浅述太子河流域大型底栖动物功能摄食类群与环境要素的关系论文
由于全球工业化、城市化发展迅猛，目前，世界各国的河流都遭受了不同程度的干扰和损害，出现了形态结构破坏、水质恶化及生境退化等一系列生态功能衰退问题，全球河流健康状况的退化已经成为21世纪人类生存和发展面临的重大危机，并引起了国际社会的广泛关注和重视。
大型底栖动物是河流中分布最广泛的类群之一，是水生生态系统食物链中有机物、营养源(如树叶碎屑、藻类等)和更高营养级生物之问的主要连接体，他们对外界胁迫的响应比较敏感，其在河流、湖泊、水库等水体中的群落结构、物种丰富度、不同功能摄食类群的结构特征以及耐污类群和敏感类群的比例等都可以从不同的侧面反映水质的好坏，从而可以有效地指示水生生态系统的健康。
功能摄食类群对研究生物群落结构和功能组成有着重要的作用。功能摄食类群的概念最初由Cummins在20世纪70年代提出，根据其理论的划分，将大型底栖动物类群划分为以下5个主要的功能摄食类群:(1)刮食者(sc)，其主要食物来源是各种固着生活的生物类群，如着生藻类等;(2)撕食者(sh)，其主要食物来源是各种凋落物和粗有机颗粒物CPOM，有机物粒径>1 mm); (3)直接收集者(gc)，其主要食物来源是收集河底的各种细有机颗粒物((FPOM，指>0.45 um且<1 mm的有机物粒径);（4)过滤收集者(fc)，其主要食物来源是水流中的各种细有机颗粒物;（5)捕食者(px)，其主要食物来源是捕食其它水生动物。
功能摄食类群的组成差异随河流本身地理尺度的差异，营养物质输入的差异等各种因素的改变而表现出白身的特征.本文以太了河流域为研究对象，通过对人为干扰活动敏感的功能摄食类群的分析，采用逐步回归方程筛选对功能摄食类群影响显著的水质因了，并通过Mann-Whitney U检验对不同分组之问大型底栖动物群落物种特征参数及环境要素进行对比分析，筛选出对大型底栖动物群落和分布影响较大的水质因了和土地格局，为河流健康参照条件的确定提供重要理论基础。
1.材料与方法
1.1研究区域概况及样点设置
太了河流域是大辽河水系两条主要支流之一，位于我国辽宁省东南部(122°19'E~124°48'E,40°36'N~41 °37'N).河流全长413km，流域面积1.39x10.太了河流域位于暖温带湿润一半湿润气候区，年内温差较大，最高气温2224℃左右，最低气温为-9~17 ℃，年蒸发量为734·1018mm,年降水量约655~954mm.太了河流域属大陆性季风气候，白然植被多为落叶阔叶林.太了河流域上游地区为植被保护较好的低山丘陵，平均覆盖率达到50%以上;中下游为土地开发程度高的平原区，植被覆盖率较低。
为识别影响太了河流域大型底栖动物的河流环境要素、栖境要素和底栖动物适宜度，通过实地考察，在太了河干流以及流域内12条支流(太了河北支、太了河南支、小汤河西支、清河、三道河、细河、兰河、北沙河、南沙河、柳河、五道河、海城河)共设置了70个样点。
功能摄食类群研究选择2009年8月份太了河流域野外调查数据。
1.2采样方法
在本研究中，主要采用索伯网和D型手网作为大型底栖动物的采样工具.索伯网用于定量采集，网径为60目，采样面积为0.09m2.每个点用索伯网随机进行3次采样.D一型网在本研究中用于定性采集，网径为60目网，样框本身取半圆形，半圆框半径约为0.25m底边约为0.3m。
在太了河全流域70个样点采集生物样本，在各样点的样品采集工作完成后，加70%的酒精将样品保存并放入封口瓶中密封，然后放入整理箱中.在实验室将样本鉴定分类，分为5个不同的功能摄食类群.在实验室内对每一瓶底栖动物样品进行精挑选，去除枯枝败叶和细沙，仅保留大型底栖动物的幼虫，并将样品置于80%的酒精中保存.精挑选工作结束后，参照相关著作进行大型底栖动物的鉴定工作，在鉴定的同时计录每一种大型底栖动物的个体数。
在本研究中，大多数大型底栖动物的物种鉴定到种或属;部分双翅目物种鉴定到科;太了河流域和太了河南、北支的摇蚊鉴定到亚科，参照点的摇蚊鉴定到属;除一些特殊的，较易辨认的寡毛类被鉴定出来(如颤妇和霍夫水丝妇等)，大多数寡毛类仅鉴定到纲。
1.3生境栖息地特征调查
根据郑丙辉等提出的河流栖息地评价指标，从栖息地的复杂性、底质组成情况、速度一深度结合特性、河水水量的状况、堤岸的稳定性、河道变化情况、水质状况、植被多样性、人类活动强度和河岸土地利用类型10个方面对生境栖息地特征进行现场调查，通过目测进行评分.每个指标满分为20分，4个级别的分值范围分别为20~16(好)、15~11(较好)、10~6(一般)、5~1(差). 1.5太了河流域土地利用类型获取。
为精确反映太了河流域河道附近土地利用特征，采用遥感影像为2.5m分辨率的全色和1 Om分辨率的多光谱，在解译2009年8月SPOTS遥感影像获取土地利用图的基础上进行了儿何精校正，在ERDAS软件下将全色和多光谱影像融合，得到了2.5m分辨率的融合影像.利用融合影像目视解译获得研究区的土地利用覆盖图，对不能确定的植被类型进行野外调查确认.遥感数据分析提取到的7类主要土地利用类型为森林、农田、裸地、草地、河滩、坑塘和居民地。
1.4数据分析
根据生境数据中人为干扰情况的程度按照人为干扰情况从轻到重，划分为excellent, good,normal, bad 4个等级划分标准和分值对5个功能摄食类群进行非参数分析。根据每一种摄食类群的相对丰度，计算其在不同人为干扰条件下的均值和标准差，以箱线图的形式展示出来。
(1)采用逐步回归方程筛选对功能摄食类群影响显著的水质因了.在结果中，R为回归系数，Rz越高，表示回归方程的预测结果越可信.P值表示极端结果出现概率，P值越小，表明回归方程越可信.其中P值<0.05时，表示显著相关，P值<0.01时，表示极显著相关。
(2)通过Mann-Whitney U检验对不同分组之问大型底栖动物群落物种特征参数及环境要素进行对比分析.Mann-Whitney U检验是最常用的一种非参数检验方法.应用指示种分析提取各组中对群落结构具有指示作用的物种，指示种的计算值为100，当一个物种只在某一组内出现同时在该组所有样点中均有分布时，其指示种值达到最大.指示种的显著性检验利用蒙特卡罗随机化过程进行。
2结果和分析
2.1太沂河流域大型底栖动物功能摄食类群基本信息
根据70个样点的底栖动物5种功能摄食类群的物种调查结果，太了河流域大型底栖动物优势种多为耐污性较强的种群，主要有寡毛类(Oligochaeta spp.)、直突摇蚊亚科(Orthocladinaespp.)、摇蚊亚科(Chironominae spp.)，相对丰度分别为61.67%, 9.64%和5.31%.这些耐污物种在功能摄食类群的划分上均属于直接收集者(gc).寡毛类、直突摇蚊亚科、摇蚊亚科和四节蚌在太了河流域分布广泛且数量众多.寡毛类是耐污物种，直突摇蚊亚科、摇蚊亚科和四节蚌属于中度耐污物种，表明太了河流域受到了不同程度的人为干扰.值得注意的是下游部分点位寡毛类个体数量众多，多达上万只，反映出太了河下游区域受人为干状尤为严重。
2.2太了河流域大型底栖动物功能摄食类群空立问分布特征与人为干扰的关系:随着上游到下游人为活动干扰!的增强，底栖动物物种数显著下降，表现为1组>2 组>3组>4组，敏感类群物种数的降低趋势也与1之相同。EPT物种数、债翅目物种数、蚌蜕目物:种数、毛翅目物种数、端足目和软体动物物种数 也表现为相似的变化趋势，即从上游到下游显著降低，下游区3组和4组问无显著差异，且耐污类、群相对丰度与之呈相反的变化趋势。敏感类群镇 翅目只在上游区分布较广，其上游区物种数均显二著高于其它3组.物种个体数变化特点为:3组最)高,4组最少.出现此情况是因为3组寡毛类数量 众多，而2组则是由于摇蚊科个体数过多所致。
综上可知，太了河流域上游区物种丰富，敏感类群尤其是镇翅目物种分布广泛.从上游到下游，随着人为活动强度逐渐增大，底栖动物物种数减少，敏感物种消失，耐污类群相对丰度显著增加，成为最优势物种.由此可见，人为活动已经对太了河流域造成了一定的影响，且下游区域影响较为严重。
2.5大型底栖动物功能摄食类群分布与土地利用因素的关系
太了河流域70个样点土地利用类型统计结果。土地利用格局因了(各种土地利用类型在总面积中所占比例)和5种功能摄食类群的逐步回归分析结果。在进行逐步回归分析之前，首先进行各种土地利用类型的相关性分析，发现农田和森林呈显著负相关，为去除干扰，保留农田而去除森林，而裸地占得比例较小，故采用农田、河滩、居民地、坑塘、草地5种土地利用类型进行分析。
由土地利用格局因了(各种土地利用类型在总面积中所占比例)和5种功能摄食类群进行的逐步回归分析可以看出，对gc影响显著的是农田、河滩;对pr, sc和sh影响显著的是农田.其中农田的白分比对gc, sc和sh均有预测作用，但是与gc呈现正相关的趋势，而与其他七种功能摄食类群呈现负相关.这与gc中耐污种较多，适应森林较少而开发程度较高且农田较多的环境有关系。
3结论
3.1在太沂河流域米集的底栖动物中,gc所占比重最大，占所有样点总个体数的85.5%,gc对人为干扰的耐受性较强，物种调查显示寡毛类、摇蚊是其优势种.fc, sh, sc, pr所占比例分别为6.0% , 3.0% , 5.5 % , 0.其中pr, sc, sh对环境的恶化较为敏感. 3.2太了河流域四组样点物理生境要素、基本水化要素、有机物、营养盐、栖息地要素、土地利用类型差异较大.上中游区域环境要素良好，属于受人为活动影响强度较低的区域，下游区域环境要素较差，物种调查结果与此一致。
3.3五种功能摄食类群相对丰度与水质因了的回归分析表明，对gc影响比较大的有海拔、水温、电导率、总氮、硝态氮、亚硝态氮.其中gc对海拔和水温最敏感，回归方程的相关系数达到了0.421.对pr, sc, sh影响较大的有海拔、水温、电导率、pH、总氮、亚硝态氮.
3.4大型底栖动物功能摄食类群分布与土地利用格局的回归分析表明，农田、河滩对gc影响显著;农田对pr, sc和sh影响显著.其中农田的白-分比对gc, sc和sh均有预测作用，其与gc呈现正相关趋势，而与其他儿种功能摄食类群呈现负相关.这与gc中耐污种较多，适应开发程度较高且农田较多的环境有关系.
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