济南流域秋季底栖动物多样性研究

    王帅帅 樊甜甜 王博涵 曹龙智 郭伟 白海锋

    

    摘 要：于2014年秋季对济南地区水域的底栖动物的进行设点采样调查，并利用底栖动物香农维纳多样性指数和均匀度指数对水质进行评价。结果表明：济南地区水域共鉴定出底栖动物3门10目33种，以节肢动物门和软体动物门为主。底栖动物平均密度为865.42个/m2，底栖动物香农维纳指数和均匀度指数较低，平均值分别为1.28和0.67。综合各项指标评价认为济南流域秋季水质污染较为严重，为中度污染，应加大保护力度。

    关键词：底栖动物；济南流域；多样性；水质评价

    底栖动物是生活在水体底部的动物群落，栖息的形式多为固着于岩石等坚硬的基体上和埋没于泥沙等松软的基底中。具有地区性强、迁移能力弱等特点，多数个体较大，容易辨认[1-2]。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，利用底栖动物的种群结构等参数可以准确反映水体的质量状况[3-4]。

    济南位于山东省中西部，南依泰山，北跨黄河，背山面水。从地形上济南市可分为三个地带：北部临黄带，中部山前平原带，南部丘陵山区带。水域生态系统类型复杂，代表性水生态类型有泉水、河流、水库、湖泊等。因此，于2014年秋季对济南地区水域的底栖动物种类、密度和多样性进行调查，并对济南地区水域的水环境质量状况进行评价，旨在为济南地区水生态系统保护提供参考依据。

    1 材料和方法

    1.1 采样点位设置、样品采集与鉴定

    于2014年秋季，在济南地区开展大型底栖动物群落结构调查，在调查区域设置35个采样点位（见图1）。利用索伯网（0.09 m2，60目尼龙纱）进行定量采样，每个调查河段采集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，并装入500 mL样本瓶中。在实验室条件下，对标本进行分类和鉴定。

    图1 济南地区采样点位分布

    1.2 数据分析和处理

    运用Biodiversity Profession 2.0计算Shannon-Wiener指数（H'）和Pielou均匀度指数（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是第i个物种个体数，N是所有种类个体数，S是水样中总种类数。

    水质评价标准（见表1）[5]：

    2 结果

    2.1 济南地区底栖动物物种组成

    济南地区水域共鉴定出底栖动物3门10目33种。其中蜉蝣目1属1种，占底栖动物总物种的0.74%；毛翅目1属1种，占底栖动物总物种的7.44%；双翅目2属11种，占底栖动物总物种的50.43%；蜻蜓目1属1种，占底栖动物总物种的0.74%；基眼目6属10种，占底栖动物总物种的25.15%；真瓣鳃目2属2种，占底栖动物总物种的0.86%；颤蚓目1属3种，占底栖动物总物种的9.81%；颚蛭目1属1种，占底栖动物总物种的1.72%；无吻蛭目1属1种，占底栖动物总物种的2.06%；十足目2属2种，占底栖动物总物种的1.75%。

    2.2 底栖动物密度

    在济南地区水域35个采样点中，J16点位底栖动物物种数为最高，有8种，其他各采样点位物种数较少（见图2）。底栖动物密度范围在14.29～6 542.86个/m2，平均值为865.42个/m2，其中J22点位底栖动物密度最大，为6 542.86个/m2，J30点位底栖动物密度最小，为14.29个/m2（图2）。

    2.3 底栖动物多样性指数

    从图3可见，济南地区水域秋季底栖动物香农维纳多样性指数（H'）最高值出现在采样点位J5，最低值出现在J4，平均值为1.28；采样点位J20均匀度指数（J）最高，采样点位J5均匀度指数最低，平均值为0.67。2≤H'≤3的采样点位有7个，有12个采样点位1≤H'≤2，0≤H'≤1的采样点位有16个；综合考虑各个采样点位多样性指数，依据水质评价标准表明，济南地区秋季水体污染程度为中度污染。

    3 讨论

    结果表明，济南地区水域共采集到底栖动物 3门10目33种，主要为节肢动物和环节动物，底栖动物平均密度为865.42个/m2，香农维纳指数平均值为1.28，均匀度指数平均值为0.67。这与济南流域夏季底栖动物多样性研究结果[6]相似，这说明底栖动物多样性在季节变化上无显著差异。有研究[7]表明，香农维纳多样性指数在一定程度上能反映出水体状况，数值越大，表明生物群落结构越稳定，水质相对较好，相反，则相对较差。济南地区水域底栖动物香农维纳多样性指数和均匀度指数较低，表明底栖动物群落结构不稳定，综合各项指数评价表明，秋季济南地区水域水质状况整体为中污染，个别调查区域为重污染。因此，在保护流域生态环境中，需要加大治污力度以提高生物多样性。

    参考文献：

    [1]

    Brown S C，Smith K，Batzer D.Macroinvertebrate responses to wetland restoration in northernNew York[J].Environmental Entomology，1997，26（5）： 1016-1024

    [2] Pedersen M L，Friberg N，Skriver J，Baattrup-Pedersen A，Larsen S E.Restoration of SkjernRiverand its valley-Short-term effects on riverhabitats，macrophytes and macroinvertebrates[J].Ecological Engineering，2007，30（ 2） ：145-156

    [3] Rosenberg D M，Resh V H.Introduction to freshwater biomonitoring and benthicmacroinvertebrates[J].Chapman And Hall，New York（ USA） ，1993： 1-9

    [4] Borcherding J，Sturm W.The Seasonal Succession of Macroinvertebrates，in Particular the Zebra Mussel （ Dreissenapolymorpha） ，in the RiverRhine and Two Neighbouring Gravel-Pit Lakes Monitored Using Artificial Substrates[J].International Review of Hydrobiology，2002， 87 （ 2/3 ）：165-181

    [5] Brendonck L， Maes J， Rommens W， et al.The impact of waterhyacinth （Eichhorniacrassipes） in a eutrophic subtropoicalimpoundment （Lake Chivero， Ximbabwe）.II.Species diversity [J].Arch.Hydrobiol.， 2003，158：389-405

    [6] 曹龙智，王博涵，王帅帅，等.济南流域夏季大型底栖动物群落结构调查及水质评价[J].河北渔业， 2015（11）：14-16

    [7] 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：2015-11-24）