新疆巩乃斯河枯、丰水期大型底栖动物群落结构与环境因子的关系

王燕妮, 田伊林, 刘雨薇, 崔东, 尚天翠, 姚付龙, 张振兴, 杨海军,3,*

新疆巩乃斯河枯、丰水期大型底栖动物群落结构与环境因子的关系

王燕妮1,2, 田伊林1,2, 刘雨薇1,2, 崔东2, 尚天翠2, 姚付龙2, 张振兴1, 杨海军1,2,3,*

1. 东北师范大学植被生态科学教育部重点实验室, 长春 130024 2. 伊犁师范大学生物与地理科学学院, 伊宁 835000 3. 云南大学生态与环境学院, 昆明 650091

为探究新疆巩乃斯河的生态状况, 团队先后在2018年10月(枯水期)和2019年6月(丰水期)对大型底栖动物群落和环境因子进行了调查, 分析大型底栖动物群落结构、功能摄食类群、生活类型组成及其与环境因子的关系。研究河段共采集到大型底栖动物40种, 隶属3门4纲8目27科, 主要以节肢动物门为主, 其中直突摇蚊亚科(spp.)、长跗摇蚊族(sp.)、四节蜉属(sp.)、亚美蜉属(sp.)和sp.是优势类群。经过分析发现枯、丰水期巩乃斯河大型底栖动物群落结构差异显著, T检验结果显示: 枯水期大型底栖动物群落的生物密度和物种丰富度显著低于丰水期(<0.05), 两个时期大型底栖动物的生物多样性指数和均匀度无显著性差异(>0.05)。巩乃斯河大型底栖动物功能摄食类群完整, 枯、丰水期均以收集者为主; 在生活类型方面, 枯水期时固着型动物最相对丰度最大为43.20%, 丰水期时蔓生型动物相对丰度最大为57.53%。经过对大型底栖动物和环境因子之间进行典范对应分析发现, 水温是影响巩乃斯河大型底栖动物群落变化的关键环境因子。研究成果可为巩乃斯河后续相关研究以及伊犁河水系生态保护提供基础数据支持及参考。

巩乃斯河; 大型底栖动物; 枯水期; 丰水期; 环境因子

大型底栖动物是河流生态系统中一个重要生物类群, 由于其生活史的大部分甚至全部时间都在水体底部度过, 所以极易受到水体理化性质变化的影响[1]。大型底栖动物处于河流生态系统食物链的中间环节, 联通了生产者与次级消费者, 因此它们的生命活动直接影响着生态系统结构, 同时对河流生态系统中的物质运输、能量流动和信息传递方面都起着关键性的作用[1-3]。大型底栖动物种类丰富、生命周期较长、生活习性稳定, 还具有分布广泛、活动范围有限、只能被动耐受环境的变化等特点。而且不同种类大型底栖动物对生境变化的敏感性差异大[2], 所以它们被广泛地作为指示生物来评价水质和水生态系统健康状况[4-8]。因此, 调查研究大型底栖动物群落结构及其与环境因子的关系对于了解河流生态状况具有十分重要的意义[9,10]。

水文条件的变化强烈影响大型底栖动物群落的结构[11,12], 在受水文条件变化影响显著的河流生态系统调查中, 单次调查或者相同时期的调查结果存在较大不确定性, 而在不同的时期进行重复采样调查, 其结果更具准确性和可重复性[13]。因此研究不同水情期[14]或不同季节[15,16]的水文条件下大型底栖动物群落结构的动态变化能够反映出河流的现实状态。巩乃斯河位于新疆, 是伊犁河三大支流之一, 是一条逆流河。虽然王军[17]于2012—2014年期间设置两个样点对巩乃斯河不同水情期的大型底栖动物群落进行了简单的调查, 但是缺乏整体性; 此外, 于帅等[18,19]于2014和2015年7月仅仅对巩乃斯河大型底栖动物群落结构进行了初步调查。目前有关于巩乃斯河流域枯水期和丰水期大型底栖动物群落与环境因子关系的系统调查研究鲜有报道。

因此, 本研究于2018年10月(枯水期)和2019年6月(丰水期)对巩乃斯河流域的大型底栖动物和环境因子开展了野外调查研究, 对枯、丰水期的大型底栖动物物种组成进行了统计, 并且从功能摄食类群和生活类型的角度进行分类统计。此外, 还分析了大型底栖动物群落与环境因子之间的关系, 旨在反映巩乃斯河流生态系统的状态, 为进一步开展巩乃斯河流域水生态学调查研究提供一定的参考, 研究结果对进行天然河流管理、保护和合理开发有一定的指导和借鉴意义。

1.1 研究区域概况与采样点设置

巩乃斯河起源于新疆天山中段的阿吾拉勒山和依连哈比尔尕山的交界处, 积雪融水是其重要水源, 与喀什河、特克斯河共同汇入伊犁河, 最后流入哈萨克斯坦的巴尔喀什湖[20]。巩乃斯河的河源区为海拔3500 m以上的高山区, 自西向东流动, 全长258 km, 集水面积3532 km2, 多年平均流量 50.4 m3·s-1, 多年平均径流量1.589 × 109 m3, 属季节性融雪型河流[20,21]。本研究沿水流方向共选择3个采样河段(N1—N3), 为减少人为选择导致的实验误差, 在每个采样河段设置三个采样点, 在河段N1的三个样点为S1、S2、S3, 在河段N2的三个样点为S4、S5、S6, 在河段N3的三个样点为S7、S8、S9, 采样点分布见图1。

1.2 样品采集与数据测定

参考巩乃斯河径流量的季节变化[21],团队于2018年10月(枯水期)和2019年6月(丰水期)在巩乃斯河的9个采样点进行大型底栖动物采集和水体理化指标测量。

采样工具为40目网径、采样面积0.09 m2的索伯网(Surber sampler), 分别在每个样点根据不同生境进行3次重复采样。采样过程为: 首先将索伯网放置于河床上固定, 然后用采样铲将采样框内的底质铲起, 使大型底栖动物顺着水流方向进入网内, 再清洗索伯网内的物质, 最后用网筛过滤后分别装入封口袋中并标号。在实验室内将大型底栖动物在白瓷盘内挑拣出, 放入50 mL的标本瓶中, 加入75%的酒精固定, 然后在显微镜和解剖镜下分类鉴定、计数。

图1 巩乃斯河大型底栖动物采样点分布图

Figure 1 Macrobenthic sampling sites in the Gongnaisi River

在采样点测量的水体理化指标分别是: HANNA HI8424便携式防水型测定仪用于现场测定水体pH和水温(WT); LS300-A便携式流速仪用于测量流速(CV), 测量位置位于每个采样点0.6倍水深处; HANNA HI9147便携式防水型测定仪用于测定溶氧(DO); HANNA HI99301便携式防水型测定仪用于测定电导率(CON)和总固体溶解度(TDS)。

1.3 功能摄食类群和生活类型的划分

大型底栖动物的鉴定主要依照Morse和Merritt等[22,23], 样品尽可能鉴定至最低分类单元。功能摄食类群参照Barbour[24]等的方法对巩乃斯河大型底栖动物进行功能摄食类群划分, 主要分为5个类群, 分别为捕食者(Predators, PR)、收集者(Gather collectors, GC)、刮食者(Scrapers, SC)、滤食者(Filter-collectors, FC)和撕食者(Shredders, SH)。根据段学花[2]的方法将大型底栖动物的生活类型分为以下5类: 固着型动物(clingers, cn)、蔓生型动物(sprawlers, sp)、攀爬型动物(climbers, cb)、穴居型动物(burrowers, bu)和游泳型动物(swimmers, sw)。

1.2.3 饮食护理:护士应针对每位病人对食物的喜好不同,为病人提供色、香、味俱全的菜谱,增加病人对鱼类、虾类及肉类等食物的摄入,减少病人对生、冷及辛辣类等食物的摄入,增强机体抵抗力,加快病人康复。

1.4 数据处理

对于鉴定得到的大型底栖动物数据, 按照分类依据对功能摄食类群和生活类型进行分类统计, 通过Shannon-Wiener多样性指数(H")、Pielou均匀度指数(J)和优势度指数(Y)来描述大型底栖动物群落。计算公式如下:

(1)香农威纳指数[25]

=–Σ PlnP

(2)Pielou 均匀度指数[26]

(3)优势度指数[27]

Y = P×f

式中:P = n /N,P为第个物种个体数量占样本个体总数量的比值,n为第个物种的个体数量,为样本中所有物种的总数;为样品中大型底栖动物种类总种数;f为第个物种出现的样点数与总样点数之比, 当＞0.02 时, 该种确定为优势种[28,29]。

实验采用SPSS 22.0软件对枯、丰水期大型底栖动物的生物密度、相对丰度、生物多样性指数和均匀度指数等进行检验(显著性取0.05), 并对大型底栖动物和环境因子进行Pearson相关性分析, 用One-way ANOVA对枯、丰水期三个河段的大型底栖动物数据和环境因子分别进行差异显著性检验, 结果作图应用Graphpad-Prism 6软件。枯、丰水期各样点群落结构的Bray-Curtis相似性聚类分析和多维尺度分析(MDS)采用PRIMER5进行。Canoco 5.0软件用于分析大型底栖动物与环境因子之间的关系,对物种数据进行去趋势分析(DCA),如果4个轴中的最大梯度长度大于4,采用单峰模型典范对应分析(CCA); 如果小于3, 采用线性模型冗余分析(RDA);介于3和4之间两者方法均可。环境因子的筛选采用向前引入法(Forward selection), Montecarlo检验499次确定各环境因子对物种数据解释的方差值的显著性。

2.1 环境因子

巩乃斯河不同时期(枯水期和丰水期)的环境因子存在显著的差异, 实验对比了流速、溶解氧等6种参数(表1)。检验结果显示流速和水温在枯水期显著低于丰水期; 溶解氧、电导率、总固体溶解度和pH表现为枯水期显著高于丰水期。单因素方差分析结果显示枯水期三个河段的pH、水温、电导率和总固体溶解度差异显著, 而在丰水期三个河段的溶解氧和水温差异显著(<0.05), 其他环境因子之间差异不显著。

2.2 巩乃斯河大型底栖动物群落特征

2.2.1 物种组成及优势种

箱线图分析可以看出, 研究河段范围内枯水期大型底栖动物的密度和物种丰富度都显著低于丰水期。枯水期大型底栖动物的平均密度为1281±548 ind·m-2, 丰水期大型底栖动物的平均密度为2300±585 ind·m-2; 枯水期每个样点平均有19种大型底栖动物, 丰水期每个样点平均有24种大型底栖动物。直突摇蚊亚科(spp.)、长跗摇蚊族(sp.)、四节蜉属(sp.)、亚美蜉属(sp.)和sp.为巩乃斯河研究河段的优势类群。

2.2.2 生物多样性指数

环境因子的变化对大型底栖动物群落结构的影响会反映在均匀度指数和多样性指数的变化上, Shannon-Wiener多样性指数表现为丰水期高于枯水期, 而Pielou均匀度指数表现为枯水期略大于丰水期。检验发现巩乃斯河研究流域范围内生物多样性和均匀度指数值的波动幅度较小, 整体表现为枯水期和丰水期差异不显著(>0.05)。单因素方差分析结果显示N1、N2和N3河段的物种丰富度、多样性指数和均匀度指数无显著差异(>0.05)。

2.2.3 聚类分析和MDS分析

枯、丰水期的Bray-Curtis相似性聚类分析和多维尺度分析(MDS)见图3和图4, 结果表明根据各样点大型底栖动物的组成将枯水期的采样点分为3个聚类组, S1和S4为一组; S2和S3为一组; S6、S5、S9、S7和S8为一组。丰水期的采样点也分为3个聚类组, S7、S8、S9为一组; S3、S4、S5为一组; S2、S1、S6为一组。枯、丰水期N3河段的三个样点S7、S8和S9的相似性最高。

表1 巩乃斯河枯、丰水体理化性质

表2 巩乃斯河枯、丰水期大型底栖动物物种组成

注: “*”表示优势种。

图2 枯、丰水期大型底栖动物的密度、物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数

Figure 2 Density, species richness、Shannon-Wiener diversity index and Pielou evenness index of macrobenthos in the dry and wet seasons

图3 枯水期大型底栖动物群落聚类图和MDS排序分析

Figure 3 The hierarchical cluster dendrogram and MSD distribution of macrobenthos community in dry season

图4 丰水期大型底栖动物群落聚类图和MDS排序分析

Figure 4 The hierarchical cluster dendrogram and MSD distribution of macrobenthos community in wet season

2.3 功能摄食类群分析

对巩乃斯河研究区域的大型底栖动物按照摄食对象和摄食方式进行功能摄食类群分类统计, 共采集到收集者18种、捕食者14种、撕食者6种、刮食者5种、滤食者4种。从数量组成上比较两个时期的功能摄食类群(图3), 结果显示收集者相对丰度在枯、丰水期都是最大, 占比分别为40.21%和73.01%, 撕食者相对丰度在枯、丰水期都是最, 小占比分别为5.59%和3.76%。T检验结果显示两者的相对丰度在枯、丰水期差异显著。对功能摄食类群和环境因子的相关性分析发现, 枯水期刮食者与流速呈负相关。

2.4 生活类型分析

分析巩乃斯河枯、丰水期大型底栖动物生活类型相对丰度(图5)发现枯水期大型底栖动物中固着型动物相对丰度最大, 为43.20%; 其次为穴居型动物, 相对丰度为23.92%; 蔓生型动物和游泳型动物的相对丰度分别为20.54%和10.22%; 相对丰度最小的是攀爬型动物, 为2.12%。在丰水期大型底栖动物中蔓生型动物相对丰度最大为57.53%; 固着型动物和游泳型动物的相对丰度分别为17.15%和15.43%; 相对丰度最小的是攀爬型动物, 为1.67%。T检验结果显示在枯、丰水期的蔓生型动物和穴居型动物的相对丰度有显著性差异(<0.05), 而固着型动物、游泳型动物和攀爬型动物的相对丰度在两个时期没有显著差异。生活类型和环境因子的相关性分析结果显示丰水期的蔓生型动物与pH为负相关, 而穴居型动物与溶解氧为正相关。

2.5 大型底栖动物与枯、丰水期环境因子的关系

为了解环境因子变化对大型底栖动物的影响, 将物种丰度和环境因子数据进行了排序。然后, 对枯水期和丰水期物种数据进行除趋势对应分析(DCA), 排序轴最大梯度长度分别为3.7和3.0, 因此本次分析选择典范对应分析(CCA)。此外, 我们将不同水期的重要值、物种与环境因子相关性、物种变量以及物种与环境因子的累积百分数记录于表3中。从表中可以发现, 枯水期排序轴中轴1的特征值最高, 为0.3908; 轴2的特征值次之, 为 0.2043; 前4个轴可共解释物种与环境关系的87.35%。丰水期水期排序轴中轴1的特征值最高, 为0.1985; 轴2的特征值次之, 为0.1451; 前4个轴可共解释物种与环境关系的83.45%。

巩乃斯河流枯、丰水期大型底栖动物与环境因子的典范对应分析(CCA)结果显示: 巩乃斯河枯水、丰水两个时期大型底栖动物群落结构与环境因子对应关系有所不同。pH、水温和溶解氧是影响枯水期大型底栖动物群落结构的主要因子, pH(=0.018)对第一轴影响最大, 水温是影响第二轴的主要环境因子。在枯水期摇蚊族(sp.)、黑襀属(sp.)、蝇科一属(sp.)对河流的水温有明显的响应关系; 对pH呈现出明显响应关系的有倍叉属(sp.)、毛蠓科(sp.)、舌石蛾属(sp.)、鳞石蛾属(sp.)。水温、电导率和总固体溶解度是影响丰水期大型底栖动物群落结构的主要因子。其中朝大蚊属(sp.)、蚋属(sp.)、网蚊科一属(sp.)与水温有明显的响应关系; 长足摇蚊亚科(sp.)、sp.、豆龙虱属(sp.)与电导率有响应关系。由此可知, 水温、pH和电导率是巩乃斯河研究河段大型底栖动物群落动态变化的主要环境因子。

图5 枯、丰水期功能摄食类群的相对丰度和生活类型相对丰度

Figure 5 Relative abundance of functional feeding groups and relative abundance of life types during dry and wet seasons

表3 CCA 分析中各轴的重要值、物种变量以及物种-环境因子的累积百分数

注: CV-流速; DO-溶解氧; WT-水温; TDS-总固体溶解度; CON-电导率; Rhith-溪颏蜉属; Iron-假蜉属; Baeit-四节蜉属; Amele-亚美蜉属; Isope-同襀属; Nemou-叉襀属; Amphi-倍叉属; Capni-Capnia; Calin-Calineuria; Dicra-Dicranota; Cheil-cheilotrichia; Sinot-Sinotipula; Arcto-Arctotipula; Hexat-花翅大蚊属; Pedic-Pedicia; Antoc-朝大蚊属; Tanyt-长跗摇蚊族; Chiro-摇蚊族; Ortho-直突摇蚊亚科; Tanyp-长足摇蚊亚科; Cerat-蠓科; Psych-毛蠓科; Simul-蚋; Bieph-网蚊科; Clion-溪舞虻亚科; Rhagi-鹬虻科; Limon-蝇科; Gloss-舌石蛾属; Theli-鳞石蛾属; Brach-短石蛾属; Pseud-沼石蛾属; Hydro-纹石蛾属; Geory-圆泥甲科; Agabu-豆龙虱属; Gamma-钩虾属; Ostra-介形虫; Haplo-单向蚓属; Radix-萝卜螺属; 红色箭头代表环境因子; 蓝色三角代表物种。

Figure 6 The canonical correspondence analysis of macrobenthic communities and environmental factors in the dry and wet seasons of the Gongnaisi River

3.1 巩乃斯河枯、丰水期大型底栖动物的群落结构

调查发现, 水生昆虫是巩乃斯河大型底栖动物中的主要类群, 占总数的95.21%, 寡毛类和软体动物占比较少分别为3.62%和1.17%, 与2015年伊犁河[19]的调查结果基本相似。巩乃斯河枯、丰水期大型底栖动物分类单元均以节肢动物为主, 主要包括双翅目和蜉蝣目, 双翅目中直突摇蚊亚科(spp.)、长跗摇蚊族(sp.)和sp.为优势类群, 蜉蝣目中四节蜉属(sp.)、亚美蜉属(sp.)为优势类群。EPT类水生昆虫共占所有种类的39.28%, 指示了该研究区域河流生境条件良好。本研究显示在丰水期大型底栖动物的密度和丰富度方面显著高于枯水期, 与许多流域的研究结果一致[30-32]。为了调查导致丰水期和枯水期物种丰富度和密度差异的影响因子, 对比了李欣彤在浑河[32]和王艳杰[33]在辽河流域的研究内容。浑河的研究结果与本研究结果一致物种丰富度和生物密度均表现为枯水期低于丰水期, 原因是枯水期水量减少和水温下降, 导致大型底栖动物种类和生物密度均减少。在辽河流域枯水期物种丰富度低于丰水期, 但是密度则高于丰水期。对比三个实验的研究内容发现虽然辽河流域枯水期其他种类密度下降, 但摇蚊科幼虫处于繁殖高峰期, 使得枯水期辽河流域大型底栖动物密度增高。

巩乃斯河大型底栖动物多样性指数表现为丰水期高于枯水期, 这与大部分的研究结果一致[14,33-35], 原因是因为丰水期温度升高, 使得水生植被快速生长, 为大型底栖动物提供了更多样的栖息环境。但也有一部分研究得出枯水期大于丰水期[36-38]或两个时期多样性指数相差不大[39], 这是由于地理区域差异和人为干扰程度不同导致的。巩乃斯河研究河段位于高海拔地区受人为干扰程度较小, 保持了河流自然状态下的变化, 所以大型底栖动物多样性指数整体上较高。丰水期的流速加快从而影响了大型底栖动物的均匀分布, 使得丰水期大型底栖动物的均匀度略低于枯水期。聚类分析和MDS分析结果表明无论在枯水期还是丰水期, N3河段的三个样点S7、S8和S9的物种组成相似性最高, 因为N3河段底质、生态环境相似, 大型底栖动物对环境因子变化的响应比较一致, 所以在物种组成上在两个时期均体现出相似性。

3.2 枯、丰水期功能摄食类群与生活类型的比较

不同功能摄食类群对环境因子变化的响应有着明显的差异, 分析大型底栖动物功能摄食类群的分布, 对于了解大型底栖动物群落结构和功能有着重要作用, 能够反映出河流生态系统的营养结构和生态过程[40]。巩乃斯河整体上表现为功能摄食类群组成较为完整, 其中收集者的相对丰度最高, 占据绝对优势, 因为收集者对生境的适应性比较强可以适应多种类型的生境条件[41]。由于丰水期树叶碎片等物质丰富, 为收集者提供了较多的食物, 使得收集者占比增加。刮食者对生境的变动较为敏感[41], 枯水期刮食者的相对丰度显著高于丰水期, 且相关性分析显示刮食者的相对丰度与流速呈负相关, 其原因是枯水期水流速度较慢有利于附石藻类、水生植物生长, 为刮食者丰富的食物来源, 导致其比例相对较高[42]。撕食者在两个水情期始终占比最小, 是由于巩乃斯河两岸多为河漫滩, 灌乔木稀少, 无法给撕食者提供枯枝落叶和荫蔽的条件, 使得撕食者难以生存[43]。

大型底栖动物不同生活类型的分布和演替受到不同水情期环境因素变化的影响, 生活类型比例的变化是大型底栖动物对生活环境适应的结果[44]。在香溪河的研究表明流速快的河流生境更适合固着型大型底栖动物的生活[45], 但是本研究发现巩乃斯河固着型动物主要生活在枯水期, 而丰水期以蔓生型动物为主。蔓生型动物的相对丰度从枯水期到丰水期呈现出增加的趋势, 且相关性分析表明丰水期的蔓生型动物与pH为负相关,说明是蔓生型动物的分布受到pH的影响, 适合在碱性较弱的环境中生活。穴居型动物的相对丰度从枯水期到丰水期呈现出减少的趋势, 且相关性分析显示丰水期的穴居型动物与溶解氧正相关, 表明穴居型动物对水体中溶解氧浓度敏感, 随着丰水期到来水中溶解氧含量降低, 不利于穴居型动物生活。巩乃斯河的生境也适宜一些体型较大的游泳型动物如四节蜉属(sp.)和亚美蜉属(sp.)栖居。

3.3 环境因子对枯、丰水期大型底栖动物群落结构影响分析

大型底栖动物对生境中环境因子变化特别敏感, 一方面与其自身生活史密切相关[2], 另一方面更主要的原因是受到环境条件变化的影响[7,46]。在不同水体中的不同水情期, 河流理化性质、食物来源和其他环境特征的变化也不一致, 这些变化都会直接或间接地影响到大型底栖动物的生长、繁殖以及群落演替, 最终导致河流生态系统结构和功能发生改变[37]。而且环境因子变化对大型底栖动物的影响十分复杂, 在不同的研究区域或不同水情期的环境因子对大型底栖动物群落有着不完全一致的影响[14,31,39]。巩乃斯河在枯水期时水温和pH是影响大型底栖动物的物种分布的主要环境因子, 对pH呈现出明显响应关系的有倍叉属(sp.)、毛蠓科(sp.)、舌石蛾属(sp.)、鳞石蛾属(sp.); 在丰水期时水温和电导率对大型底栖动物的物种分布起主要影响作用, 朝大蚊属(sp.)、蚋属(sp.)、网蚊科一属(sp.)与水温有明显的响应关系。有研究指出大型底栖动物在水温适合的水体中生活, 物种丰富度和密度均会增加[15,30]。本研究发现枯水期到丰水期过渡时水温升高, 大型底栖动物密度和物种丰富度随之增加, 原因可能是丰水期较高的水温更有利于大型底栖动物的生长和繁殖[47]。综合分析巩乃斯河不同水期的主要影响因素, 发现水温为影响枯、水期大型底栖动物群落结构的共同环境因子。巩乃斯河枯、丰水期水体均为偏碱性, 整体pH在7.60-8.31之间, 适宜多数水生昆虫的生长、代谢和发育[37], 因此巩乃斯河大型底栖动物的生物多样性较高。水体中溶解氧含量的高低可以直接影响到大型底栖动物的生长和繁殖, 溶解氧含量过低会甚至可能会导致大型底栖动物死亡[48]。通常, 河流水流速度快溶解氧含量高, 但是本研究测量结果显示枯水期溶解氧含量高于丰水期, 可能是由于丰水期水体生物群落中各种生物种群的密度增加, 呼吸作用加强消耗部分氧气, 加之丰水期温度升高有机物降解加快, 耗氧量也随之增加。

(1)巩乃斯河大型底栖动物群落特征在不同水情期存在差异, 其中大型底栖动物的物种丰富度、生物密度是丰水期大于枯水期,多样性指数是丰水期大于枯水期, 均匀度指数表现为枯水期略大于丰水期。

(2)巩乃斯河大型底栖动物功能摄食类群完整, 枯、丰水期均以收集者为主; 在生活类型分类方面, 枯水期的生活类型主要是固着型动物, 丰水期的生活类型主要是蔓生型动物。

(3)枯、丰水期影响大型底栖动物群落的主要环境因子有所不同, 枯水期的pH和水温对大型底栖动物分布起主导作用, 丰水期起主导作用的环境因子是水温和电导率。水温是影响巩乃斯河大型底栖动物群落结构的关键环境因素。

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The relationship between macrobenthic community structure and environ­mental factors during dry and wet seasons in the Gongnaisi River, Xinjiang

WANG Yanni1,2, TIAN Yilin1,2, LIU Yuwei1,2, CUI Dong2, SHANG Tiancui2, YAO Fulong2,ZHANG Zhenxing1, YANG Haijun1,2,3,*

1. Ministry of Education Key Laboratory of Vegetation Ecology, Northeast Normal University, Changchun 130024, China 2. College of Biology and Geography Sciences, Yili Normal University, Yining 835000, China 3. College of Ecology and Environment, Yunnan University, Yunnan University, Kunming 650091, China

In order to explore the ecological status of the Gongnaisi River in Xinjiang, the macrobenthic community structure, functional feeding groups, life types and environmental factors were investigated in October 2018 (dry season) and June 2019 (wet season). And 40 species of macrobenthos were collected, belonging to 3 phyla, 4 classes, 8 orders, 27 families.The main species were arthropods.sppandsp,sp,spandspwere the dominant groups of macrobenthos in the Gongnaisi River. There were significant differences in the macrobenthic community structure of Gongnaisi River between the dry and wet seasons. The T-test results show that the biological density and species richness of the macrobenthic community in the wet season were significantly higher than those in the dry season (<0.05). However, there was no significant difference in the biodiversity index and Pielou evenness index of macrobenthos between these two seasons (>0.05). The functional feeding groups of macrobenthos in the Gongnaisi River were complete, and the collector was mainly group in both dry and wet seasons. In terms of life types, the relative abundance of clingers was 43.20% in dry season, which was the highest. And the relative abundance of sprawlers was 57.53% in wet season, which was the highest. After a canonical correspondence analysis between macrobenthos and water environment factors, it was found that water temperature was the key factor affecting the distribution of macrobenthos in the Gongnaisi River. The research results can provide basic data and reference for the follow-up related researches of the Gongnaisi River and the ecological protection of the Yili River.

Gongnaisi River; macrobenthos; dry season; wet season; environmental factors

王燕妮, 田伊林, 刘雨薇, 等. 新疆巩乃斯河枯、丰水期大型底栖动物群落结构与环境因子的关系[J]. 生态科学, 2022, 41(5): 208–218.

WANG Yanni, TIAN Yilin, LIU Yuwei, et al. The relationship between macrobenthic community structure and environmental factors during dry and wet seasons in the Gongnaisi River, Xinjiang[J]. Ecological Science, 2022, 41(5): 208–218.

10.14108/j.cnki.1008-8873.2022.05.025

Q958.8

A

1008-8873(2022)05-208-11

2020-09-10;

2020-10-23

新疆维吾尔自治区科技厅科技援疆项目(2018E02095); 国家基金委地区科学基金(31860139)

王燕妮(1995—), 女, 内蒙古乌兰察布人, 硕士, 主要从事河流生态学研究, E-mail: 2238838544@qq.com

杨海军, 男, 博士, 教授, 主要从事河流生态学研究, E-mail: yang@ nenu.edu.cn

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