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河流生态系统为各种水生生物提供了生存和栖息的场所。河流潜流带作为河流生态系统中活跃的过渡带，生活着大量的底栖生物，这些生物可以改变沉积环境的物理状态，从而改善自身的生活条件并影响其它生物的生活条件。通过大型无脊椎生物来监测水质的变化，能准确反映出环境中污染物的浓度。本研究在野外调查分析渭河干流、泾河、北洛河多态氮污染时空变化的基础上，选取渭河流域中能表征环境污染的三种不同指示性生物—寡毛纲颤蚓科的环节动物霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、昆虫纲摇蚊科的节肢动物摇蚊幼虫(Chironomid larvae)、双壳纲的软体动物河蚬(Corbicula fluminea)，构建室内微生态模拟实验，应用单因素方差分析(One-way ANOVA)和双因素方差分析(Two-way ANOVA)，比较不同生物对河流潜流带水—沉积物界面中氧化还原特征、含氮污染物及重金属的迁移释放的影响。主要结论如下：
(1)分析了霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)与河蚬(Corbicula fluminea)的生物扰动作用对水—沉积物界面氧化还原特征的影响机制。通过室内微生态实验，表明霍甫水丝蚓和河蚬对缺氧环境都有良好的适应能力。在缺氧环境下，水丝蚓的生物扰动会增强。水丝蚓及河蚬的生物扰动作用均会显著增加水—沉积物界面的物质交换：上覆水pH值时空变化较大，沉积物间隙水pH值变化较小，表明生物消耗的氧气主要来自于上覆水的补充，对氧气的消耗量顺序为：混合生物组＞河蚬组＞水丝蚓组。
(2)明确了渭河流域的主要大型无脊椎动物为节肢动物、环节动物、软体动物，其生物密度和地表水中氨氮和硝态氮含量存在时空异质性。通过渭河干流、泾河、北洛河不同水文时期(丰水期、平水期、枯水期)生物种类和含氮污染物的调查研究表明：生物密度范围为304.85ind/m2至1304.75ind/m2，从大到小依次为：平水期＞枯水期＞丰水期；氨氮和硝态氮平均浓度在渭河流域地表水中的分布基本遵循平水期＞枯水期＞丰水期。丰水期和平水期、丰水期与枯水期之间的氨氮平均浓度存在显著差异性(P＜0.01)，而平水期和枯水期之间的氨氮平均浓度则不存在显著差异性(P＞0.05)。同时，硝态氮平均浓度在丰水期、平水期与枯水期之间均存在极显著差异性(P＜0.001)。从空间分布来看，氨氮在渭河干流、泾河、北洛河三个断面的年浓度平均值分别为0.498mg/L、0.680mg/L、0.845mg/L。空间变异性：北洛河＞泾河＞渭河干流；硝态氮三个断面的年浓度平均值分别为13.817mg/L、7.724mg/L、10.097mg/L。空间变异性：北洛河＞渭河干流＞泾河。
(3)发现霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)与河蚬(Corbicula fluminea)单一生物组和两者混合生物组均能有效促进铵态氮从沉积物向上覆水的释放以及硝态氮从上覆水向沉积物的迁移。这主要是由于这两种生物的扰动作用对沉积物表层及结构的破坏会形成多孔结构，显著增加水—沉积物界面处的物质交换能力。间隙水铵态氮的含量与生物扰动类型和间隙水的深度都相关，间隙水硝态氮浓度与间隙水深度相关。
(4)探明霍普水丝蚓和摇蚊幼虫对潜流带重金属迁移释放的生物扰动作用模式。揭示了霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)和摇蚊幼虫(Chironomid larvae)对水—沉积物界面中重金属铬(Cr)的分布和通量的影响效应：水丝蚓通过密集的向上输送活动使上覆水中的铬离子浓度增加，而摇蚊幼虫则通过生物灌溉活动使孔隙水中铬离子浓度和跨界面的铬离子通量增加。
(1)分析了霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)与河蚬(Corbicula fluminea)的生物扰动作用对水—沉积物界面氧化还原特征的影响机制。通过室内微生态实验，表明霍甫水丝蚓和河蚬对缺氧环境都有良好的适应能力。在缺氧环境下，水丝蚓的生物扰动会增强。水丝蚓及河蚬的生物扰动作用均会显著增加水—沉积物界面的物质交换：上覆水pH值时空变化较大，沉积物间隙水pH值变化较小，表明生物消耗的氧气主要来自于上覆水的补充，对氧气的消耗量顺序为：混合生物组＞河蚬组＞水丝蚓组。
(2)明确了渭河流域的主要大型无脊椎动物为节肢动物、环节动物、软体动物，其生物密度和地表水中氨氮和硝态氮含量存在时空异质性。通过渭河干流、泾河、北洛河不同水文时期(丰水期、平水期、枯水期)生物种类和含氮污染物的调查研究表明：生物密度范围为304.85ind/m2至1304.75ind/m2，从大到小依次为：平水期＞枯水期＞丰水期；氨氮和硝态氮平均浓度在渭河流域地表水中的分布基本遵循平水期＞枯水期＞丰水期。丰水期和平水期、丰水期与枯水期之间的氨氮平均浓度存在显著差异性(P＜0.01)，而平水期和枯水期之间的氨氮平均浓度则不存在显著差异性(P＞0.05)。同时，硝态氮平均浓度在丰水期、平水期与枯水期之间均存在极显著差异性(P＜0.001)。从空间分布来看，氨氮在渭河干流、泾河、北洛河三个断面的年浓度平均值分别为0.498mg/L、0.680mg/L、0.845mg/L。空间变异性：北洛河＞泾河＞渭河干流；硝态氮三个断面的年浓度平均值分别为13.817mg/L、7.724mg/L、10.097mg/L。空间变异性：北洛河＞渭河干流＞泾河。
(3)发现霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)与河蚬(Corbicula fluminea)单一生物组和两者混合生物组均能有效促进铵态氮从沉积物向上覆水的释放以及硝态氮从上覆水向沉积物的迁移。这主要是由于这两种生物的扰动作用对沉积物表层及结构的破坏会形成多孔结构，显著增加水—沉积物界面处的物质交换能力。间隙水铵态氮的含量与生物扰动类型和间隙水的深度都相关，间隙水硝态氮浓度与间隙水深度相关。
(4)探明霍普水丝蚓和摇蚊幼虫对潜流带重金属迁移释放的生物扰动作用模式。揭示了霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)和摇蚊幼虫(Chironomid larvae)对水—沉积物界面中重金属铬(Cr)的分布和通量的影响效应：水丝蚓通过密集的向上输送活动使上覆水中的铬离子浓度增加，而摇蚊幼虫则通过生物灌溉活动使孔隙水中铬离子浓度和跨界面的铬离子通量增加。