黃明雨

(大理州洱海湖泊研究院,云南 大理 671000)

1 引言

目前，洱海水質(zhì)的監(jiān)測(cè)更多的是注重理化指標(biāo)的監(jiān)測(cè)，而且已具有比較先進(jìn)的監(jiān)測(cè)手段和方法，可以快速而靈敏地測(cè)試出污染物的種類和數(shù)量。但是這些監(jiān)測(cè)手段只能反映水體瞬時(shí)的污染物濃度；同時(shí)，現(xiàn)有分析手段很難監(jiān)測(cè)出復(fù)合污染產(chǎn)生的復(fù)雜效應(yīng)。生物監(jiān)測(cè)卻能在這方面顯示出優(yōu)勢(shì)，它能夠反映環(huán)境中各種污染因子對(duì)生物的綜合作用和累積效應(yīng)，能對(duì)污染物的短期和歷史性的影響作出反應(yīng)。

底棲動(dòng)物是指生活史的全部或大部分時(shí)間棲息于水體底部、石塊上或水草上的大型底棲無脊椎動(dòng)物群。作為水生態(tài)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，底棲動(dòng)物在水體的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中起著重要的作用，其生長(zhǎng)繁殖、種類組成和現(xiàn)存量在不同水體和區(qū)域間存在著明顯的差異，對(duì)了解生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能、水環(huán)境的監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)具有重要的意義[1]。

底棲動(dòng)物種類多，生活周期長(zhǎng)，活動(dòng)場(chǎng)所比較固定，易于采集，不同種類對(duì)水質(zhì)的敏感性差異大，受外界干擾后群落結(jié)構(gòu)的變化趨勢(shì)可以預(yù)測(cè)。因此，深入而持續(xù)地開展大型底棲動(dòng)物的研究對(duì)于洱海保護(hù)治理和生態(tài)環(huán)境恢復(fù)具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

2 洱海流域及水質(zhì)概況

洱海(25°36′～25°58′N，100°5′～100°18′E)位于云南省大理市境內(nèi)，是云南省第二大淡水湖泊。其形似人耳，南北長(zhǎng)，東西窄，當(dāng)水位1966 m時(shí)，湖面積252 km2，南北長(zhǎng)42.5 km，平均水深10.5 m，最深處達(dá)20.5 m，最大湖寬8.4 km，湖容量28.8億m3。湖水不存在溫躍層，上下溫差小，冬季湖面無冰，洱海流域面積2565 km2[2]。

從2001～2019年洱海水質(zhì)變化來看，2001年洱海7個(gè)月處于二類水質(zhì)，5個(gè)月為三類水質(zhì)；2002年首次成為洱海水質(zhì)災(zāi)變的拐點(diǎn)，開始有7個(gè)月變?yōu)槿愃|(zhì)，三類水質(zhì)出現(xiàn)月份增多；2003年洱海水質(zhì)急劇下降，7～10月全湖藍(lán)藻水華爆發(fā)，首次出現(xiàn)3個(gè)月四類水水質(zhì)狀況；2004年開始實(shí)施一系列的洱海保護(hù)重大措施，水質(zhì)開始好轉(zhuǎn)，但僅有1個(gè)月為二類，其余11個(gè)月均為三類水質(zhì)；2005年后水質(zhì)開始明顯好轉(zhuǎn)，特別是2006年遭遇百年不遇的干旱，洱海水質(zhì)仍然好于2004年，遠(yuǎn)好于2003年，未出現(xiàn)四類水水質(zhì)狀況；2008年屬典型豐水年份，洱海水質(zhì)總體為二類，2009年和2010年又遇枯水年，洱海水質(zhì)仍處于三類。2011～2019年常年為三類，除2013年發(fā)生規(guī)?；{(lán)藻水華，其余年份水體處于清潔狀態(tài)，年際變化較小，在富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方面，洱海水體始終保持在中營(yíng)養(yǎng)水平，氮、磷成為洱海富營(yíng)養(yǎng)化的主要貢獻(xiàn)因子[3]。

3 洱海大型底棲動(dòng)物多樣性

經(jīng)調(diào)查，洱海流域大型底棲動(dòng)物主要包括寡毛類、水生昆蟲以及軟體動(dòng)物，河流中分布的底棲動(dòng)物以水生昆蟲為主，湖泊中分布的底棲動(dòng)物以搖蚊幼蟲、水蚯蚓為主。洱海流域底棲動(dòng)物種類的生存分布對(duì)于外在環(huán)境干擾的響應(yīng)很敏感，未受污染干擾的地區(qū)常出現(xiàn)大量的敏感生物類群，中等污染的地區(qū)常出現(xiàn)大量中間類型的生物類群，污染較為嚴(yán)重的地區(qū)常出現(xiàn)大量耐污的生物類群。這些群落結(jié)構(gòu)和功能的變化可以預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)水體的環(huán)境質(zhì)量狀況。

洱海底棲動(dòng)物的調(diào)查要追溯到1949年，張璽等[4]報(bào)道洱海有8種腹足類和1種瓣鰓類。之后在1986年，何紀(jì)昌[5]記載有腹足類16種，20世紀(jì)50年代洱海鮮螺年產(chǎn)1500～2500 t，60年代1750～2700 t，70年代750～2500 t，80年代150～500 t。張立[6]于80年代初調(diào)查了洱海的腹足類和瓣鰓類，共發(fā)現(xiàn)腹足類13種、瓣鰓類8種，腹足類的螺螄和瓣鰓類的無齒蚌為優(yōu)勢(shì)種。顏京松[7]于1980年10月對(duì)洱海調(diào)查，發(fā)現(xiàn)異腹腮搖蚊和蘇氏尾鰓蚓是洱海的優(yōu)勢(shì)種。杜寶漢等[8]于1992年5月對(duì)洱海進(jìn)行了一次全面的調(diào)查，共發(fā)現(xiàn)底棲動(dòng)物種類44屬種，軟體動(dòng)物分布較廣，數(shù)量也較多，螺螄是軟體動(dòng)物中的優(yōu)勢(shì)種。1998年吳慶龍等[9]報(bào)道，洱海現(xiàn)有底棲動(dòng)物30個(gè)屬種，優(yōu)勢(shì)種是螺螄、河蜆、蘇氏尾鰓蚓，平均密度1219.4個(gè)/m2, 平均生物量827.22 g/m2。

直到2009年，張敏等[10]對(duì)洱海進(jìn)行底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)調(diào)查，寡毛類和搖蚊類的密度較高，霍甫水絲蚓與搖蚊分別占洱海底棲動(dòng)物總密度的39.5%和43.5%，表明湖泊有機(jī)污染進(jìn)一步加重。王丑明等[11]2009年5月和12月對(duì)洱海湖濱帶開展調(diào)查，共采集到底棲動(dòng)物30個(gè)分類單元，群落結(jié)構(gòu)以寡毛類為主，平均密度達(dá)488個(gè)/m2；軟體動(dòng)物在生物量方面占優(yōu)勢(shì)，平均生物量為67.26 g/m2。付薔等[12]2011年在洱海進(jìn)行大型底棲動(dòng)物定量定性采樣調(diào)查，洱海流域共有底棲動(dòng)物31種，河蜆、螺螄、繪環(huán)棱螺是現(xiàn)階段洱海流域大型底棲動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)種。段昌兵等[13]在2012年采集到底棲動(dòng)物1108頭，隸屬于14個(gè)分類單元，優(yōu)勢(shì)種為霍甫水絲蚓、分離底棲搖蚊和似羽搖蚊，洱海全湖底棲動(dòng)物的平均密度為549.4個(gè)/m2，平均生物量為8.68 g/m2(表1)。

表1 洱海底棲動(dòng)物寡毛類和搖蚊類的變化

對(duì)比歷史數(shù)據(jù)可知自20世紀(jì)80年代以來，洱海底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)逐步發(fā)生改變，優(yōu)勢(shì)種由原來的蘇氏尾鰓和異腹鰓搖蚊轉(zhuǎn)變?yōu)槟臀勰芰Ω鼜?qiáng)的霍甫水絲蚓和似羽搖蚊，群落單調(diào)且優(yōu)勢(shì)度高，顯示洱海水質(zhì)發(fā)生了衰退。

4 影響洱海底棲動(dòng)物分布的環(huán)境因子

由于洱海地處中亞熱帶西南季風(fēng)氣候帶，全年有干濕季之別而無四季之分，年平均氣溫為15.5 ℃，全年降雨量為720～1066 mm，分布不均，95%的降雨集中在5～10月的雨季，年內(nèi)洱海水質(zhì)波動(dòng)較大，所以生活于洱海中的大型底棲動(dòng)物群落受環(huán)境因子的影響較大，主要包括水深、溶解氧、底質(zhì)、pH值、氮磷營(yíng)養(yǎng)元素和湖內(nèi)其他共生水生生物，大致分為三類：物理因子、化學(xué)因子和生物因子。

4.1 物理因子

水深對(duì)洱海底棲動(dòng)物的分布格局影響顯著，湖濱帶相較于深水區(qū)，底棲動(dòng)物有更高的多樣性和更大的生物量[14]。當(dāng)?shù)踪|(zhì)環(huán)境溶氧處于較低水平時(shí)，多數(shù)物種因不適應(yīng)而逐漸消失，但搖蚊科幼蟲和顫蚓類將發(fā)展為優(yōu)勢(shì)種，若缺氧條件進(jìn)一步惡化，顫蚓類成為唯一的優(yōu)勢(shì)種，如果長(zhǎng)時(shí)間的缺氧，深水區(qū)底棲動(dòng)物將完全消失[15]，在洱海中部湖心平臺(tái)無底棲動(dòng)物活體。

底質(zhì)成分是底棲底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的決定性因素，底質(zhì)中的有機(jī)物主要來自于藻類、水生動(dòng)植物[16]。底質(zhì)粒徑大小也會(huì)對(duì)底棲動(dòng)物的分布產(chǎn)生影響，寡毛類棲息于顆粒物細(xì)膩的底質(zhì)，而搖蚊大多生長(zhǎng)在顆粒物較粗的底質(zhì)中，底質(zhì)中粘土顆粒和淤泥顆粒的含量對(duì)顫蚓科的分布有很大作用[17]。

4.2 化學(xué)因子

pH值對(duì)底棲動(dòng)物的影響極為顯著，洱海略偏堿性的水體環(huán)境適宜大多數(shù)底棲動(dòng)物生存，尤其是軟體動(dòng)物[18]。氮和磷含量水平是水體營(yíng)養(yǎng)程度的一個(gè)重要指標(biāo)，洱海底棲動(dòng)物的多樣性與水體中總氮、總磷均呈負(fù)相關(guān)，水體富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致大型底棲動(dòng)物某些種類消失，而耐污種的生物量增加[19]。

4.3 生物因子

水草是造成洱海湖區(qū)間大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)差異的重要原因，浮游動(dòng)植物是大型底棲動(dòng)物重要的食物來源[20]。魚類的捕食對(duì)底棲動(dòng)物的影響作用尚未有定論。有研究表明，魚類的下行效應(yīng)對(duì)底棲底棲動(dòng)物群落有較強(qiáng)的控制作用[21]，另有研究認(rèn)為，魚類捕食者對(duì)底棲動(dòng)物的生物量或生產(chǎn)力的影響非常小[22]，有的反而還有促進(jìn)作用[23]。

5 展望與建議

經(jīng)過國(guó)內(nèi)學(xué)者的努力，洱海大型底棲動(dòng)物群落的研究取得了階段性成果，填補(bǔ)了該領(lǐng)域研究的空白。洱海有117 km的湖岸線和6大典型湖灣，廣袤的湖濱帶是大型底棲動(dòng)物天然的棲居場(chǎng)所。近年來，由于洱海流域人口增加和旅游經(jīng)濟(jì)井噴式發(fā)展，環(huán)湖鄉(xiāng)鎮(zhèn)在客棧餐飲選址及數(shù)量規(guī)劃上不夠科學(xué)，大量生活污水未經(jīng)處理直接排進(jìn)洱海，加上村落污水處理技術(shù)和處理能力嚴(yán)重滯后，導(dǎo)致洱海水環(huán)境日趨惡化，并于1996年、2003年和2013年發(fā)生3次大的藻類爆發(fā)，導(dǎo)致湖水透明度急劇下降，造成水生植物的大片死亡，未及時(shí)打撈出的死亡水草在湖底迅速腐敗，引起湖底大面積缺氧，底層水體酸化，導(dǎo)致底棲動(dòng)物，特別是一些不耐污的物種和生活于深水區(qū)的底棲動(dòng)物大量死亡。

由于底棲動(dòng)物生活相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)洱海水體污染反映敏感，相對(duì)穩(wěn)定的水生態(tài)環(huán)境具有穩(wěn)定的底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)，洱海生態(tài)環(huán)境發(fā)展趨勢(shì)可以通過底棲動(dòng)物的生物多樣性指標(biāo)反映出來，可以被用來進(jìn)行環(huán)境污染監(jiān)測(cè)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。所以，在今后的研究中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)洱海生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與保護(hù)，洱海大型底棲動(dòng)物的研究重點(diǎn)領(lǐng)域可以考慮以下幾個(gè)方面。

(1)更深入地研究洱海流域大型底棲動(dòng)物的多樣性。以往對(duì)大型底棲動(dòng)物多樣性的研究主要集中在湖區(qū)，而對(duì)于洱海上游三湖以及入湖河流的研究較少，造成該方面研究資料短缺，難以滿足政府部門保護(hù)管理洱海流域的目的，今后可以開展更多洱海流域的大型底棲動(dòng)物多樣性的研究。

(2)洱海保護(hù)治理過程中大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)演變的研究。目前最新的調(diào)查研究止于2012年，自2017年洱海流域開啟保護(hù)治理后，洱海水質(zhì)逐年穩(wěn)步提升，湖內(nèi)大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)也一定隨之發(fā)生了變化。

(3)應(yīng)用大型底棲動(dòng)物對(duì)洱海生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)。導(dǎo)致洱海環(huán)境污染的原因很多，如暴雨徑流輸入的沖擊性污染負(fù)荷，大氣干濕沉降帶來的氮磷營(yíng)養(yǎng)元素，湖內(nèi)沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽的懸浮與釋放，水生動(dòng)植物凋亡釋放的有機(jī)物等。為保護(hù)洱海水資源和生態(tài)環(huán)境，因此應(yīng)加強(qiáng)應(yīng)用湖濱帶生境的大型底棲動(dòng)物對(duì)洱海的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)研究。