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在对香溪河流域大型底栖动物长期监测(每月一次)的基础上,就人为干扰对大型底柄动物群落结构的影响进行了研究,包括:1)香溪河水系大型底栖动物群落结构的时空动态及其影响因子的研究;2)对香溪河水系大型底栖动物功能摄食类群的时空动态的研究,并使用基于大型底栖动物功能摄食类群的指数对香溪河河流生态系统进行评价;3)香溪河水系大型底栖动物生态位研究;4)酸性矿山废水对高岚河大型底栖动物群落结构的影响。主要结果如下:
在长期监测的基础上,就大型底栖动物群落结构的时空分布特征及其影响因子进行了研究。从2004年7月到2007年6月共采集大型底栖动物336种,隶属8纲68科;其中香溪河干流采集到大型底栖动物289种,九冲河296种,高岚河183种,古夫河143种。四节蜉(Baetis sp.)、扁蜉(Heptagenia sp.)和高翔蜉(Epeorus sp.)为香溪河水系大型底栖动物的优势类群,相对丰度分别为22.2%、6.0%、5.1%。通过生物多样性指数、物种丰度及结合对优势类群耐污值的分析表明:九冲河生境最好,最适合大型底栖动物生存,香溪河次之,高岚河和古夫河生境质量最差,存在影响某些大型底栖动物生存的限制因子。在时间序列上,冬季最适合大型底栖动物生存,春秋季次之,夏季底栖动物生存的限制因子最多。典型对应分析表明,影响大型底栖动物群落结构的环境因子在不同河流间和不同季节间均存在较大差异。
在对香溪河底栖动物时空分布研究基础上,进一步就大型底栖动物功能摄食类群的时空分布规律进行了研究,并尝试应用基于功能摄食类群的多项参数对香溪河河流生态系统进行评价。结果表明,香溪河水系大型底栖动物以收集者(gather-collectors)占绝对优势,相对丰度为49%,其次为刮食者(scrapers),相对丰度为24.0%,捕食者(predators)、滤食者(filter-collectors)、撕食者(shredders)相对丰度较小,分别为10%、9%、6%。各功能摄食类群能够反映基于时空序列的各资源位点的生态特征,其分布特征明显受时空资源位的限制。通过基于大型底栖动物功能类群的参数对香溪河河流生态系统进行评价,结果表明,九冲河的物质循环能力明显高于其它河流,冬季高于其它季节:物质输送能力以高岚河最高,在时间方面以冬季明显高于其它季节;两岸物质的输入量表现为九冲河高于其它河流,冬季高于其它季节;粗有机颗粒/细有机颗粒在九冲河高于其它河流,在冬季高于其它季节。回归分析表明,流速、电导、浊度、总氮、二氧化硅对香溪河河流生态系统物质循环具有指示作用;二氧化硅和化学需氧量对物质输送能力具有指示作用;水温、水深、二氧化硅、总磷可作为沿岸物质输入量的指标;水温、二氧化硅可作为评估河道中粗、细有机颗粒的比例的重要指标。
对香溪河水系大型底栖动物生态位进行研究,结果发现四节蜉(Baetis sp.)、高翔蜉(Epeorus sp.)、锯形蜉(Serratella sp.)、朝大蚊(Antocha sp.)和扁蜉(Heptagenia sp.)生态位宽度较大;Tetropina sp.、短尾石蝇(Nemoura sp.)、黑蝇(Simulium sp.)生态位宽度相对较小。四节蜉(Baetis sp.)、高翔蜉(Epeorus sp.)、锯形蜉(Serratella sp.)、朝大蚊(Antocha sp.)与其它分类单元生态位重叠值较大;Tetropina sp.、短尾石蝇(Nemoura sp.)、狭溪泥甲(Stenelmis sp.)、直突摇蚊(Orthocladius sp.)与其它分类单元生态位重叠值较小。相关分析表明,各分类单元在各资源位的相对丰度和生态位宽度对其生态位重叠值有重要影响;相对于相对丰度生态位宽度对生态位重叠值的影响更大。非度量多维标度排序表明,大型底柄动物主要通过在资源位上的分布、生态位重叠值大小、及摄食类群和生活型等的差异缓解竞争。
2006年9月到2007年7月(每两个月一次)就高岚河硫铁矿对河流生态系统的影响展开调查研究,结果表明,酸性废水的排放是影响高岚河上游河段大型底栖动物群落结构的主要因素。自矿源起至少16 km河段,大型底栖动物群落结构受到严重影响,水生态系统遭到严重破坏。星齿蛉(Protohermes sP.)、Eukiefferiella brehmi、四节蜉(Baetis sp.)、Cheumatopsyche sp.、侧枝纹石蛾(Ceratopsyche sp.)、Neochauliodes sp.、Polypedilum tritum、Polypedilum illinoense、Apedilum sp.、Tretonia sp.、Limnophyes sp.、Rheopelopia paramaculipennis对酸和金属具有较强的耐受性。受损河段各项生物参数明显低于对照河段和恢复河段,恢复河段底栖动物群落结构特征同对照河段非常相似。受酸性矿山废水的影响,大型底栖动物功能摄食类群在受损河段相对单一;刮食者对矿山酸性废水造成的污染反应最为敏感。逐步回归分析表明,Al、Mn、Cu、Cr、Mg对大型底栖动物生物多样性影响显著;Mn和Mg对大型底栖动物的密度和生物量影响显著。