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赤水河是长江上游一级支流中唯一没有建闸筑坝、保留了天然形态特征的大型河流,也是长江上游生态环境、水质最好的一级支流。赤水河流域孕育着丰富的水生生物资源,是长江珍稀鱼类的重要栖息场所。由于三峡工程的兴建,导致长江上游特有种类的栖息地锐减。为保护其中的特有鱼类,于2005年建立了长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区,赤水河流域是该保护区的核心区。然而,该流域大型无脊椎动物的研究却几为空白。本研究对赤水河大型无脊椎动物的生态学进行了研究,内容包括赤水河流域大型无脊椎动物的生物多样性、时空格局及与主要环境因子之间的相互关系；并从流域层次上对赤水河生态系统的综合管理与可持续发展策略进行了探讨。主要研究结果如下:
1.于2007年4月在赤水河流域43个样点进行大型无脊椎动物调查,共观察到大型无脊椎动物179种,隶属于5门8纲64科。其中水生昆虫136种(占总物种数的76.0％)、寡毛纲3科27种(15.1％)、软体动物8科11种(6.1％)、其他动物共5种(2.8％)。优势类群主要为摇蚊幼虫、蜉蝣目稚虫和水生寡毛类。霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、裂片长跗摇蚊(Tanytarsus lobatifrons)、梯形多足摇蚊(Polypedilum scalaemum)和四节蜉(Baetis spl.)为优势种类,其相对丰度分别占动物总丰度的10.7％、6.8％、6.5％和5.9％。群落结构研究显示,赤水河上、中、下游的无脊椎动物群落组成明显不同,上游和中游物种多样性较高,代表类群为蜉蝣目、毛翅目和摇蚊科的稚虫及幼虫；下游物种多样性较低,优势类群为寡毛类和摇蚊科的耐污种。运用典型对应分析(CCA)对大型无脊椎动物群落组成与环境因子关系进行分析。结果显示,2项流域尺度的环境指标(海拔、离源头距离)和5项生境尺度的环境因子(淤泥底质、细沙底质、河宽、流速、水温)是影响动物分布的关键因子。为进一步甄别生境和流域尺度的环境因子对无脊椎动物群落结构影响的贡献大小,采用了偏CCA分析(partial CCA),环境因子对群落变化的解释率可划分如下:生境因子单独解释了28.7％,流域因子12.1％,二者的协同作用仅解释了2.7％。显示生境尺度的环境因子对赤永河无脊椎动物的分布影响更为显著。
2.按照Strahler的划分标准,利用1:50000地形图对赤水河进行河级划分,发现赤水河为一条六级河流。分析直接收集者(collector-gatherers)、过滤收集者(collector-filterers)、捕食者(predators)、撕食者(shredders)、刮食者(scrapers)等5个功能摄食类群的组成,显示赤水河流域主要摄食类群为直接收集者和过滤收集者。比较不同级别河流中功能摄食类群的组成发现,赤水河流域无脊椎动物功能摄食类群的分布大体上符合河流连续统理论(RCC):直接收集者随着河级的增大而增加；撕食者随着河级的增大而减少；刮食者在河流中游达到最大值而在下游急剧减少；捕食者相对丰度在1-5级河流中都保持在0.10-0.20的范围。但是也存在一些与RCC不符之处:滤食者随着河级增大而减少；撕食者的相对丰度较低等。用多余度分析(RDA)对43个样点的功能摄食类群分布和环境因子的关系进行分析,结果表明,海拔、河宽、河流级别、淤泥底质和鹅卵石底质是影响大型无脊椎动物功能摄食类群分布的关键因子。通过以上研究,我们认为,对赤水河来说,RCC理论是一个有应用价值、但尚需进行修正的理论工具,希望今后能在国内乃至亚洲的河流中开展更多关于RCC理论和功能摄食类群的研究。
3.从2007年4月到2008年1月对赤水河共16个样点进行季节动态研究。共采集到大型无脊椎动物192种,其中水生昆虫是绝对优势类群。以相对丰度大于5％作为判断优势类群的标志,共有12个物种先后成为优势种,仅四节蜉一种(Baetis spl.)在四个季节都成为优势种。大型无脊椎动物的密度、生物量和物种丰富度均表现为冬季和春季较高,秋季次之,而夏季较低的趋势；不同分类单元和摄食类群的大型无脊椎动物,其密度和生物量也表现出相同的趋势,且夏季与其他季节相比差异显著(p<0.05)。大型无脊椎动物群落组成与环境因子的CCA分析发现,影响大型无脊椎动物群落结构的环境因子在不同季节间存在着一定的差异。春季影响无脊椎动物群落结构的关键环境因子为河宽、水深、海拔、淤泥底质和鹅卵石底质；夏季为河宽、水温、硬度、鹅卵石底质和细沙底质；秋季为NH4-N、河宽、海拔、淤泥底质与鹅卵石底质；冬季为磷酸盐、河宽、水深和淤泥底质。
4.本文初步探讨赤水河流域生态保护和管理对策。简要介绍了流域生态系统管理的研究现状,并重点结合赤水河主要受流域土地不合理开发、工业污染、技术设备落后小型企业等因素影响的事实,认为应该以保证水量、水质作为流域生态系统管理研究和各种管理措施的出发点,维持健康的水生态系统,保证流域的生态可持续发展。据此提出了开展流域综合管理和保护的四条策略:1)流域土地利用的生态学规划；2)赤水河水质的生态学管理；3)生态系统健康和服务功能的监测及评价；4)建立专门的流域管理机构。