滆湖底栖动物群落结构及水质生物学评价

尹子龙 张沛霖 杨源浩 胡晓东

摘要 2019年1—12月对常州市武进区西南部的滆湖开展了底栖动物监测与分析，并通过BPI生物学指数和Shannon-Wiener多样性指数对滆湖进行水质生态评价。结果表明：共鉴定出底栖动物14种（属），其中摇蚊幼虫类种类最多，共8种，寡毛类5种，软体动物类1种；主要优势种为红裸须摇蚊（Propsilocerus akamusi）、太湖裸须摇蚊（Propsilocerus taihuensis）、克拉泊水丝蚓（Limnodrilus ciaparedeianus）和梨形环棱螺（Bellamya purrificata）。2种指数评价结果显示，滆湖水质现状处于中度污染时期，属于富营养化过程的初中期。

关键词 底栖动物；滆湖；水质评价

中图分类号 X 824  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2023）12-0049-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.12.011

Community Structure of Zoobenthos and Bio-assessment of Water Quality in Ge Lake

YIN Zi-long1，ZHANG Pei-lin2，YANG Yuan-hao1 et al

（1.Hydraulic Research Institute of Jiangsu Province，Nanjing，Jiangsu 210017;2.Water Conservancy Projiect Management Office of the Taihu Lake Area，Jiangsu Province，Suzhou，Jiangsu 215128）

Abstract From January 2019 to December 2019，the zoobenthos were monitored and analyzed in Ge Lake，water source area of Wujin District，Changzhou City.The ecological evaluation of water quality in Ge Lake was conducted through BPI Biological Index and Shannon-Wiener Diversity index.The results showed that 14 species （genus） of zoobenthos were identified in the whole 12 months of the year，of which the species of the genus Chironomidae were the most，totaling 8 species，5 species of Oligochaetes and 1 species of Molluscs.The main dominant species were Propsilocerus akamusi，Propsilocerus taihuensis，Limnodrilus ciaparedeianus and Bellamya purrificata.The results of the two index evaluations showed that the water quality of Ge Lake was in a period of moderate pollution，which belongs to the early and middle stages of the eutrophication process.

Key words Zoobenthos;Ge Lake;Water quality evaluation

基金项目 江苏省水利科技项目（2021005）。

作者简介 尹子龙（1992—），男，辽宁阜新人，工程师，硕士，从事水生态与水环境研究。

收稿日期 2022-07-13

底栖动物是水生态系统的重要组成部分，与水体环境是相互依存、相互影响的统一体，具有分布广泛、生命周期较长、形体较易辨认、对污染的逃避能力较弱及对环境变化较为敏感等特征，其群落结构作为预测环境质量变化的重要指标，已广泛应用于生物监测和生态评价方面［1-3］。

滆湖位于常州市武进区西南部，其在保证当地居民生活用水、社会经济发展和生态环境平衡等方面起著不可替代的作用［4］。随着社会经济的高速发展及受人类活动的影响，滆湖水质不断恶化，水体富营养化速度加快，给周边地区人们的生活及经济的可持续发展带来了巨大威胁［5-6］。笔者以2019年底栖动物生态调查数据为依据，分析了滆湖水域底栖动物优势种及其群落结构，并由此反映出滆湖水环境质量现状。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

滆湖俗称沙子湖、西太湖，亦称西滆湖和西滆沙子湖，位于常州市武进区西南部与无锡宜兴市东北部，为武进和宜兴共享，是江苏省第六大湖泊，苏南地区仅次于太湖，也是太湖流域湖泊群中的重要组成部分。主要的入湖河道为位于西部的加泽港、塘门港及安欢渎等16条河道；出水河道位于东南部，主要有太滆运河、漕桥河及殷村港等15条出湖河道［7］。滆湖主要功能为防洪调蓄、新孟河行水通道、供水、生态、渔业、旅游。

1.2 采样点设置

根据滆湖湖区的地形地貌、功能区分布以及主要出入湖河道河口位置等情况，在滆湖湖区共设置18个采样点，于2019年1—12月对湖区进行了12次底栖动物样品采集（图1）。

2 调查方法

2.1 底栖动物采集方法

底栖动物样品采用改良彼得生采泥器（开口面积为1/20 m2）进行现场采集，每个样点抓取3下，采集的样品中，底栖动物通常与底泥、碎屑等混为一体，需要冲洗后才能进行挑拣。洗涤使用D型尼龙筛网（网径为0.45 mm）进行反复冲洗，剩余物封袋保存后带回实验室进行分样，分拣后放入装有75%乙醇的塑料瓶中保存。标本的固定可使用7%福尔马林进行固定。底栖动物调查主要参照《水库渔业资源调查规范》（SL167—96）。利用解剖镜和显微镜对各采样点采集到的底栖动物进行分类鉴定、计数，使用分析天平对样品进行分类称重，根据实际数量和重量推算出1 m2内的底栖动物密度和生物量（g/m2）［8］。样品的鉴定参照《中国经济动物志·淡水软体动物》《中国小蚓类研究》《中国北方摇蚊幼虫》《Aquatic Insects of China Useful for Monitoring Water Quality》等书籍。

2.2 底栖动物评价水质方法

底栖无脊椎动物个体较大，寿命较长，活动范围小，对环境条件改变反应灵敏，能够准确反映水质状况，是监测污染、评价水质理想的指示生物。通过对底栖无脊椎动物群落结构调查研究，可以客观地分析和评价湖泊营养状况。根据具体情况选用以下2种生物指数评价滆湖营养及污染状况［9-13］。

BPI生物学指数和Shannon-Wiener多样性指数计算方法如下：BPI<0.1，为清洁；0.1≤BPI<0.5，为轻污染；0.5≤BPI<1.5，为β-中污染；1.5≤BPI<5.0，为α-中污染；≥5.0为重污染。0≤Shannon-Wiener指数<1.0，为重污染；1.0≤Shannon-Wiener指数<3.0，为中污染；Shannon-Wiener指数≥3.0，为轻度污染至无污染。

BPI生物学指数=log（N1+2）log（N2+2）+log（N3+2）

式中，N1为寡毛类、蛭类和摇蚊幼虫个体数；N2为多毛类、甲壳类、除摇蚊幼虫以外的其他水生昆虫个体数；

N3为软体动物个体数。

Shannon-Wiener指数=-ni=1niN×lnniN

式中，ni为第i个种的个体数目，N为群落中所有种的个体总数。

3 调查结果与分析

3.1 底栖动物群落结构

3.1.1 底栖动物种类组成。

由表1可知，2019年1—12月滆湖共鉴定出底栖动物14种（屬），其中摇蚊幼虫类种类数最多，共8种；寡毛类次之，共5种；软体动物类较少，仅1种。

3.1.2 底栖动物优势种。由表1可知，底栖动物种类方面，滆湖2019年监测检出的底栖动物包括寡毛类、摇蚊幼虫类和软体动物类三大类。滆湖底栖动物密度和生物量被少数种类所主导。密度方面，寡毛类的克拉泊水丝蚓，摇蚊幼虫类的红裸须摇蚊、太湖裸须摇蚊、中华裸须摇蚊和刺铗长足摇蚊，分别占总密度的5.23%、37.11%、36.92%、7.75%和4.96%。生物量方面，由于软体动物个体较大，软体动物类的梨形环棱螺在总生物量上占绝对优势，达到61.28%，黄色羽摇蚊、红裸须摇蚊、太湖裸须摇蚊和中华裸须摇蚊所占比重次之，分别为1.53%、20.64%、10.84%和1.64%。从14个物种的出现频次来看，红裸须摇蚊、太湖裸须摇蚊、刺铗长足摇蚊、软铗小摇蚊和克拉泊水丝蚓在大部分采样点均能采集到，是滆湖的常见种类。综合底栖动物的密度、生物量和各物种在18个采样点的出现频次，根据优势度指数来确定优势种，表明现阶段滆湖底栖动物优势种为红裸须摇蚊、太湖裸须摇蚊、克拉泊水丝蚓和梨形环棱螺。

3.1.3 底栖动物密度与生物量分布。从图2可见，年均生物量较年均密度相比空间差异性更大。底栖动物年密度各采样点空间分布相对均匀，密度较高的采样点集中分布在滆湖的北部区域，滆湖底栖动物密度最高值出现在gh-3采样点，最高值为1 484个/m2；底栖动物密度较低的采样点主要分布在滆湖的中部至南部区域，其中大部分分布在滆湖的生态净化与恢复区以及水资源地保护区，滆湖底栖动物密度最低值出现在gh-17采样点，最低值为75个/m2。而底栖动物生物量方面，空间差异性较大，生物量较大的采样点是gh-11和gh-2采样点，分别位于滆湖中部和北部；滆湖底栖动物生物量最高值出现在gh-11采样点，最高值为42.48 g/m2，生物量最低值出现在gh-10采样点，最低值为0.29 g/m2；位于渔业资源繁保区的gh-10采样点底栖动物密度和生物量均较低，表明滆湖资源保留区功能性作用明显。滆湖底栖动物分布存在区域性特征，特别是软体动物的分布，在滆湖的西部沿岸带附近出现较多，主要是上游湟里河、北干河、中干河、孟津河等主要入湖河道携带着大量营养物质入湖，促进了滆湖底栖动物的生长繁殖，同时滆湖常年以西北风为主，靠滆湖西侧沿岸带受风浪的影响较小，湖底的悬浮物不容易被风浪扬起，湖水透明度较其他水域要大，适宜软体动物的生长，而滆湖其他水域透明度较低，不利于软体动物的生长。

从图3可以看出，各季度各采样点底栖动物密度空间分布不均，差异较大，且呈季节变化趋势，冬季滆湖底栖动物密度和生物量整体呈高位，而夏季和春季底栖动物密度相对较低。这种差异与底栖动物的生活习性有关，滆湖底栖动物主要由寡毛类、摇蚊幼虫类和软体动物类组成，秋季和冬季为摇蚊幼虫类的繁殖期，以摇蚊幼虫类为主的底栖动物密度较高；夏季气温较高，适宜摇蚊幼虫的羽化，夏季滆湖底栖动物密度较低。各季度各采样点生物量空间分布受软体动物的影响较大，各季度分布较为不均，且具有一定的不确定性，这主要与软体动物的样品采获量有关，软体动物个体较大，在生物量统计方面占比较大，软体动物在各采样点出现的不确定性导致了生物量分布的不确定性，除去软体动物的影响，底栖动物生物量的分布与密度相似，最高值主要分布在滆湖北部区域。

3.2 水质状况评价

利用2019年底栖动物监测数据，分别计算了各采样点的BPI生物学指数和Shannon-Wiener多样性指数（图4、5）。评价结果显示，滆湖2019年18个采样点BPI指数为1.5～5.0，依照BPI指数分析法，2019年滆湖各采样点均处于α-中污染状态。从图5可以看出，除gh-8、gh-14和gh-17采样点Shannon-Wiener指数小于1.0，其余15个采样点的Shannon-Wiener指数均在1.0～2.0，說明滆湖水质整体处于中污染状态。可以发现，2种指数评价结果显示，滆湖处于中度污染期，属于富营养化过程的初中期，应加强监管，采取相应保护措施。

4 结论与建议

4.1 结论

（1）2019年滆湖底栖动物组成以摇蚊幼虫类为主，共鉴定出8种摇蚊幼虫，占物种总种类数的50%以上，密度方面也是摇蚊幼虫类占比最高，所有种类的摇蚊幼虫密度总和占总密度的89.98%，其中密度排在前2位的红裸须摇蚊和太湖裸须摇蚊的密度分别为3 265.9和3 250.0个/m2，分别占总密度的37.11%和36.92%。生物量方面除去个体较大的软体动物，也是摇蚊幼虫占比较高，红裸须摇蚊和太湖裸须摇蚊也是湖区的优势种。

（2）根据滆湖底栖动物分布可以看出，在各季度中，密度较高值主要出现在滆湖北部区域，密度较低的采样点主要分布在滆湖中部区域，大部分分布在滆湖生态净化与恢复区以及水资源地保护区；生物量方面差异较大，基本跟随软体动物的分布，具有一定的随机性，但在湖区北部密度较高区域生物量仍较高，位于渔业资源繁保区的gh-10采样点底栖动物密度及生物量均表现出较低值，说明滆湖资源保留区功能性作用明显。滆湖底栖动物分布呈现区域特性，主要集中在湖区沿岸带附近，上游湟里河、北干河、中干河、孟津河等主要入湖河道携带着大量营养物质入湖，促进了滆湖底栖动物的生长繁殖。

（3）根据各生物学指数结果可知，滆湖水质一般，整体处

于中度污染状态，结合底栖动物种类组成和多样性分析结果，耐污能力较强的克拉泊水丝蚓与摇蚊幼虫在滆湖优势度

较高，表明滆湖水生态环境存在水质污染恶化的潜在危险。

4.2 建议

（1）该研究结果表明，滆湖水生态环境状态整体一般，有污染加重的趋势，应当加大对水生态方面的实时监测、治理，同时加强宣传管理，减少污染源头的扩大化、严重化。应该控制湟里河入湖污染，建立生态过滤系统，位于湟里河口的采样点，底栖动物耐污种生物量较高，对湟里河采取实施控源截污，加强对赤色圩的污染治理工作，规范避风港船只排污行为，控制入湖水体富营养化水平。

（2）加强太滆运河环境综合整治，太滆运河附近的采样点营养状态较差，建议在太滆运河水产品批发市场附近，规范停靠船只管理，禁止污水直排入河，加强周边综合环境整治，减少滆湖入湖污染物排放，同时降低对太湖的污染影响。

（3）滆湖北部实施生态修复工程，滆湖北部清淤深度过大，移除了一定的底栖生物资源，导致底栖生物尤其是软体动物的种类、密度和生物量减小。湖区北部平均水深大于2 m，仅在堆土区和岸边浅水区有芦苇和少量菰生长，其他区域水生植物匮乏。建议进行专项规划，实施生态修复工程，重建滆湖北部健康底泥生态环境。

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