王小毛，歐伏平*，王丑明，田　琪，黃　謙，張　雷，盧少勇（.湖南省洞庭湖生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，國家環(huán)境保護洞庭湖科學(xué)觀測研究站，湖南岳陽44000；.中國環(huán)境科學(xué)研究院，國家環(huán)境保護湖泊污染控制重點實驗室，環(huán)境基準與風(fēng)險評估國家重點實驗室，北京000）

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洞庭湖底棲動物長期演變特征及影響因素分析

王小毛1，歐伏平1*，王丑明1，田琪1，黃謙1，張雷2，盧少勇2
（1.湖南省洞庭湖生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，國家環(huán)境保護洞庭湖科學(xué)觀測研究站，湖南岳陽414000；2.中國環(huán)境科學(xué)研究院，國家環(huán)境保護湖泊污染控制重點實驗室，環(huán)境基準與風(fēng)險評估國家重點實驗室，北京100012）

摘要：為揭示洞庭湖底棲動物種群長期變化趨勢及環(huán)境影響，利用20多年的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析洞庭湖底棲動物種群組成、優(yōu)勢種、多樣性指數(shù)變化動態(tài)，并應(yīng)用典范對應(yīng)分析（RDA）研究了底棲動物種群結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的影響。結(jié)果表明：1991—2012年洞庭湖底棲動物多年平均種數(shù)53種，以水生昆蟲（占41.5%）、軟體類（占39.6%）為主。全時段水生昆蟲種數(shù)、密度整體呈緩慢下降趨勢；軟體動物密度基本平穩(wěn)，種數(shù)整體呈緩慢上升趨勢。2010年以后優(yōu)勢種由水生昆蟲、軟體類與鉤蝦等為主的清潔型種類向以寡毛類、軟體類等為主的清潔型與耐污型種類轉(zhuǎn)變。東洞庭湖底棲動物種數(shù)、密度與多樣性指數(shù)均低于西、南洞庭湖。RDA分析結(jié)果顯示，洞庭湖水體總磷、葉綠素a和透明度是影響底棲動物種群的主要水環(huán)境因素。三峽工程運行后入湖水沙減少、水位變化對底棲動物種群有一定的負面影響。

關(guān)鍵詞：洞庭湖；三峽工程；底棲動物；環(huán)境因子；影響分析

王小毛，歐伏平，王丑明,等.洞庭湖底棲動物長期演變特征及影響因素分析[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報, 2016, 35（2）：336-345.

大型底棲無脊椎動物是湖泊、河流生態(tài)系統(tǒng)的重要類群，既是魚類的天然食物資源，同時也在湖泊和河流的物質(zhì)循環(huán)和能量流動等方面發(fā)揮著重要作用[1-2]。底棲動物生存于水底，移動能力較差，生活史較長，對環(huán)境變化較為敏感，是優(yōu)良的環(huán)境指示生物，可以有效地指示水生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。歐美發(fā)達國家及我國大量研究表明，大型底棲動物與環(huán)境因子的關(guān)系密切[3-6]，長期以來被廣泛應(yīng)用于水生態(tài)系統(tǒng)的健康與水質(zhì)評價中[7-12]。近年來，因典范對應(yīng)分析（RDA）結(jié)果直觀，包含的信息量大，常用來研究水生生物群落與水環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系[13-14]。然而，我國關(guān)于利用底棲動物群落結(jié)構(gòu)的長期變化趨勢研究湖泊、河流環(huán)境演變的報道較少[15-16]。

洞庭湖為我國第二大淡水湖，承納湘江、資江、沅江、澧水四水、荊江三口及區(qū)間的來水，江湖關(guān)系復(fù)雜。洞庭湖作為長江中下游重要的“江河吞吐器”和國際重要的濕地保護區(qū)，在維系區(qū)域生態(tài)平衡中具有舉足輕重的地位。近20多年來，受自然和人類活動共同影響，洞庭湖污染加重，尤其三峽工程運行后，洞庭湖水系格局不斷地發(fā)生調(diào)整變化，對湖泊演變和水情、水質(zhì)產(chǎn)生了直接或間接影響[17-21]，從而影響洞庭湖水生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。自20世紀80年代初期以來，關(guān)于洞庭湖底棲動物的研究較多，除文獻[22]利用間隔幾年數(shù)據(jù)進行過底棲動物群落結(jié)構(gòu)變化特征及三峽工程粗略的影響分析外，其余基本集中在單一年份大型底棲動物的水質(zhì)評價[12，23-24]以及底棲動物與環(huán)境因子的關(guān)系研究方面[14，25]。但由于這些研究年限單一或者研究年份少且不連續(xù)，均不足以全面體現(xiàn)洞庭湖底棲動物變化特征及環(huán)境影響。本文利用20余年連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析洞庭湖底棲動物種群長期的變化特征，并應(yīng)用典范對應(yīng)分析（RDA）與環(huán)境因子的關(guān)系，同時探討三峽工程的影響，對于揭示三峽工程運行后湖泊生態(tài)環(huán)境演變規(guī)律具有重要意義，可為湖泊管理提供依據(jù)。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)域

洞庭湖水質(zhì)、生物監(jiān)測始于20世紀80年代初，由于斷面的多次調(diào)整，為便于研究，選取東、南、西洞庭湖水域有連續(xù)數(shù)據(jù)的典型代表斷面作為研究區(qū)域，能夠較好地反映洞庭湖底棲動物種群變化整體與區(qū)域特征。各區(qū)域斷面具體為（圖1）：東洞庭湖區(qū)域的D1（鹿角）、D2（東洞庭湖）、D3（岳陽樓）斷面；南洞庭湖區(qū)域的N1（萬子湖）、N2（橫嶺湖）、N3（虞公廟）斷面；西洞庭湖區(qū)域的S1（南嘴）、S2（目平湖）、S3（小河嘴）斷面。

圖1　洞庭湖底棲動物采樣斷面分布圖Figure 1 Locations of macrobenthos sampling in Dongting Lake

1.2采樣方法

每斷面采左、中、右或左、右點，在每點位用1/16彼得生采泥器視情況定量采集1～2次混樣，混合后經(jīng)40目分樣篩篩洗，在解剖瓷盤中逐一分揀出底棲動物。寡毛類用4%～10%福爾馬林固定，水生昆蟲、軟體動物等以75%的酒精保存，帶回室內(nèi)鏡鑒定計數(shù)。每個斷面的底棲動物數(shù)量取左、右采樣點的平均值。

1.3數(shù)據(jù)分析

1990—2012年的生物監(jiān)測和包括總磷、總氮、葉綠素a、透明度、CODMn、DO、pH、氨氮、水溫等在內(nèi)的21項水體理化原始數(shù)據(jù)來源于湖南省洞庭湖生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心。每個斷面的水體理化數(shù)據(jù)取左、中、右采樣點的平均值。采用SPSS 13.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（HJ 710.8—2014）：

式中：H為群落多樣性指數(shù)；S為種數(shù)；Pi為樣品中屬于i種的個體比例，如樣品總數(shù)為N，第i種個體數(shù)為ni，則Pi=ni/N。

水質(zhì)H指數(shù)評價標準：H＜1為重度污染；1≤H≤2為中度污染；2＜H≤3為輕度污染；H＞3為清潔。

水質(zhì)評價采用環(huán)保部環(huán)辦[2011]22號文《地表水環(huán)境質(zhì)量評價辦法（試行）》的評價方法，其中水質(zhì)評價指標包括《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838—2002）表1的基本項目21項（水溫、TN和糞大腸菌群不參與水質(zhì)類別評價）。

采用約束排序（Constrained ordination）分析洞庭湖底棲動物群落分布與環(huán)境因子之間的關(guān)系。環(huán)境參數(shù)平均并進行自然對數(shù)轉(zhuǎn)化后，作為環(huán)境數(shù)據(jù)源；大型底棲動物群落組成作為生物數(shù)據(jù)源，構(gòu)成環(huán)境因子與種類矩陣。為了優(yōu)化分析，底棲動物群落數(shù)據(jù)進行l(wèi)g（x+1）轉(zhuǎn)化，具有較高偏相關(guān)關(guān)系的環(huán)境因子（r＞0.80）和膨脹因子（Inflation factor）大于20的環(huán)境因子均被剔除。用前向選擇（Forward selection），以顯著性水平為0.05和蒙特卡羅置換檢驗（499 permutations）確定對底棲動物分布具有重要并獨立作用的最少變量組合，該最小變量組用于最終的RDA中。采用Canoco for Windows 4.5軟件對物種數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)進行趨勢對應(yīng)分析（RDA）。

2　結(jié)果與分析

2.1底棲動物群落結(jié)構(gòu)組成與變化趨勢

2.1.1群落結(jié)構(gòu)與種類、密度年變化

1991—2012年洞庭湖全湖共調(diào)查到底棲動物4 門7綱229屬（種），其中軟體動物門84種，寡毛綱28種，昆蟲綱105種，蛭綱7種，甲殼綱4種，線形動物門1種。全時段底棲動物種數(shù)變化范圍在24～86種之間，多年平均種類數(shù)53種，以水生昆蟲和軟體動物為主，分別占41.5%和39.6%，寡毛類占13.2%，其他（蛭綱、甲殼綱、線形動物門）占5.7%。

全湖底棲動物種數(shù)整體基本呈現(xiàn)2個時段（1991—2001年和2003—2012年，2002年未監(jiān)測）的下降趨勢（圖2）。1991—2001年，底棲動物種數(shù)呈波動下降趨勢，從1991年的86種下降至2001年的33種；2003—2004年底棲動物種數(shù)較2001年增幅較大，為65～70種，之后至2011年呈明顯下降趨勢，再至2012年又出現(xiàn)小幅度恢復(fù)性增加。第二時段平均種數(shù)較第一時段略減少3種。區(qū)域分布上，東、南、西洞庭湖種數(shù)變化范圍分別在9～36、16～52、13～60種之間，平均種數(shù)分別為23、35、32種。第一時段，南洞庭湖種數(shù)最高，東洞庭湖最低；第二時段，西洞庭湖種數(shù)最高，東洞庭湖依然最低。

圖2　大型底棲動物種數(shù)、密度年變化Figure 2 Species number and population density of macrobenthos over years

底棲動物密度年變化具有與種類數(shù)基本相同的趨勢（圖2），全湖密度在120～517 ind·m-2之間，平均密度231 ind·m-2，第二時段平均密度較第一時段略減少10 ind·m-2。區(qū)域分布上，東、南、西洞庭湖密度范圍分別在65～483、101～459、60～621 ind·m-2之間，平均密度分別為196、239、210 ind·m-2，以南洞庭湖密度最高，東洞庭湖最低。

2.1.2底棲動物種群結(jié)構(gòu)組成年變化

圖3顯示，水生昆蟲、軟體動物是洞庭湖主要種群，兩者種數(shù)在各年份所占的比例基本保持在80%左右。1991—2008年，水生昆蟲占優(yōu)勢，2009—2012年軟體動物占優(yōu)勢。全時段水生昆蟲比例呈緩慢下降趨勢，軟體動物呈緩慢上升趨勢。

圖3　洞庭湖底棲動物種類組成時空變化Figure 3 Spatial and temporal variations of macrobenthos species in Dongting Lake

東、南、西洞庭湖種群組成變化趨勢與全湖基本相同，水生昆蟲、軟體動物種群全時段占優(yōu)，其平均所占比例分別高達78%、76%、75%。而兩者在互為消長的時間變化節(jié)點上略有差異，東、南、西三湖體水生昆蟲種數(shù)分別在1991—2004、1991—2007、1991—2008年占優(yōu)勢，其他時段則軟體動物占優(yōu)勢。

全時段全湖底棲動物種群密度組成變化趨勢表現(xiàn)為水生昆蟲呈下降趨勢（圖4），軟體動物基本穩(wěn)定，寡毛類呈相對上升趨勢。1993—2008年，水生昆蟲、軟體動物密度占優(yōu)勢，兩者比例基本保持在75%～86%之間，2009—2012年，水生昆蟲密度比例較低，其中2009、2011、2012年比例不足13%，而此期間，寡毛類密度在22%～37%之間，上升幅度較大。

東、南、西洞庭湖種群組成密度時空分布與全湖也基本相似。東洞庭湖水生昆蟲密度2003—2012年下降幅度大，較之前時段降幅達39%，西、南洞庭湖寡毛類上升趨勢相對明顯。

2.1.3優(yōu)勢種變化

洞庭湖底棲動物多度超過10%的物種見表1。洞庭湖主要的優(yōu)勢種為水生昆蟲類的指突隱搖蚊（Cryptochironomus digitatus）、齒斑搖蚊（Stictochironomus sp.）、蜉蝣（Ephemeridae sp.）等，軟體類的河蜆（Corbicula fluminea）、短溝蜷（Semisulcospira sp.）、河螺（Rivularia sp.）、球蜆（Sphaerium sp.）、梨形環(huán)棱螺（Bellamya purificata）、銅銹環(huán)棱螺（Bellamya aeruginosa）等，寡毛類的蘇氏尾鰓蚓（Branchiurasowerbyi）、霍甫水絲蚓（Limnodrilus hoffmeisteri），其他類的鉤蝦（Gammaridae sp.）。1991—2009年期間各年份優(yōu)勢種略有差異，但其演替并不明顯；至2010—2012年期間優(yōu)勢種略有變化，由水生昆蟲、軟體類與鉤蝦等為主的清潔型種類向以寡毛類、軟體類等為主的清潔型與耐污型種類轉(zhuǎn)變。河蜆、鉤蝦一般生活在輕度污染至清潔水體中，而蘇氏尾鰓蚓、霍甫水絲蚓等為主要優(yōu)勢耐污種類的出現(xiàn)，表明近幾年洞庭湖水體污染趨于嚴重。

圖4　洞庭湖底棲動物組成密度時空變化Figure 4 Spatial and temporal variations of macrobenthos density in Dongting Lake

表1　洞庭湖底棲動物主要優(yōu)勢種年變化Table 1 Dominant species of macrobenthos in different years

2.1.4群落物種多樣性

如表2所示，東、南、西洞庭湖Shannon-Wiener指數(shù)（H）范圍分別為1.73～3.62、2.31～4.12、1.61～3.75，東洞庭湖H指數(shù)明顯低于西、南洞庭湖。1991—2001年，南洞庭湖H指數(shù)高于西洞庭湖，而之后2003—2012年則反之。全時段21年中，東洞庭湖水質(zhì)有17年處于輕度-中度污染水平；南洞庭湖有13年處于輕度-中度污染水平；西洞庭湖有12年處于輕度-中度污染水平。顯然，東洞庭湖水質(zhì)劣于西、南洞庭湖，群落物種多樣性與水質(zhì)定性評價結(jié)果基本一致，能較好地指示水環(huán)境污染狀況。

表2　東、南、西洞庭湖底棲動物群落多樣性指數(shù)及水質(zhì)評價Table 2 Evaluation of water quality and biodiversity index

2.2底棲動物組成與環(huán)境因子的RDA分析

根據(jù)影響底棲動物組成的主要環(huán)境因素[14，25]，結(jié)合洞庭湖主要環(huán)境因子，將1991—2012年洞庭湖水體總磷、總氮、葉綠素a、透明度、CODMn、DO、pH、氨氮、水溫共9種環(huán)境因子與底棲動物群落組成作RDA分析。

圖5　底棲動物與環(huán)境因子的排序圖（左圖為種類排序圖，右圖為密度排序圖）Figure 5 Ranking of macrobenthos and environment factors（Left for specie，right for density）

圖5反映了底棲動物種類數(shù)、密度與環(huán)境因子的關(guān)系，環(huán)境因子第一、二軸間的相關(guān)系數(shù)均為0，表明分析結(jié)果可信。RDA模型中，物種數(shù)-環(huán)境關(guān)系解釋的貢獻率最大的是葉綠素（27.1%），其次是透明度（10.7%）；密度-環(huán)境關(guān)系解釋的貢獻率最大的是葉綠素（32.3%），其次是總磷（16.6%）。底棲動物種類第一排序軸與葉綠素a負相關(guān)（-0.55），而與透明度正相關(guān)（0.61）；底棲動物密度第一排序軸與葉綠素a（-0.36）和總磷（-0.42）負相關(guān)。由此可知，RDA模型中，重要的并且有顯著作用的環(huán)境因子為葉綠素a、總磷和透明度（P＜0.05），其中，葉綠素a與洞庭湖寡毛類、水生昆蟲和軟體動物種類和密度分布均顯著負相關(guān)，而透明度和總磷與其種類、密度分布分別顯著正相關(guān)和顯著負相關(guān)。RDA模型中，所有排序軸的檢驗均有顯著差異（P＜0.05），表明RDA排序圖較好地解釋了大型底棲動物與環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系。

3　討論

3.1水環(huán)境因子的影響

洞庭湖水體中總氮、總磷濃度自20世紀90年代中期以來長期維持在較高水平（ρTN大于1 mg·L-1，ρTP大于0.05 mg·L-1），為藻類的生長提供了充足的營養(yǎng)，浮游植物數(shù)量、葉綠素a濃度迅速增加，富營養(yǎng)進程加快[26]。高欣等[5]研究認為，水體中氮磷等營養(yǎng)元素的含量對底棲動物有一定的影響，正常情況下，當(dāng)?shù)繛?0 mg·L-1以下時，磷的制約作用明顯。洞庭湖水體總氮含量一般低于3 mg·L-1[26]，可知總磷是洞庭湖底棲動物的制約因素之一。Tokeshi M[3]研究認為，當(dāng)水體中葉綠素a和藻類現(xiàn)存量劇變時，底棲動物種群結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生較大變化。蔡永久等[27]通過對長江下游湖泊大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)及多樣性的研究發(fā)現(xiàn)，水體營養(yǎng)水平的增加，底棲動物群落逐漸被小個體的耐污種類所主導(dǎo)。本研究RDA分析結(jié)果顯示，葉綠素a與水生昆蟲、軟體類、寡毛類種類和密度分布顯著負相關(guān)，總磷與其密度分布顯著負相關(guān)，表明了葉綠素a、總磷是影響洞庭湖底棲動物群落組成的主要因素。

RDA分析結(jié)果同時顯示，水體透明度與底棲動物種類正相關(guān)，可能與三峽工程有一定的關(guān)聯(lián)。2003年三峽蓄水運行以來，大壩攔截了長江大量泥沙，經(jīng)荊江三口入洞庭湖泥沙量顯著減少[17]，洞庭湖水體透明度有所增加，直接改善了水體的光照作用，有利于底棲動物生長[28]。

3.2三峽工程的影響初探

3.2.1三峽蓄水后洞庭湖入湖水量、泥沙、水位變化

2003—2012年入湖總徑流量2359億m3，較蓄水前（1991—2002年）減少599億m3，其中，三口減少量占32.2%，四水及區(qū)間減少量占67.8%；洞庭湖入湖總沙量減少6427萬t，其中，三口入湖沙量減少5685 萬t，占總減少量的88.4%（中國環(huán)境科學(xué)研究院：長江三峽水利樞紐工程竣工環(huán)境保護驗收——洞庭湖專題）；受長江干流河床沖刷與三峽水庫下泄流量共同作用的影響，城陵磯年均水位與蓄水前相比較（表3），年平均水位降低0.53 m，逐月平均水位1—4月抬升0.17～0.89 m，以3月水位抬升最為明顯，5—12月下降0.42～1.84 m，以汛期7月及汛后11月水位下降最為明顯，與三峽水庫調(diào)度方式汛前消落期（3月）、汛期（7月）和汛后蓄水期（10—11月）相應(yīng)時間基本吻合?？梢娙龒{蓄水對洞庭湖入湖泥沙、水位變化的影響大，而水量變化主要受四水及區(qū)間的影響。

3.2.2水沙減少

表3　三峽水庫運行前后洞庭湖城陵磯逐月平均水位月均值比較（m）Table 3 Monthly average of water level of Chenglingji in Dongting Lake before and after operation of Three Gorges Projec（tm）

表4　三峽水庫運行前后洞庭湖同期底棲動物結(jié)構(gòu)變化Table 4 Changes of structure of benthic animals of Dongting Lake in different water level periods before and after operation of Three Gorges Project

RDA分析顯示，湖體透明度與底棲動物種類正相關(guān)，葉綠素a與底棲動物種類負相關(guān)。三峽蓄水后，洞庭湖入湖水沙減少，水流變緩，湖體透明度增加0.04～0.12 m，浮游植物年平均密度較蓄水前增加134.6%（中國環(huán)境科學(xué)研究院：長江三峽水利樞紐工程竣工環(huán)境保護驗收——洞庭湖專題）。黃代中等[26]研究發(fā)現(xiàn)，洞庭湖浮游植物密度與流量顯著負相關(guān)，透明度與浮游植物數(shù)量、密度顯著正相關(guān)，且三峽蓄水后富營養(yǎng)化進程明顯加快，并于2008年開始出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象。由前述文獻[3，27-28]分析可知，三峽蓄水后入湖徑流量的減少，營養(yǎng)水平的增加，對洞庭湖底棲動物種群結(jié)構(gòu)有負面影響，而湖體透明度增加有正負兩方面的影響。

3.2.3水位變化

Deevey[4]研究認為，湖泊底棲動物現(xiàn)存量一般與水深存在反向的關(guān)系。陳其羽等[29]、馬徐發(fā)等[30]研究發(fā)現(xiàn)，武漢東湖、湖北道觀河水庫淺水帶底棲動物較深水帶有更高的多樣性、現(xiàn)存量。謝志才等[25]研究發(fā)現(xiàn)，水深是影響東洞庭湖區(qū)底棲動物結(jié)構(gòu)與分布的關(guān)鍵因子。由表4可知，三峽蓄水后，3月（枯水期）水位抬升，洞庭湖底棲動物種數(shù)、密度較蓄水前明顯減少10種、55 ind·m-2，6月（平水期）、9月（豐水期）水位下降，底棲動物種數(shù)、密度略有增加。這表明三峽蓄水后枯水期水位抬升對洞庭湖底棲動物種數(shù)、密度有較明顯負面影響，而豐、平水期水位下降雖有正面影響，但并不明顯。

3.2.4間接影響

洞庭湖濕地水生植物豐富，以蘆葦、苔草、蓮分布最廣。蔡永久等[27]研究認為，依靠水草生存及庇護的底棲物種生境受到影響時，其密度和生物量將降低消失。三峽蓄水后，伴隨著水位的降低，洞庭湖有相當(dāng)部分的濕地陸地化，依靠水草生存及庇護的底棲物種生境地減少，其種數(shù)與密度相應(yīng)減少。同時，三峽蓄水后，洞庭湖入湖水量減少，導(dǎo)致氮、磷等污染物濃度增加[21]，會間接對底棲動物產(chǎn)生一定的不利影響[27]。

從以上因素的初步分析，結(jié)合三峽蓄水后洞庭湖全湖、東、南、西洞庭湖底棲動物種群數(shù)量與密度在變化的時間節(jié)點與三峽水庫蓄水變化過程（2003年水庫蓄水位至135 m，2008年試驗性蓄水至172.8 m，2010年正常蓄水位175 m）相關(guān)聯(lián)（圖2、圖3、圖4），且與蓄水前的波動狀態(tài)相比整體呈明顯下降趨勢上來綜合，三峽工程運行近期，入湖水情的變化，宏觀上對洞庭湖底棲動物有一定的負面影響，與帥紅[22]認為受三峽蓄水后洞庭湖水情變化的影響，洞庭湖底棲動物密度呈下降趨勢的結(jié)論吻合。

當(dāng)然，三峽工程運行期尚短，新的水資源平衡尚未形成，洞庭湖底棲動物種群仍然處于動蕩與恢復(fù)期，三峽工程的更具體的長期影響有待進一步深入觀測與研究。

3.3洞庭湖底棲動物區(qū)域差異原因

洞庭湖水系復(fù)雜，水流流場大致是長江三口、沅江、澧水匯入西洞庭，出流入南洞庭（同時接納資江），南洞庭出流與湘江、資江合流匯合進入東洞庭，由城陵磯一口注入長江。西、南、東洞庭湖水體透明度受沿程入湖河流泥沙輸入及東洞庭湖區(qū)域挖沙活動頻繁的影響，東洞庭湖透明度明顯低于西、南洞庭湖（中國環(huán)境科學(xué)研究院：長江三峽水利樞紐工程竣工環(huán)境保護驗收——洞庭湖專題）；東洞庭湖君山東北至西北部水域水流受藕池東支分流的影響大，三峽蓄水后，藕池入湖水量減少，水流變緩，尤其在9—10月，藕池河平均斷流天數(shù)由1999—2002年的29 d增至2003—2011年的43 d，導(dǎo)致東洞庭湖除主航道外的大部分水域成為緩流區(qū)，小部分水域甚至成為靜流區(qū)，利于浮游植物的大量繁殖乃至水華的發(fā)生（中國環(huán)境科學(xué)研究院：長江三峽水利樞紐工程竣工環(huán)境保護驗收——洞庭湖專題）；洞庭湖水體中的總氮、總磷主要來源于農(nóng)業(yè)面源[31]，岳陽市毗鄰東洞庭湖區(qū)，其國內(nèi)生產(chǎn)總值及單位面積生產(chǎn)總值較高，相對于西、南湖區(qū)，人類活動頻繁，生產(chǎn)生活導(dǎo)致大量氮、磷污染物進入東洞庭湖[32]。近20年來東洞庭湖水體營養(yǎng)化程度明顯高于西、南洞庭湖，且近年水體出現(xiàn)的富營養(yǎng)化、水質(zhì)變劣的現(xiàn)象[26]與上述因素有很大的關(guān)聯(lián)。

東洞庭湖近年來已富營養(yǎng)化。王銀東等[28]研究認為，水體富營養(yǎng)化會導(dǎo)致底棲動物有些種類消失而耐污種的生物量增加；尤其近20多年來，東洞庭湖采沙活動嚴重，調(diào)查發(fā)現(xiàn)在鹿角至城陵磯段平均1.5 km左右就有1艘采沙船只，其采沙活動破壞了底棲動物棲息生境，嚴重影響了底棲動物種群數(shù)量。這可能是東洞庭湖底棲動物種數(shù)與密度低于西、南洞庭湖的主要原因。

4　結(jié)論

（1）1991—2012年洞庭湖共調(diào)查到底棲動物4 門7綱229屬（種），全時段年均種類個數(shù)53種，以水生昆蟲、軟體類為主，分別占種數(shù)的41.5%、39.6%。寡毛類占13.2%，其他類占5.7%。

（2）洞庭湖種群結(jié)構(gòu)組成上，全時段水生昆蟲種數(shù)、密度整體呈緩慢下降趨勢；軟體動物密度基本平穩(wěn)，種數(shù)整體呈緩慢上升趨勢。區(qū)域時空分布上，東洞庭湖底棲動物種數(shù)、密度、多樣性指數(shù)均低于西、南洞庭湖。

（3）2010年以后優(yōu)勢種由水生昆蟲、軟體類與鉤蝦等為主的清潔型種類向以寡毛類、軟體類等為主的清潔型與耐污型種類轉(zhuǎn)變。Shannon-Wiener指數(shù)（H）能較好地指示水環(huán)境污染狀況。

（4）RDA分析結(jié)果顯示，洞庭湖水體總磷、葉綠素a和透明度是影響底棲動物種群的主要水環(huán)境因素。三峽運行后，洞庭湖入湖水沙減少、水位下降對底棲動物種群有一定的負面影響。

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Long-term evolution and influencing factors of macrozoobenthos in Dongting Lake

WANG Xiao-mao1, OU Fu-ping1*, WANG Chou-ming1, TIAN Qi1, HUAN Qian1, ZHANG Lei2, LU Shao-yong2
（1.Ecological and Environmental Monitoring Center of Dongting Lake of Hunan, State Environmental Protection Scientific Observation and Research Station for Lake Dongtinghu（SEPSORSLD）, Yueyang 414000, China; 2.State Environmental Protection Key Laboratory for Lake Pollution Control, State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences，Beijing 100012, China）

Abstract：In this study, the recent 20 year monitoring data were collected to analyze the variations of population composition, dominant species and biodiversity index of macrozoobenthos in Dongting Lake. The RDA method was also employed to examine the relationships between macrozoobenthos and environmental factors. Results showed that（1）the average richness of macrozoobenthos was 53 species in 22 years, and the main species were aquatic insects（41.5%）and mollusk（39.6%）.（2）Species number and density of aquatic insects overall showed a slowly declining trend, while the density of mollusks basically kept stable, and species of mollusks showed a slowly increasing trend.（3）After 2010, the dominant species shifted from clean water typed aquatic insect, mollusk and gammarid to clean water typed and pollution-tolerant oligochaetes and mollusk.（4）The macrozoobenthos species, density and biodiversity in Eastern Dongting Lake were lower than those in Western and Southern Dongting Lake.（5）TP, chl-a and transparency were main factors influencing the population composition of macrozoobenthos in Dongting Lake. The loss of water and sediment influx from upstream rivers and the variation of water level resulted from operation of the Three Gorges Project had negative effects on the population composition of macrozoobenthos.

Keywords：Dongting Lake; Three Gorges Project; macrozoobenthos：environmental factor; influence

*通信作者：歐伏平E-mail：oufuping1964@163.com

作者簡介：王小毛（1964—），女，湖南益陽人，學(xué)士，工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測工作。E-mail：wxm2633363@126.com

基金項目：全國重點湖泊水庫生態(tài)安全保障方案項目（WFLY-2009-01-PG05）；湖南省環(huán)?？萍加媱濏椖浚?011-19）；長江三峽水利樞紐工程竣工環(huán)境保護驗收專題-18：洞庭湖調(diào)查項目（2014）

收稿日期：2015-08-12

中圖分類號：X524

文獻標志碼：A

文章編號：1672-2043（2016）02-0336-10

doi:10.11654/jaes.2016.02.018