陳文猛， 王 俊， 胡曉東， 吳蘇舒， 吳沛沛， 徐季雄

(江蘇省水利科學(xué)研究院， 江蘇 南京 210017)

底棲動(dòng)物是一個(gè)生態(tài)學(xué)概念，它指的是生活史的全部或大部分時(shí)間生活于水體底部的水生動(dòng)物類群，是水生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。其生活周期較長，活動(dòng)固定便于采集，且對(duì)于水質(zhì)的敏感性在不同種類間差異很大，當(dāng)受外界干擾后，群落結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，其趨勢(shì)可以反映水體受污染的程度，水體發(fā)生變化都將直接影響底棲動(dòng)物的生長、繁殖[1-3]。因此，研究底棲動(dòng)物可以準(zhǔn)確地反映水體的變化，成為水體質(zhì)量的天然監(jiān)測(cè)者。

1 研究區(qū)域

1.1 研究區(qū)域概況

邵伯湖位于東經(jīng)119°22′～119°28′，北緯32°30′～33°45′范圍內(nèi)，行政隸屬于高郵市、江都區(qū)、邗江區(qū)，北接淮河入江水道改道段，南至歸江河道，東臨里運(yùn)河西堤，西與安徽省天長市接壤。邵伯湖為淺水型湖泊，是一座“懸湖”，湖底高于里下河地區(qū)的地面高程。邵伯湖湖泊面積63.15 km2，湖泊最長處17 km，最大寬度6 km，邵伯湖湖區(qū)底高程一般為2.83 m，最低湖底高程為0.83 m。邵伯湖具有調(diào)洪、灌溉、養(yǎng)殖、旅游等多重作用，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境平衡等方面發(fā)揮著不可替代的作用[4]。

1.2 采樣點(diǎn)布置

根據(jù)邵伯湖湖區(qū)輪廓特征、功能分區(qū)、出入湖河道分布情況特點(diǎn)，共設(shè)定了6個(gè)底棲動(dòng)物采樣點(diǎn)，基本覆蓋了邵伯湖典型區(qū)域(圖1)。采樣頻率為每月一次，于2018年1—12月對(duì)邵伯湖湖區(qū)進(jìn)行了全年的樣品采集。

圖1 邵伯湖底棲動(dòng)物采樣點(diǎn)分布

2 底棲動(dòng)物調(diào)查方法

底棲動(dòng)物樣品采集用面積為1/20 m2的改良彼得生采泥器，每個(gè)采樣點(diǎn)采集3次，底棲動(dòng)物與底泥、碎屑等混為一體，必須沖洗后才能進(jìn)行挑揀。洗滌工作通常采用網(wǎng)徑為0.45 mm網(wǎng)尼龍篩網(wǎng)進(jìn)行洗滌，剩余物帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分樣。將洗凈的樣品置入白色磁盤中，加入清水，利用尖嘴鑷、吸管、毛筆、放大鏡等工具進(jìn)行工作，挑揀出的各類動(dòng)物，分別放入已裝好固定液的50 mL塑料瓶中，直到采樣點(diǎn)采集到的樣本全部檢完為止。標(biāo)本的固定可直接投入到7%福爾馬林中固定。

把每個(gè)采樣點(diǎn)所采集到的底棲動(dòng)物按不同種類準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)個(gè)體數(shù)，根據(jù)采樣器的開口面積推算出1 m2內(nèi)的數(shù)量，包括每種的數(shù)量和總數(shù)量，樣品稱重獲得的生物量換算成1 m2面積上的生物量(g/m2)[5]。底棲動(dòng)物鑒定參照《中國經(jīng)濟(jì)動(dòng)物志·淡水軟體動(dòng)物》《中國小蚓類研究》《遼河流域底棲動(dòng)物監(jiān)測(cè)圖鑒》《中國北方搖蚊幼蟲》《Aquatic insects of China useful for monitoring water quality》等鑒定書籍。

3 底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)分布

3.1 底棲動(dòng)物組成

2018年1—12月期間邵伯湖共鑒定出底棲動(dòng)物16種(屬)，其中軟體動(dòng)物種類最多，共計(jì)6種；搖蚊科幼蟲次之，共4種；其次為寡毛類，共3種，主要為寡毛綱顫蚓科的種類；其他包括蛭類1種，為扁舌蛭，多毛類沙蠶1種以及中華小長臂蝦1種。

3.2 底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種

從調(diào)查結(jié)果來看，邵伯湖底棲動(dòng)物密度和生物量被少數(shù)種類所主導(dǎo)。密度方面，寡毛類的蘇氏尾鰓蚓、霍甫水絲蚓以及中華河蚓，搖蚊科幼蟲的紅裸須搖蚊，軟體動(dòng)物的環(huán)棱螺，以及多毛類沙蠶，分別占總密度的15.85%、21.54%、10.16%、11.79%、8.94%和7.32%。生物量方面，由于軟體動(dòng)物個(gè)體較大，軟體動(dòng)物的環(huán)棱螺在總生物量上占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，達(dá)到67.01%，拉氏蜆、扭蚌、具角無齒蚌、蘇氏尾鰓蚓和扁舌蛭所占比重次之，分別為11.89%、7.78%、5.34%、1.89%和1.75%。從16個(gè)物種的出現(xiàn)頻率來看，蘇氏尾鰓蚓、霍甫水絲蚓、中華河蚓、紅裸須搖蚊以及環(huán)棱螺等幾個(gè)種類是邵伯湖最常見的種類，其在大部分采樣點(diǎn)均能采集到。綜合底棲動(dòng)物的密度、生物量以及各物種在6個(gè)采樣點(diǎn)的出現(xiàn)頻率，利用優(yōu)勢(shì)度指數(shù)確定優(yōu)勢(shì)種類，結(jié)果表明邵伯湖現(xiàn)階段的底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種主要為環(huán)棱螺、霍甫水絲蚓、蘇氏尾鰓蚓以及紅裸須搖蚊。

3.3 底棲動(dòng)物空間分布

圖2為邵伯湖底棲動(dòng)物密度和生物量全年及各季度平均值的空間分布格局。總體而言，密度與生物量空間分布差異不大。從圖2(a)可以看出，各采樣點(diǎn)空間密度分布相對(duì)均勻，采樣點(diǎn)底棲動(dòng)物密度介于46～115 ind./m2，平均密度為81 ind./m2。密度最大值出現(xiàn)在sbh-1采樣點(diǎn)，sbh-1采樣點(diǎn)位于邵伯湖的北部，處于邵伯湖生態(tài)養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)，水深較淺，周邊漁業(yè)活動(dòng)較為密集，同時(shí)sbh-1采樣點(diǎn)位于連接高郵湖與邵伯湖的通道附近，受上游高郵湖來水的影響要大于其他下游采樣點(diǎn)。同時(shí)由圖上可以看出，邵伯湖6個(gè)采樣點(diǎn)底棲動(dòng)物主要由寡毛類、搖蚊幼蟲以及軟體動(dòng)物組成，密度方面寡毛類以及搖蚊幼蟲占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

而底棲動(dòng)物生物量方面，從圖2(b)可以看出，區(qū)域分布特征較密度分布明顯，生物量較大的采樣點(diǎn)主要分布在高郵湖的中部以及北部與高郵湖連接通道附近，其中軟體動(dòng)物占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位，邵伯湖底棲動(dòng)物平均生物量為13.665 g/m2，最大生物量出現(xiàn)在sbh-5采樣點(diǎn)，位于邵伯湖資源保留區(qū)，最大值為23.405 g/m2，最小生物量出現(xiàn)在sbh-3采樣點(diǎn)，位于邵伯湖資源保留區(qū)，最小值為2.928 g/m2。

圖2 邵伯湖底棲動(dòng)物密度和生物量空間分布格局

從圖2(c、e、g、i)可以看出，各個(gè)季度中各采樣點(diǎn)空間密度分布不均、差異較大，且呈季節(jié)變化趨勢(shì)，冬季邵伯湖底棲動(dòng)物密度整體上呈高位，春季及秋季次之，而夏季底棲動(dòng)物密度最低。從圖2(d、f、h、j)可以看出，各個(gè)季度中各采樣點(diǎn)空間生物量受軟體動(dòng)物的影響較大，在各個(gè)季度的分布較為不均，且具有不確定性，除去軟體動(dòng)物的影響，生物量的分布與密度相類似，最高值主要分布在邵伯湖的中北部水域。

4 應(yīng)用底棲動(dòng)物評(píng)價(jià)邵伯湖水質(zhì)狀況

底棲無脊椎動(dòng)物個(gè)體較大，壽命較長，活動(dòng)范圍小，對(duì)環(huán)境條件改變反應(yīng)靈敏，能夠準(zhǔn)確反映水質(zhì)質(zhì)量狀況，是監(jiān)測(cè)污染、評(píng)價(jià)水質(zhì)的理想的指示生物[6]。通過對(duì)底棲無脊椎動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)調(diào)查研究，可以客觀地分析和評(píng)價(jià)湖泊營養(yǎng)狀況。Wright 指數(shù)、Goodnight指數(shù)、BPI指數(shù)以及Shannon-Wiener指數(shù)是常用的用于評(píng)價(jià)水質(zhì)狀況的生物學(xué)指數(shù)。

利用邵伯湖2018年12個(gè)月的底棲動(dòng)物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算了各采樣點(diǎn)4種生物學(xué)指數(shù)得分(圖3～6)，由圖3可以看出，邵伯湖寡毛類平均密度不高，所有采樣點(diǎn)的寡毛類密度均低于100 ind./m2，依據(jù)Wright 指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來看，邵伯湖污染指數(shù)處于無污染。由圖4可以看出，邵伯湖所有6個(gè)采樣點(diǎn)的Goodnight指數(shù)小于0.7，說明邵伯湖整體介于輕污染與中污染狀態(tài)之間。從圖5可以看出，邵伯湖各采樣點(diǎn)的BPI指數(shù)分布較均勻，所有采樣點(diǎn)均低于1.5，邵伯湖依照BPI指數(shù)分析法處于β-中污染狀態(tài)。從圖6可以看出，邵伯湖6個(gè)采樣點(diǎn)的Shannon-Wiener指數(shù)均在1.0～3.0之間，說明邵伯湖Shannon-Wiener指數(shù)處于中污染狀態(tài)。

圖3 底棲動(dòng)物Wright指數(shù) 圖4 底棲動(dòng)物Goodnight指數(shù)

圖5 湖底棲動(dòng)物BPI指數(shù) 圖6 底棲動(dòng)物Shannon-Wiener指數(shù)

5 結(jié) 論

從邵伯湖底棲動(dòng)物密度及生物量分布來看，各采樣點(diǎn)空間密度分布相對(duì)均勻，采樣點(diǎn)底棲動(dòng)物密度介于46～115 ind./m2，平均密度為81 ind./m2。位于生態(tài)養(yǎng)殖區(qū)的sbh-1采樣點(diǎn)底棲動(dòng)物密度及生物量均表現(xiàn)出較高值，說明邵伯湖漁業(yè)養(yǎng)殖業(yè)對(duì)底棲動(dòng)物的影響作用較為明顯。底棲動(dòng)物生物量介于2.928～23.405 g/m2，平均生物量為13.665 g/m2?？傮w而言，密度與生物量空間分布差異不大。

從邵伯湖底棲動(dòng)物季節(jié)變化來看，底棲動(dòng)物密度呈季節(jié)變化趨勢(shì)，冬季邵伯湖底棲動(dòng)物密度整體上呈高位，春季及秋季次之，而夏季底棲動(dòng)物密度最低，底棲動(dòng)物生物量與密度呈相似的變化趨勢(shì)。

根據(jù)邵伯湖4種生物指數(shù)的評(píng)價(jià)結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)，邵伯湖現(xiàn)狀處于輕度-中度污染時(shí)期。結(jié)合底棲動(dòng)物種類組成和多樣性分析結(jié)果，較多耐污能力較強(qiáng)的種類在邵伯湖優(yōu)勢(shì)度較高，如蘇氏尾鰓蚓、霍甫水絲蚓以及紅裸須搖蚊等是底棲動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)種，說明邵伯湖水生態(tài)環(huán)境目前正處于一個(gè)關(guān)鍵階段，作為蘇北地區(qū)重要的生態(tài)型湖泊，亦是重要的水產(chǎn)養(yǎng)殖基地和水源地，水環(huán)境的保護(hù)及管理工作不容懈怠。