濟南河流不同季節大型底棲動物多樣性研究

李萌　郭偉　商書芹　譚璐　樊甜甜　王博涵

摘要：為了研究濟南地區河流大型底棲動物群落結構特征，分別于2014年春季（5月）、夏季（8月）和秋季（11月）對濟南地區河流24個樣點的大型底棲動物進行了野外調查，并采用物種多樣性指數進行水質初步評價。結果顯示：春季、夏季和秋季分別采集到大型底棲動物45種、35種和33種；底棲動物密度平均值分別為2.49×10³、0.56×10³和1.03×10³ind·m^-2；香農威納指數三個季節平均值分別為1.33、1.37和1.17；均勻度指數平均值分別為0.55、0.67和0.59。綜合分析初步表明，濟南地區河流水質總體受到中度污染。關鍵詞：濟南地區；大型底棲動物；群落結構；多樣性

大型底棲動物具有分布廣泛、區域性強，遷移力弱等特點，在水域生態系統的能量流動、物質循環和信息傳遞中起著重要作用。大型底棲動物對水質具有指示作用，常被作為環境指示生物，環境條件（營養鹽、pH、溶解氧、海拔等）的改變也會影響大型底棲動物的群落組成和時空分布。因此，研究大型底棲動物群落可以對河流生態管理、環境保護以及可持續利用提供幫助。近年來有關濟南地區河流大型底棲動物群落結構的季節性調查研究少有報道，因此，于2014春季（5月）、夏季（8月）和秋季（11月）對濟南地區河流進行大型底棲動物實地采集調查，以期較為全面地了解濟南地區河流大型底棲動物群落結構特征及其多樣性的季節變化，為濟南地區河流生態學的研究提供基礎資料。

1 材料和方法

1.1 研究區域概況及點位設置

濟南地處山東省中西部，南依泰山，北跨黃河，占地面積8177.21km²。黃河與淮河貫穿其中，支流眾多，水域生態系統類型復雜。依據濟南地區河流的不同類型，在市區及周邊縣城河流共設置24個采樣點位，其中黃河流域兩岸植被較少，底質多為泥沙，水流緩慢，在其上設置12個采樣點位；淮河流域多處于山區及丘陵區，支流長而多，兩岸植被茂盛，底質多為砂石，在其上設置12個采樣點位（圖1）。

1.2 大型底棲動物樣品采集

在所選定點位的100m范圍之內，使用索伯網（Surbernet，網口30cm×30cm，網孔500μm）隨機采集2個平行樣本，現場用75%的酒精固定后帶回實驗室待檢。在實驗室將肉眼可見的大型底棲動物與石塊等雜質分離，并置于100mL樣品瓶中，用75%的酒精固定保存。在顯微鏡（OLYMPUS）和解剖鏡下進行底棲動物分類和計數，依據相關文獻資料，樣品盡量鑒定到最低分類單元。

1.3 數據分析與處理

采樣點位分布圖在ArcMap9.3上實現，香農威納（Shannon-Wiener）指數（H）和均勻度指數（J）通過Biodiversity Profession 2.0計算，用SPSS16.0進行數據的相關性分析。

水質評價標準如表1所示。

2 結果與分析

2.1 大型底棲動物群落結構特征

春季、夏季和秋季濟南地區共采集到大型底棲動物物種數分別為45種、35種和33種，均以節肢動物門種類最多，其次是軟體動物門種類，再次是環節動物門種類。常見種為東方蜉（Ephem-era orientalis Ulmer）、溪流搖蚊（Chironomus ri-parius Meigen）、蒼白搖蚊（Chinonomus pallidi-vittatus）、大耳蘿卜螺（Radix auricularia）、卵蘿卜螺（Radix ovata）和豆螺（Radix fuchsiana）。濟南地區大型底棲動物密度存在季節性差異（P<0.05）（圖2），其中春季物種密度平均值為2.49×10³ind·m^-2，密度最高的點位為J16（17.33×10³ind·m^-2），夏季密度平均值為O.56×10。ind·m^-2，密度最高的點位為J8（4.02×10³ind·m^-2），秋季密度平均值為1.03×10³ind·m^-2，密度最高的點位為J22（6.54×10³ind·m^-2）。

2.2 大型底棲動物多樣性分析

春季大型底棲動物香農威納指數平均值為1.33，均勻度指數平均值為0.55；夏季香農威納指數平均值為1.37，均勻度指數平均值0.67；秋季香農威納指數平均值為1.17，均勻度平均值0.59（圖3）。3個季節中，春季與秋季大型底棲動物香農威納指數差異顯著（P<0.05），春季與夏季大型底棲動物均勻度指數差異顯著（P<0.05）。綜合各個采樣點位香農威納指數和均勻度指數，根據評價標準，濟南地區河流水體總體污染程度較為嚴重，屬中度污染。

3 討論

從濟南地區河流大型底棲動物群落結構的調查結果可以看出，大型底棲動物群落結構存在明顯的季節性差異。雖然三個季節大型底棲動物的主體群落結構均以搖蚊幼蟲和粘附者等耐污種為主導，但是由于溫度和流量的季節性變化，春季大型底棲動物中的搖蚊科幼蟲處于繁殖旺盛時期，密度分別達到了夏季密度的5倍，秋季密度的2.5倍。濟南地區屬于平原地帶，河流水量較少，流速較慢，加之近年來城市化推進速度加快、人為活動干擾強度增加，導致河流大型底棲動物多樣性逐漸減少。有研究表明香農威納指數在一定程度上能夠反應水體狀況的好壞，指數值越大，表明大型底棲動物群落結構越穩定，水質相對較好，反之較差。濟南地區河流三個季節大型底棲動物香農威納指數平均值為1.29，相對較低，呈現出中度污染狀態。鑒于本研究結果，建議應加大對濟南河流中、下游生態環境的保護，在嚴格控制污水排放量的同時，積極進行水域生態系統修復工程建設，最終構建一個和諧穩定的地域性生態系統，發揮生態系統的服務功能。

（收稿日期：2016-03-25）