香溪河大型底栖动物时空动态、生物完整性及小水电的影响研究

在香溪河大型底栖动物长期监测的基础之上，对其空间分布格局、时间动态特征和不同采样方法之间的差异进行分析；构建香溪河大型底栖动物完整性因子（B-IBI），并对香溪河河流生态系统健康进行评价；对受小水电站影响的上下游样点进行分析，比较大型底栖动物群落结构的差异，探讨受小水电修建的影响，大型底栖动物群落的变动趋势，探讨其对河流生态系统健康的影响；探讨与香溪河具有相似纬度、相似河流长度和流域面积，同为长江上游支流的九龙河和冈曲河的大型底栖动物的群落结构特征与香溪河的差异。主要研究结果如下： 1. 利用1：50,000的地形图对香溪河的河级划分，研究发现香溪河为一条6级河流。2001年7月，在不同级别河流中，分别设置53个采样点采集附石性大型底栖动物，对其空间分布格局及其与环境因子的相互关系进行研究。香溪河附石性大型底栖动物主要以四节蜉属（Baetis）、高翔蜉属（Epeorus）、朝大蚊属（Antocha）和舌石蛾属（Glossosoma）为优势类群，其相对丰度分别占物种总数的19.46%、10.59%、9.22%和8.45%。香溪河主要摄食类群以直接收集者和刮食者为主，比较不同级别河流中功能摄食类群的组成发现，滤食者和直接收集者密度与生物量在1-3级河流较低，在4-6级河流呈增加的趋势；撕食者和刮食者密度和生物量均为1-3级河流高、4-6级河流较低；而捕食者密度在4-6级河流较高，生物量则表现为1-3级河流较高。基于大型底栖动物的物种组成和物种相对丰度，应用双向指示种分析（TWINSPAN）和无偏对应分析（DCA），对香溪河大型底栖动物的分布研究表明，上述样点基本按照所处的生境类型被分为4个主要类群。利用典范对应分析（CCA）对香溪河大型底栖动物组成与环境因子的相互关系研究表明，海拔、SiO2、NO2-N和电导率是主要影响香溪河大型底栖动物群落分布的环境因子。 2. 从2003年到2005年间对香溪河共15个样点进行季节动态研究。共采集到大型底栖动物202种，其中水生昆虫是绝对优势类群，种类数达180种。最优势的物种是四节蜉属一种（Baetis sp.2），所有季节相对丰度平均达到19.97％；其次为高翔蜉属一种（Epeorus sp.），相对丰度为7.36％；再次为侧枝纹石蛾属一种（Ceratopsyche sp.），相对丰度达到6.32％。以相对丰度大于5％作为判断优势类群的标志，共有16个物种先后成为优势种，其中有8种在所有季节中均为优势：四节蜉一种（Baetis sp.2）、高翔蜉一种（Epeorus sp.）、小蜉一种（Ephemerella sp.）、锯形蜉一种（Serratella sp.）、舌石蛾一种（Glossosoma sp.）、侧枝纹石蛾一种（Ceratopsyche sp.）、Macronychus sp.和朝大蚊一种（Antocha sp.）。随季节的变化，大型底栖动物的生物量和密度表现出冬季高、夏季低的趋势；不同分类单元和摄食类群的大型底栖动物，其密度和生物量也表现出相似的趋势，且夏季与其它季节相比差异显著（p<0.05）。大型底栖动物群落组成与环境因子的CCA分析发现，共有10项理化因子与香溪河大型底栖动物的季节分布密切相关，包括水温、河宽、水深、流速、NH4-N、NO2-N、NO3-N、Ca2＋、SiO2和PO4-P。同时，按照季节对样点分组显示，不同季节影响大型底栖动物分布的主要环境因子是不同的。春季影响大型底栖动物分布的主要环境因子为水温、河宽、水深和Ca2＋；夏季则为水温、Ca2＋、NH4-N和NO3-N；水深、NH4-N、NO2-N、NO3-N、SiO2和PO4-P主要影响秋季大型底栖动物的分布；冬季的大型底栖动物分布则主要受到水深、水温和NH4-N的影响。 3. 选择香溪河大型底栖动物的物种数、物种相对丰度、敏感－耐污类群组成、功能摄食类群和多样性因子等共31个参数作为构建香溪河底栖生物完整性指数的候选参数。通过对候选参数在参照点（6个）和受损点（3个）间的比较，选择对人为活动干扰敏感的参数；对人为活动敏感的参数进行相关分析，以Pearson相关系数 |r|>0.90作为判断相关显著的标准，最终得到由8个参数构成的香溪河大型底栖生物完整性指数，包括：EPT物种数（EPT taxa）、蜉蝣目物种数（Ephemeroptera taxa）、 蜉蝣目相对丰度（Ephemeroptera%）、毛翅目相对丰度（Trichoptera%）、摇蚊科相对丰度（Chironomidae%）、双翅目相对丰度（Diptera%）、收集者相对丰度（Gatherers%）和粘附者相对丰度（Clinger%）。通过对核心参数的赋分，计算得到香溪河各采样点的生物完整性分值。对香溪河各采样点的健康状况进行评估，结果显示，香溪河总体健康状况良好，其中健康状况达到“极好”的样点占样点总数的12.2％，到达“良”的为49％，“一般”为38.8％，没有样点的健康状况为“差”。就评价指数的准确性来看，在大多数集镇、点源污染和小水电站的下游，样点的生物完整性指数均有不同程度的下降，尤其是点源污染对于生物完整性指数的影响最大；而位于人为活动影响较小的河段，包括自然保护区内和九冲河的大部分样点，其健康状况良好，可以认为这一评价指标是适用的。 4. 针对位于九冲河上的一座新建水电站，在其引水口上游设置3个采样点，下游设置2个采样点，逐月采样，进行小水电站对河流大型底栖动物的影响研究。结果表明流速、河宽和水深在小水电站引水口下均有不同程度的下降；硬度、Cl-和总氮在电站引水口下有增加的趋势。对比优势类群的变化，发现四节蜉属（Baetis）相对丰度在电站引水口下明显减少，而蚋属（Simulium）呈显著增加的趋势（p<0.05）。利用双因素方差分析，比较底栖生物完整性指数在不同样点间的差异，发现各季节5个样点间的差异显著（p<0.05）。同时研究发现，各类群物种数在水电站引水口下游均有不同程度的下降，尤其是对生境干扰敏感的类群如襀翅目下降最显著。功能摄食类群表现出过滤收集者相对丰度增加而撕食者相对丰度减少的趋势，可见水电站的修建在某种程度上影响了河道中物质的输送和能量的流动，进而影响了大型底栖动物摄食类群的组成。通过对各采样点耐污指数（BI）的比较，发现在小水电站下游河段，样点BI值有上升的趋势，且差异极显著（p<0.001）。 5. 比较分析了三种采样方法（捡石法、D形手网和索伯网）对河流大型底栖动物的采集效率。研究发现三种方法采集的大型底栖动物密度和物种数总体差异显著（p<0.05），其中D形手网采集的密度和物种数均为最高。选择分类单元、功能摄食类群、耐污－敏感类群和生活型的密度、物种数和相对丰度等50个参数进行单因素方差分析（one-way ANOVA），结果显示除香农多样性指数、毛翅目的密度和物种数、双翅目密度和相对丰度、寡毛类密度、物种数和相对丰度、过滤收集者和直接收集者密度、刮食者物种数、EPT和捕食者相对丰度等13个参数在三种方法之间的总体差异不显著外，其它37个参数在三种方法之间的总体差异显著。对差异显著的参数进行Tukey分析，结果显示有32个参数在D形手网和索伯网之间的差异不显著，捡石法和D形手网之间有4个参数差异不显著，而捡石法与索伯网之间有17个参数差异不显著，可见索伯网和D形手网之间的差异性较小。通过上述分析表明：捡石法对于采集附石性大型底栖动物类群具有明显优势，但整体密度和物种数及部分类群的采集效率较其它两种方法小；D形手网采集的物种密度和物种数均最高，但其作为半定量的研究方法，对于采样面积的控制较差；从定量研究的角度和采集大型底栖动物的效率上考虑，索伯网为较理想的定量采样工具，如搭配D形手网同时进行半定量标本的采集，则可以更全面反映大型底栖动物群落的结构特征。 6. 在同一季节对长江上游两条与香溪河具有相似河流长度和流域面积的河流―――云南香格里拉冈曲河和四川九龙县九龙河进行了大型底栖动物群落组成的比较研究。优势类群的分析显示四节蜉属（Baetis）、小蜉属（Ephemerella）、沼石蛾属（Lepidostoma）、Macronychus、朝大蚊属（Antocha）和蚋属（Simulium）等优势类群在三条河中均有分布，其中四节蜉属、小蜉属和蚋属同为三条河中的最优势类群（相对丰度大于5％）。利用主成分分析（PCA）对三条河的环境因子比较发现，香溪河、九龙河与冈曲河分别分布在PCA第一和第二轴上的不同象限内，从不同环境因子和PCA前三条轴的相关性分析，三条河流的环境差异主要体现在海拔、水深和NO3-N上。对三条河流中的大型底栖动物类群组成进行TWINSPAN分析，发现冈曲河全部样点与九龙河的大部分样点，分在同一个组内；香溪河的全部样点与九龙河的两个样点分为另一个组，并分散在DCA分析中第一和第二轴的不同区域内，可见冈曲河与九龙河在大型底栖动物类群组成上更相近。大型底栖动物的物种组成与环境因子的相关性的CCA分析表明，海拔、NH4-N和Cl-是最重要的影响大型底栖动物类群分布的环境因子

三峡成库后香溪河库湾底栖动物群落演变及库湾纵向分区格局动态

水库生态系统演替是水库生态学研究及水库管理过程中都比较关注的问题。三峡水库自2003年6月成库以来，有关水库生态系统演替的研究却鲜见报道。以三峡水库香溪河库湾底栖动物为研究对象，分析了自2003年8月-2010年7月3个不同蓄水阶段底栖动物群落的演变状况，并对库湾纵向分区格局的动态变化进行了探讨。结果表明，水库蓄水后，摇蚊科和颤蚓科成为第一批定殖者，并以摇蚊科为主；随后，颤蚓科中的霍甫水丝蚓逐渐成为优势类群；直到2004年4月仙女虫科的肥满仙女虫与霍甫水丝蚓共同主导群落。一期蓄水后约1a，底栖动物密度和物种数呈现出明显的增长趋势，空间上呈现出"中间高、两头低"的格局。库湾总体密度于2006年4月达到最高值，高达24146个/m 2 。二期蓄水导致底栖动物总密度显著降低，而三期蓄水后则变化相对较小。随着时间的增长，库湾底栖动物偶见种出现的频率逐渐降低，群落逐渐趋于稳定。基于TWINSPAN（two-way indicator species analysis）的分析，一期蓄水后期，香溪河库湾纵向上底栖动物群落结构呈现出稳定的分区格局，库湾中部区域呈现出相同的群落类型，无季节变化；而自二期蓄水开始，库湾纵向上大部分样点的群落类型发生改变，表明二期蓄水的干扰较强；之后呈现出季节性波动，此种格局与水位的季节波动相关联，表明三峡水库底栖动物逐渐适应水库周期性的调度，群落结构呈现稳定的季节性周期波动

香溪河水系大型底栖动物功能摄食类群生态学

2004年7月至2007年6月,通过大型底栖无脊椎动物的量化监测,对三峡水库湖北库区最大河流香溪河大型底栖无脊椎动物功能摄食类群生态学进行研究。结果表明:香溪河大型底栖动物以收集者占绝对优势,其次为刮食者,捕食者、滤食者、撕食者相对丰度较小;各功能摄食类群分布明显受时空资源位的限制;香溪河物质循环能力、两岸物质的输入量和粗有机颗粒/细有机颗粒在九冲河明显高于其它河流,在冬季高于其它季节;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。逐步回归分析表明,流速、电导、浊度、总氮、二氧化硅对香溪河

河流生态系统管理研究——以香溪河为例

香溪河是三峡水库湖北库区最大的支流．其健康与否对三峡水库水质有直接影响，因此开展香溪河生态系统管理研究具有重要意义。然而，由于河流生态系统管理是一个新兴的研究领域，如何开展相关研究值得探讨。简要介绍了该领域的研究现状．并重点结合香溪河主要受水电站建设、流域土地不合理开发、工业污染等因素影响的事实，认为应该以保证水量、水质作为河流生态系统管理研究和各种管理措施的出发点，并以维持健康的水生态系统，保证河流各项服务功能的正常发挥为最终管理目标。以该思路为基础，就香溪河而言，可以着重从流域土地利用的生态学规划、香溪河水电站的生态学管理、香溪河流域水质污染源控制、香溪河生态系统健康和服务功能的监测及评价等四方面开展该河流的生态系统管理研究

三峡水库库首初期蓄水前后理化因子的比较研究

根据2002&mdash;2004年对三峡水库库首的监测,对该水域的理化特征及其动态进行了比较分析,并对三峡水库初期蓄水前后的数据进行了差异显著性分析。结果显示主要理化指标空间差异不大,主要随季节变化。部分理化指标在蓄水前后有显著差异。其中TN、TP在蓄水后与蓄水前同期比较有明显降低,分别由蓄水前的周年平均值2.38mg/L、0.274mg/L下降到蓄水后的1.62mg/L0、.132mg/L。在无机氮组成中,NO3-N高达91.25%,而NO2-N仅占1.05%,这表明调查水域有较强的自净能力。透明度、浊度月变化

香溪河河流连续统特征研究

以香溪河附石藻类密度、藻类叶绿素a浓度、Shannon Wiener多样性指数及生态系统初级生产力随河流级别的变化为例探索该河流的连续统特征 .结果表明 ,附石藻类密度、藻类叶绿素a浓度和Shan non Wiener多样性指数总体上都有随着河流级别增加而增加的趋势 ,但在 1～ 3级河段之间这种趋势并不明显 ,甚至出现了逆转 .河流初级生产力也有随河流级别增加而增加的趋势 ,并在第 4级河流达到最大 ,随后有所下降 .在全水系范围内河流初级生产力 (P)与群落呼吸 (R)比值P/R均大于 1,说明香溪

人为活动对冈曲河大型底栖动物空间分布的影响

为监测人为活动对高海拔山区河流的影响,以香格里拉冈曲河为例,应用多维统计分析与排序分析,探讨大型底栖动物群落对人为活动的响应.研究表明,冈曲河受到低浓度重金属污染,农业活动和水体富营养化程度相对较轻,总体水质状况符合国家地表水环境质量标准(GB3838—2002)Ⅰ,Ⅱ类水质标准.聚类分析显示,大型底栖动物群落可分为4组:组Ⅰ(北支翁水河)与组Ⅱ(南支格咱河)采样点受人为活动的影响最轻;组Ⅲ采样点主要受开矿和农业活动影响;组Ⅳ采样点受重金属污染相对较重.4组采样点在无度量多维标定法(NMS)排序轴上的分

三峡水库及香溪河库湾理化特征的比较研究

根据2003年6月三峡水库初期蓄水后对香溪河库湾的常规监测,对该水域的理化特征及其动态进行了分析,并与三峡水库库首的数据进行了比较研究。结果显示库湾TN、NO3-N浓度要显著低于库首,前者两周年平均值为1.29mg/L,0.88mg/L,后者两周年平均值为1.62mg/L,1.22mg/L。而PO4-P则是库湾显著高于库首,并且在7&mdash;9月库首的TP/PO4-P有显著提高。结果同时表明库首的水土流失较严重,而库湾则有较好的水土保持。最后对TSIM的计算结果表明,由于TP、TN都处于高水平,库首呈现中营养化

雅砻江(锦屏段)及其主要支流的大型底栖动物

分别于2004年5月和11月对雅砻江锦屏段及其主要支流25个采样点的大型底栖动物进行了采样.研究发现,5月和11月整个采样区域的最优势类群为四节蜉稚虫1种(Baetissp.)(Baetidae,Ephemeroptera),相对百分比分别达到14.9%和27.0%.利用大型底栖动物的物种组成和物种相对丰度,应用双向指示种分析和无偏对应分析,对11月份的25个样点的分组研究表明,底栖动物类群按照所处的生境类型分为4个主要类群.典范对应分析表明,5月影响底栖动物群落结构的主要环境因子为海拔高度、氨氮和硬度

香溪河河流连续统特征研究

以香溪河附石藻类密度、藻类叶绿素a浓度、Shannon-Wiener多样性指数及生态系统初级生产力随河流级别的变化为例探索该河流的连续统特征。结果表明，附石藻类密度、藻类叶绿素a浓度和Shannon-Wiener多样性指数总体上都有随着河流级别增加而增加的趋势，但在1～3级河段之间这种趋势并不明显，甚至出现了逆转。河流初级生产力也有随河流级别增加而增加的趋势，并在第4级河流达到最大，随后有所下降。在全水系范围内河流初级生产力(P)与群落呼吸(R)比值P／R均大于1，说明香溪河是一条以自养生产为主的河流。所研究的特征并不完全与连续统概念的预测相一致，表明河流已经受到了一定程度的人为干扰