水电开发对澜沧江下游支流大型底栖动物多样性的影响

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澜沧江-湄公河发祥自我国青海省的唐古拉山东北区域,流经我国滇、藏两省区和东南亚的老、缅、泰、柬、越5国后汇入南海,是我国和亚洲重要的国际河流,也是全球生物多样性最高的流域之一。近年来,随着该流域水电开发强度的加大,显著地改变了河流水环境条件,影响了水生生物的生存繁衍,使流域水生生态系统健康受到了威胁。弄清楚大坝对大型底栖无脊椎动物(下面简称底栖动物)的影响规律,不但为利用底栖动物指示环境影响提供依据,而且是水电开发河流水生态环境保护和管理的科学基础。本研究以两条澜沧江下流相邻的一级支流——南腊河(建有大坝)与补远江(未建大坝)为研究区域,通过比较不同季节(旱季与雨季)建坝河流与未建坝河流的底栖动物密度、生物量、物种多样性、功能性状以及功能多样性差异,探索影响河流大型底栖动物群落组成的显著环境因子与空间因子,揭示不同生态学过程(以环境过滤主导的确定性过程和以扩散效应主导的随机性过程)在底栖动物群落构建中的作用。主要研究结果如下:两条支流的物种多样性方面:补远江底栖动物物种数量高于南腊河,不同季节在补远江共采集到底栖动物150种,在南腊河共采集到123种。对于底栖动物,南腊河旱季密度的均值是476.23ind/m~2,生物量的均值是11.52g/m~2;雨季密度的均值是631.68ind/m~2,生物量的均值是17.53g/m~2,两条支流雨季底栖动物密度和生物量均高于旱季。底栖动物群落结构的PERMANOVA检验结果显示:南腊河底栖动物群落结构在不同季节显示出了显著性差异,补远江底栖动物群落结构在不同季节未显示出显著性差异。补远江旱季和雨季的Margalef多样性指数、Shannon多样性指数、物种数Richness均显著高于南腊河,Simpson多样性指数、Pielou多样性指数则在两条河之间无显著性差异。南腊河与补远江底栖动物的功能性状组成在不同季节显示出了较大差异,集中表现在:补远江旱季底栖动物流态偏好(沉积型与侵蚀型)、成虫寿命(短)、产卵位置(大石)、扩散能力(非常强)的性状加权平均指数(CWM)显著高于南腊河,生活习性(蔓生)、耐受性(耐受)、成虫寿命(长)、产卵位置(其它)、扩散能力(非常弱)的性状加权平均指数(CWM)显著低于南腊河;补远江雨季底栖动物流态偏好(侵蚀型)、生活习性(滑行)、化性(少于1世代/年)、产卵位置(大石)的性状加权平均指数(CWM)显著高于南腊河,产卵位置(自由产卵)的性状加权平均指数(CWM)显著低于南腊河。在选取的14个功能性状中,流态偏好、成虫寿命、产卵位置、扩散能力、生活习性、化性、耐受性这7个功能性状更易受到建坝的影响。补远江(未建大坝)更适宜喜沉积型及侵蚀型流态、短寿命、附着产卵、强扩散能力、滑行、少于1世代/年、耐受性不强的底栖动物生存,南腊河(建有大坝)则更适宜喜沉积型流态、长寿命、自由产卵、弱扩散能力、蔓生、1世代/年或大于1世代/年、强耐受性的底栖动物生存。关于功能多样性,旱季补远江底栖动物的功能丰富度指数(FRic)显著高于南腊河,雨季补远江底栖动物的功能丰富度指数(FRic)、功能离散度指数(FDiv)以及Rao的二次熵(RaoQ)均显著高于南腊河,但功能均匀度指数(FEve)低于南腊河。环境因子在驱动河流底栖动物群落结构差异方面起到了重要作用,空间因子也起到了重要作用。主要表现为:纯环境因子(8%)比纯空间因子(0.5%)解释了南腊河旱季底栖动物更多的群落结构差异,反之纯空间因子(9.3%)比纯环境因子(4.1%)解释了补远江旱季底栖动物更多的群落结构差异;纯环境因子(7.7%)和纯空间因子(6.2%)在解释南腊河雨季底栖动物群落结构差异上差异不大;纯环境因子(9%)比纯空间因子(4.0%)解释了补远江雨季底栖动物更多的的群落结构差异。本研究通过对澜沧江下游南腊河(建有大坝)与补远江(未建大坝)底栖动物多样性进行比较研究,特别是功能性状及功能多样性的相关研究,有助于今后利用底栖动物指示和评价建坝对河流水生态环境影响,同时也可为澜沧江流域水生态环境和底栖动物多样性的保护与管理提供科学依据。
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