劉紅艷,熊 飛,張繁榮,郭 爽

(江漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 武漢 430056)

漢陽地區(qū)湖泊搖蚊幼蟲群落結(jié)構(gòu)及其與環(huán)境因子的關(guān)系

劉紅艷,熊 飛,張繁榮,郭 爽

(江漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 武漢 430056)

為了解武漢市漢陽地區(qū)湖泊搖蚊幼蟲群落結(jié)構(gòu)和多樣性及其與湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)系，2011-2012年對(duì)后官湖、三角湖、南太子湖、墨水湖和龍陽湖等5個(gè)湖泊的搖蚊幼蟲群落及環(huán)境因子進(jìn)行了季節(jié)性調(diào)查。在漢陽5個(gè)湖泊共采集搖蚊科幼蟲6屬6種。中國(guó)長(zhǎng)足搖蚊是這些湖泊搖蚊幼蟲群落的共同優(yōu)勢(shì)種，優(yōu)勢(shì)度變化范圍為26.8%～86.4%。搖蚊幼蟲年平均密度為(748 ± 162) ind./m2，年平均生物量為(2.77 ± 0.98) g/m2，后官湖搖蚊幼蟲密度和生物量最低[(171 ± 32)ind./m2，(0.32 ± 0.12)g/m2]，龍陽湖最高[(1 066 ± 468)ind./m2，(5.37 ± 2.48)g/m2])。搖蚊幼蟲密度和生物量最高值出現(xiàn)在1月份。搖蚊幼蟲Margalef指數(shù)(dM)和Shannon-Wiener指數(shù)(H′)平均值分別為0.38 ± 0.05和0.72 ± 0.12，后官湖搖蚊幼蟲多樣性指數(shù)最高(dM= 0.58±0.12,H′ = 1.03 ± 0.19)，南太子湖最低(dM= 0.28 ± 0.14,H′= 0.38 ± 0.13)。相關(guān)分析表明，漢陽地區(qū)湖泊搖蚊幼蟲密度和生物量與水體總氮、氨氮、總磷和葉綠素a呈顯著正相關(guān)。冗余分析(RDA)表明，透明度和總氮是影響搖蚊幼蟲群落組成的關(guān)鍵因子。研究結(jié)果表明漢陽湖泊搖蚊幼蟲優(yōu)勢(shì)種、密度、生物量和多樣性指數(shù)對(duì)湖泊水質(zhì)有較好的指示作用。

搖蚊幼蟲; 群落結(jié)構(gòu); 多樣性; 環(huán)境因子；漢陽

搖蚊幼蟲(Chironomid larvae)是底棲動(dòng)物群落的主要組成部分，廣泛分布于各類淡水水體中，在生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中具有重要作用[1]。搖蚊幼蟲可加速水底有機(jī)碎屑分解，調(diào)節(jié)沉積物-水界面物質(zhì)交換[2]，同時(shí)其擾動(dòng)作用可促進(jìn)沉積物氮、磷的釋放[3]。搖蚊幼蟲對(duì)污染等不利環(huán)境因素的回避能力較弱，一旦水體污染加重，敏感種數(shù)量將下降甚至消失，只有耐污種能存活下來，因此搖蚊幼蟲是很好的環(huán)境指示生物[4,5]。搖蚊幼蟲密度和生物量與水體營(yíng)養(yǎng)鹽水平呈正相關(guān)[6]，其生物多樣性與營(yíng)養(yǎng)水平呈負(fù)相關(guān)[7]。通過分析搖蚊幼蟲群落的變化，可以了解水體的富營(yíng)養(yǎng)化過程[8]。目前國(guó)內(nèi)對(duì)搖蚊幼蟲生態(tài)學(xué)的研究，大都是將其結(jié)合在底棲動(dòng)物中[9]。系統(tǒng)研究搖蚊幼蟲群落結(jié)構(gòu)和多樣性將更有利于理解搖蚊幼蟲群落與湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)系。

武漢市漢陽地區(qū)湖泊眾多，水資源豐富。這些湖泊多為小型淺水湖泊，面積在3 km2以內(nèi)，水深2 m以內(nèi)，后官湖稍大，面積約11 km2，最大水深3.0 m[10]。該區(qū)域隨著城市化的快速發(fā)展，水環(huán)境壓力不斷增大。目前，對(duì)這些湖泊的關(guān)注主要集中在水質(zhì)方面[11,12]，缺少對(duì)湖泊生物群落和多樣性的關(guān)注，特別缺乏對(duì)湖泊重要生物類群底棲動(dòng)物群落的研究。姜蘋紅等[13]根據(jù)2002-2005年的調(diào)查資料側(cè)重研究了該地區(qū)三角湖和月湖等湖泊底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和空間分布，但未涉及其群落結(jié)構(gòu)和多樣性的季節(jié)變化規(guī)律。隨著人類的活動(dòng)加劇，我國(guó)大部分湖泊富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)加劇，生物多樣性下降[14]。漢陽地區(qū)湖泊搖蚊幼蟲群落結(jié)構(gòu)和多樣性對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的響應(yīng)如何？2011年7月-2012年4月對(duì)漢陽地區(qū)5個(gè)湖泊(后官湖、三角湖、墨水湖、南太子湖和龍陽湖)的搖蚊幼蟲群落及其環(huán)境因子進(jìn)行了季節(jié)性調(diào)查，以了解這些湖泊的搖蚊幼蟲群落結(jié)構(gòu)和多樣性及其季節(jié)變化規(guī)律，探討搖蚊幼蟲群落與湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)系，為城市湖泊富營(yíng)養(yǎng)化防治和生態(tài)修復(fù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

2011年7月、10月及2012年1月、4月分別對(duì)漢陽地區(qū)后官湖(H)、三角湖(S)、墨水湖(M)、南太子湖(N)、龍陽湖(L)等5個(gè)湖泊的搖蚊幼蟲進(jìn)行調(diào)查。樣點(diǎn)設(shè)置和水質(zhì)參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定見文獻(xiàn)[15]。水質(zhì)參數(shù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定指標(biāo)包括水深(Depth)、透明度(SD)、水溫(WT)、電導(dǎo)率(Cond.)、溶解氧(DO)、氧化還原電位(ORP)和pH值。用彼得生采泥夾(面積為1/20 m2)采集表層沉積物，每個(gè)樣點(diǎn)采集2夾混合后用0.45 mm孔徑的網(wǎng)兜篩洗，將篩洗后的樣品用封口袋裝好，帶回實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步處理。各樣點(diǎn)采集少量表層沉積物，用封口袋裝好，帶回實(shí)驗(yàn)室分析沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽。

1.2 水質(zhì)和沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽分析

1.3 群落結(jié)構(gòu)和多樣性分析

將樣品中的搖蚊幼蟲挑選出，用10%的福爾馬林固定保存?zhèn)溆?。在解剖鏡和顯微鏡下進(jìn)行種類鑒定[19,20]，并對(duì)搖蚊幼蟲進(jìn)行分類計(jì)數(shù)和稱重。用濾紙將搖蚊幼蟲體表保存液輕輕吸干，用萬分之一天平進(jìn)行稱量。將各樣點(diǎn)底棲動(dòng)物數(shù)量和重量換算成密度(ind./m2)和生物量(g/m2)。

物種優(yōu)勢(shì)度計(jì)算公式為[21]：優(yōu)勢(shì)度=(相對(duì)密度+相對(duì)生物量+相對(duì)頻度)/3。式中，相對(duì)密度(相對(duì)生物量、相對(duì)頻度)=密度(生物量、頻度)/所有物種密度(生物量、頻度)之和，頻度=物種出現(xiàn)樣點(diǎn)數(shù)/總樣點(diǎn)數(shù)。

采用Margalef指數(shù)(dM)[22]和Shannon-Wiener指數(shù)(H′)[23]分析搖蚊幼蟲群落多樣性：

dM=(S-1)/lnN

H′=-∑(ni/N)ln(ni/N)

式中：S為物種的數(shù)目，N為底棲動(dòng)物的總密度，ni為物種i的密度。

1.4 生物與環(huán)境關(guān)系分析

采用相關(guān)分析分析搖蚊幼蟲密度、生物量及多樣性指數(shù)與環(huán)境因子的關(guān)系，在相關(guān)分析前，先將數(shù)據(jù)作自然對(duì)數(shù)(log(x))轉(zhuǎn)換，分析采用Excel和SPSS軟件。采用約束排序分析搖蚊幼蟲群落組成和環(huán)境因子的關(guān)系，物種數(shù)據(jù)先進(jìn)行對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化(log(x + 1))，剔除出現(xiàn)頻率小于5%的物種；先用除趨勢(shì)對(duì)應(yīng)分析(DCA)對(duì)物種數(shù)據(jù)進(jìn)行排序分析，當(dāng)各排序軸中最大的梯度長(zhǎng)度大于3時(shí)，選典范對(duì)應(yīng)分析(CCA)對(duì)物種和環(huán)境因子進(jìn)行排序，當(dāng)梯度小于3時(shí)，選冗余分析(RDA)[24]。通過逐步選擇(Forward selection)和蒙得卡羅篩選檢驗(yàn)法篩選有效的環(huán)境因子組合，對(duì)物種數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋。分析采用CANOCO4.5軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 種類組成

2011-2012年在漢陽地區(qū)5個(gè)湖泊中共采集搖蚊幼蟲6種(表1)，隸屬于搖蚊科的3亞科6屬。其中，后官湖、三角湖和南太子湖各5種，墨水湖和龍陽湖各4種。異腹鰓搖蚊僅在后官湖采集到，而羽搖蚊在后官湖中未采集到。5個(gè)湖泊中搖蚊幼蟲年平均出現(xiàn)率為84.2%，其中，墨水湖搖蚊幼蟲出現(xiàn)頻率最高(100%)，龍陽湖搖蚊幼蟲出現(xiàn)頻率最低(56.3%)。龍陽湖搖蚊幼蟲出現(xiàn)頻率較低，表明該湖搖蚊幼蟲的空間分布不均勻。

表1 武漢市漢陽5個(gè)湖泊搖蚊幼蟲種類組成及出現(xiàn)頻率

2.2 密度和生物量

漢陽地區(qū)5個(gè)湖泊搖蚊幼蟲平均密度為(748 ± 162)ind./m2，平均生物量為(2.77±0.98)g/m2。后官湖搖蚊幼蟲密度和生物量最低，平均密度為(171±32)ind./m2，平均生物量為(0.32±0.12)g/m2；龍陽湖搖蚊幼蟲密度和生物量最高，平均密度為(1 066±468)ind./m2，平均生物量為(5.37 ±2.48)g/m2(圖 1)。搖蚊幼蟲密度和生物量存在明顯的季節(jié)變化，不同湖泊搖蚊幼蟲密度和生物量最低值出現(xiàn)的季節(jié)不同(圖 2)，但除南太子湖外，其它湖泊搖蚊幼蟲密度和生物量最高值都出現(xiàn)在1月份。5個(gè)湖泊搖蚊1月份搖蚊幼蟲平均密度為(1 302 ± 398)ind./m2，平均生物量為(6.62 ± 2.56)g/m2。

圖1 武漢市漢陽5個(gè)湖泊群搖蚊幼蟲密度和生物量Fig.1 Density and biomass of chironomid larvae in the five lakes of Hanyang, Wuhan

圖2 武漢市漢陽5個(gè)湖泊搖蚊幼蟲密度(A)和生物量(B)的季節(jié)變化Fig.2 Seasonal variations in density and biomass of chironomid larvae in the five lakes of Hanyang, Wuhan

2.3 優(yōu)勢(shì)度

中國(guó)長(zhǎng)足搖蚊(Tanypuschinensis)是漢陽地區(qū)5個(gè)湖泊搖蚊幼蟲群落的共同優(yōu)勢(shì)種(圖3)，優(yōu)勢(shì)度變化范圍為26.8%～86.4%，平均優(yōu)勢(shì)度為55.2%。紅裸須搖蚊(Propsilocerusakamusi)在1月占較大優(yōu)勢(shì)，優(yōu)勢(shì)度變化范圍為3.6%～57.6%，平均優(yōu)勢(shì)度為35.1%。異腹鰓搖蚊為后官湖搖蚊幼蟲第二優(yōu)勢(shì)種，年優(yōu)勢(shì)度變化范圍為19.6%～56.0%，平均優(yōu)勢(shì)度為34.6%。除后官湖外，羽搖蚊在其它4個(gè)湖泊占一定優(yōu)勢(shì)，優(yōu)勢(shì)度范圍為4.8%～69.0%，平均優(yōu)勢(shì)度為18.0%。南太子湖搖蚊幼蟲優(yōu)勢(shì)種的優(yōu)勢(shì)度非常突出，僅中國(guó)長(zhǎng)足搖蚊的優(yōu)勢(shì)度就達(dá)81.4%，表明其物種分布不均勻，群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而后官湖各物種的分布最均勻。

圖3 武漢市漢陽5個(gè)湖泊搖蚊幼蟲優(yōu)勢(shì)度Fig.3 Dominance of chironomid larvae in the five lakes of Hanyang, Wuhan

2.4 生物多樣性指數(shù)

漢陽地區(qū)5個(gè)湖泊搖蚊幼蟲Margalef指數(shù)平均值為0.38 ± 0.05，Shannon-Wiener指數(shù)平均值為0.72 ± 0.12。后官湖搖蚊幼蟲多樣性指數(shù)最高，Margalef指數(shù)為0.58 ± 0.12，Shannon-Wiener指數(shù)為1.03 ± 0.19；南太子湖多樣性指數(shù)最低，Margalef指數(shù)為0.28 ±0.14，Shannon-Wiener指數(shù)為0.38 ± 0.13(圖4)。后官湖Margalef指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)季節(jié)變化趨勢(shì)一致，1月份最高，7月份最低；其它湖泊2個(gè)指數(shù)的季節(jié)變化趨勢(shì)不一致(圖5)。

圖4 武漢市漢陽5個(gè)湖泊搖蚊幼蟲Margalef指數(shù)(dM)和Shannon-Wiener指數(shù)(H′)Fig. 4 Margalef index (dM) and Shannon-Wiener index (H′) of chironomid larvae community in the five lakes of Hanyang, Wuhan

2.5 搖蚊幼蟲與環(huán)境因子的關(guān)系

后官湖水體總氮(TN)、總磷(TP)和葉綠素(Chl.a)等指標(biāo)最低，透明度(SD)最高，而龍陽湖的TN、TP和Chl.a等指標(biāo)明顯高于其它湖泊，SD最低。后官湖綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)最低(48 ± 2)，為中營(yíng)養(yǎng)，龍陽湖最高(84 ± 4)，三角湖、南太子湖和墨水湖相近，分別為71±2，73±3和74±4，均為重度富營(yíng)養(yǎng)。

圖5 武漢市漢陽5個(gè)湖泊搖蚊幼蟲Margalef指數(shù)(dM)和Shannon-Wiener指數(shù)(H′)的季節(jié)變化Fig.5 Seasonal variations in Margalef index (dM) and Shannon-Wiener index (H′) of chironomid larvae in the five lakes of Hanyang, Wuhan 表2 搖蚊幼蟲密度和生物量與環(huán)境因子的Pearson相關(guān)系數(shù)(n=46)Tab.2 Pearson correlation coefficients between chironomid larva density/biomass and environmental variables (n=46)

環(huán)境因子7月密度生物量10月密度生物量1月密度生物量4月密度生物量Depth-0110-0029-00580069-0025011401320180SD-0536??-0613??-0474??-0492??-0218-0110-0145-0223pH-0066-0080------ORP-0060000201780099-0328?-02990548??0669??Cond0514??0633??-0074000002610250--

續(xù)表2

注：**P=0.01水平上顯著相關(guān)；*P=0.05水平上顯著相關(guān)；“-”表示數(shù)據(jù)缺失。

用約束排序法分析了漢陽湖泊搖蚊幼蟲物種組成和環(huán)境的關(guān)系。DCA分析表明，各軸中最大的梯度長(zhǎng)度為2.506，因此選擇RDA來分析物種和環(huán)境的關(guān)系。結(jié)果顯示，環(huán)境變量SD和TN通過了逐步選擇的顯著性檢驗(yàn)(圖6)，表明SD和TN是影響漢陽湖泊搖蚊幼蟲群落組成的主要環(huán)境因子。RDA圖前兩軸共解釋了38.5%搖蚊幼蟲物種數(shù)據(jù)的方差，解釋了100%物種與環(huán)境關(guān)系的方差。第一軸代表了水體透明度梯度，第二軸代表了營(yíng)養(yǎng)鹽梯度。異腹鰓搖蚊主要分布在透明度高和總氮低的后官湖樣點(diǎn)(H)，而紅裸須搖蚊對(duì)總氮濃度的耐受性要高于其它種類，在龍陽湖(L)和墨水湖(M)分布較多。

圖6 搖蚊幼蟲種類、篩選出的主要環(huán)境因子透明度(SD)和總氮(TN)和樣點(diǎn)的RDA排序圖Fig. 6 The chironomid species, environmental variables and samples triplot of RDA with environmental variables (SD and TN) selected by the forward selection procedure黑色三角形代表物種，Tanychin, Propakam, Chirplum, Einfeldi分別代表中國(guó)長(zhǎng)足搖蚊，紅裸須搖蚊，羽搖蚊和異腹鰓搖蚊。箭頭代表環(huán)境因子，圓圈代表樣點(diǎn)(H為后官湖、S為三角湖、N為南太子湖、M為墨水湖、L為龍陽湖)

3 討論

3.1 搖蚊幼蟲密度和多樣性的影響因子

搖蚊幼蟲密度還受搖蚊幼蟲生物學(xué)特性影響[27]。紅裸須搖蚊主要生長(zhǎng)在冬季，當(dāng)水溫高于20℃時(shí)，幼蟲開始鉆到底泥深處休眠，等溫度降低后才開始大量出現(xiàn)在表層沉積物中[28]。漢陽地區(qū)湖泊搖蚊幼蟲密度在冬季最高，這與優(yōu)勢(shì)種紅裸須搖蚊的季節(jié)動(dòng)態(tài)有關(guān)，其1月份平均優(yōu)勢(shì)度高達(dá)35.1%，其它季節(jié)較低。另外，冬季水溫偏低，減少了魚類的捕食壓力和搖蚊幼蟲羽化現(xiàn)象的發(fā)生[29]。

生境異質(zhì)性是影響底棲動(dòng)物多樣性的主要因素[30]。中營(yíng)養(yǎng)型湖泊具有豐富的沉水植物分布和各種類型的底質(zhì)條件等，能夠適應(yīng)更多物種的生存，具有較高的生物多樣性[9,31]。胡成龍等[32]年在湖北省的27個(gè)面積大于10 km2的湖泊中采集搖蚊幼蟲16種，發(fā)現(xiàn)底棲動(dòng)物多樣性和湖泊面積呈顯著正相關(guān)。江蘇滆湖面積約164 km2，有搖蚊幼蟲12種[33]。湖泊面積越大，可提供的棲息生境也越多樣性，從而可以支持更多的物種。本研究在漢陽地區(qū)湖泊共采集搖蚊幼蟲6種，物種數(shù)與姜蘋紅等[13]調(diào)查結(jié)果一致，表明漢陽地區(qū)湖泊搖蚊幼蟲群落結(jié)構(gòu)比較單一，這與漢陽地區(qū)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化加劇，湖泊生境單一化有關(guān)。三角湖、南太子湖、墨水湖和龍陽湖均為面積小于3 km2的小型淺水湖泊，入湖污染增加和高密度的水產(chǎn)養(yǎng)殖活動(dòng)加劇了其富營(yíng)養(yǎng)化和生境退化。2007年的調(diào)查顯示，三角湖曾分布有沉水植物7種[34]，而本調(diào)查在上述湖泊中均未見沉水植物分布。后官湖面積最大，尚有沉水植物分布，富營(yíng)養(yǎng)化程度較輕，在5個(gè)湖泊中搖蚊幼蟲多樣性指數(shù)最高。南太子湖搖蚊幼蟲多樣性最低，與中國(guó)長(zhǎng)足搖蚊占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，物種分布不均勻有關(guān)。本研究表明，漢陽湖泊搖蚊幼蟲Margalef指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)與湖泊綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)和水體營(yíng)養(yǎng)鹽指標(biāo)相關(guān)關(guān)系不顯著，表明湖泊搖蚊幼蟲多樣性的影響因子比較復(fù)雜，不只受水體營(yíng)養(yǎng)鹽的影響。南太子湖的水體氮、磷含量和綠素a含量并不是最高，但其固體懸浮物含量較高，年均值37.06 mg/L，1月份含量為5個(gè)湖泊中最高，高達(dá)52.21 mg/L。推測(cè)南太子湖的高濃度的懸浮物可能來自周圍工廠的排污，懸浮物中的某些化學(xué)物質(zhì)可能影響了搖蚊幼蟲的生存，造成其多樣性較低。

3.2 搖蚊幼蟲對(duì)環(huán)境的指示

中國(guó)長(zhǎng)足搖蚊是長(zhǎng)江中下游湖泊的常見種類，具有較強(qiáng)的耐污能力[33,35]，其密度與水體營(yíng)養(yǎng)水平呈顯著正相關(guān)[6]。本研究表明，中國(guó)長(zhǎng)足搖蚊是漢陽湖泊搖蚊幼蟲群落的第一優(yōu)勢(shì)種，其密度隨湖泊營(yíng)養(yǎng)水平增加而增加：在污染程度較低的后官湖，其平均密度為80 ind./m2，在污染程度居中的三角湖、南太子湖和墨水湖，平均密度為311～647 ind./m2，在污染最嚴(yán)重的龍陽湖，平均密度為719 ind./m2。2002-2005年的調(diào)查顯示[13]，中國(guó)長(zhǎng)足搖蚊在后官湖未見分布，目前已發(fā)展成為第一優(yōu)勢(shì)種，平均優(yōu)勢(shì)度達(dá)41.3%，可能與后官湖的富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)加劇有關(guān)。后官湖總氮已由2008年的1.3 mg/L上升到目前的1.62 mg/L[36]。羽搖蚊和紅裸須搖蚊是典型的湖泊富營(yíng)養(yǎng)化指示種[8]。本研究表明羽搖蚊在污染相對(duì)較輕的后官湖未見分布，但在污染最嚴(yán)重的龍陽湖密度最高，平均密度為198 ind./m2，在其它湖泊的平均密度為19～100 ind./m2。紅裸須搖蚊在后官湖的密度較小(25 ind./m2)，而在三角湖、墨水湖和龍陽湖中的密度為143～372 ind./m2。異腹鰓搖蚊為后官湖的優(yōu)勢(shì)種之一，而在其它4個(gè)湖中未見分布，表明異腹鰓搖蚊傾向分布于污染較輕的水體。20世紀(jì)80年代異腹鰓搖蚊在滇池廣泛分布，隨著富營(yíng)養(yǎng)化的加劇，逐漸被羽搖蚊和中國(guó)長(zhǎng)足搖蚊等耐污種取代[26]。

本研究表明，漢陽湖泊搖蚊幼蟲群落與營(yíng)養(yǎng)水平關(guān)系密切，水體SD和TN是影響漢陽湖泊搖蚊幼蟲物種組成的關(guān)鍵因子，因此可以用搖蚊幼蟲群落來指示湖泊環(huán)境。生物多樣性指數(shù)水質(zhì)評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)為：Margalef指數(shù)(dM)為0～1時(shí)代表重污染，1～2為中污染，2～2.5為輕度污染，大于2.5為清潔；Shannon-Wiener指數(shù)(H′)為0～1時(shí)代表重污染，1～2為中污染，2～3為輕度污染，大于3為清潔[37]。據(jù)此，后官湖dM為0.58，H′為1.03，為中—重污染，其它4個(gè)湖泊dM為0.28～0.38，H′為0.38～0.87，為重污染。這與綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的評(píng)價(jià)結(jié)果基本一致。

[1] Armitage P, Cranston P S, Pinder LCV. The Chironomidae：Biology and Ecology of Non-biting Midges[M]. London：Chapman and Hall, 1995.

[2] 商景閣, 張 路, 張 波, 等. 中國(guó)長(zhǎng)足搖蚊(Tanypuschinensis)幼蟲底棲擾動(dòng)對(duì)沉積物溶解氧特征及反硝化的影響[J]. 湖泊科學(xué), 2010, 22(5)：708-713.

[3] 陳天乙, 劉 孜. 搖蚊幼蟲對(duì)底泥中氮、磷釋放作用的研究[J]. 昆蟲學(xué)報(bào), 1995, 38(4)：448-451.

[4] 王銀東, 熊邦喜, 陳才保, 等. 環(huán)境因子對(duì)底棲動(dòng)物生命活動(dòng)的影響[J]. 浙江海洋學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2005, 24(3)：253-258.

[5] 胡忠軍, 劉其根, 陳立婧, 等. 上海崇明明珠湖搖蚊幼蟲群落結(jié)構(gòu)特征及其對(duì)水質(zhì)的指示作用[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2009, 20(4)：929-936.

[6] 熊金林, 梅興國(guó), 胡傳林. 不同污染程度湖泊底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及多樣性比較[J]. 湖泊科學(xué), 2003, 15(2)：160-168.

[7] 龔志軍, 謝 平, 唐匯涓, 等. 水體富營(yíng)養(yǎng)化對(duì)大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及多樣性的影響[J]. 水生生物學(xué)報(bào), 2001, 25(3)：210-216.

[8] 舒鳳月, 孔 亮, 王賽迪, 等. 山東南四湖搖蚊幼蟲群落結(jié)構(gòu)及其對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化過程的指示[J]. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào), 2013, 19(1)：141-146.

[9] 蔡永久, 龔志軍, 秦伯強(qiáng). 太湖大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及多樣性[J]. 生物多樣性, 2010, 18(1)：50-59.

[10] 阮柏野, 熊 飛, 劉紅艷, 等. 漢陽湖群表層沉積物磷含量分布特征[J]. 水生態(tài)學(xué)雜志, 2012, 33(5)：1-6.

[11] 劉耀彬, 陳紅梅. 武漢市主城區(qū)湖泊發(fā)展的歷史演變、問題及保護(hù)建議[J]. 湖北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2003, 25(2)：163-167.

[12] 黃 宇, 鄧緒偉, 徐 軍, 等. 武漢市后官湖水環(huán)境問題和污染防治對(duì)策分析[J]. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境, 2015, 24(6)：1030-1037.

[13] 姜蘋紅, 崔永德, 王海軍, 等. 漢陽湖群底棲動(dòng)物群落及其對(duì)環(huán)境質(zhì)量的指示[J]. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境, 2011, 20(5)：525-533.

[14] Qin B Q, Gao G, Zhu G W, et al. Lake eutrophication and its ecosystem response[J]. China Science Bulletin, 2013, 58(9)：961-970.

[15] 劉紅艷, 熊 飛, 宋麗香, 等. 漢陽地區(qū)五個(gè)湖泊沉水植物分布及富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀[J]. 淡水漁業(yè), 2017, 47(1):107-112.

[16] 水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法編委會(huì). 水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法(第4版) [M]. 北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社, 2002.

[17] 王明翠, 劉雪芹, 張建輝. 湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[J]. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè), 2002, 18(5)：47-49.

[18] 鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析(第3版) [M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2000.

[19] Morse J C, Yang L F, Tian L X. Aquatic Insects of China Useful for Monitoring Water Quality[M]. Nanjing：Hohai University Press, 1994.

[20] 王俊才, 王新華. 中國(guó)北方搖蚊幼蟲[M]. 北京：中國(guó)言實(shí)出版社, 2011.

[21] 曹湊貴. 生態(tài)學(xué)概論(第2版) [M]. 北京：高等教育出版社, 2006.

[22] Margalef D R. Information theory in ecology[J]. Gen Syst, 1957, 3：36-37.

[23] Shannon C E. The mathematical theory of communication[J]. Bell Syst Tech J, 1948, 27：379-423.

[24] Leps J, Smilauer P. Multivariate Analysis of Ecological Data using CANOCO[M]. Cambridge：Cambridge University Press, 2003.

[25] 許 浩, 蔡永久, 湯祥明, 等. 太湖大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與水環(huán)境生物評(píng)價(jià)[J]. 湖泊科學(xué), 2015, 27(5)：840-852.

[26] 王丑明, 謝志才, 宋立榮, 等. 滇池大型無脊椎動(dòng)物的群落演變與成因分析[J]. 動(dòng)物學(xué)研究, 2011, 32(2)：212-221.

[27] 郭先武. 武漢南湖三種搖蚊幼蟲生物學(xué)特性及其種群變動(dòng)的研究[J]. 湖泊科學(xué), 1995, 7(3)：249-255.

[28] Hirabayashi K, Hanazato T, Nakamoto N. Population dynamics ofPropsilocerusakamusiandChironomusplumosus(Diptera：Chironomidae) in Lake Suwa in relation to changes in the lake’s environment[J]. Hydrobiologia, 2003, 506(1)：381-388.

[29] Kajak Z. Role of invertebrate predator (mainlyProcladiussp.) in benthos[M]// Murray D A. Chironomidae：Ecology, Systematic, Cytology and Physiology. Oxford：Pergamon Press, 1980：339-347.

[30] Shostell J M, Williams B S. Habitat complexity as a determinate of benthic macroinvertebrate community structure in cypress tree reservoirs[J]. Hydrobiologia, 2007, 575(1)：389-399.

[31] 閆云君, 李曉宇, 梁彥齡. 草型湖泊和藻型湖泊中大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的比較[J]. 湖泊科學(xué), 2005, 17(2)：176-182.

[32] 胡成龍, 姜加虎, 陳宇煒, 等 久. 湖北省湖泊大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2014, 23(1)：129-138.

[33] 熊春暉, 張瑞雷, 季高華, 等. 江蘇滆湖大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及其與環(huán)境因子的關(guān)系[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2016, 27(3)：927-936.

[34] 董元火, 曾長(zhǎng)立, 吳 翠. 湖北省三角湖水生植物物種多樣性研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2008, 36(6)：2416-2418.

[35] 蔡永久, 劉勁松, 戴小琳, 等 軍. 長(zhǎng)蕩湖大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2014, 33(5)：1224-1232.

[36] 楊國(guó)勝, 葉 閩, 余秋梅, 等. 后官湖地區(qū)生態(tài)現(xiàn)狀及其保護(hù)建議[J]. 人民長(zhǎng)江, 2008, 39(23)：94-96.

[37] 池仕運(yùn), 舒衛(wèi)先, 胡菊香, 等. 基于大型底棲動(dòng)物的沙潁河干流水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)——兩種方法體系的比較分析[J]. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境, 2015, 24(S1)：78-84.

(責(zé)任編輯：張瀟峮)

Community structure of chironomid larvae and relationship withenvironmental factors from lakes in Hanyang, Wuhan

LIU Hong-yan, XIONG Fei, ZHANG Fan-rong, GUO Shuang

(SchoolofLifeSciences,JianghanUniversity,Wuhan430056，China)

To understand the community structure and diversity of chironomid larvae and relationship with eutrophication in the lakes of Hanyang, Wuhan, China, a seasonal survey on chironomid larvae and environmental variables was conducted in five lakes (Houguan Lake, Sanjiao Lake, Nantaizi Lake, Moshui Lake and Longyang Lake) during 2011-2012. Altogether 6 species, 6 genera of chironomid larvae were collected from the five lakes in Hanyang.Tanypuschinensisdominated the community of chironomid larvae in the five lakes, with the dominance ranging from 26.8% to 86.4%. The annual average density of chironomid larvae was (748 ± 162) ind./m2, and the annual average biomass was (2.77 ± 0.98) g/m2. The highest average density (171 ± 32)ind./m2and biomass (0.32 ± 0.12)g/m2occurred in Houguan Lake, while the lowest values occurred in Longyang Lake [(1 066 ± 468)ind./m2and (5.37 ± 2.48)g/m2]. The peak of density and biomass was observed in January. Average Margalef index (dM) and Shannon-Wiener index (H′) of the community of chironomid larvae from the five lakes in Hanyang were 0.38 ± 0.05 and 0.72 ± 0.12, respectively. The highest diversity (dM=0.58 ± 0.12,H′=1.03 ± 0.19) occurred in Hougan Lake, and the lowest diversity (dM= 0.28 ± 0.14,H′=0.38 ± 0.13) occurred in Nantaizi Lake. Significantly positive relationships were found between density/biomass and total nitrogen, ammonia nitrogen, total phosphorous and chlorophylla. Redundancy analysis (RDA) revealed that transparency of water (SD) and total nitrogen (TN) were the key environmental variables effecting the composition of chironomid larva community. It is concluded that dominant species, density, biomass and diversity index of chironomid larvae are good indicators for water quality of the lakes in Hanyang.

chironomid larvae; community structure; diversity; environmental variables; Hanyang

2016-10-08；

2016-12-29

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(40901037)；武漢市市屬高校教研課題(2014007)

劉紅艷(1978-)，副教授，主要從事水生生物學(xué)研究。E-mail：lhy9603@126.com

熊 飛。E-mail：xf9603@163.com

Q178.5l

A

1000-6907-(2017)02-0003-08