贵州倒马坎洞和躲兵洞裸灶螽对重金属的富集

杨卫诚+黎道洪+保莎+徐海峰

摘要：对贵州省倒马坎洞和躲兵洞进行调查。对两个洞穴的裸灶螽、土壤和水体中重金属（Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｈｇ和Ａｓ）含量进行测定，研究裸灶螽的富集系数和洞穴土壤重金属的污染指数，对生态风险进行评价。结果表明，两洞穴土壤和裸灶螽体内Ｃｕ、Ｚｎ含量最高，水体中重金属含量差异较大。倒马坎洞中的裸灶螽对水体中Ｃｕ、Ｚｎ、Ｈｇ的富集系数大于１ ０００，躲兵洞中的裸灶螽对水体中Ｃｕ、Ｈｇ、Ａｓ的富集系数大于１ ０００，两洞穴中的裸灶螽对土壤Ｚｎ的富集系数大于１。倒马坎洞土壤中６种重金属潜在生态风险处于中等危害水平，且潜在生态风险系数大小排列为Ｈｇ＞Ａｓ＞Ｃｕ＞Ｎｉ＞Ｚｎ＞Ｃｒ；躲兵洞土壤中６种重金属潜在生态风险处于高危害水平，且潜在生态风险系数大小排列为Ｈｇ＞Ａｓ＞Ｃｕ＞Ｚｎ＞Ｎｉ＞Ｃｒ，其中Ｈｇ是两洞穴最主要的生态风险因子。

关键词：裸灶螽；重金属富集；污染指数；贵州

中图分类号： Ｑ９５８．１１文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０14）09－2040-05

Enrichment ｏｆ Ｈｅａｖｙ Ｍｅｔａｌｓ ｉｎ Ｄｉｅｓｔｒａｍｍｅｎａ ｉｎ Ｄａｏ Ｍａ－ｋａｎ Ｃａｖｅ ａｎｄ

Ｄｕｏ Ｂｉｎｇ Ｃａｖｅ

ＹＡＮＧ Ｗｅｉ－ｃｈｅｎｇ，ＬＩ Ｄａｏ－ｈｏｎｇ，ＢＡＯ Ｓｈａ，ＸＵ Ｈａｉ－ｆｅｎｇ

（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００１， Guizhou Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｄｉｅｓｔｒａｍｍｅｎａ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ Ｄａｏ Ｍａ－ｋａｎ ｃａｖｅ ａｎｄ Ｄｕｏ Ｂｉｎｇ ｃａｖｅ were investigated． Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ （Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｈｇ ａｎｄ Ａｓ） ｉｎ Ｄｉｅｓｔｒａｍｍｅｎａ， ｓｏｉｌ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ． Ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｉｎ Ｄｉｅｓｔｒａｍｍｅｎａ ｗｅｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎdｅｘ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｄｅｘ of ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｉｓｋ were ｅｖａｌｕａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ Ｚｎ ａｎｄ Ｃｕ ｈａｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ Ｄｉｅｓｔｒａｍｍｅｎａ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｓａｍｐｌｅｓ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｄｉｆｆｅｒｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｎ ｗａｔｅｒ． Ｉｎ Ｄａｏ Ｍａ－ｋａｎ ｃａｖｅ， ｔｈｅ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ Ｃｕ， Ｚｎ ａｎｄ Ｈｇ （ｆｒｏｍ ｗａｔｅｒ） ｉｎ Ｄｉｅｓｔｒａｍｍｅｎａ were ｏｖｅｒ １０００. Tｈｅ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ Ｃｕ， Ｈｇ ａｎｄ Ａｓ （ｆｒｏｍ ｗａｔｅｒ） were ｏｖｅｒ １０００ ｉｎ Ｄｕｏ Ｂｉｎｇ ｃａｖｅ． Ｔｈｅ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｚｎ（ｆｒｏｍ ｓｏｉｌ） ｉｎ Ｄｉｅｓｔｒａｍｍｅｎａ were ｏｖｅｒ １ ｉｎ ｂｏｔｈ ｃａｖｅｓ． Ｉｎ Ｄａｏ Ｍａ－ｋａｎ ｃａｖｅ， ｔｈｅ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｉｓｋ of ｔｈｅ ｓｉｘ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｉｎ ｓｏｉｌ showed ａｎ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ， ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｒｄｅｒ of Ｈｇ＞Ａｓ＞Ｃｕ＞Ｎｉ＞Ｚｎ＞Ｃｒ． Ｉｎ Ｄｕｏ Ｂｉｎｇ ｃａｖｅ， ｔｈｅ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｉｓｋ of ｔｈｅ ｓｉｘ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｉｎ ｓｏｉｌ showed ａ ｈｉｇｈ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ， ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｒｄｅｒ of Ｈｇ＞Ａｓ＞Ｃｕ＞Ｚｎ＞Ｎｉ＞Ｃｒ． Ｈｇ ｉｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｉｓｋ ｉｎ ｂｏｔｈ ｃａｖｅｓ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｄｉｅｓｔｒａｍｍｅｎａ； ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ； ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ； Ｇｕｉｚｈｏｕ

重金属富集会形成环境污染，通过富集作用由食物链传递进入动物体，被食用后进入人体，影响人体健康。随着重金属对动物的毒害问题的日益突出，使洞穴动物的生存面临着前所未有的威胁，特别是洞穴内珍稀濒危物种的生存风险会更大，因此，通过研究洞穴动物体内重金属含量及其与土壤和水体的关系，可以基本了解洞穴土壤和水体及周围环境中重金属污染状况。关于洞穴动物的形态分类和多样性等的研究在国内外均有不少报道［１，２］，对地表动物重金属含量及相关内容的报道也较多。国外在有关重金属对动物的毒害方面进行了大量的研究［３］，特别是利用蚯蚓作为研究对象，对土壤重金属污染进行研究［４］。而国内重金属污染的主要研究方向是对植物的影响［５～７］，对动物的研究集中在环境指示生物研究方面，如土壤线虫对环境污染的指示作用［８］、土壤原生动物对环境污染的生物指示作用研究［９］等。关于研究喀斯特洞穴动物重金属含量与环境关系的内容较少，贵州仅有对山岚桥洞［１０］、屯上洞［１１］、郑家小洞［１２］和仙人洞［１３］的研究。因此，本研究对贵州倒马坎洞和躲兵洞洞内裸灶螽体内重金属富集与土壤和水体的关系进行研究，旨在为环保部门保护洞穴动物和对洞穴土壤污染监测提供参考数据，对合理开发利用洞穴资源提供科学依据，对探讨和确保洞穴水流域发达地区农作物净化及人体健康均有重要的科学价值和实践意义。

１环境概况

倒马坎洞位于贵州省务川县丰乐镇庙坝村，属未开发洞穴，洞口开于半山腰上，东经１０７°５０′３７．０１″，北纬２８°１３′３０．６７″，海拔７６６ ｍ，朝向东偏南１５６°。洞口形似长方形，宽约１.0 ｍ，高约１．７ ｍ，周边主要长有半灌木、草本以及一些藤本植物，山脚是一条深河。全洞长约１６３ ｍ。有光带长约９.0 ｍ、宽约３．８ ｍ、高约４.0 ｍ，洞壁为钟乳石，洞底有大石块，相对湿度７８％，温度２０ ℃，总体较干燥；弱光带长约３５．５ ｍ，宽约４．５ ｍ，高约３.0 ｍ，地面有丰富的大石块，少许土壤，洞底有水流入，洞壁为钟乳石，相对湿度８０％，温度１８．５ ℃；黑暗带长约１１７．７ ｍ，宽约４．５ ｍ，高约１．６ ｍ，洞壁为钟乳石，地面有大量滴水，相对湿度８４％，温度１９．５ ℃。洞穴横剖面为不规则形状，洞内石钟乳和石笋发育较好，洞壁不光滑，洞底多处有崩塌石块，直至洞底内部有一河滩，滩边布满石头和泥土。

躲兵洞位于贵州省修文县六同乡大兴村，属于半开发洞穴，洞口宽约９．２ ｍ，高约４．５ ｍ，东经１０６°２９′４０．４０″，北纬２７°０６′３１．７５″，海拔１ ０２４ ｍ。洞口前有一平地，四周多为乔木、草本、小灌木等，有人为修建的石墙一面，全洞长约１００ ｍ，有光带长约３４ ｍ、宽约１０ ｍ、高约１５ ｍ，洞壁为钟乳石，洞底有大量石块，有人为修的石阶，相对湿度７６％，温度２０ ℃，总体较干燥；弱光带长约１４．５ ｍ，宽约１２．８ ｍ，高约１１．０ ｍ，洞顶光滑有少许滴水，洞底有少量的石块和少许土壤，相对湿度８０％，温度１９ ℃；黑暗带洞底有大量小石块、少量土壤、洞壁钟乳石发育良好，相对湿度８６％，温度１７．５ ℃。洞穴横剖面为不规则形状，石钟乳和石笋发育较好，洞壁不光滑。

２材料与方法

２．１材料

２０１１年１０月对倒马坎洞和躲兵洞进行实地调查取样，调查对象主要是分布在有光带、弱光带及黑暗带的节肢动物裸灶螽。对洞口周围环境以及洞内各洞段生境进行调查和记录。标本采集：以各光带不同位置（洞顶、两侧洞壁和洞底）为采样点，样点面积为９ ｍ２，在不能到达的区域未采集标本，将标本用７５％的乙醇浸泡后带回实验室。土样、水样的采集：采用梅花形取样法在洞内各光带取混合土样１ ｋｇ，并且采集水样５００ ｍＬ，将样品带回实验室进行检测分析。利用美国生产的奇遇（ｅＴｒｅｘ Ｖｅｎｔｕｒｅ）ＧＰＳ定位仪、上海嘉定学联仪器厂生产ＪＤ－３型数字式光照度计测定洞内不同洞段的光照度，光照度在１０ ｌｘ以上为有光带、光照度在０．１～ｌ０ ｌｘ为弱光带和光照度在０～０．１ ｌｘ为黑暗带［１４］。利用北京亚光仪器有限责任公司生产的ＪＷＳＡ２－２型温湿度计测定各洞段的温湿度。

２．２方法

标本处理：将标本裸灶螽进行清洗、镜检鉴定并计数，把标本置于电热培养箱内烘干、磨碎并称取１．００ ｇ消解定容。水样和土样的处理：土样经过烘干、研磨，再过１００目筛，然后将土样、水样消解定容处理，最后使用原子吸收分光光度仪ＷＦＸ－２１０和原子荧光分光光度仪ＡＦ６４０，检测裸灶螽、水样及土样中铜（Ｃｕ）、锌（Ｚｎ）、镍（Ｎｉ）、铬（Ｃｒ）、汞（Ｈｇ）和砷（Ａｓ）６种重金属元素的含量。

３结果与分析

３．１动物标本数量及鉴定

通过实地调查和采集，在倒马坎洞３个光带共采集裸灶螽标本２４１个，在躲兵洞３个光带共采集裸灶螽标本３０２个，经鉴定隶属节肢动物门（Ａｒｔｈｒｏｐｏｄａ）昆虫纲（Ｉｎｓｅｃｔａ）直翅目（Ｏｒｔｈｏｐｔｅｒａ）驼螽科（Ｒｈａｐｈｉｄｏｐｈｏｒｉｄａｅ）裸灶螽属（Ｄｉｅｓｔｒａｍｍｅｎａ）。

３．２洞穴中水、土壤及裸灶螽体内的重金属含量

将从倒马坎洞和躲兵洞采集的裸灶螽、土样及水样在实验室进行重金属含量的测定，测定值见表１。由表１可知，倒马坎洞洞穴水体中６种重金属含量为 Ｚｎ＞Ｃｕ＞Ｎｉ＞Ｃｒ＞Ａｓ＞Ｈｇ。Ｚｎ含量最高，为０．００９ ９0 ｍｇ／Ｌ。在洞穴土壤中６种重金属含量为Ｚｎ＞Ｃｕ＞Ｃｒ＞Ｎｉ＞Ａｓ＞Ｈｇ。Ｚｎ含量最高，为９２．７0 ｍｇ／ｋｇ；Ｈｇ含量最低，为０．２６ ｍｇ／ｋｇ。裸灶螽体内重金属含量为Ｚｎ＞Ｃｕ＞Ｎｉ＞Ａｓ＞Ｃｒ＞Ｈｇ。Ｚｎ含量最高，为１２６.00 ｍｇ／ｋｇ，与水和土壤一样居于首位但又高于二者。

躲兵洞洞穴水体中６种重金属含量为Ｎｉ＞Ｃｒ＞Ｃｕ＞Ａｓ＞Ｈｇ，Ｚｎ未测出。Ｎｉ含量最高，为０．００１ ６0 ｍｇ／Ｌ。在洞穴土壤中６种重金属含量为Ｚｎ＞Ｃｕ＞Ａｓ＞Ｎｉ＞Ｃｒ＞Ｈｇ。Ｚｎ含量最高，为１０４.00 ｍｇ／ｋｇ；Ｈｇ含量最低，为１．１２ ｍｇ／ｋｇ。裸灶螽体内重金属含量Ｚｎ＞Ｃｕ＞Ｎｉ＞Ａｓ＞Ｃｒ＞Ｈｇ。Ｚｎ含量最高，为１３１.00 ｍｇ／ｋｇ。

对两洞穴进行比较得出，水体中的同种重金属在不同的洞中其含量不同，而土壤中的重金属含量最高的均为Ｚｎ，这与重金属元素在土壤中背景值大小有关［１５］，造成各元素在土壤中含量不同。将裸灶螽与水和土壤进行重金属含量的比较可得出两洞中的裸灶螽体内Ｚｎ的含量最高，这主要是因为Ｚｎ、Ｃｕ和Ｎｉ作为动物体的必需元素，容易被动物主动吸收，被吸收后大部分参与机体的生理活动，所以在动物体内含量较高［１６］；又由于Ｚｎ是生物体必需的微量元素、是体内数十种酶的主要成分，对机体的性发育、性功能、生殖细胞的生成等具有重要作用，因此Ｚｎ的含量总是维持在一个较高水平。如果Ｚｎ缺乏时，生物各系统都会受到不良影响，但当Ｚｎ被过量摄入时也会对生物体产生毒害作用［１７］。而Ｃｒ、Ｈｇ是动物体内的非必需元素，不易被动物主动吸收，故在各类动物体内的含量均较低。

３．３两洞穴裸灶螽对重金属的富集

通过重金属富集系数来评价动物体内的富集能力。重金属富集系数又称生物浓缩系数、生物浓缩率、生物积累率、生物吸收系数等。重金属富集系数＝动物体内重金属含量／土壤（或沉积物）中重金属含量，它是动物吸收富集金属能力的评价指标，动物对某种金属的生物富集系数越高，表明动物对该金属的吸收能力越强［１８］。倒马坎洞和躲兵洞洞穴内裸灶螽对水体及土壤中６种重金属的富集系数见表２。

由表２可知，倒马坎洞的裸灶螽对水中Ｃｕ、Ｚｎ、Ｈｇ的富集系数大于１ ０００；其富集能力为Ｚｎ＞Ｃｕ＞Ｈｇ＞Ａｓ＞Ｎｉ＞Ｃｒ。而躲兵洞的裸灶螽对水中Ｃｕ、Ｈｇ、Ａｓ的富集系数大于１ ０００，其富集能力的强弱顺序为Ｃｕ＞Ａｓ＞Ｈｇ＞Ｎｉ＞Ｃｒ（Ｚｎ未测出）。比较两洞穴可知，裸灶螽对不同的重金属其富集能力不同，导致裸灶螽体内的重金属元素含量与环境（土壤和水）中的含量排序不一致。在不同的环境中裸灶螽对同一重金属的富集能力也不同。但从两洞穴的裸灶螽对水体中重金属的富集能力却有其相同之处，对Ｎｉ和Ｃｒ的富集能力最低，因为Ｎｉ和Ｃｒ为微量元素，且两洞穴均未受到Ｎｉ和Ｃｒ的污染。总之，影响生物体内重金属富集的原因比较多，如环境因素、生物因素和各种重金属的特性等。

倒马坎洞和躲兵洞洞穴中的裸灶螽对土壤中Ｚｎ的富集系数都大于１；其富集能力为Ｚｎ＞Ｃｕ＞Ｈｇ＞Ｎｉ＞Ａｓ＞Ｃｒ。其中Ｚｎ、Ｃｕ是所有生命体必需的微量元素，结合在酶活性中心，Ｚｎ是２００多种金属酶和金属生物复合物的组成部分，对维持ＤＮＡ等生物大分子及细胞膜、核糖体等生物结构的稳定性起着积极的作用［１９］；动物对必需元素存在明显的选择性吸收作用，因此生命必需元素含量相对较高。

倒马坎洞洞穴中的裸灶螽对Ｃｕ、Ｚｎ、Ｈｇ的富集系数与躲兵洞洞穴中的裸灶螽对水体中Ｃｕ、 Ｈｇ、Ａｓ的富集系数都大于１ ０００，两洞穴中的裸灶螽对土壤中Ｚｎ的富集系数都大于１。一些学者提出水生生物对某种污染物的富集系数大于１ ０００时，有潜在的严重积累问题；土壤动物对某种污染物的富集系数大于１时，也同样存在潜在的严重积累问题［２０］。计算富集系数得出两洞穴中的裸灶螽对Ｚｎ 有明显富集作用，富集系数大于１，且裸灶螽为无脊椎动物中节肢动物门的动物，它们对环境污染较为敏感，它们是否可作为监测环境变化的指示生物之一，可在以后做进一步研究。

３．４土壤重金属的污染评价

通过采用潜在生态危害指数法（ＲＩ）对倒马坎洞和躲兵洞洞穴内土壤进行污染评价。瑞典科学家Ｈａｋａｎｓｏｎ提出潜在生态危害指数法［２１］，该方法首先要测得土壤中重金属的含量，引入中国土壤背景值［１５］，重金属的实测值与中国土壤背景值的比值得到单项污染系数，然后引入重金属毒性响应系数，得到潜在生态危害单项系数，最后加权得到此区域土壤中多种重金属的潜在生态危害指数。计算公式如下：

单项重金属污染系数（Ｃｉｆ）：Ｃｉｆ＝■ （１）

单项重金属潜在生态危害系数（Ｅｉｒ）：Ｅｉｒ＝Ｔｉｒ·Ｃｉｆ（２）

综合潜在生态危害指数

（ＲＩ）：ＲＩ＝■Ｅｉｒ＝■Ｔｉｒ·Ｃｉｆ （３）

式中，Ｃｉ为重金属ｉ的实测浓度；Ｃｉｎ为重金属ｉ的评价参比值；Ｔｉｒ为重金属的毒性响应系数，用来反映生物对重金属的敏感程度以及重金属的毒性水平，Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｈｇ、Ａｓ的毒性响应系数分别为 ５、１、５、２、４０、１０［２２］。

倒马坎洞和躲兵洞土壤重金属的污染指数及潜在生态危害指数的计算，首先通过公式（１）、（２）、（３）算出各重金属的污染指数及潜在生态危害系数，然后将计算结果与重金属污染潜在生态危害系数分级标准进行比对［２３］，得出倒马坎洞和躲兵洞洞穴土壤中重金属的污染程度及潜在生态危害程度。通过计算，倒马坎洞和躲兵洞洞穴土壤中重金属的污染指数及潜在生态危害指数见表３。

由表３可知，重金属Ｃｒ在倒马坎洞和躲兵洞土壤中属于低污染，而Ｈｇ在倒马坎洞土壤中属于较高污染、在躲兵洞土壤中属于高污染，Ｃｕ、Ｚｎ及Ｎｉ在两洞穴土壤中属于中污染，Ａｓ在倒马坎洞土壤中属于中污染、而在躲兵洞土壤中属于较高污染，Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｒ在两洞穴土壤中的单项潜在生态危害程度都属于轻微生态危害，Ａｓ在倒马坎洞穴土壤中的单项潜在生态危害程度都属于轻微生态危害、而在躲兵洞洞穴中属于中等生态危害，Ｈｇ在倒马坎洞洞穴土壤中的单项潜在生态危害程度都属于高生态危害、而在躲兵洞中属于极高生态危害。Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｈｇ及Ａｓ在倒马坎洞土壤中的综合潜在生态危害程度属于中等生态危害，其危害指数为１８９．２４，而在躲兵洞土壤中属于高生态危害，其危害指数为７５６．２９。究其原因可能是倒马坎洞属于非开发洞穴，且洞口较小、洞底较深，洞内生境受人为干扰少，重金属主要由空气的沉降和水流的渗透作用带入，污染源少；而躲兵洞属于半开发洞穴，洞内生境受人为干扰程度严重，重金属除了由空气的沉降和水流的渗透作用带入外，还可以通过人为因素带入洞穴，给躲兵洞带来严重的潜在生态危害。另外，重金属Ｈｇ在倒马坎洞和躲兵洞土壤中的潜在生态危害系数都最高。因此，Ｈｇ是两洞穴的主要生态风险因子。

４小结与讨论

喀斯特地区洞穴通道十分发达，污染物很容易进入洞穴造成污染，洞穴生态系统是一个特殊的生态系统，比较脆弱，易受人为破坏和污染但难以恢复，所以保护洞穴动物和洞穴生态系统有重大意义。通过对贵州倒马坎洞和躲兵洞洞穴内的裸灶螽体内重金属的富集系数及其与部分环境因子相关性的比较研究，结果表明，裸灶螽对在同一洞穴同一环境因子中不同重金属的富集系数有差异，在不同洞穴同一环境因子中同一重金属的富集系数有差异，可见裸灶螽对洞穴土壤中重金属的富集受洞内各种环境因子的共同影响。其中，两洞穴内的重金属主要靠空气沉降和水流渗透作用带入，除此之外，躲兵洞洞内生境受人为干扰程度严重，重金属还可以通过人为因素带入洞穴，所以躲兵洞相对于倒马坎洞污染严重。该研究表明，今后应加强对躲兵洞的保护，如建立相关保护法规、控制人为对生境的干扰、定期污染监测等。

本研究主要研究了洞穴裸灶螽、部分环境因子中重金属的含量、裸灶螽的富集系数及对洞穴土壤中的重金属污染评价。实际上重金属在洞穴环境因子中的存在形态多样，在沉积相、水相和生物相之间形态的转换传递是复杂的，洞穴动物对重金属的富集存在选择性，且不同类群的洞穴动物对重金属的敏感程度也不一样。因此，深入研究裸灶螽是否可以作为洞穴重金属污染的指示生物是今后研究的重点课题之一。

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倒马坎洞和躲兵洞土壤重金属的污染指数及潜在生态危害指数的计算，首先通过公式（１）、（２）、（３）算出各重金属的污染指数及潜在生态危害系数，然后将计算结果与重金属污染潜在生态危害系数分级标准进行比对［２３］，得出倒马坎洞和躲兵洞洞穴土壤中重金属的污染程度及潜在生态危害程度。通过计算，倒马坎洞和躲兵洞洞穴土壤中重金属的污染指数及潜在生态危害指数见表３。

由表３可知，重金属Ｃｒ在倒马坎洞和躲兵洞土壤中属于低污染，而Ｈｇ在倒马坎洞土壤中属于较高污染、在躲兵洞土壤中属于高污染，Ｃｕ、Ｚｎ及Ｎｉ在两洞穴土壤中属于中污染，Ａｓ在倒马坎洞土壤中属于中污染、而在躲兵洞土壤中属于较高污染，Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｒ在两洞穴土壤中的单项潜在生态危害程度都属于轻微生态危害，Ａｓ在倒马坎洞穴土壤中的单项潜在生态危害程度都属于轻微生态危害、而在躲兵洞洞穴中属于中等生态危害，Ｈｇ在倒马坎洞洞穴土壤中的单项潜在生态危害程度都属于高生态危害、而在躲兵洞中属于极高生态危害。Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｈｇ及Ａｓ在倒马坎洞土壤中的综合潜在生态危害程度属于中等生态危害，其危害指数为１８９．２４，而在躲兵洞土壤中属于高生态危害，其危害指数为７５６．２９。究其原因可能是倒马坎洞属于非开发洞穴，且洞口较小、洞底较深，洞内生境受人为干扰少，重金属主要由空气的沉降和水流的渗透作用带入，污染源少；而躲兵洞属于半开发洞穴，洞内生境受人为干扰程度严重，重金属除了由空气的沉降和水流的渗透作用带入外，还可以通过人为因素带入洞穴，给躲兵洞带来严重的潜在生态危害。另外，重金属Ｈｇ在倒马坎洞和躲兵洞土壤中的潜在生态危害系数都最高。因此，Ｈｇ是两洞穴的主要生态风险因子。

４小结与讨论

喀斯特地区洞穴通道十分发达，污染物很容易进入洞穴造成污染，洞穴生态系统是一个特殊的生态系统，比较脆弱，易受人为破坏和污染但难以恢复，所以保护洞穴动物和洞穴生态系统有重大意义。通过对贵州倒马坎洞和躲兵洞洞穴内的裸灶螽体内重金属的富集系数及其与部分环境因子相关性的比较研究，结果表明，裸灶螽对在同一洞穴同一环境因子中不同重金属的富集系数有差异，在不同洞穴同一环境因子中同一重金属的富集系数有差异，可见裸灶螽对洞穴土壤中重金属的富集受洞内各种环境因子的共同影响。其中，两洞穴内的重金属主要靠空气沉降和水流渗透作用带入，除此之外，躲兵洞洞内生境受人为干扰程度严重，重金属还可以通过人为因素带入洞穴，所以躲兵洞相对于倒马坎洞污染严重。该研究表明，今后应加强对躲兵洞的保护，如建立相关保护法规、控制人为对生境的干扰、定期污染监测等。

本研究主要研究了洞穴裸灶螽、部分环境因子中重金属的含量、裸灶螽的富集系数及对洞穴土壤中的重金属污染评价。实际上重金属在洞穴环境因子中的存在形态多样，在沉积相、水相和生物相之间形态的转换传递是复杂的，洞穴动物对重金属的富集存在选择性，且不同类群的洞穴动物对重金属的敏感程度也不一样。因此，深入研究裸灶螽是否可以作为洞穴重金属污染的指示生物是今后研究的重点课题之一。

参考文献：

［１］ ＳＫＥＴ Ｂ．Ｃａｖｅ ｆａｕｎａ ａｎｄ ｓｐｅｌｅｏｂｉｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｓｌｏｖｅｎｉａ［Ｊ］．Ｎａｓｅ Ｊａｍｅ（Ｏｕｒ Ｃａｖｅｓ），１９９３，３５（１）：３５－４２．

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［４］ ＫＬＥＩＮ Ｒ， ＰＡＵＬＵＳ Ｍ． Umweltproben fuer ｄｉｅ Ｓｃｈａｄｓｔｏｆｆａｎａｌｙｔｉｋ in Ｂｉｏｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ［Ｍ］． Ｊｅｎｏ，Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ ＆ Ｇｕｓｔａｖ Ｆｉｓｃｈｅｒ Vearlag：１９９５.１８３－２０２．

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［２１］ ＨＡＫＡＮＳＯＮ Ｌ． Ａｎ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｉｓｋ ｉｎｄｅｘ ｆｏｒ ａｑｕａｔｉｃ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｓｅｄｉｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１９８０，１４（８）：９７５－１００１．

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倒马坎洞和躲兵洞土壤重金属的污染指数及潜在生态危害指数的计算，首先通过公式（１）、（２）、（３）算出各重金属的污染指数及潜在生态危害系数，然后将计算结果与重金属污染潜在生态危害系数分级标准进行比对［２３］，得出倒马坎洞和躲兵洞洞穴土壤中重金属的污染程度及潜在生态危害程度。通过计算，倒马坎洞和躲兵洞洞穴土壤中重金属的污染指数及潜在生态危害指数见表３。

由表３可知，重金属Ｃｒ在倒马坎洞和躲兵洞土壤中属于低污染，而Ｈｇ在倒马坎洞土壤中属于较高污染、在躲兵洞土壤中属于高污染，Ｃｕ、Ｚｎ及Ｎｉ在两洞穴土壤中属于中污染，Ａｓ在倒马坎洞土壤中属于中污染、而在躲兵洞土壤中属于较高污染，Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｒ在两洞穴土壤中的单项潜在生态危害程度都属于轻微生态危害，Ａｓ在倒马坎洞穴土壤中的单项潜在生态危害程度都属于轻微生态危害、而在躲兵洞洞穴中属于中等生态危害，Ｈｇ在倒马坎洞洞穴土壤中的单项潜在生态危害程度都属于高生态危害、而在躲兵洞中属于极高生态危害。Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｈｇ及Ａｓ在倒马坎洞土壤中的综合潜在生态危害程度属于中等生态危害，其危害指数为１８９．２４，而在躲兵洞土壤中属于高生态危害，其危害指数为７５６．２９。究其原因可能是倒马坎洞属于非开发洞穴，且洞口较小、洞底较深，洞内生境受人为干扰少，重金属主要由空气的沉降和水流的渗透作用带入，污染源少；而躲兵洞属于半开发洞穴，洞内生境受人为干扰程度严重，重金属除了由空气的沉降和水流的渗透作用带入外，还可以通过人为因素带入洞穴，给躲兵洞带来严重的潜在生态危害。另外，重金属Ｈｇ在倒马坎洞和躲兵洞土壤中的潜在生态危害系数都最高。因此，Ｈｇ是两洞穴的主要生态风险因子。

４小结与讨论

喀斯特地区洞穴通道十分发达，污染物很容易进入洞穴造成污染，洞穴生态系统是一个特殊的生态系统，比较脆弱，易受人为破坏和污染但难以恢复，所以保护洞穴动物和洞穴生态系统有重大意义。通过对贵州倒马坎洞和躲兵洞洞穴内的裸灶螽体内重金属的富集系数及其与部分环境因子相关性的比较研究，结果表明，裸灶螽对在同一洞穴同一环境因子中不同重金属的富集系数有差异，在不同洞穴同一环境因子中同一重金属的富集系数有差异，可见裸灶螽对洞穴土壤中重金属的富集受洞内各种环境因子的共同影响。其中，两洞穴内的重金属主要靠空气沉降和水流渗透作用带入，除此之外，躲兵洞洞内生境受人为干扰程度严重，重金属还可以通过人为因素带入洞穴，所以躲兵洞相对于倒马坎洞污染严重。该研究表明，今后应加强对躲兵洞的保护，如建立相关保护法规、控制人为对生境的干扰、定期污染监测等。

本研究主要研究了洞穴裸灶螽、部分环境因子中重金属的含量、裸灶螽的富集系数及对洞穴土壤中的重金属污染评价。实际上重金属在洞穴环境因子中的存在形态多样，在沉积相、水相和生物相之间形态的转换传递是复杂的，洞穴动物对重金属的富集存在选择性，且不同类群的洞穴动物对重金属的敏感程度也不一样。因此，深入研究裸灶螽是否可以作为洞穴重金属污染的指示生物是今后研究的重点课题之一。

参考文献：

［１］ ＳＫＥＴ Ｂ．Ｃａｖｅ ｆａｕｎａ ａｎｄ ｓｐｅｌｅｏｂｉｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｓｌｏｖｅｎｉａ［Ｊ］．Ｎａｓｅ Ｊａｍｅ（Ｏｕｒ Ｃａｖｅｓ），１９９３，３５（１）：３５－４２．

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［９］ 宋雪英，宋玉芳，孙铁珩，等．土壤原生动物对环境污染的指示作用［Ｊ］．应用生态学报，２００４，ｌ５（１０）：１９７９－１９８２．

［１０］ 梅杰，黎道洪，徐承香．贵州山岚桥洞内动物重金属富集的初步研究［Ｊ］．动物学杂志，２０１０，４５（３）：１１０－１１５．

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