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长江中下游湖泊大型底栖动物群落结构及多样性

2023-08-20 来源:小奈知识网
Sci.(湖泊科学),2010,22(6):811—819 http:#www.jlakes.org.E—mail:jlakes@niglas.ae.ca @2010 by Journal of k Sciences 长江中下游湖泊大型底栖动物群落结构及多样性 蔡永久 ,-,姜加虎 ,张路 ,陈宇炜 ,龚志军 (1:中国科学院南京地理与湖泊研究所,湖泊与环境国家重点实验室,南京210008) (2:中国科学院研究生院,北京100049) 摘要:2007年lO月至2008年4月,对长江中下游地区四种不同类型(草型、天然养殖、施肥养殖以及城市湖泊)的lO 个湖泊的大型底栖动物群落结构和多样性进行研究,并分析其与水体营养状态之间的关系.研究结果表明,不同类型湖 泊底栖动物的密度、生物量、多样性及特征种类均存在显著差异.草型湖泊具有最高的生物量和多样性,但密度最低,其 特征种类为腹足纲动物.天然养殖湖泊生物量也较高,物种多样性处于中间水平,特征种类为河蚬、寡鳃齿吻沙蚕及苏氏 尾鳃蚓.施肥养殖湖泊和城市湖泊底栖动物密度较高,并呈现出最低的物种多样性,特征种类主要是耐污能力较强的颤 蚓类和摇蚊科幼虫.相关性分析表明湖泊营养状态指数与底栖动物密度呈显著正相关,而与生物量呈显著负相关,说明 随着营养水平的增加,底栖动物群落逐渐被小个体的耐污种类所主导.M ̄galef丰富度指数及Pielou均匀度指数与营养状 态指数亦呈显著负相关,反映目前长江中下游湖泊随营养水平增加底栖动物群落趋于简单化的演替趋势. 关键词:长江中下游;浅水湖泊;底栖动物;富营养化;相似性分析 Community structure and biodiversity of macrozoobenthos of typical lakes in the middle and lower reaches of the Yangtze River CAI Yongjiu ,JIAq'qG Jiahu ,ZHANG Lu ,CHEN Yuwei &GONG ZhOun (1:State Key Laboratory of Science and Environment,Nanjing Institute ofGeography and Limnology,Chinese Academy ofSciences,Nanjing 210008, R.China) (2:Graduate University ofChinese Academy ofSciences,Beiifng 100049,P足China) Abstract:Community structure and biodiversity of macrozoobenthos and their relationships with trophie state were investigated be— tween November 2007 and April 2008 in 10 shallow lakes,including four types of macrophyte—dominated lakes,natural cuhured lakes,artiifcial cultured lakes and urban lakes,in the middle and lower reaches of Yangtze River.Univariate and multivariate a- nalysis showed that density,biomass,diversity and characteristic species difered signiicafntly among the four type lakes. Macro— phyte—dominated lakes had the highest biomass and biodiversity and the lowest density,and were characterized by gastropods.Nat— ural cultured lakes are intermediate diverse communities and were characterized by Corblcula lu,fni, ̄a,Nephtys oligobranchia and Branchiura sowerbyi.Artiifcil acultured lakes and urban lakes presented the hishest density and the lowest diversity and were domi- nated by pollution—tolerant species(e.g.tubiifcids and ehironomids).Correlation analysis revealed that trophic state index(TSI) was correlated positively with the density,whereas associated inversely with biomass,which indicated that small-size pollution—tol- erant species became more dominant with increasing of trophic state.Diversity indices of Margalef and Pielou showed sinigicantlfy ndgative correlations with trophic state index,implying the simpliifcation of macrozoobentho communities with eutrophication in shallow lakes in the middle and lower reaches of Yangtze River. Keywords:Middle and lower reaches of Yangtze River;shallow lakes;macmzoobenthos;eutrophication;analysis of similarity 大型底栖动物作为湖泊生态系统的重要组成部分,在多个方面起着重要的作用.如改变沉积物的理化 性质,促进营养元素的循环,担任食物网能量流动的重要组成部分….另外由于底栖动物生活史较长,活动 科技部基础性工作专项“中国湖泊水质、水量和生物资源调查”(2006FY110600)和国家自然科学基金项目(31070418)联合 资助.2010—05—31 ̄;0120—09—20收修改稿.蔡永久,男,1985年生,博士研究生;E—mail:njcai1985@163.com. 通讯作者;E-mail:zjgong@nigls.ae.ca.a 812 |,. Sci.(湖泊科学),2010,22(6) 范围小,且对环境变化较为敏感,其种类组成和群落特征也常用于环境监测与评价 .近些年由于湖泊水环 境的不断恶化,淡水动物多样性迅速降低,其灭绝速率可达陆地动物灭绝速率的5倍 ],大型底栖动物作为 其重要组成部分也受到了严重影响 . 长江中下游地区是我国淡水湖泊的主要分布区域,其占全国淡水湖泊总数的60%一70%,且绝大多数为 浅水湖泊.该地区是我国经济发展最快、人类活动最频繁的区域之一,因而也导致该区域湖泊水环境不断恶 化,湖泊生态系统结构和功能不断退化,水生生物类群也受到严重影响 j.Fang等研究发现过去50年来长 江中游地区湖泊水生植物、鸟类和鱼类多样性显著下降 .相对于其它水生生物类群而言,对该地区大型底 栖动物群落结构及多样性的研究较少,且多为一个和少数几个湖?白.如闫云君等对比研究了草型和藻型两 个湖泊大型底栖动物群落差异 ,熊金林等研究了四个不同污染程度湖泊底栖动物群落结构 ].本文依托 “中国湖泊水质、水量和生物资源调查”项目,选取该地区四种代表性湖泊——草型湖泊、天然养殖湖泊、施 肥养殖湖泊和城市湖泊,比较研究不同类型湖泊底栖动物群落结构及多样性,并分析其与水体营养状态之 间的关系,以期了解长江中下游地区典型湖泊底栖动物在人类活动影响下的群落结构特征和驱动因素,并 为其合理利用及多样性保护提供科学依据. 表1各研究湖泊物理参数 Tab.1 Physical parameters of the studied lakes 1研究方法 1.1研究区域概况及采样点布设 本文共选取l0个湖泊,代表该地区四种主要湖?白类型: 草型湖泊(赤湖、大冶湖、洪湖)、天然养殖湖泊(珠湖、军山 湖)、施肥养殖湖泊(南北湖、陈家湖、北民湖)及城市湖泊(岳 阳南湖、武汉东湖).这些湖泊均为典型浅水湖泊,其湖泊环境 特征差异较大 .草型湖泊沉水植物丰富,水质较好,浮游植 物生物量较低;天然养殖湖泊面积较大,且由于受流域来水影 响,湖泊换水周期较短,其养殖方式为人放天养;施肥养殖湖 泊面积较小,多由个体或公司经营,为追求产量在养殖过程投 加肥料和饲料,水体营养状态较高;城市湖泊处于城市内部, 长期受人类活动影响,湖泊换水周期长,水质较差.根据湖泊 水深为各采样点的平均水深 面积大小,在各个湖泊敞水区分别布设2至7个采样点(表 1).样品采集时间为2007年1O月和11月以及2008年4月. 1.2大型底栖动物样品采集与鉴定 底栖动物定量采集用1/16m 改良彼得森采泥器,每个采样点采集1—2次.采得泥样经60目尼龙筛洗 净后,剩余物置于白磁盘中将底栖动物活体逐一挑出,样本用10%福尔马林溶液保存.样品带回实验室鉴定 至尽可能低的分类单元 ” ,统计各个分类单元的数量,然后用滤纸吸去表面固定液,置于电子天平上称 重,最终结果折算成单位面积的密度和生物量. 1.3环境因子的测定 采集底栖动物样本时,同时现场测定环境指标并采集水化学分析水样.透明度(SD)用赛氏盘测定,pH、 水温、电导率及底层溶解氧(DO)于现场用YSI 6600 V2多参数水质监测仪测定.采集水样冷冻保存带回实 验室,氨氮(NH .N)、硝态氮(NO 一N)、正磷酸盐磷(PO 一P)用微量流动注射分析仪(Skalar—SAIO00)测定,总 悬浮颗粒物(TSS)、总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素a(Ch1.a)及高锰酸盐指数(COD )的测定参考标准方 法 .为评价不同类型湖泊营养状态,参照蔡庆华等 提出的湖泊富营养化评价综合模型计算各点的营养 状态指数(TSI),TS1计算公式为: TSI=0.540TSI(Ch1.a)+0.297TS1(SD)+0.163TSI(TP) 其中,TSI(Ch1.a)、TSI(SD)、TSI(TP)按照Carlson提出的营养状态指数计算方法获得,计算公式分别为: TSI(Ch1.a)=10×(6一(2.04—0.68(1n(Ch1.a)))/In2); TSI(SD)=10 X(6一In(SD)/1n2); 蔡永久等:长江中下游湖泊大型底栖动物群落结构及多样性 TSI(TP)=10×(6一In(48/TP)/ln2). 1.4数据分析 813 运用常用的Margalef、Shannon.Wiener及Pielou多样性指数分析不同类型湖 白底栖动物多样性.由于不 同类型湖泊样本量相差较大,且数据转换后仍不能满足方差分析的要求,故采用Kruskal—Wallis非参数检验 比较各类型湖泊环境参数及底栖动物群落基本指标(密度、生物量及多样性)差异性,多重比较采用Games— Howell方法.运用Pearson相关分析检验底栖动物密度、生物量及多样性与水体营养状态指数之间的关系, 相关分析时密度和生物量数据经过对数转换. 运用Bray—Cutis相似性指数分析不同类型湖泊底栖动物群落相似性,并利用相似性分析(ANOSIM, Analysis of Similarities)检验各类型湖泊底栖动物群落 差异显著性,该分析给出一个统计量R,其大小一般介 ·草型湖 I V天然养殖湖泊 ◆城市湖 I O施肥养殖湖泊 DO H 于0—1,值越大表明底栖动物群落差异越大,同时采用 相似性百分比分析(SIMPER,Similarity Percentages)找 出对各类型湖泊底栖动物特征种类,多元分析采用对 数转换后的密度数据,分析软件用PRIMER 5.0ll . 2结果与分析 2.1环境特征 S\D { /▲·卢导率 /∞D N 表2为四种类型湖泊水体理化参数及营养状态评 价,Kruskal—Wallis非参数检验结果表明不同类型湖泊 善 c 间各理化指标具有显著差异(P<0.003).结合主成分 分析(PCA)结果可以看出(图1),城市湖泊和施肥养 、Ch1a 殖湖泊具有较高的营养水平(如:Ch1.a、TN、TP、TSS、 PO 一P),而草型湖泊和天然养殖湖泊营养水平相对较 低,且透明度和溶解氧较高.营养状态指数分析表明 草型湖泊和天然养殖湖泊基本处于中一富营养水平, 而城市湖泊和施肥养殖湖泊TSI指数值较高,已处于 富营养或超富营养水平. 1 0 —0 5 0.0 0.5 1.O 图1各研究湖泊理化因子主成分分析 Fig.1 Principal components analysis of physicochemical parameters in the studied lakes 表2不同类型湖泊水体理化特征 Tab.2 Physicochemical characteristics of different type lakes 参数 pH 草型湖泊 天然养殖湖泊 施肥养殖湖泊 7.42(6.75—8.11)7.46(6.64—8.45) 城市湖泊8.58(7.93—9.21) 6.99(5.69—7.52) P 溶解氧(mg/L) SD(m) 电导率( ̄S/cm) TSS(mg/L) NO3一N(mg/L) NH4-N(mg/L) TN(mg/L) PO4一P( g/L) rrP( g/L) CODM (mg/L) Ch1.a( g/L) TSI 0.36(0.25—0.5)0.58(0.35—0.9) 166(78—243) 36.27(28.8—5O.4) 0.48(0.27—0.78)0.12(0.04—0.3)330(317—352) 11.3(6.0—15.5) 0.26(0.04—0.59) 0.32(0.13—0.57) 1.65(1.01—2.11) 1.67(0.87—2.42) 14.12(3.O7—25.87)51.37(6.62—80.21) 87.4(45.8—125.3) 172.2(101.0—233.0) 4.9(3.28—6.39) 5.85(5.00—7.17) 45.47(30.19—57.23)31.O7(6.08—5O.31) 69.9(67.2—72.4) 65.34(57.2—7O.0) 表中数值为各类型湖泊理化参数的平均值(范围). 2.2密度与生物量 在所调查湖泊敞水区共鉴定到底栖动物31种,其中寡毛类5种,软体动物双壳类4种,腹足类9种,摇蚊 科幼虫1O种,其他底栖动物3种,均为长江中下游湖泊习见种类.各湖泊底栖动物平均密度和生物量见表3. 814 一 暑/暑一删 ∞ )I 一 0一 ∞0 一 \.Pu一一 懈 靼 器如n J}e Sci.(湖泊科学),2010,22(6) 一∞0I{ II∞ 00NolJ等—II 0∞∞∞—皇0— I1日 ∞IJ 鼓∞ 0 器丌1时 . /0 n罨长 僭 器怔医 } 皿 黔 器 怔 ∞0.0\ 【_【._【)/ _【_【 餐誉 【_0.0 黯 N0.0/_【【_ 器低 【_0.o/ _【 辱越 .o/0 _【 \ o/0 ∞n. \ _【n 【_ .卜一\ n卜 寸n.0.0\_【_【 寸卜∞_【.0/ 0.寸\ 卜 卜 寸 ∞ .o/ N n0.o, n ∞_I.0/ ∞_【 磊! 卜 0.0\ 蠢 【_0.()/_【【_ 【0.0v\n 0.0/ _【N.0/ n0.0\_【N 【_0.0v\n 【_0.0/,8 _【0.0\ 寸o.0\ _【 寸. 口n ∞_【.0\ n N .0/n _【 葛.0/ N0.o/_【【_ 0.0/n寸 【_0.0/ 【_0.0v\∞ £1.o, _【_【 E_0.0v\寸 t' ()/∞t, 0. \ 寸_【 【_.0/_l .n\0∞ H . .0/∞ 90.(J/ ∞.1/ 【_0.0/∞ nn.寸\” .∞ 【/∞ ∞. _【_【\ N_【 .0\ ● 卜 寸. 卜_【\ ∞∞.n N 0.高g _【 . \n寸 {,_【\ 导 .0,,冒 N.0\ £I 0.0\ £ 一唧 ≤ ()/∞寸 0\ _0\ _n\Nn 【\ 9,9_o,,9_\ 船_【 ._【0.【 寸0.【 N \∞乙I ∞.n\ n N_0.【 ∞.【 蔡永久等:长江中下游湖泊大型底栖动物群落结构及多样性 815 非参数检验结果表明不同类型湖泊底栖动物密度和生物量存在显著差异(图2,P≤0.002).城市湖泊 底栖动物密度显著高于其他三种类型湖泊,最高可达14160ind./m ,而草型湖泊和天然养殖湖泊密度较低 (112—1148ind./m ),施肥养殖湖泊底栖动物密度处于中等水平并显著高于草型和天然养殖湖泊.不同的 是,生物量表现出相反的趋势,其高值出现在草型和天然养殖湖泊,并显著高于施肥养殖湖泊和城市湖泊 (图2).相关性分析结果表明营养状态指数与底栖动物密度呈显著正相关(r=0.662,P<0.001),而与生物 量呈显著负相关(r=一0.553,P=0.001)(图3). 量 怖 ∞∞∞∞∞∞∞∞∞0 ∞∞∞加∞∞∞∞砌 图2不同类型湖泊大型底栖动物密度和生物量箱线 Fig.2 Box—whisker plots of density and biomass of total macrozoobenthos in different type lakes 从不同类群底栖动物在总密度和总生 物量所占比重可以看出,不同类型湖泊底栖 动物优势类群存在较大差异(图4).密度方 面,草型湖泊主要优势种为腹足纲动物,天 然养殖湖泊主要优势种为双壳类河蚬及其 它类的寡鳃齿吻沙蚕,施肥养殖湖泊中摇蚊 幼虫占据绝对优势.两个城市湖泊的优势类 群呈现较大差异,武汉东湖主要以摇蚊幼虫 为主,而在岳阳南湖被颤蚓类所主导.生物 g 、 口 量 悄 詈 量方面,由于软体动物螺类和双壳类个体较 图3底栖动物总密度和总生物量与营养状态 大,其分别在草型湖泊和天然养殖湖泊占据 绝对优势,而施肥养殖湖泊和城市湖泊生物 指数相关性分析 Fig.3 Relationships between trophic state index(TSI) and density and biomass of total macrozoobenthos 量为摇蚊幼虫和颤蚓类所主导(图4). 口1O0 颤蚓类 摇蚊幼虫 _双壳类 螺类__其他 lOO 80 8O 60 6O 删 40 20 越40 悄 20 816 k Sci.(湖泊科学),2010,22(6) 靼110置 矗LI。一事-u0口磊 2.3底栖动物多样性 不同类型湖泊大型底栖动物群落Margalef丰 富度指数、Shannon—Wiener多样性指数及Pielou均 黎 靶 壮 蚺 匀度指数可以看出,三种多样性指数呈现出较为一 致的变化趋势且在不同类型湖泊问具有显著差异 (图5).总体而言,草型湖泊多样性最高,城市湖泊 多样性最低,天然养殖和施肥养殖湖泊多样性处于 中间水平,且二者间无显著差异(图5).相关分析 表明Margalef丰富度指数及Pielon均匀度指数与营 草型 天然养殖 施肥养殖 城市 养状态指数呈显著负相关(图6). 利用Bray.Curtis相似性指数计算各类型湖泊 图5不同类型湖泊底栖动物群落三种多样性指数 2.4不同类型湖泊底栖动物群落相似性分析 Fig.5 Margalef,Shannon—Wiener and Pielou diversity indices of macrozoobenthic community in different type lakes 底栖动物群落相似性水平,结果表明不同类型湖泊 底栖动物群落结构不相似性百分比较高(56.10%一 87.15%),多重比较结果表明不同类型湖泊底栖动 物群落具有显著差异(除施肥养殖湖泊和城市湖泊 之间),其显著性水平均低于0.001(表4). 利用相似性百分比分析(SIMPER)找出各类型  8。。 :g4 。。。: o Jc 。 0 。 。 湖泊底栖动物群落特征种类(表5).结果表明不同 类型湖泊特征种类差别较大,草型湖泊特征种主要 .. .. O·169,P O·390 为螺类及苏氏尾鳃蚓,天然养殖湖泊特征种类较 少,分别为河蚬、寡鳃齿吻沙蚕和苏氏尾鳃蚓,施肥 : .● · ...· : .● ● 养殖湖泊和城市湖泊特征种类较为相似,其主要为 寡毛纲颤蚓类及摇蚊科幼虫,但城市湖泊特征种类 。· 较少且密度较施肥养殖湖泊高.值得注意的是苏氏 。。。 O 74O,尸<O 0Ol‘ 尾鳃蚓在四种类型湖 白均为特征种类,但密度在草 型和天然养殖湖泊较施肥养殖和城市湖泊低很多. 0 0 0 0 ', 0 u O0 — 0。。 。 。 一 訾 3讨论 3.1不同类型湖泊底栖动物群落及生境特征分析 本文目的是比较研究长江中下游地区四种典 型湖泊底栖动物群落结构特征.研究结果表明,不 同类型湖泊底栖动物无论在密度、生物量、多样性 及特征种类均存在较大差异.本文所选取的湖泊不 Fig.6 Relationships between trophic state index (TSI) nd Margalef.Shannon-Wiener and Pielou diversity indices 仅在营养状态上存在较大差异,同时其他理化特征 (如底质特征、生境异质性、换水周期)也差异较大, 这些都可能在一定程度上影响底栖动物群落结构. 研究发现草型湖泊与其他类型湖泊底栖动物群落不相似性百分比较高,其特征种类主要为腹足纲动 物,关于螺类与水生植物之间关系的研究较多,众多研究结果表明水生植物上生长的附着生物为螺类提供 良好的食物资源,而水生植物本身由于营养质量较低很少被螺类摄食,同时螺类的牧食活动有效地去除了 植物表面的附着生物覆盖层,从而更加有利于水生植物的生长 .Thomas综合前人及自己研究成果提出了 螺一草互利理论(mutualistic theory) ,认为螺类、附生生物及水生植物共同形成了一个互惠的子系统.本文 中螺类在草型湖泊占据绝对优势,而在其他类型湖泊很少出现,进一步印证了螺一草的互惠关系.研究发现 草型湖泊具有最高的多样性和均匀度,根据空间异质性理论 ,环境异质性越高,其所具有的生物多样性就 蔡永久等:长江中下游湖泊大型底栖动物群落结构及多样性 817 越高.草型湖泊生境的高度异质性不仅为大型底栖 表4不同类型湖泊大型底栖动物群落 动物提供了更多栖息、摄食和繁殖的场所,同时其 Bray—Curtis相似性分析 复杂的生境结构也为底栖动物躲避捕食者提供了 Tab.4 Bray-Curtis similarity analysis of 良好条件,从而在一定程度上增加了其多样性和均 macrozoobenthic community in different type lakes 匀度. 天然养殖湖泊特征种类较少,为河蚬、寡鳃齿 吻沙蚕和苏氏尾鳃蚓.河蚬常为过滤收集者,主要 滤食悬浮碎屑、细菌和浮游生物.调查时发现珠湖 和军山湖沉积物颗粒较其他湖泊粗,这可能更有利 于河蚬的生存.国内外关于底质类型对河蚬分布影 注:下方为不相似性百分比,上方为统计量R, 响的研究较多,刘俊在研究湘江软体动物群落时发 (P<0.001),十(P=0.099) 现河蚬在淤泥、泥沙、砾石、粗砂等底质中均能生 表5不同类型湖泊底栖动物群落特征 存,但在砂质淤泥中丰度最高,而在粘土中数量最 种类平均密度(ind./m )及其对组内 低 .蔡永久等在研究太湖时发现河蚬丰度高值 相似性贡献百分比(%) 出现在粒径较粗的湖心开阔水域,而在淤泥底质、 Tab.5 Mean density of characteristic species 富营养化严重的梅梁湾密度较低 .Schmidlin和 for different type lakes and their Baur在调查瑞士Rhine河时也发现河蚬最适于生 contributions to within group similarity 活在砂质底质(粒径0.063—2.0mm) .另一特征 种寡鳃齿吻沙蚕,已有研究表明其喜生活于砂质软 底栖动物 荔 天霸 殖 施嚣 殖 藉嘉 泥中 ,通常属于河1:3和通江湖泊种类,珠湖和军 寡毛类 山湖历史上都曾为鄱阳湖的一部分,由于围垦成湖 苏氏尾鳃蚓24(10.51%)25(14 86%) ̄09(23.84%)184(16.98%) 历史较短,因此其物种组成仍具有通江湖泊的 霍甫水丝蚓 61(6.64%)4427(16 91%) 特征. 摇蚊幼虫 半折摇蚊群 574(18 34%) 施肥养殖湖泊和城市湖泊底栖动物群落相似 褐斑菱跗摇蚊 33(9 92%) 30(6.36%) 性较高(表4),其特征种类均为颤蚓类和摇蚊科幼 小摇蚊属一种 45(4 31%) 虫,按功能摄食类群分属于直接收集者.这两类湖 花翅前突摇蚊 26(13.98%)134(15.49%) 泊由于人类活动的影响,其营养水平都较高,沉积 红裸须摇蚊 126(8.16%)2499(35.59%) 物类型为淤泥,有机质含量较高,溶解氧却较低(表 中国长足摇蚊 254(9.04%) 软体动物 2),这类环境可能更有利于直接收集者的生存繁 河蚬 97(40.34%) 殖,Anlauf和Moiftt研究发现颤蚓类喜生活于淤泥 铜锈环棱螺46(15.55%) 及细颗粒的沉积物 ,Rodriguez等研究发现正颤 长角涵螺 117(25.68%) 蚓主要选择摄食粒径小于63txm的有机颗粒物 . 纹沼螺 62(26.12%) 相反,细粒径的沉积物反而阻碍了双壳类及螺类的 椭圆萝h螺18(8 34%) 大脐圃扁螺34(5 59%) 摄食行为,从而降低其存活率 ,本文中施肥养殖 其他 湖泊和城市湖泊底栖动物特征种的组成与此相符. 寡鳃齿吻沙蚕 117(36 04%) 对比还发现城市湖泊特征种类数量较施肥养殖湖 合计 302(91.79%)239(91.24%)1228(94.23%)7275(91.33%) 泊少,但其密度却高很多,特别是霍甫水丝蚓和红 裸须摇蚊.这两个种类是典型的富营养种类,在其它富营养湖泊密度也较高,如太湖超富营养湖区梅梁湾霍 甫水丝蚓平均密度可达7883ind./m ,龚志军等 在2001年调查武汉东湖时发现富营养最严重站点霍 甫水丝蚓年均密度可达3502ind./m ,熊金林等 在研究工业污染严重的湖北省严西湖时发现红裸须摇蚊 年均密度可高达4200ind./m ,本研究中武汉东湖红裸须摇蚊平均密度也高达4155ind./m .值得注意的是 虽均为富营养湖泊,两个城市湖泊优势类群差别较大,武汉东湖优势类群为摇蚊幼虫,而岳阳南湖为颤蚓类 所主导,这可能与底层溶解氧含量有关,岳阳南湖水较深,底层溶解氧较低(平均值6.59mg/L),这可能在一 定程度上进一步限制了耐低氧能力较差的摇蚊幼虫的生存,而耐受性更高的颤蚓类得以繁育. 818 3.2水体营养状态与大型底栖动物群落的关系 k Sci.(湖泊科学),2010,22(6) 相关分析结果表明水体营养状态与底栖动物密度呈显著正相关,而与生物量显著负相关,其原因是随 着营养状态的不断增加,小个体的耐污种类(主要是寡毛类和摇蚊幼虫)数量不断增加,而耐污能力较差的 软体动物数量不断减少,这也可以从不同类型湖泊的特征种类看出.这种结果与Pearson和Rosenberg_29 提 出的预测模型一致,该模型认为随着有机负荷的不断增加,食碎屑的直接收集者数量将增加而滤食者数量 呈减少趋势. 关于生态系统初级生产力与多样性的研究较多,并提出了中等生产力假说(intermediate productivity hy— pothesis) ,在水体生态系统中可理解为多样性最高值出现在中等营养水平,而在贫营养和超富营养水体 中多样性却较低,且被许多研究结果所支持.如Jeppesen等在研究丹麦71个浅水湖泊时发现鱼类、浮游植 物及浮叶植物多样性与总磷水平呈单峰关系 ,Dodson等在研究北美33个湖泊时也发现浮游植物、轮虫、 枝角类、桡足类及水生植物与浮游初级生产力呈单峰关系 ,Frouin在研究沿海底栖动物群落时也发现多 样性最高值出现在中等营养水平 .本文所研究湖泊均已达到中等营养水平以上,底栖动物多样性与营养 状态呈显著负相关,反映目前长江中下游湖泊底栖动物群落随营养状态增加趋于简单化的演替趋势. 致谢:周方正帮助采集野外样品,徐徽、商景阁、邓建明等参与现场采样和环境指标测定,在此向他们表示衷 心的感谢. 4参考文献 [1] Covich AP,Palmer MA,Crowl TA.The role of benthic invertebrate species in freshwater ecosystems:Zoobenthic species influence energy flows and nutrient cycling.BioScience,1999,49(2):119—127. 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