济南市不同水体中底栖动物群落结构分析

郭 伟 赵 瑾 贾 丽 韩 晓 钱瑭毅 李庆南 殷旭旺

底栖动物是淡水生态系统中重要的生物类群，生活环境偏好栖居于水底，移动能力受到限制，因而对水环境变化更加的敏感，国内外研究中常把底栖动物类群作为水生态健康评价的重要指示生物。在水库型底栖动物类群中，水体的流速缓、底质通常为淤泥，常栖居于此的代表底栖动物物种有铜锈环棱螺、霍夫水丝蚓、溪流摇蚊等，而河流型水体流速快，底质通常为大粒径石块，代表底栖动物物种主要以昆虫纲物种为主，常见物种有东方蜉、虎皮纹石蛾、江鸡稚虫等，河流型水体相对水库型水体稳定性差，因此河流型底栖动物清洁物种对水体敏感程度要更高一些。济南作为中国环渤海地区南翼的中心城市，其淡水生态系统大体可划归为水库型和河流型，通过对两种类型水体底栖动物进行研究，可以更全面了解该区域底栖动物状况，深入挖掘生物数据背后隐藏的环境信息，从而客观反应济南水生态的健康状况。

一、材料和方法

1.济南底栖动物采集样点布局

根据济南水系分布状况，确定水库型采样点位12个，河流型采样点位34个。采用MAGELLAN全球定位系统（eXplorist-200）现场测定各采样点经纬度（见图1）。

2.底栖动物样品采集

图1 济南流域不同水体类型底栖动物采集布设站位图

底栖动物分六次采集，分别于2014年和2015年的5月、8月、11月进行6次采样调查；样品采集工具使用索伯网，在采样点沿河流上下游100m范围内，用索伯网采集大型底栖动物定量样品，依据采样点不同河流生境，随机布设几个代表性采样点进行样品采集，将采集的样品进行混合，用60目的筛网进行过滤，把过滤后的样品倒入白瓷盘中，现场挑出底栖动物并对个别活体进行拍照，收集到样品装入100mL塑料瓶中并加入95%的酒精对样品进行固定，运送到实验室，加入10%甲醛溶液保存，在实验室借助显微镜或者解剖镜进行分类、鉴定和计数。

图2 济南水库型水体底栖动物物种数变化规律图

图3 济南水库型水体底栖动物密度变化规律图

图4 济南水库型水体底栖动物多样性指数变化规律图

3.数据整理、分析和处理

济南流域底栖动物采样点位图在ArcMap 9.3上完成。通过显微镜鉴定底栖动物，得到数据通过WPS进行整理、分析。其中底栖动物香浓—维纳多样性指数H'的计算：

H'=-ΣPi×log2Pi

其中Pi表示在每个样品中此物种的个体数占总个体数的比。

二、分析结果

1.济南底栖动物物种分布

济南水库型水体共采集到底栖动物52种。其中昆虫纲29种，占全部种类数的56%；腹足纲12种，占全部种类数的23%；软甲纲4种，占全部种类数的7%；寡毛纲3种，占全部种类数的6%；瓣鳃纲2种，占全部种类数的4%；蛭纲2种，占全部物种数的4%。济南河流型水体共采集到底栖动物63种。其中昆虫纲36种，占全部种类数的57%；腹足纲15种，占全部种类数的24%；软甲纲3种，占全部种类数的5%；寡毛纲3种，占全部种类数的5%；瓣鳃纲3种，占全部种类数的5%；蛭纲3种，占全部物种数的5%。

济南水库型水体每个采样点平均采集到的底栖动物物种数为3种。6次采样数据结果显示，底栖动物物种数变化波动较小，基本呈现春季较高、秋季较低的变化趋势。济南河流型水体每个采样点平均采集到的底栖动物物种数为3种。其中，2014年5月采集到的底栖动物物种数最多，平均值为6种。其余5次采集到的底栖动物物种数波动范围较小，基本处于2～3种（图2）。

2.济南底栖动物密度分布

济南水库型水体每个采样点底栖动物平均密度为519.92个/m2。2014年5月，底栖动物密度值最高，为1179.17个/m2，其次为2014年10月，底栖动物密度值为733.33个/m2。其余4次底栖动物密度变化波动较小。2015年3次采样数据结果显示，底栖动物密度值均较低，为282.82个/m2。济南河流型水体每个采样点底栖动物平均密度为1145.01个/m2。2014年5月，底栖动物密度值最高，为3554.90个/m2，其余5次底栖动物密度变化波动较小，呈现正态分布趋势（图3）。

3.济南底栖动物多样性变化

济南水库型水体每个采样点底栖动物平均多样性指数为1.16。6次采样结果显示，底栖动物多样性指数变化波动较小，数值范围在1.06～1.29之间。济南河流型水体每个采样点底栖动物平均多样性指数为1.01。其中2014年5月，底栖动物多样性指数值最高为1.56。其余5次采样结果显示，底栖动物多样性指数变化波动较小，数值范围在0.75～1.08之间（图4）。

三、总结与讨论

济南两型水体底栖动物均以昆虫纲为主要物种，常见物种有东方蜉、溪流摇蚊、喜盐摇蚊、江鸡稚虫等。水库型底栖动物的物种结构趋同于河流型，河流型底栖动物物种数略高于水库型底栖动物物种数。从两型水体底栖动物物种季节性变化来看，两种水型各个样点平均物种数均为3种，均呈现春高秋低的趋势，但各个月分布波动上呈现差异性，水库型水体底栖动物物种数变化相对稳定，随季节变化波动不明显，河流型水体底栖动物物种数随季节变化浮动明显，对外界环境发生变化更加的敏感。从两型水体底栖动物密度变化来看，在2014年5月份，两水型底栖动物物种密度最高，2014年5月济南当月降水量大，水体底栖动物相对密度较高，随后底栖动物密度出现明显下降，密度波动范围上，水库型水体底栖动物在总密度较低情况下，底栖动物密度变化幅度小，而河流型底栖动物密度变化浮动则较大，从这点可以看出，底栖动物在河流型水体中，在外界影响下生物内在结构变化较大，一些清洁物种如东方蜉、费塔无突摇蚊在雨水淡季出现明显减少。从两型水体底气动物多样性动态分布状况来看，底栖动物总体多样性状况较差，大体分布范围在0.75到1.56，水库型底栖动物多样性较河流型底栖动物多样性波动幅度小，波动范围在1.06～1.29之间