长江下游三水体大型底栖动物群落结构及水质评价

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长江流域具有丰富的水资源,水库和湖泊是本地区人类赖以生存的淡水资源储存库。近年来,社会经济的不断发展使得本地区水库和湖泊面临的压力愈加严重,尤以长江下游经济发达地区更为严峻,水域生态系统结构和功能完整性受到严重影响。底栖动物作为生态系统的重要组成部分,往往会发生显著变化。然而现阶段关于本地区水库和湖泊底栖动物及影响因素的认识还不够全面。为此,本研究选择典型水库(黄山市太平湖水库)和浅水湖泊(江苏石臼湖和固城湖)为研究区域,系统调查水环境和大型底栖动物,分析典型水库和湖泊的水质状况与底栖动物群落结构,并基于水体理化指标和底栖动物生物学指数对水环境质量进行评价。以期为太平湖水库、石臼湖和固城湖的生态环境保护提供基础数据支撑。  本研究主要内容包括:⑴2014年1月至2015年10月,对太平湖水库水质和大型底栖动物开展季度调查。水体透明度、总氮和总磷呈现显著的季节动态和空间变化。透明度季节变化明显,最小平均值出现在7月(3.2m),最大平均值为出现在1月(4.3m)。透明度各样点间差异较大,呈现从坝前至库尾逐渐降低的趋势。总氮在不同季节差异显著,变化范围在0.52~1.55 mg/L,最大值出现在4月,最小值在1月。总磷月份间差异不显著,各季度均值分别为0.010、0.011、0.012、0.011 mg/L。空间上呈现从库尾至坝前逐渐增加的趋势。根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),TN评价时4月份水质最差,总体为Ⅳ~Ⅴ类水,7月份为Ⅲ~Ⅳ类水,1月份和10月份为Ⅲ类水。TP评价时,各季节基本处于Ⅰ~Ⅱ类水,现阶段氮污染较磷污染严重。根据湖库富营养化评分与分级标准,综合评分值为38.8,属中营养水平。定量样品经鉴定发现大型底栖动物种类35种,摇蚊幼虫28种,水栖寡毛类3种,其它种类4种。太平湖水库现阶段优势种为霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、前突摇蚊(Procladiussp.)、中国长足摇蚊(Tanypus chinensis)、苏氏尾鳃蚓(Branchiura sowerbyi)。大型底栖动物平均总密度为428.28 ind/m2,总生物量为1.294 g/m2。寡毛类和摇蚊幼虫为现阶段优势类群,分别占总密度的54.01%和41.66%,占总生物量的51.92%和45.74%。Margalef丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数分别介于1.51–3.10、0.62–0.80、1.51–2.12、0.54–0.62,多样性相对较低。水深、透明度及水体总磷与底栖动物的空间格局显著相关。根据生物学指数评价标准,寡毛类密度指数属轻度污染。Goodnight-Whitley指数结果显示1月与4月为轻污染,7月与10月属中污染。综合以上两个指数的结果,从底栖动物角度判断太平湖水库现阶段处于轻污染状态。⑵2011年至2014年,每年春季和秋季对石臼湖和固城湖水质和大型底栖动物开展调查。主要水质指标在两湖间无显著差异,石臼湖水体氮浓度稍高于固城湖。参照《地表水环境质量标准》,两湖总磷均值均为0.02mg/L,均为Ⅱ类水,石臼湖和固城湖TN浓度均值分别为1.05 mg/L、0.97 mg/L,分别为Ⅳ类水和Ⅲ类水,高锰酸盐指数均为Ⅲ类水,TN和CODMn是两个湖泊现阶段的主要超标项目。根据富营养化分级标准,两个湖泊除TN为富营养外,SD、TP、CODMn、Chl-a均处于中富营养水平。TSI指数同属中营养状态。综合两种评价结果,现阶段石臼湖和固城湖处于中营养-富营养状态。石臼湖共发现大型底栖动物7纲10目13科24属28种,其中摇蚊幼虫9种,软体动物8种,水栖寡毛类6种,其他种类3种,多毛纲1种。固城湖采集鉴定底栖动物15种,隶属5纲5目7科14属,摇蚊幼虫5种,腹足纲4种,水栖寡毛类4种,其它种类3种。石臼湖底栖动物物种数约为固城湖的2倍。石臼湖优势种为霍甫水丝蚓、苏氏尾鳃蚓、羽摇蚊(Chironomus plumosus)、铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)。固城湖优势种为霍甫水丝蚓、苏氏尾鳃蚓、中国长足摇蚊、羽摇蚊。固城湖和石臼湖底栖动物平均总密度分别为668.37ind/m2、266.97 ind/m2,前者约为后者的2.5倍。生物量则呈现相反的趋势,固城湖和石臼湖的底栖动物平均总生物量分别为9.72 g/m2和32.71g/m2,前者约为后者的1/3。密度方面,寡毛类和摇蚊幼虫占据优势,在石臼湖分别占总密度的51.40%和28.63%,在固城湖这一比例分别为的41.83%和56.07%。生物量方面,固城湖是以寡毛类为主导占总生物量的46.16%。石臼湖以腹足纲和双壳类占优势,共占总生物量的96.53%。固城湖寡毛类和摇蚊幼虫密度显著高于石臼湖,而腹足类密度则显著低于石臼湖。根据生物学指数的评价标准,Shannon-Wiener指数显示石臼湖为轻度污染,固城湖为中污染,寡毛类密度指数显示两湖均属轻度污染。Goodnight-Whitley指数都为轻度污染。两湖BPI指数均属于β-中污染。综合以上结果,现阶段石臼湖和固城湖处于轻污染—中污染状态。
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