群之一,同时也是开展梯级水坝水生态系统变化和演替研究的指示生物.本研究以国际生物多样性保护及水电梯级开发生态影响研究的热点地区澜沧江中下游为例,以澜沧江干流兴建的第一座水坝漫湾库区为研究区域,分别于2011和2016年开展底栖动物定点采样,并结合其蓄水前(自然河段,1996年)和单级水坝蓄水初期(1997年)的历史调研数据,全面分析了梯级水坝运行前后漫湾库区底栖动物群落的结构、分布格局及演变趋势.结果表明: 漫湾库区底栖动物群落的优势种组成逐渐由寡毛纲和昆虫纲种类演变为软体动物门类占绝对优势;沿库区生境的纵向梯度变化,底栖动物密度和生物量均表现为升高的趋势,而静水区增加更为显著;对底栖动物功能摄食群的分析表明,静水区由掠食者和收集者占优势演变为滤食者类占绝对优势;梯级水坝运行后,采用生物指数评价结果表明,2016年库区综合水质指标明显优于2011年.漫湾库区底栖动物群落的演变与上游梯级小湾水坝的调度运行及库区的水文状况和泥沙淤积情况密切相关,并随着梯级水坝的运行处于动态变化之中.     

Different roles of environmental variables and spatial factors in structuring stream benthic diatom and macroinvertebrate in Yangtze River Delta,China

Exploring the relative contribution of spatial factors and environmental variables in shaping communities is of widespread interest in biodiversity conservation and environmental management. Stream communities are hierarchically regulated by environmental variables over multiple spatial scales, and the reaction of different organisms to stressors are still equivocal. We sampled both macroinvertebrates and diatom at 80 sites and additional 10 sites for macroinvertebrates, field measured and laboratory analyzed environmental variables, from the tributaries of Qiantang River, Yangtze River Delta China in 2011. We used PCNM (principal coordinates of neighbor matrices) to generate spatial predictors. We applied redundancy analysis and variation partitioning procedures to identify key spatial and environmental factors, and to quantify their relative roles in shaping diatom and macroinvertebrate assemblages. Our results demonstrated the role of spatial and environmental variables differed in shaping benthic diatom and macroinvertebrate. Diatom assemblage variations were better explained by spatial factors, however macroinvertebrate assemblage variations were better explained by environmental variables. In terms of environmental variables, catchment scale variables (e.g., land use estimators, land use diversity) played the primary role in determining the patterns of both diatom and macroinvertebrate assemblages, whereas the influence of reach-scale variables (e.g., pH, substrates, and nutrients) appeared less. However, nutrients were the stronger factors influencing benthic diatom, whereas physical habitat (e.g., substrates) played more important role than water chemistry in structuring macroinvertebrates. Our results provided more evidence to the incorporation of spatial factors interpreting spatial patterns of stream organisms, and highlighted the useful of multiple organisms and environmental variables at different spatial scales in diagnosing mechanism of stream degradation and in building a sound stream conditions monitoring program for Yangtze River Delta.     

Comparative study on macroinvertebrate communities along a reservoir cascade in Xiangxi River Basin

Three cascade reservoirs (Gudongkou Reservoir 1 (GR1), Gudongkou Reservoir 2 (GR2), and Xiangxi Bay of Three-Gorge Reservoir in Xiangxi River Basin, China were selected to investigate macroinvertebrate ecology in a cascade reservoir system. Principal Components Analysis (PCA) implied that water quality was degrading along the reservoir cascade. Non-metric Multidimensional Scaling (NMS) showed that sampling stations located in the lacustrine zone of a reservoir are representatives in comparing macroinvertebrate assemblages along the reservoir cascade. Oligochaetes were numerically dominant in both GR1 and Xiangxi Bay, and chironomids were dominant in GR2. A similar pattern was also exhibited in taxon composition. Benthic assemblages of the 3 reservoirs were all dominated by pollution-tolerant taxa in spite of their differences in water quality. Canonical Correspondence Analysis (CCA) disclosed that turbidity influenced the benthic assemblages significantly. Total organic carbon (TOC)/Turbidity was applied to determine the influence of organic matter on turbidity. The ratio in GR2 was the lowest among the 3 reservoirs, which implicated that the influence of organic matter on turbidity was smaller in GR2 than in the other 2 reservoirs, suggesting that inorganic matter contributed substantially to the turbidity of GR2.     

Comparative study on macroinvertebrate communities along a reservoir cascade in Xiangxi River Basin

Three cascade reservoirs (Gudongkou Reservoir 1 (GR1), Gudongkou Reservoir 2 (GR2), and Xiangxi Bay of Three-Gorge Reservoir in Xiangxi River Basin, China were selected to investigate macroinvertebrate ecology in a cascade reservoir system. Principal Components Analysis (PCA) implied that water quality was degrading along the reservoir cascade. Non-metric Multidimensional Scaling (NMS) showed that sampling stations located in the lacustrine zone of a reservoir are representatives in comparing macroinvertebrate assemblages along the reservoir cascade. Oligochaetes were numerically dominant in both GR1 and Xiangxi Bay, and chironomids were dominant in GR2. A similar pattern was also exhibited in taxon composition. Benthic assemblages of the 3 reservoirs were all dominated by pollution-tolerant taxa in spite of their differences in water quality. Canonical Correspondence Analysis (CCA) disclosed that turbidity influenced the benthic assemblages significantly. Total organic carbon (TOC)/Turbidity was applied to determine the influence of organic matter on turbidity. The ratio in GR2 was the lowest among the 3 reservoirs, which implicated that the influence of organic matter on turbidity was smaller in GR2 than in the other 2 reservoirs, suggesting that inorganic matter contributed substantially to the turbidity of GR2.