环境因子对河流底栖无脊椎动物群落结构的影响

底栖无脊椎动物是河流生态系统的重要组成部分,在物质循环和能量流动中是不可或缺的重要环节。其群落结构特点与河流环境因子密切相关,能较好地反映河流生态系统健康状况。综述了物理因子(底质、温度、水深、水流、洪水干扰等)、化学因子(溶氧量、p H值、磷、氮等)、生物因子(水生植物、竞争和捕食)、人为干扰(电站建设、城镇化等)和综合因子对河流底栖无脊椎动物群落结构的影响,并根据国内外研究现状指出水流、海拔和洪水干扰等环境因子对河流底栖无脊椎动物群落结构影响的研究较少或不足,对这些环境因子的研究应是今后河流生态学领域需要着力推进重要内容。深入研究和完善环境因子与底栖无脊椎动物群落结构的关系可为保护底栖无脊椎动物群落、流域水生态系统管理和受损河流生态系统修复提供更为全面的科学依据。     

雅砻江（锦屏段）及其主要支流底栖藻类群落与环境因子的关系

分别于2004年5月和11月对雅砻江(锦屏段)及其主要支流22个采样点的底栖藻类进行研究.共采获底栖藻类150种,分属3门(硅藻、绿藻和蓝藻),37属.其中硅藻门占绝对优势(96.5%),线性曲壳藻(Achnanthes linearis)和Achnanthes deflexa为绝对优势种,其相对丰富度分别为35.3%和11.0%.细端菱形藻(Nitzschia dissipata)和小型异极藻(Gomphonema parvulum)是雅砻江(锦屏段)干流的优势种,而线性曲壳藻、扁圆卵形藻(Cocconeis placentula)和Achnanthes deflexa是其他支流的优势种.基于底栖藻类的物种组成和相对丰度,对两次的采样点进行去势对应分析(DCA),结果发现:两次采样雅砻江(锦屏段)干流样点与其他支流样点在DCA第一轴上得到了很好的分化,表明研究区域底栖藻类群落存在明显的空间差异,这主要是由干流的特殊生境所致.典范对应分析(CCA)结果显示不同季节影响底栖藻类群落结构的环境因子有所差异.总磷(TP)是5月份影响底栖藻类空间分布的最主要因素;11月份影响底栖藻类空间分布的最主要环境因子为氨氮(NH4-N)和海拔(Elevation).     

三门湾大型底栖动物时空分布及其与环境因子的关系

2006年11月、2007年1月、4月和8月在三门湾18个采样点对大型底栖动物进行调查,分析了其时空分布及其与环境因子的关系.结果表明:调查共采集到大型底栖动物124种,其中多毛类44种、软体动物34种、甲壳动物22种、棘皮动物11种、其他类动物13种;多毛类和软体动物种数占总种数的62.9％,二者构成了三门湾大型底栖动物的主要类群.双鳃内卷齿蚕、小头虫和不倒翁虫是春季三门湾大型底栖动物的优势种;不倒翁虫、双鳃内卷齿蚕和海稚虫为夏季的优势种;不倒翁虫、小头虫、双鳃内卷齿蚕和白沙箸为秋季的优势种;双鳃内卷齿蚕、不倒翁虫、小头虫和海稚虫为冬季的优势种.三门湾大型底栖动物年均生物量为17.36 g·m-2,年均栖息密度为72 ind·m-2.不同季节大型底栖动物的平均生物量和平均栖息密度存在显著性差异.大型底栖动物群落平均Shannon多样性指数在1.53 ～ 1.89,平均Margalef物种丰富度指数在2.25 ～2.96,平均均匀度指数在0.83 ～0.94,3个指数在不同季节间均存在显著性差异.经典范对应分析,影响三门湾大型底栖动物群落的主要环境因子包括海水的温度、盐度、溶解性无机氮以及表层沉积物中的有机质、总氮和总磷等,环境变量可以较好地解释主要类群的变化.     

黄河三角洲石油生产对东营湿地底栖动物群落结构和水质生物评价的影响

为了解石油开采对湿地生态系统的影响,2009年10月调查了黄河三角洲东营湿地34个样点的水体物理化学属性和大型底栖无脊椎动物群落结构。共获得3门6纲12目41科70属84个大型底栖无脊椎动物分类单元。Shannon-Wiener多样性指数(r=-0.446,P=0.02)和TN显著负相关,BI指数与理化指标无显著相关性;软体动物分类单元数与盐度(r=-0.422,P=0.028)显著负相关,与pH值(r=0.435,P=0.023)显著正相关;软体动物个体百分数同样与盐度(r=-0.395,P=0.041)呈显著负相关,与pH值(r=0.565,P=0.002)呈极显著正相关;寡毛类分类单元数与TN(r=0.524,P=0.005)极显著正相关。水体石油含量与生物指数无显著相关性。典范对应分析(CCA)显示,TN、pH、盐度是影响东营湿地底栖动物群落结构的主要环境变量,水体石油污染并不是主要的胁迫因子。寡毛类和软体动物是该地区对环境变化的主要指示生物类群。Shannon-Wiener多样性指数水质生物评价结果显示,溢洪河支流、广利河上游、挑河上游、东张水库属于清洁;轻污点位有9个,其余点位为中污或重污。     

太湖流域大型底栖动物群落结构及其与环境因子的关系

分别于2009年8月和2010年5月对太湖流域37个采样点的大型底栖动物进行调查采样.共采集到大型底栖动物69种,其中寡毛类15种,占21.7%;软体动物16种,占232%;甲壳动物5种,占7.2%;水生昆虫27种,占39.1%;多毛类6种,占8.7%.利用大型底栖动物的物种组成以及物种相对丰度,应用双向指示种(TWINSPAN)和无偏对应分析(DCA)将37个采样点分为4组.第1组的指示种为齿吻沙蚕和河蚬等多毛类及软体动物;第2组的指示种为太湖大螯蜚和方格短沟蜷等多毛类及软体动物;第3组的指示种为霍甫水丝蚓等环节动物;第4组的指示种为正颤蚓和摇蚊幼虫.典范对应分析(CCA)结果表明： 电导率和总氮是影响底栖动物分布的主要环境因子,铵氮、COD_Cr、透明度、叶绿素a、水深及硝态氮对底栖动物分布也有影响.     

渤海湾大型底栖动物调查及与环境因子的相关性

对渤海湾大型底栖动物和环境因子进行调查,利用多元分析技术对大型底栖动物与环境因子之间的关系进行研究。调查期间共发现大型底栖动物45种,平均密度为406个/m2。大型底栖动物数量空间变化明显,呈现从近岸到外海降低的变化特征。运用典范对应分析(CCA)探讨大型底栖动物与环境因子之间的关系,并采用向前引入法对环境因子进行逐步筛选,Monte Carlo置换检验结果显示,水深、无机氮和溶解氧是影响渤海湾大型底栖动物空间分布的关键环境因子。     

广东横石水河大型底栖动物群落与环境因子的关系

应用典范对应分析(CCA)对横石水河流域14个样点中的大型底栖动物与环境因子的关系进行了研究。结果表明,枯水期和丰水期的物种与环境因子的相关性均在90%以上,说明大型底栖动物在横石水河的分布很大程度上受到环境因子的影响。化学需氧量(COD)和pH值是影响枯水期大型底栖动物分布的两个主要因子,浊度和重金属Cu、Pb浓度对大型底栖动物分布也有一定程度的影响。在丰水期,重金属Cu、Pb浓度和pH值是影响大型底栖动物分布的关键因子。从种类水平看,耐污种类如蠓类、摇蚊和大蚊的丰富度与COD和重金属浓度的环境轴呈正相关,而敏感种类如腹足纲、毛翅目以及蜉蝣目昆虫与COD和重金属浓度的环境轴呈负相关。     

胶州湾大型底栖动物群落结构季节变化及其与环境因子的关系

根据2016—2017年4个航次的调查资料,分析了胶州湾海域大型底栖动物物种组成、栖息密度和生物量等群落结构特征,并研究了生物多样性指数的季节变化及其与环境因子的关系。结果表明:共采集大型底栖动物117种,环节动物(56种)、节肢动物(31种)、软体动物(14种)、棘皮动物(6种)和脊索动物(6种)为主要类群,其他类群共4种;冬季大型底栖动物种类数最多,为66种,春季(47种)与秋季(44种)种类数相当,夏季仅有30种;总栖息密度呈现冬季>春季>秋季>夏季的变化趋势,生物量则呈现春季>冬季>秋季>夏季的变化趋势;群落优势种以丝异须虫(Heteromastus filiformis)的贡献率较高,且为春、秋和冬季共同优势种; Spearman相关性分析表明,Shannon指数和Margalef丰富度指数均与温度和无机氮呈显著负相关(P<0.05),而Pielou均匀度指数与环境因子相关性均不显著(P>0.05);基于栖息密度进行典范对应分析(CCA)的结果显示,温度、有机质和中值粒径是影响大型底栖动物分布特征的主要因子,根据大型底栖动物对生...     

安宁河中游底栖动物群落结构及其与环境因子的关系

为了解安宁河底栖动物群落结构及其影响因素, 分别于丰水期(2015年7、8月)和枯水期(2016年1、2月)开展了安宁河中游干支流底栖动物的2次调查, 并于2015年7月至2016年6月进行安宁河支流的周年调查。共检出底栖动物5门115属122种, 其中水生昆虫居多(109种)。干流丰、枯水期底栖动物的密度和生物量都明显低于支流, 丰水期干支流底栖动物的密度和生物量都明显低于枯水期。安宁河支流全年优势种为四节蜉(Baetis sp.)、蚋(Simulium sp.)、高翔蜉(Epeorus sp.)、花翅蜉(Baetiella sp.)、扁襀(Peltoperlidae spp.)和小蜉(Ephemerella sp.)。安宁河支流底栖动物密度以12月最高, 7月最低; 生物量以1月最高, 7月最低。典范对应分析(CCA)分析结果显示, 影响丰水期安宁河底栖动物分布的关键环境因子为底质类型和海拔, 影响枯水期底栖动物分布的主要环境因子为流速、海拔和水温; 影响安宁河支流底栖动物群落结构周年变化的主要环境因子为水温与电导。研究为高海拔地区河流生物多样性研究和保护提供科学参考。     

不同尺度因子对滦河流域大型底栖无脊椎动物群落的影响

通过2011年滦河流域38个河段大型底栖无脊椎动物采集,探讨了河段尺度和流域尺度环境因子对大型底栖无脊椎动物分布的影响。其中,河段尺度因子包括水体/底质特征、河岸带特征和水质,流域尺度因子包括采样位置、流域土地利用结构和缓冲区土地利用结构。RDA(冗余分析)结果表明,河段尺度影响大型底栖无脊椎动物分布的关键因子为:细粒物质比例、河岸带植被盖度、河岸带人类干扰程度、河岸带农田比例、水面宽度和河道改造程度,总解释量为42%;流域尺度影响大型底栖无脊椎动物分布的关键因子为:纬度、海拔、流域内耕地面积百分比和流域面积,总解释量为32%。研究结果表明,河段尺度因子比流域尺度因子对于指示大型底栖无脊椎动物分布更为重要,在环境因子监测中应给以更多的重视。     

空间和环境因子对黄河口自然和淡水恢复湿地底栖动物群落的差异影响

生物多样性的形成和维持机制是生态学研究的核心问题,其中环境和空间因子在群落构建中的相对重要性是生态学家面临的重要挑战。为探究黄河口湿地底栖动物群落的关键影响因子,及环境和空间因子对底栖动物群落结构的相对调控作用。于2017年10月与2018年5月对黄河口湿地32个样点（淡水恢复湿地19个和自然湿地13个）的底栖动物和水体理化指标进行采集分析。非度量多维标度排序（NMDS）结果显示,黄河口淡水恢复湿地和自然湿地的底栖动物群落结构显著不同。典范对应分析（CCA）表明,影响淡水恢复湿地底栖动物群落结构的环境因子主要为电导率、盐度和氧化还原电位;而自然湿地底栖动物群落结构主要受pH和无机碳的影响;盐度是两类湿地底栖动物群落组成差异的关键因子。变差分解（VPA）结果显示,环境过滤对淡水恢复湿地底栖动物群落起主导作用;在自然湿地中,空间因子对底栖动物群落具有主要的调控作用,同时环境和空间因子的相互作用也至关重要。本研究明确了黄河口的自然和恢复湿地中环境和空间因素对底栖动物群落特征的相对作用,对黄河三角洲河口湿地中生物多样性的保护和生态系统管理提供参考。     

黄河三角洲芦苇湿地的恢复

近年来由于人类活动及自然灾害等多种因素的影响,黄河三角洲芦苇湿地生态系统的健康受到威胁,出现不同程度的退化。为进一步研究2002年开始实施的湿地恢复工程,选择未恢复区、恢复区比较其水、植被、土壤等生态特征,结合野外调查及实验分析数据,结果显示至2005年7月恢复区湿地水域面积比例增加,水质得到明显改善,植被群落呈正向演替,土壤达到中、轻度盐化土水平,水禽种类增加,生物多样性更加丰富。研究结果表明,以恢复湿地水文条件为核心措施的湿地恢复方案具有可行性。研究对于黄河三角洲其他类型湿地的恢复及改善其生态功能具有指导作用。     

氮添加对黄河三角洲滨海湿地芦苇养分再吸收效率的影响

大气氮沉降增加能改变土壤养分可利用性,影响滨海湿地植物的养分再吸收。目前研究多关注氮沉降量对养分再吸收过程的影响,且研究集中于叶片,鲜有研究区分不同形态氮素对植物不同器官养分再吸收过程的影响。通过两年的野外控制实验,研究硝态氮、铵态氮添加对黄河三角洲滨海湿地芦苇(Phragmites australis)叶、茎养分再吸收效率的影响。结果表明：两类氮添加均显著增加叶、茎的氮、磷含量(P<0.001),增幅达32.74%—43.22%(氮)、30.91%—36.51%(磷)。叶片氮的再吸收效率为54.14%—67.66%,茎氮的再吸收效率为50.60%—62.85%。叶片磷的再吸收效率为56.80%—70.38%,茎磷的再吸收效率为77.43%—84.95%。两类氮添加均显著降低氮、磷的再吸收效率(P<0.001),但两类氮添加处理下的养分再吸收效率无差异。叶、茎氮的再吸收效率无差异,但茎磷的再吸收效率明显高于叶(P<0.01)。总之,氮添加降低芦苇对氮、磷的再吸收效率,且茎对养分的再吸收也具有不可忽略的贡献。     

Influences of chronic contamination of oil field exploitation on soil nematode communities at the Yellow River Delta of China

Oil production related activities have led to many environmental problems. Around 80% of the total output of crude oil is generated from terrestrial oilfields in the world. However, the impact of oil exploitation procedures on soil animal communities has not been fully understood. This study investigated the responses of soil nematode communities to the oil exploitation activities in the Yellow River Delta of China. By setting 10 oilfield sites and 5 relatively uncontaminated sites (controls), we found that the content of soil total petroleum hydrocarbons (TPH) was significantly higher at oilfield sites than at controls. With a longer oil exploitation history, the content of soil TPH increased. Soil nematode community structure at oilfield sites was largely different from that at controls. Soil nematodes were significantly less abundant but more diverse at oilfield sites than at controls. The proportions of fungal feeders were significantly lower at oilfield sites than at controls, attaining only half of those at controls. The nematode trophic diversity and genus number negatively correlated with the duration of petroleum exploitation history. This study elucidated the difference in soil nematode communities caused by oilfield exploitation and indicated that the nematode diversity was most obviously influenced by the soil TPH content and the oil exploitation history.     

Influences of chronic contamination of oil field exploitation on soil nematode communities at the Yellow River Delta of China

Oil production related activities have led to many environmental problems. Around 80% of the total output of crude oil is generated from terrestrial oilfields in the world. However, the impact of oil exploitation procedures on soil animal communities has not been fully understood. This study investigated the responses of soil nematode communities to the oil exploitation activities in the Yellow River Delta of China. By setting 10 oilfield sites and 5 relatively uncontaminated sites (controls), we found that the content of soil total petroleum hydrocarbons (TPH) was significantly higher at oilfield sites than at controls. With a longer oil exploitation history, the content of soil TPH increased. Soil nematode community structure at oilfield sites was largely different from that at controls. Soil nematodes were significantly less abundant but more diverse at oilfield sites than at controls. The proportions of fungal feeders were significantly lower at oilfield sites than at controls, attaining only half of those at controls. The nematode trophic diversity and genus number negatively correlated with the duration of petroleum exploitation history. This study elucidated the difference in soil nematode communities caused by oilfield exploitation and indicated that the nematode diversity was most obviously influenced by the soil TPH content and the oil exploitation history.     

Response of reed community to the environment gradient water depth in the Yellow River Delta, China

We investigated and monitored a reed community in the fields.Data on the bio-ecologieal characteristics and β-diversity of reed communities in different environmental gradients (mainly based on water depth) of the Yellow River Delta were collected through multianalysis,extremum analysis and β-diversity index analysis.In accordance with the square sum of deviations (Ward)cluster analysis,10 sampling plots were divided into six types with the dominant plants in different plots varying according to the change in environmental gradients.The dominant plants in these plots varied from aquatic plants to xerophytes and salt tolerant plants as water depth decreased.The average height and diameter of the reeds at breast level were significantly correlated with the average water depth.The fitness curves of average density and coverage with average water depth were nonlinear.When the average water depth was 0.3 m,the average density and coverage of reeds reached the apex value,while the height and diameter of the reeds at breast level increased with the water depth.There were obvious changes to the environmental gradient in the Yellow River Delta.The transitional communities were also found to exist in the Yellow River Delta by β-diversity analysis.Vicarious species appeared with the change in water depth.The occurrence of substitute species is determined by the function of common species between adjacent belts.The different functions of common species led to differences in community structure and function and differences in dominant plants.The result reflects the variations of species present in different habitats and directly reflects environmental heterogeneity.The values of//-diversity indices of adjacent plots were higher than those of nonadjacent plots.There are transition zones between the xerophytes and aquatic plants in the Yellow River Delta.In an aquatic environment,the similarity of reed community is higher than that of xeromorphic plants.The β-diversity index can reflect plant succession trends caused by the change in environmental gradients in the Yellow River Delta.The β-diversity index reveals plant responses to changes in environmental gradient and is helpful in observing changes in patterns of species diversity in relation to environmental gradient change and evolving trends in the future,which in turn plays a prominent role when environmental water requirements of wetland are discussed.     

黄河三角洲湿地水生植物组成及生态位

通过大范围的野外调查和室内测定,运用Levins及Pianka公式,对近代黄河三角洲湿地水生植物的构成及主要物种的生态位进行了研究.结果表明:调查样方内共有水生植物34 种,隶属于16科26属;各调查区域间物种组成和群落类型具有一定的差异性.区域形成的年份越久,其物种数和群落类型就越丰富;挺水植物中以芦苇的生态位宽度最大,为0.905,藨草的最低,为0.127; 沉水植物中轮藻、穗花狐尾藻、川蔓藻及小茨藻的生态位宽度较大,分别为0.783、0.673、0.669和0.640,金鱼藻的最低,仅为0.100.龙须眼子菜、大茨藻和苦草间,马来眼子菜和菹草间生态位重叠值较大,说明这几种植物具有相似的环境适应能力.物种的生态位宽度与该物种的分布范围及耐盐区间的大小存在显著的相关性,由此可以断定土壤和水体盐度是导致黄河三角洲湿地水生植物生态位分化的关键因子.     

短期模拟增温对黄河三角洲滨海湿地芦苇光响应特征的影响

黄河三角洲滨海湿地地下水位浅,淡咸水交互作用明显,其土壤水盐状况成为影响该地区生态系统关键过程的主要因子。另外,随着气候变暖,黄河三角洲在过去50年(1961—2010年)进入显著升温阶段,温度升高直接或间接影响着植物的光合作用和光响应特征,从而影响黄河三角洲滨海湿地的演变。采用红外辐射加热器模拟增温,分析了增温对黄河三角洲滨海湿地生长季(2015年5月初—2015年10月底)芦苇光响应特征的影响。根据土壤含水量波动情况生长季可分为3个时期,即干旱期、淹水期和湿润期。结果表明,干旱期,10 cm土壤温度升高3.3℃,土壤水分含量升高了9.4%,土壤盐分含量升高了16.7%;盐分增加使芦苇叶片在强光下发生光抑制,并且显著降低最大光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)。淹水期,增温对10 cm土壤温度、湿度和盐分均无显著影响,过饱和的水分状况限制叶片光合速率,使得Pnmax达到最低。湿润期,10 cm土壤温度显著升高3.0℃,土壤含水量升高了2.9%,土壤盐分无显著差异;这一阶段,温度升高促进中强光下芦苇叶片的光合速率;同时叶片Pnmax、Rd和LSP分别增加27.7%、14.9%和23.3%。从整个生长季来看,增温使土壤温度显著升高2.9℃,土壤盐分含量升高7.0%,而对光合参数无显著影响。由此可见,在滨海湿地生态系统中,增温对光合作用的影响受土壤水盐状况的控制。     

黄河三角洲刺槐白蜡混交对土壤细菌群落结构及多样性的影响

为探讨黄河三角洲刺槐白蜡混交对土壤细菌群落结构及多样性的影响,通过高通量测序技术分析比较了刺槐白蜡混交林及刺槐纯林、白蜡纯林土壤细菌群落结构及多样性。结果表明:(1)混交林与两种纯林土壤细菌群落共36门。酸杆菌门、变形菌门、放线菌门(相对丰度大于10%)为刺槐白蜡混交林与两种纯林土壤中共有的优势菌群;硝化螺旋菌门为刺槐纯林土壤中的优势菌群。不同人工林土壤中各门细菌相对丰度差异显著。(2)混交改变了土壤细菌群落结构,提高了细菌多样性。刺槐白蜡混交林土壤细菌物种数、Chao1指数、Shannon指数分别为1934.5、2629.1、9.1,显著高于两种纯林。(3)相关性分析表明,土壤含水量与放线菌门细菌呈显著正相关;pH与芽单胞菌门细菌呈极显著正相关,与酸杆菌门细菌呈显著负相关。细菌多样性与土壤含水量呈显著正相关,与速效钾、有机质含量呈显著负相关。研究表明,刺槐白蜡混交林土壤细菌群落结构与两种纯林之间有一定差异,多样性差异显著,刺槐白蜡混交改变细菌群落结构,提高细菌多样性。