天津于桥水库大型底栖动物群落结构及其水质生物学评价-生态学杂志

生态学杂志 Chinese Journal of Ecology 2012,31 (9) :2356-2364 天 津于桥水库大型底栖动物群落结构及其 水质生物学评价 *马秀娟 沈建忠1 1**( 1 华中农业大学水产学院, 武汉 430070 ; 2 天津农学院水产科学系, 天津 300384 ; 3 天津市水利科学研究院, 天津 300061 ) 孙金辉 王海生 张 凯2 13摘 要 于 2010 年 5 月 2011 年 5 月按季度对于桥水库大型底栖动物进行了采样调查㊂ 结果表明:于桥水库底栖动物有 51 种,其中水生昆虫 23 种,占总数的 45. 1% ;软体动物 15 种,占 29. 4% ;寡毛类 12 种, 占 23. 5% ; 其他类 1 种, 占 2. 0% , 优势种类为侧叶雕翅摇蚊 ( Glyptotendipes lobiferus) ㊁中华圆田螺 ( Cipangopaludina cathayensis) ㊁ 霍甫水丝蚓 ( Limnodrilus hoffmeisteri) ㊁克拉泊水丝蚓( L. claparedeianus) ;底栖动物年均密度为 159. 58 ind ㊃ m -2 , 年均生物量为 3. 31 g㊃m -2 ;各季度底栖动物密度表现为春季 > 冬季 > 秋季 > 夏季, 生物量表 现为冬季 >夏季 >春季 >秋季㊂ 利用 Goodnight 修正指数 ( GBI) ㊁ Shannon-Wiener 多样性指数 (H′) ㊁Margalef 丰富度指数( d) ㊁生物学污染指数( BPI) ㊁科级生物指数 ( FBI) 和综合生物污 染指数( BI) 对于桥水库的水质进行综合评价,结果显示, 于桥水库水质整体处于轻-中污型 ( Ⅱ-Ⅲ) ,相比 1999 2000 年( Ⅲ) 于桥水库水质污染状况有所好转㊂ 关键词 于桥水库; 大型底栖动物; 群落结构; 水质评价 中图分类号 Q958 文献标识码 A 文章编号 1000-4890(2012)9-2356-09 Macrozoobenthos community structure and water quality evaluation of Yuqiao Reservoir in Tianjin, North China. MA Xiu-juan1 , SHEN Jian-zhong1** , SUN Jin-hui2 , WANG Haisheng1 , ZHANG Kai3 ( 1 College of Fisheries, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; 2 Fisheries Department, Tianjin Agricultural College, Tianjin 300384, China; 3 Tianjin City Water Conservancy Science Research Institute, Tianjin 300061, China ) . Chinese Journal of Ecology, 2012, 31 (9) : 2356-2364. Abstract: A quarterly investigation of the macrozoobenthos community in Yuqiao Reservoir was conducted during May 2010 to May 2011. A total of 51 macrozoobenthos species were found, among which, Insecta (23 species) , Mollusca (15 species) , Oligochaeta (12 species) , and others (1 species) accounted for 45. 1% , 29. 4% , 23. 5% , and 2. 0% of the total, respectively. The dominant species were Glyptotendipes lobiferus, Cipangopaludina cathayensis, Limnodrilus hoffmeisteri, and L. claparedeianus. The average annual density and biomass of macrozoobenthos were 159. 58 ind ㊃ m -2 and 3. 31 g ㊃ m -2 , respectively. The macrozoobenthos had the highest density in spring, followed by in winter and autumn, and in summer, and had the highest biomass in winter, followed by in summer and spring, and in autumn. The evaluation with Goodnight biotic index ( GBI) , Shannon-Wiener diversity index ( H′) , Margalef richness index ( d) , biological pollution index ( BPI) , family-level biotic index ( FBI ) , and integrated pollution index ( BI) indicated that the overall water quality of the Reservoir was in slight-moderate pollution (Ⅱ-Ⅲ) . As compared to that in 1999 -2000 ( Ⅲ) , the water quality of Yuqiao Reservoir was somewhat improved. Key words: Yuqiao Reservoir; macrozoobenthos; community structure; water quality.*天津市科委项目(09ZCGYSF02500) 和天津市水务局科技处项目( KY-2012-07) 资助㊂ **通讯作者 E-mail: jzhsh@ mail. hzau. edu. cn 收稿日期: 2012-02-09 接受日期: 2012-10-17马秀娟等:天津于桥水库大型底栖动物群落结构及其水质生物学评价2357 底栖动物是水生态系统中重要的生物类群, 生 活在水体底部,从底质中吸取营养物质,在水生态系 统的物质循环和能量流动中起着重要的作用, 而且 由于底栖动物区域性强㊁迁移能力有限㊁生活周期较 长,可综合反映其栖息地物理㊁化学及生态特性随时 间,空间的变化,能较全面地反映当前淡水生态系统 文辉,2006) , 因此, 底栖动物群落结构是反映其所 ( Metcalfe,1989; 江晶等,2009) , 而研究对象主要以 大型底栖动物为主㊂ 的健康状况 ( Thorne & Williams,1997; 刘宝兴和由 在水环境特点及水环境质量的重要指标㊂ 国内外对 底栖动物的研究主要是利用其来监测和评价水质底栖动物群落的周年采样调查, 分析了底栖动物的 群落结构特征,根据底栖动物种类组成及现存量对 于桥水库水体污染状况进行了评价, 并参照其理化 指标,对于桥水库水质进行了综合评价,以分析近年 化,为于桥水库水环境的进一步治理提供依据㊂ 来人为调控治理后于桥水库水环境的现实状况和变 1 材料与方法1. 1 采样点的设置 域,蓟运河左支流州河出口处, 参照黄祥飞 (1999) 底栖动物调查的区域是引滦入津流域下游区北部蓟县城东 4 km 处,燕山山脉南麓㊂ 北部与河北 省兴隆县㊁北京市平谷县相邻,南部与宝坻县隔蓟运 河相望,东与河北省遵化县㊁ 玉田县毗邻, 西以河北 约 30 km, 南北宽 8 km, 正常蓄水水面面积为 250 生产用水的水源地㊂ 纪炳纯等 (2002) 根据 1999 省三河 市 为 界 ( 金 丹 越 和 黄 艳 菊, 2004 ) ㊂ 处 于 km2 ㊂ 于桥水库是中国大型供水工程引滦入津工程 的重要枢纽,也是天津市人民生活饮用水和工农业 2000 年对于桥水库底栖动物种类区系组成㊁ 现存量 及分布的周年调查结果分析表明, 于桥水库水质处 库底栖动物的调查表明, 于桥水库水源呈中营养状 态,有向轻度富营养化发展的潜在趋势㊂ 本研究根据 2010 于中-富营养型过渡类型,郑丽娜等(2008) 对于桥水 2011 年在天津于桥水库对于桥水库距离天津市区 115 km 处,位于天津市‘ 湖泊生态调查观测与分析 “ 提供的方法, 并根据下 游支流的分布㊁库区人口分布情况及其库周边环境 特征,在水体的中心区㊁ 沿岸区等共设置 17 个采样 点,以较全面记录于桥水库的底栖生物资源㊂ 其分 布为 1 # 淋河口㊁2 # 果河口㊁3 # 峰山㊁4 # 三岔口㊁5 # 柳河 套㊁6 # 马申桥南㊁7 # 库心㊁8 # 八百户㊁9 # 库心附近㊁10 # 15 # 老河道㊁16 # 放水洞㊁17 # 翠屏山, 每次采样时采用 GPS 定位,具体采样点位见图 1㊂ 调查在 2010 年 5 按季度采样㊂ 月( 春季) ,2010 年 7 月 ( 夏季 ) ,2010 年 10 月 ( 秋 1. 2 样品采集及处理 东马坊㊁11 # 九百户㊁12 # 逯庄子㊁13 # 青山㊁14 # 七里峰㊁40°02′N㊁117°31′E,是一座山谷形盆地水库, 东西长季) ,2011 年 1 月( 冬季) ,2011 年 5 月 ( 春季 ) 进行, 定量采样时用(1 / 16) m2 彼得森采泥器, 每个采样点采样 2 ~ 3 次㊂ 采 集 到 的 样 品 用 40 目 ( 0. 35mm 孔径) 的网筛进行分选㊂ 定量采样过程中同时 在 水库周边及水面处进行定性采样 ,并记录各采样图 1 于桥水库采样点分布示意图 Fig. 1 Distribution of the sampling stations in Yuqiao Reservoir2358 生态学杂志 第 31 卷 第 9 期　点的环境特征,如底质㊁水深㊁水草分布和透明度等㊂ 在白瓷盘中分类挑选出样品后,分别计数称重,最后 换算成单位面积 ( m ) 的个体数及生物量㊂ 水生昆2昆虫 个 体 数 ( ind ㊃ m -2 ) , N3 为 软 体 动 物 个 体 数 ( ind㊃m -2 ) ㊂ ( Hilsenhoff,1998;张跃平,2006) : FBI = ni ti / N ∑ n=1s虫和软体动物先用 5% 福尔马林固定,24 h 后转移 到 75% 的酒精保存,寡毛类用 10% 的福尔马林溶液 固定㊂ 标本鉴定参照国内外相关工具书进行 ( 陈心 1994;Epler,2001) , 记录数据 ( 密度㊁ 生物量 ) 用 Ex1. 3 优势种的确定 Y = ( n i / N) ×f i cel 统计分析㊂ 底栖动物优势度的计算采用如下公式: 陶 等, 1959; Fitter & Manuel, 1994; Morse et al. ,科级 生 物 指 数 ( family-level biotic index, FBI )式中,n i 为第 i 分类单元的个体数;t i 为第 i 分类单元 的耐污值 ( 王建国等,2003) ; N 为各分类单元的个 体总和;s 为分类单位个数㊂ BI = 综合生物污染指数 BI( 戴友芝等,2000) :式中:n i 为第 i 种的个体数,N 为所有种类总个体数, f i 为出现频率;Y 为优势度,Y >0. 02 的种类定为优势 1. 4 水质评价方法 种( 沈国英和施并章,2002) ㊂ GBI = ( N -N oil ) / N Goodnight 修正指数( 徐祖信,2003) :式中,将各采样点的各种生物指数值, 对照标准值, 用线性插值法得出分指数 P i ㊂ 布,计算出 Goodnight 修正指数 GBI㊁Shannon-Wiener BI,各生物指数值与水质等级划分标准参见表 1㊂ 根据各采样点底栖动物的种类㊁ 现存量及其分∑ Pi 2 / ∑ Pi多样性指数 H′㊁Margalef 丰富度指数 d㊁ 生物学污染 指数 BPI㊁科级生物指数 FBI 和综合生物污染指数 2 结果与分析式中, N 为样品中底栖动物个体总数, N oil 为样品中 寡毛类个体总数㊂ H′ = 的总个数㊂sShannon-Wiener 多样性指数( Shannon,1949) : ( n i / N) log2 ( n i / N) ∑ i=12. 1 种类组成及优势种类式中,n i 为第 i 类物种的个数, N 为样本中底栖动物 Margalef 丰富度指数( Margalef,1957) : d = ( S -1) / lnN51 种,水生昆虫 23 种,占总数的 45. 1% ,其中,侧叶 雕翅摇蚊( Glyptotendipes lobiferus ) 为优势种; 软体动 物 15 种,占 29. 4% ,其中,中华圆田螺( Cipangopalu克拉泊水丝蚓 ( L. claparedeianus ) 为优势种; 其他 1 dina cathayensis ) 为 优 势 种; 寡 毛 类 12 种, 占 种,占 2% ( 图 2) ㊂ 种类组成表现出明显的季节变 22 种和 19 种;秋季最少,为 16 种( 表 2) ㊂ 2. 2 密度和生物量 化:春季种类最多,为 30 种;其次为夏㊁冬季,分别为于桥水库 17 个采样点标本共鉴定出底栖动物式中,S 为样本底栖动物种类数, N 为样本中底栖动 物的总个数㊂ BPI) ( 魏云慧等,2006) :-223. 5% ,其中,霍甫水丝蚓( Limnodrilus hoffmeisteri ) ㊁生 物 学 污 染 指 数 ( biological pollution index, BPI = lg( N1 +2) / [ lg( N2 +2) +lg( N3 +2) ]式 中 , N1 为 寡 毛 类 ㊁ 蛭 类 ㊁ 摇 蚊 幼 虫 个 体 数 ( ind㊃m ) ,N2 为多毛类㊁ 甲壳类㊁ 除摇蚊外的水生表 1 生物指数与水质等级标准 * Table 1 Biological index and graded standards of water quality生物指数 Goodnight 修正指数( GBI) Margalef 丰富度指数( d) 生物学污染指数( BPI) 科级生物指数( FBI) Shannon-Wiener 多样性生物指数( H′) 清洁( Ⅰ) >0. 8 >3. 5 <0. 1 <5. 5 >32. 2. 1 密 度 和 生 物 量 季 节 变 化 于 桥 水 库 各 季 度 大型底栖动物年均密度表现为春季( 236. 60轻污染( Ⅱ) 0. 6 ~ 0. 8 0. 1 ~ 0. 5 5. 5 ~ 6. 6 2 ~ 3. 5 2 ~3中污染( Ⅲ) 0. 4 ~ 0. 6 1 ~2 1 ~2 0. 5 ~ 3. 0 6. 6 ~ 7. 7重污染( Ⅳ) 0. 2 ~ 0. 4 0 ~1 0 ~1 0. 75 3. 0 ~ 5. 0 7. 7 ~ 8. 8严重污染( Ⅴ) 0. 1 ~ 0. 2 0 0 1 >5. 0 >8. 8综合生物污染指数( BI) 0 0. 25 0. 5 *水质等级标准参考文献( 潘立勇等,1994;黄恢柏等,2002;池仕运等,2009;吴东浩等,2010) ㊂马秀娟等:天津于桥水库大型底栖动物群落结构及其水质生物学评价2359ind㊃m -2 ) > 冬季 (180. 92 ind㊃m -2 ) > 秋季 (120. 00ind㊃m -2 ) >夏季(100. 80 ind㊃m -2 ) ; 于桥水库各季 度大型底栖动物年均生物量表现为冬季 (5. 22 g㊃ m -2 ) >夏季(4. 02 g㊃m -2 ) > 春季 (2. 45 g㊃m -2 ) > 秋 季(1. 52 g㊃m -2 ) ( 表 3) ㊂ 从全年密度组成上看,水生昆虫所占比例最大, 占大型底栖动物总密度的 62. 25% , 但各个季节所图 2 于桥水库底栖动物种类组成 Fig. 2 Species composition of zoobenthos in Yuqiao Reservoir占比例有所不同, 秋季最高, 为 83. 53% ; 春㊁ 冬季次 29. 42% ( 图 3) ㊂ 之, 分 别 为 51. 67% 和 80. 27% ; 夏 季 最 低, 为 从全年生物量组成上看 , 软体动物所占比例最表 2 于桥水库底栖动物种类及其季节变化 Table 2 Zoobenthos species and seasonal variations in Yuqiao Reservoir种类 寡毛类 颤蚓科 Tubificidae 春季 夏季 秋季 冬季 种类 Unniella sp. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + Metriocnemus knabi 春季 夏季 秋季 冬季 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 克拉泊水丝蚓 Limnodrilus claparedeianus 霍甫水丝蚓 Limnodrilus hoffmeisteri 水丝蚓属 1 种 Limnodrilus sp. 苏氏尾鳃蚓 Branchiura sowerbyi 多毛管水蚓 Aulodrilus pluriseta 管水蚓属 1 种 Aulodrilus sp1. 颤蚓属 1 种 Tubifex sp1. 颤蚓属 1 种 Tubifex sp2. 正颤蚓 Tubifex tubifex 水生昆虫 双翅目 Diptera 毛蠓科 Psychodidae 虻科 Tabanidae 牛虻 Tabanus 管水蚓属 1 种 Aulodrilus sp2. 奥特开水丝蚓 Limnodrilus udekemianus 淡水单孔蚓 Monopylephorus limosus 穴附器毛突摇蚊 Chaetocladius sexpapilosus 长足摇蚊亚科 Tanypodinae 蜻蜓目 Odonata 花纹前突摇蚊 Procladius choreus 长足摇蚊属 1 种 Tanypus sp. 豆娘 Caenagrion 软体动物 蜻蜓目 1 种 Odonata sp. 田螺科 Viviparidae 中华圆田螺 Cipangopaludina cathayensis 肚胀圆田螺 Cipangopaludina ventricosa 梨形环棱螺 Bellamya purificata 椎实螺科 Lymnaeidae 卵萝卜螺 Radix ovata 狭萝卜螺 Radix tagotis 黑螺科 Melaniidae 毛蠓属 1 种 Psychoda sp. 摇蚊科 Chironomidae+ + + + + + + + + + + ++ + + + + + ++ + -+ + + + + + + + - 静水椎实螺 Lymnaea stagnalis 方格短沟蜷 Semisulcospira cancellata 扁卷螺科 Planorbidae 盘螺科 Valvatidae 珠蚌科 Unionidae 扁旋螺 Gyraulus compressus 平盘螺 Valvata cristata 球形无齿蚌 Anodonta globosula 矛形楔蚌 Cuneopsis celtiformis 三角帆蚌 Hyriopsis cumingii 圆顶珠蚌 Unio douglasiae 蚬科 Corbiculidae 其他 河蚬 Corbicula fluminea 扁蛭科 Glossiphonidae 总计 腹平扁蛭 Glossiphonia complanata 背角无齿蚌 Anodonta woodiana 摇蚊亚科 Chironominae 开腹摇蚊属 1 种 Kiefferulus sp. 摇蚊属 1 种 Chironomus sp. 羽摇蚊 Chironomus plumosus 拟长附摇蚊属 1 种 Paratanytarsus sp. 短小多足摇蚊 Polypedilum breviantennatum 梯形多足摇蚊 P. scalaenum 异摇蚊属 1 种 Xenochironomus sp. 异腹鳃摇蚊属 1 种 Einfeldia sp. 侧叶雕翅摇蚊 Glyptotendipes lobiferus 皱折摇蚊 Chironomus reductus Lipina 拟摇蚊属 1 种 Parachironomus sp. 直突摇蚊亚科 Orthocladiinae 半皱折摇蚊 Chironomus semireductus Larz 流水长附摇蚊属 1 种 Rheotanytarsus sp. 三环带足摇蚊 Cricotopus trifasciatus +” 表示存在, -” 表示未见㊂302216192360 生态学杂志 第 31 卷 第 9 期　表 3 于桥水库底栖动物密度和生物量季节变化 Table 3 Seasonal changes of zoobenthos density and biomass in Yuqiao Reservoir指标 密度( ind㊃m -2 ) 生物量( g㊃m -2 ) 春季 236. 60 2. 45 夏季 100. 80 4. 02 秋季 120. 00 1. 52 冬季 180. 92 5. 22 平均 159. 58 3. 31图 4 于桥水库 2010-2011 年底栖动物生物量季节变化 Fig. 4 Seasonal changes of zoobenthos biomass in Yuqiao Reservoir in 2010-2011224. 00 ~ 282. 00 ind㊃m -2 , 生物量变化幅度为 2. 72图 3 于桥水库 2010-2011 年底栖动物密度的季节变化 Fig. 3 Seasonal changes of zoobenthos density in Yuqiao Reservoir in 2010-2011布,底栖动物密度和生物量较大, 密度变化幅度为 底栖动物主要由摇蚊幼虫和寡毛类组成, 年均密度 最大, 为 282. 00 ind㊃m -2 ;1 # 水草丰富 ( 菹草㊁ 眼子 年均生物量最大,为 12. 39 g㊃m -2 ㊂ 3 # ㊁6 # ㊁7 # ㊁9 # ㊁10 # ㊁11 # ㊁12 # ㊁13 # ㊁15 # ㊁16 # 底质为 ~ 12. 39 g㊃m -2 ㊂ 其中 4 # 底质中含大量有机碎屑,大,占大型底栖动物总生物量的 48. 64% ; 但各个季 节所占比例有所不同, 夏季最高, 为 80. 23% ; 春㊁ 冬 季次之,分别为 35. 10% 和 44. 64% ;秋季最低,未采 2. 2. 2 密度和生物量水平分布 于桥水库各采样 点大型底栖动物的总体密度和生物量由于底质㊁ 水 深等 不 同 而 变 化, 其 中 密 度 变 化 幅 度 为 58. 00 ~-2 -2菜等) ,底栖动物主要由摇蚊幼虫和软体动物组成, 泥沙㊁硬泥地,很少或无水草分布, 底栖动物的密度 和生 物 量 较 小, 密 度 变 化 幅 度 为 58. 00 ~ 144. 00 ㊃m -2 ㊂ 其中 7 # 底栖动物年均密度最小, 为 58. 00 ind㊃m -2 ;12 # 底 栖 动 物 年 均 生 物 量 最 小, 为 0. 41 2. 2. 3 密度和生物量年际变化 相比 2010 年 5 月 5 月大型底栖动物的密度和生物量均增大 , 分别为 于桥水库大型 底 栖 动 物 的 密 度 和 生 物 量,2011 年 g㊃m -2 ㊂ ind㊃m -2 ,生物量变化幅度为 0. 41 g㊃m -2 ~ 2. 51 g集到软体动物( 图 4) ㊂282. 00 ind㊃m ( 图 5) , 生物量变化幅度为 0. 41 ~ 12. 39 g㊃m ( 图 6) ㊂ 为 淤泥 ㊁ 软泥 ㊁ 腐泥或有水草 ( 菹草 ㊁ 眼子菜等 ) 分 17 个采样点 中,1 # ㊁2 # ㊁4 # ㊁5 # ㊁8 # ㊁14 # ㊁17 # 底 质图 5 于桥水库底栖动物密度水平分布 Fig. 5 Horizontal distribution of zoobenthos density in Yuqiao Reservoir马秀娟等:天津于桥水库大型底栖动物群落结构及其水质生物学评价2361图 6 于桥水库底栖动物生物量水平分布 Fig. 6 Horizontal distribution of zoobenthos biomass in Yuqiao Reservoir390. 41 ind ㊃ m -2 和 4. 78 g ㊃ m -2 , 分 别 提 高 了 65. 01% 和 95. 10% ( 表 4) ㊂ 其中主要是水生昆虫的 密度和生物量的增加,其密度增长了 2 倍多,生物量 增长了近 5 倍;其次是软体动物,其密度和生物量均 增长了近 2 倍, 而 寡 毛 类 的 密 度 和 生 物 量 则 没 有 2. 3 水质评价 根据 2010 变化㊂ 2011 年 5 次采样底栖动物观测数表 4 2010 2011 年于桥水库底栖动物密度和生物量变化 Table 4 Comparison of zoobenthos density and biomass in Yuqiao Reservoir in 2010-2011类群 寡毛类 水生昆虫 软体动物 其他类 总计 采样时间 2010-5 2011-5 2010-5 2011-5 2010-5 2011-5 2010-5 2011-5 2010-5 2011-5 密度 生物量 ( ind㊃m -2 ) ( g㊃m -2 ) 107. 35 104. 27 122. 24 271. 47 6. 59 9. 60 0. 47 236. 60 390. 41 5. 07 1. 13 1. 19 0. 46 2. 41 0. 86 1. 15 0. 02 2. 45 4. 78 0. 0016 种类数 7 16 17 6 7 1 30 32 1 7据( 表 5) , 通过 6 种生物指数进行评价得到于桥水 库水质污染状况为轻-中污染 ( Ⅱ-Ⅲ) ( 表 6) , 与相 应各点的理化指标评价结果相一致 ( 表 7 ) ㊂ 2011 年 5 月于桥水库水质评价为轻污染 ( Ⅱ) ,相比 2010 年 5 月( Ⅱ-Ⅲ) ,水质略好㊂表 5 于桥水库各季节水体生物指数值及水质评价等级 * Table 5 Seasonal variations of biological index and water quality assessment in Yuqiao Reservoir采样时间 2010-5 0. 63( Ⅱ) 2010-7 0. 75( Ⅱ) 2010-10 0. 84( Ⅰ) 2011-1 0. 92( Ⅰ) 2011-5 0. 73( Ⅱ) 平均值 0. 77( Ⅱ) *括号中表示水质等级㊂ GBI 3. 67( Ⅰ) 3. 65( Ⅰ) 2. 24( Ⅱ) 1. 06( Ⅲ) 2. 09( Ⅱ) 2. 66( Ⅱ) H′ 5. 31( Ⅰ) 3. 69( Ⅰ) 1. 46( Ⅲ) 9. 81( Ⅰ) 5. 19( Ⅰ) 5. 07( Ⅰ) D 1. 71( Ⅲ) 0. 89( Ⅲ) 3. 45( Ⅳ) 1. 43( Ⅲ) 0. 49( Ⅱ) 1. 87( Ⅲ) BPI 6. 00( Ⅱ) 7. 50( Ⅲ) 7. 83( Ⅳ) 5. 50( Ⅱ) 5. 00( Ⅰ) 6. 71( Ⅲ) FBI 0. 38( Ⅱ ~ Ⅲ) 0. 46( Ⅱ ~ Ⅲ) 0. 64( Ⅲ ~ Ⅳ) 0. 45( Ⅱ ~ Ⅲ) 0. 25( Ⅱ) 0. 49( Ⅱ ~ Ⅲ) BI 综合评价水质等级 轻-中污染 轻-中污染 中-重污染 轻-中污染 轻污染 轻-中污染 于桥水库 17 个采样点的六种生物指数值和所# # # # # # # # #3 ㊁5 ㊁10 ㊁11 ㊁12 ㊁13 ㊁14 ㊁17 ) , 有 6 个采样点为 中污染(1 # ㊁7 # ㊁8 # ㊁9 # ㊁15 # ㊁16 # ) , 有 2 个采样点为重 污染(4 # ㊁6 # ) ㊂属水质等级见表 6, 其中有 9 个样点为轻污染 (2 ㊁表现为:底栖动物密度高峰出现在春㊁ 冬两季, 生物 量高峰出现在冬季,这与纪炳纯等 (2002) 对引滦入 津流域的周年调查的结果一致㊂ 其中, 水生昆虫的 密度和生物量均为秋季高㊁夏季低;软体动物的密度 和生物量均为夏季高㊁春季低,寡毛类的密度和生物 量均为春季高㊁夏季低,这种季节性变化主要与其生 2006;张世海,2009) ㊂ 活史规律及鱼类摄食强度变化等有关 ( 邵美玲等,3 讨 论3. 1 底栖动物群落结构时空变化 于桥水库大型底栖动物群落结构的季节性变化2362 生态学杂志 第 31 卷 第 9 期　表 6 于桥水库 17 个采样点水体生物指数值及水质评价等级 Table 6 Biological index and water quality assessment at 17 sampling stations in Yuqiao Reservoir采样点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 平均值 GBI 0. 77( Ⅱ) 0. 79( Ⅱ) 0. 64( Ⅱ) 0. 88( Ⅰ) 0. 78( Ⅱ) 1. 00( Ⅰ) 0. 59( Ⅲ) 0. 87( Ⅰ) 0. 59( Ⅲ) 0. 92( Ⅰ) 0. 59( Ⅱ) 0. 73( Ⅱ) 0. 64( Ⅱ) 0. 45( Ⅲ) 0. 83( Ⅰ) 0. 26( Ⅳ) 0. 97( Ⅰ) 0. 72( Ⅱ) H′ 5. 46( Ⅰ) 1. 97( Ⅲ) 3. 03( Ⅰ) 2. 65( Ⅱ) 3. 42( Ⅰ) 0. 77( Ⅳ) 3. 59( Ⅰ) 2. 57( Ⅱ) 2. 79( Ⅱ) 2. 76( Ⅱ) 2. 57( Ⅱ) 3. 48( Ⅰ) 2. 93( Ⅱ) 2. 92( Ⅱ) 2. 69( Ⅱ) 2. 01( Ⅱ) 2. 15( Ⅱ) 2. 81( Ⅱ) D 2. 95( Ⅱ) 1. 83( Ⅲ) 1. 82( Ⅲ) 1. 95( Ⅲ) 2. 99( Ⅱ) 0. 23( Ⅳ) 3. 26( Ⅱ) 1. 62( Ⅲ) 1. 76( Ⅲ) 1. 86( Ⅲ) 1. 71( Ⅲ) 2. 91( Ⅱ) 1. 88( Ⅲ) 1. 68( Ⅲ) 1. 89( Ⅲ) 1. 61( Ⅱ) 1. 14( Ⅲ) 1. 95( Ⅲ) BPI 1. 01( Ⅲ) 2. 19( Ⅲ) 1. 32( Ⅲ) 4. 07( Ⅳ) 0. 85( Ⅲ) 3. 18( Ⅳ) 2. 90( Ⅲ) 4. 02( Ⅳ) 3. 29( Ⅳ) 0. 81( Ⅲ) 2. 98( Ⅲ) 1. 46( Ⅲ) 2. 14( Ⅲ) 1. 78( Ⅲ) 3. 44( Ⅳ) 1. 84( Ⅲ) 1. 52( Ⅲ) 2. 28( Ⅲ) FBI 8. 20( Ⅳ) 7. 00( Ⅲ) 7. 67( Ⅲ) 9. 30( Ⅴ) 6. 53( Ⅱ) 8. 00( Ⅳ) 8. 30( Ⅳ) 7. 15( Ⅲ) 8. 08( Ⅳ) 7. 30( Ⅲ) 7. 00( Ⅲ) 6. 25( Ⅱ) 7. 70( Ⅲ) 6. 50( Ⅱ) 8. 50( Ⅳ) 8. 50( Ⅳ) 7. 66( Ⅲ) 7. 13( Ⅲ) BI 0. 54( Ⅲ) 0. 47( Ⅱ) 0. 46( Ⅱ) 0. 75( Ⅳ) 0. 35( Ⅱ) 0. 75( Ⅳ) 0. 56( Ⅲ) 0. 56( Ⅲ) 0. 61( Ⅲ) 0. 46( Ⅱ) 0. 44( Ⅱ) 0. 35( Ⅱ) 0. 39( Ⅱ) 0. 41( Ⅱ) 0. 64( Ⅲ) 0. 61( Ⅲ) 0. 46( Ⅱ) 0. 49( Ⅱ ~ Ⅲ) 综合评价水质等级 中污染 轻污染 轻污染 重污染 轻污染 重污染 中污染 中污染 中污染 轻污染 轻污染 轻污染 轻污染 轻污染 中污染 中污染 轻污染 轻-中污染括号中表示水质等级㊂ 底栖动物群落结构空间分布与各采样点的底质㊁ 水深㊁水草分布㊁水文状况等有关( 谢志才,2000;刘曼 红等,2009; 张莹等,2012)㊂ 如淋河口 (1 )㊁ 柳河套#菹草㊁狐尾藻等 ) 为软体动物特别是腹足类提供了 优越的生活与繁殖场所, 腹足类可通过摄食藻类和 碎屑,特别是植物上的附生藻类起到净化水质的作 用㊂ 相比 2010 年 5 月, 本次调查 2011 年 5 月底栖 动物密度和生物量均增大, 尤其是摇蚊幼虫和软体 动物现存量增加, 水质有所改善, 这可能与 2011 年 于桥水库从上游进行了一次大规模调水有关, 调水 后于桥水库水位有所上升,水量增加,对污染物具有 一定的稀释作用㊂ 评价结果为轻-中污染 ( Ⅱ-Ⅲ) , 与理化指标评价结 1999 果呈中营养状态(30<TLI( ∑) <50) ( 表 7) 一致㊂ 较 年来对于桥水库 削减” 营养㊁ 人工湿地的增加与有 效治理㊁大规模调水㊁打捞菹草等措施有关㊂ 但于桥 水库个别区域水质状况仍较差 ,如三岔口 (4 # ) 和马表 7 于桥水库各参数营养状态指数及综合营养状态指数 Table 7 Parameters of the trophic state index and comprehensive nutrition state index采样时间 2010-5 2010-7 2011-1 2010-10 35. 25 48. 53 51. 09 44. 73 Chl-a 28. 19 35. 71 42. 09 42. 09 TP 68. 12 61. 17 52. 17 67. 26 TN 32. 06 46. 09 50. 23 37. 64 SD COD Mn 32. 85 33. 25 33. 41 33. 64 TLI(∑) 41. 15 47. 83 46. 92(5 ) 这两个点软体动物为优势类群,与该区域有大量#水草( 菹草㊁眼子菜㊁狐尾藻等) 分布,软体动物喜栖息 水草处有关;而水库的出水口处放水洞(16 ) 点寡毛#类为优势类群,与该点有机质含量丰富有关;马申桥 (6 )㊁八百户(8 ) 这两个点优势类群为摇蚊幼虫,可# #能与该区域水较浅,底泥多为淤泥,底层溶解氧含量 3. 2 底栖动物群落结构与水质状况 水库底质状况及是否有水草分布有关㊂ 纪炳纯等 (2002) 于 1999 于水库水底沉积物中含较多死亡植物碎屑, 这种底 质环境更适合寡毛类的生长,寡毛类现存量增多,而 同时底质中植物碎屑的增厚, 一定程度上抑制了水 栖动物现存量减少,多样性降低㊂ 而 2010 生植物的生长和繁殖,降低了水体的自净作用,使得 水质溶解氧的含量相对减少,因而,一些不耐污的底 调查于桥水库时,水库水底沉积物多为淤泥,氧化较 好,底栖动物( 软体动物㊁ 水生昆虫 ) 现存量增多, 多 样性增大,且水库中分布的多种水生植物 ( 眼子菜㊁ 2011 年 2000 年调查于桥水库时认为, 由 于桥水库底栖动物种类及密度生物量的变化与 较高有关( 蔡永久等,2010)㊂利用大型底栖动物对于桥水库进行水质生物学2000 年水质状况( Ⅲ) 有所好转, 这可能与近48. 42马秀娟等:天津于桥水库大型底栖动物群落结构及其水质生物学评价2363 及水质生物学评价. 生态学报, 20 (2) : 277-282. 420.申桥沟口(6 # ) 处于重污染状态, 三岔口 (4 # ) 位于调 水过程中水力沉降的区域, 同时也是淋河和果河交 汇处,污染物均交汇于此, 底泥中有大量有机碎屑, 且遵化市矿山企业产生的废水 ( 黄艳菊,2009) 和玉 田县地下水的大量开采 ( 朱海燕等,2010) 也会加剧 位于其附近的 4 # 水质恶化; 马申桥沟口 (6 # ) 位于藻 3. 3 水质生物学评价指标 类最先爆发区域,污染物多堆积于此㊂黄恢柏, 王建国, 唐振华, 等. 2002. 两种指数对庐山水体 环境质量状况的评价. 中国环 境 科 学, 22 ( 5 ) : 416 出版社. 黄祥飞. 1999. 湖泊生态调查观测与分析. 北京: 中国标准 黄艳菊. 2009. 于桥水库水环境治理研究与对策. 海河水 纪炳纯, 王新华, 秦保平, 等. 2002. 引滦入津流域底栖动 江 晶, 温芳妮, 顾 鹏, 等. 2009. 湖北清江流域胡家溪 大型底栖 动 物 群 落 结 构 及 水 质 评 价. 湖 泊 科 学, 21 (4) : 547-555. 治对策. 环境科学研究, 17 ( 增刊 1) : 77-79. 化. 生态与农村环境学报, 22 (3) : 23-28. 群落调查. 水生态学杂志, 2 (4) : 1-4. 金丹越, 黄艳菊. 2004. 天津于桥水库主要环境问题及其防 刘宝兴, 由文辉. 2006. 苏州河大型底栖动物群落结构变 刘曼红, 马成学, 左彦东, 等. 2009. 镜泊湖大型底栖动物 潘立勇, 李多寿, 张存芝. 1994. 京杭运河徐州段底栖动物 邵美玲, 谢志才, 叶 麟, 等. 2006. 三峡水库蓄水后香溪 河库湾底栖动物群落结构的变化. 水生生物学报, 30 (1) : 3-6. 沈国英, 施并章. 2002. 海洋生态学. 北京: 科学出版社 学报, 9 (3) : 279-284. 与水质的关系. 城市环境与城市生态, 7 (4) : 27-31. 物研究及水质评价. 南开大学学报, 35 (2) : 106-112. 利, (4) : 21-23.所采用的生物指数中,Goodnight 修正指数㊁ShannonWiener 多样性指数和 Margalef 丰富度指数会随着底 栖动物种类组成变化出现一定的波动性, 这和熊金 林等(2003) 研究不同污染程度湖泊底栖动物多样 性得出的结果一致㊂ 所以这 3 种生物指数作为于桥 水库水质评价有一定局限性,不能作为唯一标准,但 可作为参考;生物学污染指数 BPI 是一种适合于桥 水库水质 评 价 的 一 种 方 法, 尤 其 是 科 级 生 物 指 数 ( FBI) 和综合生物污染指数 ( BI ) 两种指数, 从本研 这两种生物指数评价结果与于桥水库水质理化指标 评价最为接近,能比较全面客观地反映于桥水库水 质的变化,增加了评价的准确性㊂ 分,在于桥水库物质循环和能量流动中起着重要作 用,其群落结构特征反映了水体生态系统的健康状 善利用底栖动物进行水质评价的体系, 为于桥水库 水环境保护提供可靠依据㊂ 底栖动物是于桥水库生物资源的重要组成部 究中利用不同指数评价于桥水库水质的结果来看,本研究利用底栖动物对于桥水库进行水质评价王建国, 黄恢柏, 杨明旭, 等. 2003. 庐山地区底栖大型无 脊椎动物耐污值与水质生物学评价. 应用与环境生物 栖动物与水质评价. 黑龙江环境通报, 30 (4) : 69-71. 魏云慧, 肖 红, 包 军, 等. 2006. 大庆市红旗水库的底 吴东浩, 汪军涛, 张 咏, 等. 2010. 连云港主要河流大型 谢志才, 王 骥, 梁彦龄. 2000. 长江流域若干水体寡毛类 区系组成及相似性分析. 水生生物学报, 24 (5) : 451 457. 168. 物群落结果及多样性比较. 湖 泊 科 学, 15 ( 2 ) : 160 水电出版社. 熊金林, 梅兴国, 胡传林. 2003. 不同污染程度湖泊底栖动 徐祖信. 2003. 河流污染治理技术与实践. 北京: 中国水利 张世海. 2009. 淀山湖底栖动物群落结构及水质评价 / / 2009 张 莹, 吕振波, 徐宗法, 等. 2012. 环境污染对小清河口大 型底栖动物多样性的影响. 生态学杂志, 31 (2) : 381 387 物群落研究. 上海水产大学学报, 15 (2) : 169-172. 张跃平, 由文辉, 焦俊鹏. 2006. 长江口九段沙湿地底栖动 郑丽娜, 温圣宇, 程君敏. 2008. 于桥水库水源地富营养化 年上海研究生学术论坛: 上海: 360-363. 22 (1) : 29-32. 底栖无脊椎动物水质生物评价. 环境监测管理与技术,况和水质质量㊂ 因此,应坚持对底栖动物的监测,完致谢 在采样工作中, 天津农学院王拓㊁ 王默涵㊁ 韩东旭㊁ 杨 柳同学和天津市水利科学研究院刘玉博士的支持和帮助,天 津市水利局引滦工程管理处蓟县水质监测中心协助野外采 样,在此一并致谢㊂ 参考文献 蔡永久, 姜家虎, 张 路, 等. 2010. 长江中下游湖泊大型 底栖动物群落结构及多样性. 湖泊科学, 22 (6) : 811 819. 科学出版社. 陈心陶, 陈 义, 齐钟彦, 等. 1959. 中国动物图谱. 北京: 池仕运, 彭建华, 万成炎, 等. 2009. 湖北省三道河水库底 戴友芝, 唐受印, 张建波. 2000. 洞庭湖底栖动物种类分布 栖动物的初步研究. 湖泊科学, 21 (5) : 705-712.2364 生态学杂志 第 31 卷 第 9 期 60 : 101-139 Press. tory and present status in Europe. 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