济南河流不同季节大型底栖动物多样性研究

李萌　郭伟　商书芹　谭璐　樊甜甜　王博涵

摘要：为了研究济南地区河流大型底栖动物群落结构特征，分别于2014年春季（5月）、夏季（8月）和秋季（11月）对济南地区河流24个样点的大型底栖动物进行了野外调查，并采用物种多样性指数进行水质初步评价。结果显示：春季、夏季和秋季分别采集到大型底栖动物45种、35种和33种；底栖动物密度平均值分别为2.49×10³、0.56×10³和1.03×10³ind·m^-2；香农威纳指数三个季节平均值分别为1.33、1.37和1.17；均匀度指数平均值分别为0.55、0.67和0.59。综合分析初步表明，济南地区河流水质总体受到中度污染。关键词：济南地区；大型底栖动物；群落结构；多样性

大型底栖动物具有分布广泛、区域性强，迁移力弱等特点，在水域生态系统的能量流动、物质循环和信息传递中起着重要作用。大型底栖动物对水质具有指示作用，常被作为环境指示生物，环境条件（营养盐、pH、溶解氧、海拔等）的改变也会影响大型底栖动物的群落组成和时空分布。因此，研究大型底栖动物群落可以对河流生态管理、环境保护以及可持续利用提供帮助。近年来有关济南地区河流大型底栖动物群落结构的季节性调查研究少有报道，因此，于2014春季（5月）、夏季（8月）和秋季（11月）对济南地区河流进行大型底栖动物实地采集调查，以期较为全面地了解济南地区河流大型底栖动物群落结构特征及其多样性的季节变化，为济南地区河流生态学的研究提供基础资料。

1 材料和方法

1.1 研究区域概况及点位设置

济南地处山东省中西部，南依泰山，北跨黄河，占地面积8177.21km²。黄河与淮河贯穿其中，支流众多，水域生态系统类型复杂。依据济南地区河流的不同类型，在市区及周边县城河流共设置24个采样点位，其中黄河流域两岸植被较少，底质多为泥沙，水流缓慢，在其上设置12个采样点位；淮河流域多处于山区及丘陵区，支流长而多，两岸植被茂盛，底质多为砂石，在其上设置12个采样点位（图1）。

1.2 大型底栖动物样品采集

在所选定点位的100m范围之内，使用索伯网（Surbernet，网口30cm×30cm，网孔500μm）随机采集2个平行样本，现场用75%的酒精固定后带回实验室待检。在实验室将肉眼可见的大型底栖动物与石块等杂质分离，并置于100mL样品瓶中，用75%的酒精固定保存。在显微镜（OLYMPUS）和解剖镜下进行底栖动物分类和计数，依据相关文献资料，样品尽量鉴定到最低分类单元。

1.3 数据分析与处理

采样点位分布图在ArcMap9.3上实现，香农威纳（Shannon-Wiener）指数（H）和均匀度指数（J）通过Biodiversity Profession 2.0计算，用SPSS16.0进行数据的相关性分析。

水质评价标准如表1所示。

2 结果与分析

2.1 大型底栖动物群落结构特征

春季、夏季和秋季济南地区共采集到大型底栖动物物种数分别为45种、35种和33种，均以节肢动物门种类最多，其次是软体动物门种类，再次是环节动物门种类。常见种为东方蜉（Ephem-era orientalis Ulmer）、溪流摇蚊（Chironomus ri-parius Meigen）、苍白摇蚊（Chinonomus pallidi-vittatus）、大耳萝卜螺（Radix auricularia）、卵萝卜螺（Radix ovata）和豆螺（Radix fuchsiana）。济南地区大型底栖动物密度存在季节性差异（P<0.05）（图2），其中春季物种密度平均值为2.49×10³ind·m^-2，密度最高的点位为J16（17.33×10³ind·m^-2），夏季密度平均值为O.56×10。ind·m^-2，密度最高的点位为J8（4.02×10³ind·m^-2），秋季密度平均值为1.03×10³ind·m^-2，密度最高的点位为J22（6.54×10³ind·m^-2）。

2.2 大型底栖动物多样性分析

春季大型底栖动物香农威纳指数平均值为1.33，均匀度指数平均值为0.55；夏季香农威纳指数平均值为1.37，均匀度指数平均值0.67；秋季香农威纳指数平均值为1.17，均匀度平均值0.59（图3）。3个季节中，春季与秋季大型底栖动物香农威纳指数差异显著（P<0.05），春季与夏季大型底栖动物均匀度指数差异显著（P<0.05）。综合各个采样点位香农威纳指数和均匀度指数，根据评价标准，济南地区河流水体总体污染程度较为严重，属中度污染。

3 讨论

从济南地区河流大型底栖动物群落结构的调查结果可以看出，大型底栖动物群落结构存在明显的季节性差异。虽然三个季节大型底栖动物的主体群落结构均以摇蚊幼虫和粘附者等耐污种为主导，但是由于温度和流量的季节性变化，春季大型底栖动物中的摇蚊科幼虫处于繁殖旺盛时期，密度分别达到了夏季密度的5倍，秋季密度的2.5倍。济南地区属于平原地带，河流水量较少，流速较慢，加之近年来城市化推进速度加快、人为活动干扰强度增加，导致河流大型底栖动物多样性逐渐减少。有研究表明香农威纳指数在一定程度上能够反应水体状况的好坏，指数值越大，表明大型底栖动物群落结构越稳定，水质相对较好，反之较差。济南地区河流三个季节大型底栖动物香农威纳指数平均值为1.29，相对较低，呈现出中度污染状态。鉴于本研究结果，建议应加大对济南河流中、下游生态环境的保护，在严格控制污水排放量的同时，积极进行水域生态系统修复工程建设，最终构建一个和谐稳定的地域性生态系统，发挥生态系统的服务功能。

（收稿日期：2016-03-25）