吉林西部中小型浅水湖泊大型底栖动物与水质响应关系研究

来源 :东北师范大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:lp51443712
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作为重要内陆水系生态系统,湖泊向人类提供水资源的同时,在维持区域生态平衡与安全方面起到重要作用。然而,包括湖泊在内的淡水生态系统已是受人类胁迫最严重的生态系统,建立有效的湖泊生态系统健康评价及预测体系已成为湖泊生态系统保护与恢复的迫切需求。底栖动物具有众多有利于湖泊健康评价的特点,而且能够影响水体中物质循环和能量流动的方式,是维持健康生态系统的关键成员,同时也能反映水域生态系统状况,因此大型底栖动物群落的生态学研究一直是湖泊生态学研究的热点之一。吉林西部存在众多的浅水湖泊,是中国湖泊密度最大的湖区之一,除查干湖、月亮泡等少数湖泊外绝大部分均为中小型浅水湖泊,该地区自然资源较丰富,物种多样性较高。目前,国内针对吉林西部浅水湖泊大型底栖动物的研究很少。本研究以吉林西部中小型浅水湖泊为研究区,选择四海水库、三王泡、道字泡、珍字泡、潜字泡、洪字泡、库里泡、黑鱼泡、小西米泡和新庙泡共10个代表性浅水湖泊为研究对象,于2017年4月至9月,每月中旬进行水样和大型底栖动物样品采集和分析。通过实地采样、监测与聚类(Cluster)、多维排序尺度(MDS)等统计方法,分析了不同时期大型底栖动物群落结构特征、多样性及其与水质的响应关系。具体结果如下:(1)吉林省西部浅水湖泊丰水期硝酸盐氮极显著低于平水期(P<0.001),亚硝酸盐氮极显著低于平水期(P=0.006),总磷显著低于平水期(P=0.014),温度极显著高于平水期(P<0.001),溶解氧显著高于平水期(P=0.039)。丰水期和平水期综合营养状态指数分别在69.46-92.19、81.39-94.21之间,丰水期除道字泡外,其余均为重度富营养状态。(2)调查的10个中小型浅水湖泊经鉴定有3075个大型底栖动物,隶属于3门3纲10目21科40属54种,主要以软体动物门和节肢动物门为主,其中软体动物门26种,占48.15%;节肢动物门26种,占48.15%;环节动物门2属2种。平水期共有5种优势种,为软体动物门的白旋螺(Gyraulus albus)、西伯利亚盘螺(Valvata sibirica),节肢动物门的红裸须摇蚊(Propsilocerus akamusi)、毛蠓(Psychodidae)和环节动物门的瑞士水丝蚓(Limnodrilus helveticus);丰水期共有5种优势种,为环节动物门的瑞士水丝蚓,软体动物门的白旋螺、平盘螺(Valvata cristata)、西伯利亚盘螺和小土蜗(Galba pervia),这与湖泊水质变化以及大型底栖动物种类耐污性有密切关系,吉林西部地区红裸须摇蚊和毛蠓在富营养化更高的平水期成为优势种,小土蜗在相对营养化程度较轻的丰水期成为优势种。(3)基于Bray-Curtis相似性计算的聚类和多维排序尺度分析可知研究区域中小型浅水湖泊底栖动物类型在丰水期和平水期具有不同的空间聚集特征,可能受水质的影响。相关分析结果表明:丰水期大型底栖动物Margalef物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和物种多样性阈值与总氮呈显著负相关(r=-0.71,P=0.039;r=-0.80,P=0.005;r=-0.81,P=0.005;r=-0.83,P=0.003);Pielou均匀度指数与氨氮呈显著负相关(r=-0.65,P=0.041);Margalef物种丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数与溶解氧呈显著正相关(r=0.75,P=0.013;r=0.71,P=0.021)。平水期大型底栖动物Margalef物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和物种多样性阈值与总磷呈显著正相关(r=0.68,P=0.032;r=0.83,P=0.003;r=0.69,P=0.027);物种多样性阈值和Shannon-Wiener多样性指数与总氮呈显著负相关(r=-0.67,P=0.033;r=-0.79,P=0.007);Margalef物种丰富度指数与氨氮呈显著负相关(r=-0.76,P=0.010)。氮素污染物是研究区影响大型底栖动物的关键因子,研究区域氮素来源主要为面源污染,针对研究区域实际情况,建议在浅水湖泊湖岸带划定一定范围的缓冲区,在缓冲区种植本地植物,可对氮素污染物进行有效吸收和拦截,从而保护浅水湖泊生态系统健康。该研究针对吉林省浅水湖泊生态保护的现实需要,对吉林省西部中小型浅水湖泊生态系统亟需研究的部分进行有效尝试,深入探讨大型底栖动物结构与水质之间的关系,确定研究区影响大型底栖动物群落结构的关键因子,对吉林西部中小型湖泊的保护及合理开发均具有重要意义,为吉林西部中小型湖泊的保护提供基础资料,同时为吉林西部浅水湖泊保护提供基础资料,为科学高效实施西部生态补水工程,保护脆弱重要湿地生态系统提供重要依据。
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