济南流域夏季大型底栖动物群落结构调查及水质评价

    曹龙智++王博涵++王帅帅++郭伟++朱中竹++商书芹++白海锋

    

    

    

    摘 要： 于2014年夏季对济南流域31个采样点位的大型底栖动物的进行采样调查并利用底栖动物香农维纳指数、均匀度指数对济南流域水质进行评价。此次调查共鉴定出大型底栖动物种类3门10目40种，其中以节肢动物门和软体动物门的种类为主。底栖动物密度范围为6.25～6 940.06 ind./m2，平均密度为682.57 ind./m2。济南流域底栖动物香农维纳指数和均匀度指数相对较低，物香农维纳指数平均值为1.33，均匀度指数平均值为0.63。通过综合评价认为济南流域水体污染较重，为中度污染，需加强水体污染控制。

    关键词： 大型底栖动物；济南流域；群落结构；多样性指数；水质评价

    底栖动物是生活在水体底部的动物群落，多数底栖动物长期生活在底泥中，具有区域性强，迁移能力弱等特点，对于环境的污染及变化通常很少有自我回避能力，多数个体较大，易辨认[1-3]，而且不同底栖动物对环境条件的适应性及对污染等不利因素的敏感程度不同。根据以上特点，利用底栖动物的群落结构的参数变化可以反映出水体的质量状况[4-6]。

    济南市地处中纬度地带，以泉城著称，水资源比较丰富，市区周边区域河流众多，但针对济南流域的水生态调查相对较少，尤其是底栖动物群落的调查研究目前还是空白领域，因此笔者于2014年夏季对济南流域大型底栖动物的种类、密度、多样性指数和均匀度指数进行调查分析，并对济南流域的水质进行简单评价，希望通过此次采样调查为济南水生态系统保护提供帮助。

    1 材料和方法

    1.1 采样点位设置及样品采集与鉴定

    于2014年夏季，在济南流域开展大型底栖动物调查，根据流域具体地形，此次调查共设置31个采样点位（见图1）。定量采样的采集利用索伯网（0.09 m2，60 目） ，每个采样点采集2个平行样，以减小采样误差。现场用75%酒精对采集的标本进行固定，并放入500 mL 样本瓶中。在实验室条件下，对标本进行鉴定和分类。大多数物种鉴定到种或属[7-8]。

    1.2 数据分析和处理

    采用Biodiversity Profession 2.0计算Shannon-Wiener指数（H'）和Pielou均匀度（J）。

    （1） Shannon-Wiener-多样性指数（H'）：H'=-Σ（ni/N）×log2 （ni/N）

    （2） Pieiou均匀度指数（J）：J=H'/log2S

    式中，ni为第i种个体数，N为所有种个体数；S为样品中总种类数。

    水质评价标准[9]：

    2 结果

    2.1 济南流域底栖动物物种组成

    济南流域共鉴定出底栖动物3门10目40种。其中蜉蝣目3属3种，占底栖动物总物种750%； 毛翅目1属1种，占底栖动物总物种250%；双翅目3属11种，占底栖动物总物种27.50%；蜻蜓目1属2种，占底栖动物总物种500%；基眼目5属11种，占底栖动物总物种2750%；真瓣鳃目2属3种，占底栖动物总物种7.50%；颤蚓目1属3种，占底栖动物总物种750%；颚蛭目1属1种，占底栖动物总物种250%；无吻蛭目2属2种，占底栖动物总物种500%；十足目3属3种，占底栖动物总物种7.50%。

    2.2 底栖动物密度

    从调查中发现，在济南流域31个采样点中，J5和J14点位底栖动物物种数最多，均有10个种，其他点位物种数相对较少。从整个流域采样点位来看，底栖动物密度范围在6.25～6 940.06 ind./m2，平均值为682.57 ind./m2。从各点位的密度分布来看，J28点位底栖动物密度最高，为6 940.06 ind./m2，J18点位底栖动物密度最小，为6.25 ind./m2（见图2）。

    图2 底栖动物各采样点位密度分布图

    2.3 底栖动物香农维纳指数，均匀度指数

    通过图3可以看出，济南流域31个采样点中香农维纳指数（H'）最高的采样点位在J5（2.88），最低的点位在J4（0.02），平均值为1.33；均匀度指数（J）最高的采样点位在J20（1.00），最低的点位在J5（0.03），平均值为0.63。其中，2≤H'≤3有5个采样点，1≤H'≤2有10个采样点位，0≤H'≤1有12个采样点位。综合各个采样点位的指数认为济南流域水体受到中度污染，需加大保护力度。

    图3 底栖动物香农维纳指数、均匀度指数空间分布图

    3 讨论

    通过本次调查，依据数据分析表明济南流域共采集到底栖动物 3门10目40种，主要以节肢动物和环节动物为主，底栖动物密度平均值为682.57 ind./m2，这一调查结果与殷旭旺等[10]调查的黄河最大支流--渭河底栖动物群落结构存在较大差异。研究表明香农维纳指数和均匀度指数在一定程度上能反映水体的好坏状况，数值越大，底栖动物群落结构越趋于稳定，水质相对较好，否则水质较差[11]。济南流域香农维纳指数和均匀度指数相对较低，平均值分别为1.33和063。表明底栖动物群落结构稳定性较差，水体受到污染较严重，需要加大保护与治理的力度。

    参考文献：

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    [9] Brendonck L， Maes J， Rommens W， et al. The impact of water hyacinth （Eichhornia crassipes） in a eutrophic subtropoical impoundment （Lake Chivero， Ximbabwe）.II. Species diversity [J].Arch. Hydrobiol.， 2003，158：389-405

    [10] 殷旭旺，徐宗学，高欣.等.渭河流域大型底栖动物群落结构及其与环境因子的关系[J].应用生态学报，2013，24（1）：218-226

    [11] 姜作发，唐富江，董崇智，等. 黑龙江水系主要江河底栖动物种群结构特征[J]，吉林农业大学学报， 2007，29 （1） ：53 -57

    （收稿日期：2015-07-15）