馮立輝, 王麗卿，2, 熊春暉, 張瑞雷①

(1.上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院， 上海 201306； 2.上海海洋大學(xué)省部共建水產(chǎn)種質(zhì)資源發(fā)掘與利用教育部重點實驗室， 上海 201306)

黃浦江大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)特征及其與環(huán)境因子的關(guān)系

馮立輝1, 王麗卿1，2, 熊春暉1, 張瑞雷1①

(1.上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院， 上海 201306； 2.上海海洋大學(xué)省部共建水產(chǎn)種質(zhì)資源發(fā)掘與利用教育部重點實驗室， 上海 201306)

為了解黃浦江大型底棲動物的群落結(jié)構(gòu)特征，于2013年11月(枯水期)和2014年7月(豐水期)采集黃浦江干流及上游支流共11個斷面的沉積物和底棲動物樣本。共采集到大型底棲動物29種，其中環(huán)節(jié)動物14種，節(jié)肢動物10種，軟體動物5種；優(yōu)勢種為霍甫水絲蚓(Limnodrilushoffmeisteri)、巨毛水絲蚓(Limnodrilusgrandisetosus)、河蜆(Corbiculafluminea)和閃蜆(Corbiculanitens)；黃浦江大型底棲動物平均密度為3 646.4 m-2，平均生物量為16.74 g·m-2。環(huán)節(jié)動物平均密度(3 575.6 m-2)最大，軟體動物平均生物量(9.35 g·m-2)最大，環(huán)節(jié)動物主要分布在中下游，而節(jié)肢動物和軟體動物主要出現(xiàn)在上游及上游支流。相關(guān)性分析表明，水體高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、總氮(TN)和總磷(TP)濃度等為黃浦江大型底棲動物群落分布的主要影響因子。

黃浦江； 大型底棲動物； 群落結(jié)構(gòu)； 環(huán)境因子

大型底棲動物是水域生態(tài)系統(tǒng)的重要組成生物,具有活動范圍相對固定、生命周期較長以及生活習(xí)性相對穩(wěn)定等特點,對水體污染脅迫的響應(yīng)比較敏感,其在水體中的豐富度、群落物種組成、耐污類群和敏感類群的比例以及不同功能攝食類群的結(jié)構(gòu)特征等都可以從不同側(cè)面反映水質(zhì)的好壞,從而有效指示水生生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況,被廣泛應(yīng)用于生物監(jiān)測和水質(zhì)評價[1-2]。研究底棲動物群落結(jié)構(gòu)特征不僅有助于了解淡水生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動,還可以為解決水體富營養(yǎng)化及漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

近幾十年來,上海市經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,環(huán)境壓力與日俱增,境內(nèi)黃浦江及其支流水系污染日趨嚴(yán)重,水質(zhì)不斷惡化[3-4],黃浦江及其支流的水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀不容樂觀,水體保護(hù)及生態(tài)治理工作仍然需要社會各個領(lǐng)域的密切關(guān)注及實際行動。目前已有研究對黃浦江上游及其支流[5-7]和黃浦江下游主要支流蘇州河[8-10]的底棲動物群落特征進(jìn)行了較為詳細(xì)的報道。對于黃浦江沉積物重金屬污染特征的研究也取得了一定進(jìn)展[11-12],鄭玲芳[13-14]對黃浦江上游水源地的重金屬污染特征及其與底棲動物群落結(jié)構(gòu)特征的關(guān)系進(jìn)行了研究,但對黃浦江以及上游支流底棲動物群落結(jié)構(gòu)與水環(huán)境因子之間關(guān)系的研究鮮見報道。筆者對黃浦江及上游支流大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)和水環(huán)境進(jìn)行調(diào)查,分析底棲動物群落結(jié)構(gòu)和水環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系,以期對黃浦江的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和污染防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況及樣點設(shè)置

黃浦江是太湖流域主要排水通道,上游分為3條支流,即斜塘、圓泄涇和大泖港,承泄著太湖、江蘇淀泖地區(qū)和浙江杭嘉湖地區(qū)的大部分來水,在三江口(即橫潦徑、豎潦徑、大柳江)匯合后始稱黃浦江。其貫穿整個上海市,是長江入海之前的最后一條支流,為湖源的河網(wǎng)性潮汐河流。流域面積為3 653 km2,全長113.4 km,平均寬度為360 m,深度為5～15 m,主要承擔(dān)著通航、錨泊、供水、排澇和游覽等多種功能。

依據(jù)黃浦江水文分區(qū)、河岸鄰近陸域土地利用狀況差異分區(qū)和水功能分區(qū)等因素,將黃浦江劃分為4個區(qū)域和11個監(jiān)測斷面(圖1),分別為上游支流(S1、S2和S3)、上游干流(S4和S5)、中游(S6、S7和S8)和下游(S9、S10和S11),在11個監(jiān)測斷面中根據(jù)黃浦江的深度和寬度等特點各設(shè)置3～5個采樣點,共設(shè)置42個采樣點。

1.2 樣品采集與處理

分別于2013年11月(枯水期)和2014年7月(豐水期)選用面積為1/16 m2的改良型彼得森采泥器(加重15 kg)進(jìn)行底棲動物樣本采集,每個樣點采集2次,將底泥倒入0.25 mm孔徑篩的絹網(wǎng)兜內(nèi),篩洗后將剩余物倒入1 L聚乙烯塑料瓶中,用φ=4%～10%的福爾馬林溶液固定后帶回實驗室,再用0.18 mm孔徑篩洗去污泥,放入白瓷盤中挑出標(biāo)本,然后在顯微鏡下鑒定,標(biāo)本鑒定到盡可能低的分類單元,統(tǒng)計不同分類單元的個體數(shù),用吸水紙去除動物表面的水分,置于精度為0.000 1 g的電子天平上稱量,將結(jié)果換算成單位面積的密度和生物量。

分別于枯水期和豐水期對水環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測,水樣用5 L有機玻璃采水器采集,溫度(T)、鹽度、pH、亞硝態(tài)氮(NO2--N)、硝態(tài)氮(NO3--N)、氨氮(NH4+-N)、電導(dǎo)率、水深、溶解氧(DO)和濁度等指標(biāo)使用EXO(美國)進(jìn)行現(xiàn)場測定,透明度(SD)現(xiàn)場使用透明度盤測定,總氮(TN)、總磷(TP)、磷酸鹽(PO43-)、葉綠素a(Chl-a)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)等指標(biāo)在實驗室依照文獻(xiàn)[15-16]進(jìn)行測定。

S1—夏字圩; S2—三角渡; S3—泖港大橋; S4—松浦大橋; S5—奉浦大橋; S6—吳涇; S7—長橋水廠; S8—南市水廠; S9—楊浦水廠; S10—共青森林公園; S11—吳淞口。

1.3 研究方法

相對重要性指數(shù)(index of relative importance,IRI,IIR)可作為底棲動物優(yōu)勢種的指標(biāo)參數(shù),該研究中以IRI值>5%的種類擬為優(yōu)勢種,計算公式為

IIR=(N+W)×F。

(1)

式(1)中,N為某底棲動物密度占樣品中所有底棲動物密度的比例;W為某底棲動物濕重占所有底棲動物濕重的比例;F為某底棲動物頻率占所有底棲動物頻率的比例。

采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行單因素方差分析、主成分分析和相關(guān)性分析。分析之前先對環(huán)境因子(除pH值外)進(jìn)行l(wèi)g (x+1)轉(zhuǎn)換,同時對其進(jìn)行Z-Score標(biāo)準(zhǔn)化處理,以消除量綱的影響。運用單因素方差分析中的LSD法進(jìn)行不同類群及不同區(qū)域等差異性分析。采用Pearson相關(guān)性分析對底棲動物常見種與主要水環(huán)境因子之間的相關(guān)性進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)

2.1.1種類組成及優(yōu)勢種

調(diào)查共獲得大型底棲動物29種,隸屬于3門7綱25屬(表1)。其中環(huán)節(jié)動物門3綱14種，占48%；節(jié)肢動物門2綱10種，占35%；軟體動物門2綱5種，占17%。優(yōu)勢種為霍甫水絲蚓(Limnodrilushoffmeisteri)、巨毛水絲蚓(Limnodrilusgrandisetosus)、河蜆(Corbiculafluminea)和閃蜆(Corbiculanitens)。

表1黃浦江大型底棲動物種類組成及相對重要性指數(shù)

Table1CommunitycompositionandIRIofthemacrozoobenthosinHuangpuRiver

門、綱 底棲動物相對重要性指數(shù)IRI/%環(huán)節(jié)動物門(Annelida) 多毛綱(Polychaeta)疣吻沙蠶(Tylorrhynchusheterochaetus)08日本刺沙蠶(Neanthesjaponica)05溪沙蠶(Namalycastisabiuma)08日本角吻沙蠶(Coniadajaponica)08三角石纓蟲(Laonometriangularis)23三角洲雙須蟲(Eteonedelta)08沙蠶屬一種(Nereissp．)16齒吻沙蠶屬一種(Nephtyssp．)23葉須蟲目一種(Phyllodocimorphasp．)04 寡毛綱(Oligochaeta)霍甫水絲蚓(Limnodrilushoffmeisteri)429巨毛水絲蚓(Limnodrilusgrandisetosus)81蘇氏尾鰓蚓(Branchiurasowerbyi)42 蛭綱(Hirudinea)巴蛭(Barbroniaweberi)04盾蛭屬一種(Placobdellasp．)08節(jié)肢動物門(Arthropoda) 昆蟲綱(Insecta)花翅搖蚊(Chironomuskiiensis)04黃色羽搖蚊(Chironomusflaviplumus)08中國長足搖蚊(Tanypuschinensis)04多巴小搖蚊(Microchironomustabarui)04九斑多足搖蚊(Polypedilummasudai)04隱搖蚊屬一種(Cryptochironomussp．)04 甲殼綱(Crustacea)雷伊著名團(tuán)水虱(Gnorimosphaeromarayi)04突頭杯尾水虱(Gnorimosphaeromagracilis)09日本大螯蜚(Crandidierellajaponica)33新米蝦屬一種(Neocaridinasp．)12軟體動物門(Mollusca) 瓣鰓綱(Lamellibranchia)中國淡水蟶(Novaculinachinensis)04淡水殼菜(Limnopernalacustris)10河蜆(Corbiculafluminea)179閃蜆(Corbiculanitens)52 腹足綱(Gastropoda)光滑狹口螺(Stenothyraglabra)04

2.1.2空間分布格局

黃浦江大型底棲動物平均密度為3 646.4 m-2,平均生物量為16.74 g·m-2(圖2)。各門類平均密度和生物量差異較大(圖3～4),其中環(huán)節(jié)動物平均密度(3 575.6 m-2)最大,節(jié)肢動物平均密度(61.8 m-2)次之,軟體動物平均密度(10.1 m-2)最小;軟體動物平均生物量(9.35 g·m-2)最大,環(huán)節(jié)動物平均生物量(7.25 g·m-2)次之,節(jié)肢動物平均生物量(0.12 g·m-2)最小。4個區(qū)域中軟體動物密度差異顯著(F=3.318,P=0.024),生物量差異不顯著(F=1.936,P=0.131);節(jié)肢動物密度(F=2.996,P=0.036)和生物量(F=3.522,P=0.019)以及環(huán)節(jié)動物密度(F=4.954,P=0.003)和生物量(F=5.704,P=0.001)差異均顯著。其中,上游支流軟體動物的密度顯著大于上游(P=0.041)、中游(P=0.019)和下游(P=0.003),上游支流軟體動物的生物量顯著大于下游(P=0.032);上游節(jié)肢動物的密度及生物量均顯著大于中下游(P<0.05);上游支流和上游環(huán)節(jié)動物的密度及生物量均顯著小于中下游(P<0.05)。

圖2 黃浦江大型底棲動物平均密度和平均生物量空間分布Fig.2 Spatial distribution of mean density and mean biomass of the macrozoobenthos in Huangpu River

圖3 黃浦江不同類群大型底棲動物平均密度空間分布Fig.3 Spatial distribution of mean density of different groups of macrozoobenthos in Huangpu River

圖4 黃浦江不同類群大型底棲動物平均生物量空間分布Fig.4 Spatial distribution of mean biomass of different groups of macrozoobenthos in Huangpu River

2.2 大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的關(guān)系

2.2.1環(huán)境變量特征

對黃浦江調(diào)查所得的水環(huán)境因子進(jìn)行主成分分析(PCA),以得出表征黃浦江水環(huán)境狀況的主要因子。對2013年(枯水期)水環(huán)境因子進(jìn)行Kaiser-Meyer-Olkin(KMO)檢驗,得出KMO系數(shù)為0.613,大于0.600,可以進(jìn)行PCA分析。2013年枯水期黃浦江環(huán)境因子主要由5個主成分(F1～F5)組成,各主成分的方差貢獻(xiàn)率分別為29.3%(F1)、16.1%(F2)、12.3%(F3)、9.2%(F4)和6.9%(F5),累計貢獻(xiàn)率為73.7%,符合PCA分析要求。其中,F1和F2的方差貢獻(xiàn)率最大,可以較為準(zhǔn)確地反映2013年枯水期黃浦江水環(huán)境狀況,所以可作為數(shù)據(jù)分析的有效成分。根據(jù)各環(huán)境因子載荷量絕對值的大小和各因子在成分矩陣中的得分系數(shù)(表2),選擇對各個主成分貢獻(xiàn)率大的指標(biāo)作為該主成分的因子。由表2可知,對F1有貢獻(xiàn)的主要環(huán)境因子是TN、pH、電導(dǎo)率、鹽度和濁度;對F2有貢獻(xiàn)的主要環(huán)境因子是NH4+-N、CODMn和水溫。說明表征2013年黃浦江(枯水期)水環(huán)境狀況的因子主要是TN、pH、電導(dǎo)率、鹽度、濁度、NH4+-N、CODMn和水溫。

表22013年枯水期黃浦江各主成分對應(yīng)水環(huán)境因子的載荷量和得分系數(shù)

Table2LoadingandscorecoefficientsofenvironmentalfactorsofprincipalcomponentinHuangpuRiverduringthelowwaterperiodof2013

對2014年(豐水期)水環(huán)境因子進(jìn)行KMO檢驗,得出KMO系數(shù)為0.718,大于0.600,可以進(jìn)行PCA分析。2014年豐水期黃浦江環(huán)境因子主要由4個主成分(F1～F4)組成,各主成分的方差貢獻(xiàn)率分別為36.2%(F1)、23.8%(F2)、10.0%(F3)、7.1%(F4),累計貢獻(xiàn)率為77.1%,符合PCA分析要求。其中,F1和F2的方差貢獻(xiàn)率最大,能夠較為準(zhǔn)確地表征2014年豐水期黃浦江水環(huán)境狀況。由表3可知,對F1有貢獻(xiàn)的主要環(huán)境因子是水溫、電導(dǎo)率、鹽度、DO、TN和NH4+-N;對F2有貢獻(xiàn)的主要環(huán)境因子是TP、PO43-和NO3--N。說明表征2014年豐水期黃浦江水環(huán)境狀況的因子主要是水溫、電導(dǎo)率、鹽度、DO、TN、NH4+-N、 TP、PO43-和NO3--N。

2.2.2黃浦江水環(huán)境特征

枯水期黃浦江不同采樣斷面主要水環(huán)境因子見表4,水溫變化范圍為15.3～20.4 ℃,整體表現(xiàn)為從上游到下游逐漸增大;電導(dǎo)率變化范圍為446.93～932.00 μS·cm-1,表現(xiàn)為上游較低、中下游較高;鹽度的變化范圍為0.27～0.53,表現(xiàn)為從上游至下游依次增大;pH變化范圍為7.4～7.8,整體變化不大;ρ(NH4+-N)為0.39～0.81 mg·L-1,表現(xiàn)為上游干流和中游較高,上游支流和下游較低;ρ(TN)為3.28～8.30 mg·L-1,表現(xiàn)為從上游到下游逐漸增大;濁度為40.21～159.30 NTU,表現(xiàn)為中下游較高;CODMn變化范圍為6.81～10.12 mg·L-1,整體變化趨勢為上游較低、中下游較高。

表32014年豐水期黃浦江各主成分對應(yīng)水環(huán)境因子的載荷量和得分系數(shù)

Table3LoadingandscorecoefficientsofenvironmentalfactorsofprincipalcomponentinHuangpuRiverduringthehighwaterperiodof2014

水環(huán)境因子F1F2載荷量得分系數(shù)載荷量得分系數(shù)水溫07800046-0158-0339DO0774019003800011電導(dǎo)率-0848-0151-01120041鹽度-0839-008900260285SD06190084-03100073濁度-0664-00900286-0202TN0698017004540042NH4+?N0720020605600085NO3-?N-0558002604970350NO2-?N-011700220607-0221TP-0483004507770089PO43--0103014409200226Chl?a0592018405460059CODMn-0145011805660262pH-0174-00070036-0103

豐水期黃浦江不同采樣斷面主要水環(huán)境因子見表5。水溫變化范圍為25.3～26.7 ℃,表現(xiàn)為上游較高、中下游較低;ρ(DO)為0.85～17.57 mg·L-1,上、中、下游差異不明顯,上游支流S3斷面最高;電導(dǎo)率為589.7～720.0 μS·cm-1,表現(xiàn)為上游至下游逐漸升高;鹽度為0.28～0.36,表現(xiàn)為從上游到下游依次增大;ρ(TN)為2.86～5.09 mg·L-1,表現(xiàn)為最高值出現(xiàn)在上游，而中下游較低;ρ(NO3--N)為0.31～0.74 mg·L-1,表現(xiàn)為上游較低、中下游較高;ρ(NH4+-N)為0.34～1.44 mg·L-1,表現(xiàn)為最高和最低值均出現(xiàn)在上游，而中下游普遍較低;ρ(TP)為0.14～0.58 mg·L-1,表現(xiàn)為上游較低、中下游較高;ρ(PO43-)為0.04～0.34 mg·L-1,從上游至下游為先升高后降低的變化趨勢。

2.2.3大型底棲動物群落與環(huán)境因子的關(guān)系

分別對2013年枯水期和2014年豐水期黃浦江大型底棲動物群落中常見種密度與主要水環(huán)境因子進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。2013年枯水期的分析結(jié)果(表6)顯示,霍甫水絲蚓密度與CODMn呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01);日本大螯蜚密度與ρ(TN)、水溫、電導(dǎo)率和CODMn呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01),與pH呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05);河蜆密度與濁度、ρ(TN)、鹽度和pH呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05);蘇氏尾鰓蚓密度與電導(dǎo)率、pH和ρ(TN)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01),與鹽度和CODMn呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05);巨毛水絲蚓密度與CODMn呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。

表42013年枯水期黃浦江不同采樣斷面主要水質(zhì)指標(biāo)

Table4MajorphysicochemicalparametersofthewaterinHuangpuRiverduringthelowwaterperiodof2013relativetosamplingsection

采樣斷面水溫/℃電導(dǎo)率/(μS·cm-1)鹽度pH值ρ(NH4+?N)/(mg·L-1)ρ(TN)/(mg·L-1)濁度/NTUCODMn/(mg·L-1)S1153494330307604532811547681S215744693027740613284021802S3157475270287507350010239704S416147658028750723855464701S517451800030770674575332936S620452975028750714355606974S71825942503177081550141151000S81835087503077061510159301009S9180533500307706165711058958S101815454003177056609113321012S11184932000537803983013690876

表52014年豐水期黃浦江不同采樣斷面主要水質(zhì)指標(biāo)

Table5MajorphysicochemicalparametersofwaterinHuangpuRiverduringthehighwaterperiodof2014relativetosamplingsection

采樣斷面水溫/℃DO電導(dǎo)率/(μS·cm-1)鹽度ρ(TN)/(mg·L-1)ρ(NO3-?N)/(mg·L-1)ρ(NH4+?N)/(mg·L-1)ρ(TP)/(mg·L-1)ρ(PO43-)/(mg·L-1)S12643656453030293031034014004S22672506910032346031052021012S326317575897028509056144055041S42662896590030398049061027015S52632416555031371070057028017S62531996673033286039041044024S72531296990035336037040040019S82590977100034344074035058034S92540857120034292040035051013S102552997200035303074041056032S112562427127036350032047041021

表62013年枯水期黃浦江底棲動物常見種密度與主要水環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)

Table6PearsoncorrelationcoefficientsbetweenmainenvironmentalfactorsandcommonmacrozoobenthosspeciesinHuangpuRiverduringlowwaterperiodof2013

常見種密度水溫電導(dǎo)率鹽度pHρ(TN)ρ(NH4+?N)CODMn濁度霍甫水絲蚓0536043601660436045600500891??0145日本大螯蜚-0887??-0793??-0513-0649?-0810??0-0872??-0501河蜆-0087-0468-0733?-0659?-0623?0133-0231-0659?巨毛水絲蚓0248042104170431053200990639?0411蘇氏尾鰓蚓04820736??0728?0795??0887??-03260621?0586

*表示P<0.05; **表示P<0.01。

2014年豐水期的相關(guān)性分析結(jié)果(表7)顯示,三角石纓蟲密度與各環(huán)境因子相關(guān)性不顯著;蘇氏尾鰓蚓密度與電導(dǎo)率呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05);日本大螯蜚密度與電導(dǎo)率和ρ(TP)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05);霍甫水絲蚓密度與水溫呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01);河蜆密度與水溫呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05),與ρ(DO)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01);齒吻沙蠶屬密度與ρ(TP)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05);沙蠶屬密度與鹽度呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05),與電導(dǎo)率呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01);閃蜆密度與主要水環(huán)境因子之間相關(guān)性不顯著;杯尾水虱密度與ρ(TP)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05);巨毛水絲蚓密度分別與水溫和ρ(DO)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。

表72014年豐水期黃浦江底棲動物常見種密度與主要水環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)

Table7SpearmancorrelationcoefficientsbetweenmainenvironmentalfactorsandcommonmacrozoobenthosspeciesinHuangpuRiverduringthehighwaterperiodof2014

*表示P<0.05; **表示P<0.01。

3 討論

3.1 黃浦江大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)演變

近30 a來黃浦江水質(zhì)急劇惡化,1986—1996年水質(zhì)開始惡化,1996—2002年水質(zhì)有所改善,2002年以后水質(zhì)惡化明顯加劇[4],現(xiàn)在水質(zhì)類別已下降到Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)以下,個別水質(zhì)指標(biāo)甚至達(dá)到了劣Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)[3],吳波等[17]針對浮游植物的研究表明,黃浦江水質(zhì)處于Ⅳ～Ⅴ類之間,已達(dá)中度污染。水域營養(yǎng)水平及底質(zhì)類型狀況等直接或間接影響著水域環(huán)境中底棲動物群落[18],隨著營養(yǎng)水平的不斷增加,底棲動物群落逐漸被小個體的耐污種類主導(dǎo),且趨于簡單化的演替趨勢[19]。由表8可知,20世紀(jì)80年代初,朱大白等[20]對黃浦江上中游的調(diào)查共獲得底棲動物22種,大型軟體動物占總種數(shù)的一半以上,主要以中等耐污的河蜆為優(yōu)勢種,另外可見大型的甲殼動物。20世紀(jì)90年代初對黃浦江上中游的調(diào)查共獲得底棲動物24種,其中軟體動物7種,優(yōu)勢種主要為水絲蚓、珍珠蚌和鉤蝦,總種數(shù)比20世紀(jì)80年代初有所增加,但是軟體動物種數(shù)減少近一半,優(yōu)勢種中出現(xiàn)了耐污能力較強的水絲蚓[5]。到21世紀(jì)初,黃浦江底棲動物種數(shù)急劇減少,2005—2006年對黃浦江上游及上游支流的調(diào)查獲得底棲動物13種,其中軟體動物8種,優(yōu)勢種以高等耐污的霍甫水絲蚓和銅銹環(huán)棱螺(Bellamyaaeruginosa)以及中等耐污的河蜆為主[6],到2009年僅獲底棲動物8種,軟體動物4種,優(yōu)勢種為霍甫水絲蚓和河蜆[14],與20世紀(jì)80年代初相比,種數(shù)減少近1/3,優(yōu)勢種主要以小型、耐污能力較強的霍甫水絲蚓和中等耐污的閃蜆為主。筆者研究中,種數(shù)與以往調(diào)查(表8)相比有所增加,但是主要以環(huán)節(jié)動物為主,軟體動物僅有5種,且以霍甫水絲蚓、巨毛水絲蚓、河蜆和閃蜆為優(yōu)勢種。目前黃浦江底棲動物棲息密度和生物量與以往調(diào)查相比也呈現(xiàn)下降趨勢。整體來看,黃浦江生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞,大型軟體動物種數(shù)逐漸減少,小型、耐污的寡毛類種數(shù)越來越多,群落結(jié)構(gòu)也發(fā)生了很大的變化,在20世紀(jì)80年代初曾采集到適合在清潔水體中生活的蜻蜓幼蟲,之后卻再未出現(xiàn),對環(huán)境較敏感的蜉蝣類至今未能采集到,優(yōu)勢種也由大型的軟體動物逐漸演變成以小型的水絲蚓為主,并且具有較高的棲息密度,進(jìn)一步說明黃浦江污染嚴(yán)重,有機質(zhì)含量較高,水質(zhì)較差,這與筆者通過多樣性指數(shù)對黃浦江水質(zhì)的評價結(jié)果一致。

3.2 黃浦江大型底棲動物與環(huán)境因子的關(guān)系

高欣等[21]和王備新等[22]認(rèn)為霍甫水絲蚓對水體氮忍耐性較好,透明度和水深均顯著影響其分布。孫剛等[23]認(rèn)為寡毛類密度與水體有機物濃度呈正相關(guān),張超文等[24]研究發(fā)現(xiàn)寡毛類密度與硝酸鹽氮濃度呈正相關(guān)。筆者研究發(fā)現(xiàn),2013年枯水期霍甫水絲蚓密度與CODMn呈極顯著正相關(guān)關(guān)系;2014年豐水期霍甫水絲蚓密度與水溫呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。2013和2014年霍甫水絲蚓密度從上游到下游呈上升趨勢。這與李斌等[25]對香溪河梯級水庫的研究結(jié)果一致。僅吳淞口斷面霍甫水絲蚓密度較小,可能是由于吳淞口位處黃浦江與長江交匯處,水流較大,過往船只對水體擾動較大,不適宜底棲動物生存。蘇氏尾鰓蚓密度與電導(dǎo)率、pH和ρ(TN)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,與鹽度和CODMn呈顯著正相關(guān)關(guān)系,巨毛水絲蚓密度與CODMn呈顯著正相關(guān)關(guān)系,與水溫和ρ(DO)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,這與王備新等[22]發(fā)現(xiàn)蘇氏尾鰓蚓和巨毛水絲蚓耐較高濃度的有機污染物、對化學(xué)污染物較敏感的特性相一致。日本大螯蜚密度與電導(dǎo)率和ρ(TP)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,與ρ(TN)、水溫和CODMn呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,與pH呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,這與高欣等[21]在太湖流域研究發(fā)現(xiàn)電導(dǎo)率影響大螯蜚的分布相一致。杯尾水虱密度與ρ(TP)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,這與許浩等[26]的研究相一致。河蜆多出現(xiàn)在淤泥和泥沙類底質(zhì)中,筆者發(fā)現(xiàn)其密度與濁度、ρ(TN)、鹽度和pH呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,與水溫呈顯著正相關(guān)關(guān)系,與ρ(DO)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,這與高欣等[21]在太湖流域研究發(fā)現(xiàn)ρ(TN)影響河蜆分布相一致。齒吻沙蠶屬密度與ρ(TP)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,這與許浩等[26]發(fā)現(xiàn)齒吻沙蠶密度與ρ(TN)呈負(fù)相關(guān)的結(jié)果一致。

表8不同時期黃浦江大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)特征

Table8CommunitystructureofthemacrozoobenthosintheHuangpuRiverrelativetotimeperiod

時間區(qū)域種數(shù)密度/m-2生物量/(g·m-2)種類組成及優(yōu)勢種1981—1982年[22]上、中游223741環(huán)節(jié)動物5種，節(jié)肢動物5種，軟體動物12種，主要以河蜆為主，其次是日本刺沙蠶、水絲蚓和背角無齒蚌，以大型個體種類為主1991—1992年[5]上游243030838771環(huán)節(jié)動物9種，節(jié)肢動物8種，軟體動物7種，優(yōu)勢種為水絲蚓、珍珠蚌和鉤蝦2005—2006年[6]上游及上游支流131189133277環(huán)節(jié)動物3種，節(jié)肢動物2種，軟體動物8種，優(yōu)勢種為霍甫水絲蚓、銅銹環(huán)棱螺和河蜆2009年[16]上游及上游支流8環(huán)節(jié)動物3種，節(jié)肢動物1種，軟體動物4種，優(yōu)勢種為霍甫水絲蚓和河蜆該研究上、中、下游及上游支流2917131672環(huán)節(jié)動物14種，節(jié)肢動物10種，軟體動物5種，優(yōu)勢種為霍甫水絲蚓、巨毛水絲蚓、河蜆和閃蜆

水域生態(tài)環(huán)境狀況的空間差異及水域生境的復(fù)雜程度決定了底棲動物群落的多樣性[27]。不同類型區(qū)域所承載的環(huán)境壓力、捕撈和養(yǎng)殖壓力等人類活動的差異,也會造成不同區(qū)域底棲動物的空間異質(zhì)性[28]。如圖3～4所示,軟體動物和節(jié)肢動物主要棲息在上游干、支流區(qū)域,環(huán)節(jié)動物主要分布在中下游區(qū)域,其中軟體動物主要以中等耐污的河蜆和閃蜆為主,節(jié)肢動物主要以日本大螯蜚為主,而環(huán)節(jié)動物主要以耐污能力較強的寡毛類顫蚓科為主,表明上游干、支流的水質(zhì)狀況要明顯好于中下游。這可能與黃浦江周邊的環(huán)境狀況有關(guān),黃浦江上游干、支流周邊以林地和農(nóng)業(yè)用地為主,分布有一定數(shù)量的工廠,水質(zhì)主要受上游來水、農(nóng)業(yè)污染和生活污染等影響;而中下游周邊區(qū)域主要為工業(yè)用地和居民用地,人口密度較大,周邊分布著較多的企業(yè)和工廠,如機械制造業(yè)、化工廠和能源工業(yè)等。另外,一般認(rèn)為,在淺水湖泊中,水草是影響底棲動物分布較為重要的因子[28],大型沉水植物能夠富集著生藻類、小型動物和有機碎屑,為水體腹足類和水生昆蟲等底棲動物提供豐富的餌料和棲息、繁殖場所[29]。調(diào)查發(fā)現(xiàn),在黃江上游支流和干流的淺灘面積較大,水生植被面積較高,主要有慈姑(Sagittariasagittifolia)、香蒲(Typhaorientalis)、蘆葦(Phragmitesaustralis)和水蔥(Scirpustabernaemontani)等,此區(qū)域的軟體動物和節(jié)肢動物密度較高。而中下游主要為硬石駁岸,淺灘面積較小,水生植被密度較小,僅有少量的藨草(Scirpustriqueter)和蘆葦分布,喜歡水草的軟體動物和節(jié)肢動物密度較低。因此推斷,水生植物的分布也可能是影響黃浦江底棲動物群落結(jié)構(gòu)的另一因素,具體影響程度還有待進(jìn)一步研究。

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(責(zé)任編輯： 許 素)

“中國土壤學(xué)會土壤環(huán)境專業(yè)委員會第十九次會議”暨“農(nóng)田土壤污染與修復(fù)研討會”、第二屆山東省土壤污染防控與修復(fù)研討會在山東濟(jì)南召開

8月18日至20日，由中國土壤學(xué)會土壤環(huán)境專業(yè)委員會主辦，山東師范大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院、中國科學(xué)院土壤環(huán)境與污染修復(fù)重點實驗室、農(nóng)田土壤污染防控與修復(fù)技術(shù)國家工程實驗室、中國土壤學(xué)會青年工作委員會、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會、農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報編輯部等單位承辦，山東益華通潤環(huán)保科技有限公司協(xié)辦的“中國土壤學(xué)會土壤環(huán)境專業(yè)委員會第十九次會議”暨“農(nóng)田土壤污染與修復(fù)研討會”、第二屆山東省土壤污染防控與修復(fù)研討會在山東省濟(jì)南市隆重召開。來自全國各地從事土壤環(huán)境保護(hù)科研、教學(xué)和應(yīng)用工作的450多名代表出席了此次會議。山東師范大學(xué)成杰民教授主持大會開幕式，山東師范大學(xué)副校長段培永致歡迎辭，中國土壤學(xué)會土壤環(huán)境專業(yè)委員會主任周東美研究員致開幕詞。

會議圍繞“農(nóng)田土壤污染與修復(fù)”主題展開，駱永明、朱永官、徐建明、馬義兵、翁莉萍、曹心德、譚文峰和陳能場等教授作了大會特邀報告，來自全國各地的53位專家學(xué)者作了分會報告，大家就土壤環(huán)保工作進(jìn)行了充分的學(xué)術(shù)交流。20日下午，會議還舉辦了“農(nóng)田土壤污染與修復(fù)”學(xué)術(shù)沙龍活動，與會專家和代表就目前土壤污染修復(fù)過程中存在的問題進(jìn)行了深入討論，并指出了農(nóng)田土壤污染與修復(fù)技術(shù)的發(fā)展新思路。會議期間還舉行了3場研究生專場報告，共有45位研究生進(jìn)行了學(xué)術(shù)報告，會議評選出研究生學(xué)術(shù)報告優(yōu)秀獎一等獎2名，二等獎5名，三等獎10名。

周東美主任在閉幕式上做總結(jié)發(fā)言。他首先肯定了此次會議的成功舉辦，會議達(dá)到了相互交流的目的。會議報告精彩紛呈，研究污染物更加多樣化；既有基礎(chǔ)理論研究，又有應(yīng)用示范工作，研究方法有較大發(fā)展。最后，他結(jié)合文獻(xiàn)計量學(xué)方法分析了2016年世界環(huán)境土壤學(xué)和中國環(huán)境土壤學(xué)的主要研究進(jìn)展。從發(fā)文量和高質(zhì)量論文來說，我國環(huán)境土壤學(xué)發(fā)展與世界同行，他激勵大家再接再厲，開拓思路，多學(xué)科交叉，做出更多引領(lǐng)性的工作。

中國土壤學(xué)會土壤環(huán)境專業(yè)委員會會議是我國土壤環(huán)保領(lǐng)域規(guī)模最大的全國性會議，每年召開一次。此次會議召開正值“土十條”的頒布，《土壤污染防治法》行將出臺之際，對推動我國農(nóng)田土壤環(huán)境保護(hù)的理論研究和技術(shù)研發(fā)，探討我國土壤環(huán)境保護(hù)科技與管理的發(fā)展方向和重點領(lǐng)域，為國家有關(guān)部門制定相關(guān)戰(zhàn)略規(guī)劃提供服務(wù)等方面具有重要意義。

CommunityStructureofMacrozoobenthosinHuangpuRiverandItsRelationshipsWithEnvironmentalFactors.

FENGLi-hui1,WANGLi-qing1,2,XIONGChun-hui1,ZHANGRui-lei1

(1.School of Fisheries and Life Sciences, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China; 2.Key Laboratory of Exploration and Utilization of Aquatic Genetic Resources, Shanghai Ocean University, Ministry of Education, Shanghai 201306, China)

A survey of macrozoobenthos in and aquatic physicochemical properties of the Huangpu River was conducted in an attempt to explore community structure of the macrozoobenthos and its relationship with environmental factors. Samples of macrozoobenthos and deposits were collected at 11 sampling sections along the Huangpu River and its upstream tributaries in November 2013 and July 2014. A total of 29 species of macrozoobenthos were harvested and identified to be 14 Annelid species, 10 Arthropoda species and 5 Mollusca species. Among them,Limnodrilushoffmeisteri，Limnodrilusgrandisetosus，CorbiculaflumineaandCorbiculanitenswere dominant species. The macrozoobenthos in the river system was 3 646.4 m-2in average density, with Annelida being the highest, reaching 3 575.6 m-2, and 16.74 g·m-2in average biomass with Arthropoda being the highest, reaching 9.35 g·m-2. Annelida was mainly distributed in the middle and lower reaches of the Huangpu River, while Mollusca and Arthropoda were in the upstream and upstream tributaries of the Huangpu River. Correlation analysis indicates that CODMn, TN and TP were the main environmental factors affecting distribution of the macrozoobenthos in the Huangpu River.

Huangpu River; macrozoobenthos; community structure; environmental factors

X82

： A

： 1673-4831(2017)09-0806-10

10.11934/j.issn.1673-4831.2017.09.006

馮立輝(1989—),男,河南安陽人,碩士生,研究方向為淡水水域生態(tài)修復(fù)及底棲動物生態(tài)學(xué)。E-mail: hnflhui@163.com

2016-11-04

上海市水務(wù)局黃浦江河流健康評估項目; 上海市河道生態(tài)治理組合技術(shù)及評價體系研究項目(滬水科2012-02)

① 通信作者E-mail: rlzhang@shou.edu.cn