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健康的河流生态系统对人类社会的可持续发展具有重大意义。但近年来人类对河流生态系统的干扰不断增加,严重威胁河流生态系统的生态功能。底栖动物作为一个重要的生态类群,在水生态系统中起着十分重要的作用,也是生物评价中应用最为广泛的类群之一。因此,开展底栖动物的群落结构和河流健康评价研究对河流生态系统的保护与可持续利用具有重要的实际应用价值。本研究于2009年12月至2010年9月间对东江干流以及主要支流的底栖动物进行了全面调查,并基于底栖动物群落结构建立河流健康评价体系。主要结果如下:
1.三次调查共采集并鉴定出底栖动物231种,隶属83科217属,其中环节动物8科22属29种,软体动物13科23属30种,节肢动物58科168属168种,其他动物4种。东江支流中底栖动物的物种多样性明显高于干流。在支流中共采集到底栖动物212种,以寻乌水和增江的种类数最多,分别达107种和101种,而淡水河与石马河分别仅有22种和10种。干流仅采集到106种,干流上游、中游和下游分别采集到底栖动物40种、80种和47种。不同水情期的底栖动物种类数差别亦较大,平水期种类数最多,达181种,丰水期次之,为123种,枯水期为108种。东江干流和各支流(淡水河和石马河除外)每个样点平均的底栖动物个体数在13-375个之间,湿重在0.1-18.8g之间,均是丰水期低于枯水期和平水期。东江的优势种主要为水生昆虫。功能摄食类群上,以直接收集者和捕食者种类数最多。生活型以穴居者和爬行者种类数居多。
2.底栖动物影响因素分析表明:底栖动物种类数与纬度、海拔、溶解氧和底质类型呈显著正相关,与电导率、叶绿素a等呈显著负相关;底栖动物个体数与海拔、底质类型呈显著正相关;底栖动物的湿重则与溶解氧和底质类型关系密切,呈显著正相关。底质类型是最重要的影响因素,底质粒径越大,物种多样性越高。
3.用经验判断法、BI指数法、O/E法和生物完整性指数共四类方法对东江平水期的健康状况进行评价,其中经验判断法进行评价时,寻乌水的健康状况良好,淡水河与石马河的健康状况较差;BI指数法评价时,清洁和最清洁的比重为47.5%,寻乌水、定南水和涮江较为清洁,而淡水河、石马河、秋香江以及东江干流污染相对严重;O/E法评价时,健康和亚健康的比例达57.3%,寻乌水、定南水的健康状况良好,淡水河与石马河的健康状况最差。用B-IBI评价,健康和亚健康比例为32.8%,一般状况的水体为23.0%,整体状况良好,对东江干流和各支流进行评价,淡水河、石马河、秋香江及东江干流的健康状况较差,而其他支流的健康状况相对较好。各类方法共同表明:淡水河、石马河和干流下游健康状况较差,寻乌水、定南水和涮江健康状况较好。
4.为了尽量减少各类方法上的局限对河流健康评价的影响,本文对B-IBI进行改良,建立了MB-IBI河流健康评价体系。它筛选出三个指标作为评价体系的指标,即底栖动物总分类单元数、EPT百分比和群落优势度,然后对各个指标的数值进行赋值,并依据各级河流的特点对各个指标取权重,最后将其结果转化在0-10范围之间,0-2为极差,2-4为差,4-6为一般,6-8为亚健康,8-10为健康。此评价体系简单易行,适用范围较广。运用MB-IBI评价体系对东江的健康状况进行评价,结果显示,健康和亚健康的比例为36.4%,一般水体为25.1%,差和极差水体为38.4%。对东江三个时期的健康状况进行比较,平水期最好,丰水期次之,枯水期最差。而对东江各级河流的健康状况的分析表明:四级河流健康状况最好,三级河流次之,二级河流最差。