河总干渠大型底栖动物分布及水质状况

河总干渠大型底栖动物分布及水质状况

大型底栖动物是水生生态系统的重要组成部分。由于有一个单头栖息动物，生活周期长，移动性差，易于收集和分类，因此他的生活状况能够更好地反映水质，在水环境生物监测中发挥着重要作用。目前,我国对底栖动物的研究大多集中于湖泊。而对于河流中底栖动物及其与环境因子间关系的研究相对较少,因此,对淠河总干渠底栖动物的研究具有重要的生态学意义。淠河总干渠是淠河、史河、杭埠河三个毗邻灌区建设中人工开挖的干渠。六安市境内起于横派头水库、止于罗关闸,全长43.8km,年均水深3.5m,与上游的佛子岭水库、响洪甸水库相连,承担向下游的供水的任务。淠河总干渠上有六安市第二自来水厂、城东自来水厂的取水口,也承担着向合肥市供水的重任。目前,六安市水质监测中心站在淠河总干渠六安段主要进行水环境的理化检测,为提高水质监测的准确性,笔者于2009年5月—2010年3月,对淠河总干渠六安段的底栖动物资源进行了调查,通过底栖动物种类、优势种组成、数量、群落演替和生物多样性指数(Shannon,H值)等指标的变化,探讨水体质量与底栖动物群落结构及多样性间的变化规律,为建立河流的区域性生物学标准及开展生物监测积累资料。1材料和方法1.1底栖动物采样分别于2009年5、7、9、11月及2010年1、3月在六安市水质监测中心站的横派头、樊通桥、解放南路桥、焦厂渡口和罗管闸5个站点分别采集底栖动物和水样。底栖动物采集使用QNC6-1型1/16m2Peterson采泥器(北京欧仕科技有限公司),每个站点设2个相距5～10m的采样点,每点采样1次。所采泥样在现场置于40目(0.45mm)铜筛中用水冲洗,剩余物装入塑料袋带回实验室进行鉴定、计数与记录,鉴定水平到科或属,尽量区分至种。水样的采集与化学分析委托六安市水质监测中心站进行。1.2生物多样性指数统计各站点每次所出现的底栖动物的种类与数量以及一年中各站点所出现的底栖动物种类与数量,并按照公式(1)计算生物多样性指数:式中:N—底栖动物总数,个;ni—第i次采样中某种动物数,个;H—生物多样性指数。1.3综合污染指数计算参照国标GB3838—2002《地表水环境质量标准》中I类水的标准限值对淠河总干渠每次各站点的高锰酸盐指数、生化需氧量、溶解氧、挥发酚、氰化物、石油类、砷、铅、六价铬9项指标的检测结果(由六安市水质监测中心站提供)进行综合污染指数的计算,计算方法按照公式(2):式中:K—综合污染指数;CR—根据具体条件的地面水中各种污染物的统一最高允许标准,核定CR=0.1;COi—某种污染物地面水最高允许标准;Ci—地面水某种污染物的实测浓度,mg/L。1.41.20%k质污染依据H值、K值对淠河总干渠水质进行综合评价,清洁:K≤0.10,H>3.50;尚清洁:0.10<K≤0.20,3.00<H≤3.50;轻度污染:0.20<K≤0.40,2.50<H≤3.00;中度污染:0.40<K≤1.00,2.00<H≤2.50;重度污染:1.00<K≤5.00,1.00<H<2.00,严重污染H≤1.00。2结果2.1底栖动物种类、数量淠河总干渠共检出底栖动物21种,隶属于3门、5纲、6目、13科。其中,软体类12种,占57.14%;寡毛类3种,占14.29%;水生昆虫4种,19.05%;蛭类2种,占9.52%。淠河总干渠底栖动物种类以软体动物为主,数量上软体动物最多,寡毛类次之,水生昆虫第三,水蛭最少。优势种是中国圆田螺(Cipangopaludinachinensis)、方格短沟蜷(Semisulcospiracancellata)、湖沼股蛤(Limnopernalacustris)、萝卜螺(Radixauricularia)。淠河总干渠各站点底栖动物种类及其数量的构成情况分别见表1、2。淠河总干渠底栖动物的种类依次为罗管闸、焦厂渡口略大于横派头、樊通桥、解放南路桥,底栖动物的数量依次为罗管闸>横派头、焦厂渡口>解放南路桥>樊通桥;底栖动物的总数量依次为软体动物>寡毛类>水生昆虫>水蛭。2.2河总干旱底栖动物的季节分布根据六安市气象特点分为冬季(1月)、春季(3、5月)、夏季(7月)和秋季(9、11月)。淠河总干渠底栖动物种类及其数量的季节分布变化分别见表3、4。表3、4可见,淠河总干渠底栖动物的种类依次为春季>夏季、秋季、冬季,底栖动物的数量依次为夏季>春季>秋季、冬季。2.3夏季水质情况见表5。表5可见,不同季节淠河总干渠底栖动物的生物多样性指数为冬季、秋季、春季>夏季,指示夏季水质最差;水质综合污染指数为秋季<春、夏、冬三季,显示秋季水质最好,虽然二种指数指示的夏季水质有所不同,但所显示的水质中度污染结果一致。2.4综合污染指数见表6。表6可见,各站点底栖动物的生物多样性指数依次为横派头、焦厂渡口、罗管闸>解放南路桥、樊通桥,水质综合污染指数依次为横派头、焦厂渡口、罗管闸<解放南路桥、樊通桥。两种指数均指示横派头、焦厂渡口、罗管闸水质中度污染,解放南路桥、樊通桥重度污染;横派头、焦厂渡口、罗管闸水质好于解放南路桥、樊通桥。3讨论3.1底栖动物种类、密度和污染程度的特征河床底质是影响河流底栖动物群落结构的关键因素,相同底质和水利条件的河流底栖动物群落组成相似。淠河总干渠自1958年开挖,干渠全线底质和水利条件基本相同,调查中底栖动物种类变化不大,与理论推断相符合。淠河总干渠各采样点底栖动物种类排序与大多数河流从上游到下游其底栖动物种类、密度起伏波动相一致。大部分河流中底栖动物以水生昆虫数量最高。淠河总干渠底栖动物中以软体动物最多、寡毛类次之,与其在北江和长江下游密度最高相一致。这可能与水质的区域性污染有关。同时,两者常是底积淤泥、有机质丰富河流的优势种,与淠河总干渠人工河道历史悠久(长达50年),底积淤泥、有机质较丰富的背景相一致。根据寡毛类的种类、数量与水体污染程度呈正相关,软体动物和水生昆虫种类、数量与水体污染程度呈负相关的特点。淠河总干渠各采样点软体动物和寡毛类动物数量排序与其水质优良程度基本相同。3.2底栖动物密度环境因子对大型底栖动物群落结构的影响随季节的变化而变化,香溪河底栖动物群落结构以冬季最为复杂,春、秋季次之,夏季相对简单;黄浦江上游底栖动物密度是秋季>春季>冬季>夏季,湖北道观河水库底栖动物密度是春季>冬季>秋季>夏季。而淠河总干渠底栖动物密度变化为夏季>春季>秋季、冬季,与前三者不同。夏季底栖动物密度最大,这与苏州河的情况一致,且与夏季寡毛类数量较大有关。这充分说明,不同河流底栖动物密度在季节上差异较大。3.3软体动物数量、寡毛类数量增加淠河总干渠生物多样性指数均值2.08,水质中度污染。樊通桥、解放南路桥流域生物多样性指数较低、水质重度污染的原因与人类活动频繁,水体受到污染,软体动物数量下降、寡毛类数量增加密切相关。淠河总干渠生物多样性指数的季节变化:冬季、秋季、春季>夏季,与香溪河大型底栖动物群落结构的季节波动相一致。夏季生物多样性指数最低的原因主要为:(1)水生昆虫羽化离开水底,底栖动物种类、数量下降;(2)洪水事件频繁发生,影响了某些底栖动物的生存;(3)夏季水体溶氧降低,影响了不耐低氧动物的生存。3.4河总干旱水质淠河总干渠综合污染指数均值0.80,总磷均值49.57μg/L(六安市水质监测中心站提供),分别显示水质的中度污染与中营养状态,相对于70年代末至80年代前期中国河流水生生物群落已受到轻-中度水质污染的历史,目前淠河总干渠水质情况尚属较好。综合污染指数显示淠河总干渠水质的季节性变化不大,四季水质均为中度污染,但站点间变化较大,横派头、焦厂渡口、罗管闸水质中度污染,解放南路、桥樊通桥水质重度污染。3.5污染环境对底栖动物多样性的影响根据生物监测结果,淠河总干渠底栖动物密度是夏季>春季>秋季、冬季,显示水质夏季最差;生物多样性指数依次为冬、秋、春>夏,显示夏季水质最差且为重度污染。这与夏季水化学检测结果中总磷含量最大,水质富营养程度最高一致,也与夏季综合污染指数最大,水质较差的结果相一致。本研究结果显示,淠河总干渠各采样点底栖动物种类、密度排序与底栖动物多样性指数和综合污染指数排序相吻合。佛子岭水库在淠河总干渠上游,总磷含量16.20～21.20μg/L,水体为轻-中度污染、水质等级Ⅱ类,属中营养型。淠河总干渠各站点总磷含量46.75～54.33μg/L,水质在国家地表Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类间波动,以Ⅲ类为主(六安市水质检测中心站提