梵凈山自然保護區(qū)馬槽河秋季水生昆蟲調查及水質評價

樊均德+陳靖+鄧霞+許勤智+梅杰+成文娟

摘要：水生昆蟲屬于節(jié)肢動物門（Arthropdoda）昆蟲綱（Insecta）。為了了解梵凈山水生昆蟲資源的現(xiàn)狀及梵凈山水質狀況，2013年10月對梵凈山馬槽河進行實地調查。共采集水生昆蟲標本419個，共計13種，分別屬于6目10科12屬。其中，蜉蝣目（Ephemeroptera）、鞘翅目（Plecoptera）和毛翅目（Trichoptera）個體數(shù)量之和占水生昆蟲標本總數(shù)量的95.94%，為3大優(yōu)勢類群。對馬槽河的水質現(xiàn)狀進行評價，利用科級水平生物指數(shù)FBI（Family-Level Biotic Index）以及Shannon-Wiener（香農(nóng)-維納）多樣性指數(shù)兩種水質生物學評價方法，分析得出馬槽河水質狀況為清潔。

關鍵詞：梵凈山國家級自然保護區(qū);馬槽河;水生昆蟲;水質生物評價

中圖分類號：Q958.8;Q968.8 ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ?文章編號：0439-8114（2014）21-5121-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.21.017

A Survey of Autumn Aquatic Insects in the Macaohe River of Fanjingshan Natural Reserve and Bioassessment of Water Quality

FAN Jun-de1，3，CHEN Jing2，DENG Xia2，XU Qin-zhi1，3，MEI Jie1，3，CHEN Wen-juan1，3

（1. College of Biological and Agro-forestry Engineering，Tongren University， Tongren 554300， Guizhou，China;

2. Engineering and Technology Research Center of Aqualculture of Tongren University， Tongren 554300， Guizhou，China;

3. Administration of Fanjingshan National Nature Reserve Administration， Jiangkou 554400， Guizhou， China）

Abstract： ?Aquatic insects are belonged to arthropoda insecta. To study the resource situation of the aquatic insect and the water quality condition in Fanjingshan， the field investigation in Fanjingshan Macaohe ?was carried out in October 2013. A total of 419 and 13 species were collected， belonging to 6 orders， 10 families， 12 genera. Ephemeroptera， Coleoptera and Trichoptera were the three dominant groups and the individual amount of aquatic insects accounted for 95.94% of the total. ?Family- level biotic index， Shannon-Weiner diversity index， and two kinds of bioassessment of water quality method were used to evaluate the water quality of the Macaohe. Results showed that the water quality was clean. It will provide a reference for protecting the biodiversity of the Fanjingshan.

Key words： Fanjingshan National Natural Reserve; Macaohe River;quatic insect; bioassessment of water quality

水生昆蟲屬節(jié)肢動物門昆蟲綱，具有肉眼可見、分布廣泛和生活習性專一等特點[1]，是水域生態(tài)系統(tǒng)中重要的組成部分。部分水生昆蟲以藻類、細菌及動植物碎屑等為食，因而在加速水體中有機物的物質循環(huán)和消除有機物富營養(yǎng)污染方面具有顯著作用[2]。水生昆蟲是兩棲類、魚類、鳥類等的食物來源，對這些動物的生存至關重要，在濕地以及水生環(huán)境的食物網(wǎng)中發(fā)揮著重要的作用。如蜉蝣目（Ephemeroptera）、襀翅目（Plecoptera）與毛翅目（Trichoptera）的部分水生昆蟲對水質敏感[3]，實驗室常將其用于確定殺蟲劑對水生昆蟲的毒理效應、制作殺蟲劑反應模型、測定污染物的相對耐性，如重金屬、有機物富集等[4]，也可用于水質生物監(jiān)測。

我國利用指示生物監(jiān)測和評價水質的工作起步較晚，20世紀90年代初開始對利用水生昆蟲評價水質進行研究。1995年童曉立等[5]和2002年周瑩[6]分別利用科級水平生物指數(shù)FBI、EPT種類豐富度（EPT為蜉蝣目、襀翅目、毛翅目3個目的縮寫）以及Shannon-Wiener多樣性指數(shù)等生物學評估法對水質狀況進行了評估。1999年，王建國等[7]使用科級水平生物指數(shù)FBI對廬山自然保護區(qū)的主要水體水質狀況作出評價。生物監(jiān)測具有理化監(jiān)測不可替代的優(yōu)越性[1，8，9]，①具備持續(xù)監(jiān)測的功能，而且價格低廉;②可以對環(huán)境質量狀況作出綜合反應;③能直接反映出生態(tài)系統(tǒng)中環(huán)境質量對其影響;④水生生物群落特征可反映污染物的積累效應，能對水環(huán)境短的和歷史性的影響做出反應。

梵凈山國家級自然保護區(qū)位于中國西南部亞熱帶濕潤區(qū)域，形成溫暖濕潤的環(huán)境，是現(xiàn)今保留比較完整的中國亞熱帶生態(tài)系統(tǒng)的典范區(qū)域之一。目前，缺乏對梵凈山水生昆蟲資源研究的報道。太平河上游的一級支流馬槽河由于生態(tài)系統(tǒng)保存較完整，源頭最接近梵凈山頂峰，因此具有該自然保護區(qū)典型的代表性。本研究通過對梵凈山馬槽河水生昆蟲的調查，探索了該地區(qū)水生昆蟲的種群現(xiàn)狀，同時進行了水質的生物評價，可為梵凈山生物多樣性與環(huán)境保護提供參考。

1 ?材料與方法

1.1 ?試驗材料

2013年10月26～27日對馬槽河進行采樣。根據(jù)河流特點設8個采樣點，分別為河口、貓耳前、螻子上、齋公平、大河坪合流處，這5個樣點屬于干流，距離基本相等。其余3個樣點在大河坪兩條支流和原溪支流上選?。▓D1）。

1.2 ?方法

1.2.1 ?水生昆蟲的采集 ?采用美國環(huán)境保護局推薦的綜合定性采樣法[10]并略作改進，每個樣點限定范圍為沿河岸50 m長，限時采樣20 min。用采集網(wǎng)捕4網(wǎng)，一半在水流較急處，另一半在水流緩慢處。若岸邊有水草則用D形網(wǎng)（40目）沿岸邊隨機捕10網(wǎng)，并隨機撿出水中石塊及枯枝落葉用鑷子夾取附著的水生昆蟲標本。采集的水生昆蟲標本立即挑出，各樣點分別保存于75%酒精中。

1.2.2 ?室內處理 ?將野外采集的水生昆蟲標本分別進行分類鑒定。統(tǒng)一將標本鑒定到種，記錄下各個分類單元昆蟲的個體數(shù)。

1.2.3 ?群落相似性系數(shù)[11] ?S=2c/（a+b），S表示群落相似性系數(shù)，a表示樣本A中的種數(shù);b表示樣本B中的種數(shù);c表示兩個樣本中共有的種數(shù)。

1.2.4 ?水質生物學評價法

1）Shannon-Wiener（香農(nóng)-維納）多樣性指數(shù)[12，13]（H′）。

H′=-（Pi）（log2Pi）

式中，Pi=Ni/N（N代表全部物種的個體數(shù)，Ni代表其中某一物種的個體數(shù)），H′越大表明水質狀況越好。多樣性指數(shù)的評價標準為：H′=0，嚴重污染;H′<1，重污染;1≤H′≤3，中污染;H′>3，清潔。

2）生物指數(shù)（Biotic Index，簡稱BI）[14，15]。

BI=niti/N

式中，ni為第i個分類單元的個體數(shù)，N為樣本總個體數(shù)，ti為耐污值，S為物種數(shù)。水質評價標準為：BI值在0.00～4.18為極清潔，4.19～5.09為清潔，5.10～5.91為尚清潔，5.92～7.05為中污染，7.05以上為嚴重污染。

3）科級水平生物指數(shù)（Family-level BioticIndex，簡稱FBI）[16，17]。1988年Hilsenhoff提出了科級水平生物指數(shù)FBI，同時還提供10目69科水生昆蟲的受污值，并且為當前美國環(huán)境保護局舉薦利用的指數(shù)。

FBI=NiTi/N

式中，Ni代表第i科的個體數(shù)，Ti代表第i科的耐污值，N代表樣品科的個體總數(shù)，S為科數(shù)。FBI值越小，水質狀況越好。水質評價標準如下，水質極清潔FBI為0.00～3.75;水質很清潔FBI為3.76～4.25;水質清潔FBI為4.26～5.00;水質一般FBI為5.01～5.75;水質輕度污染FBI為5.76～6.50;水質污染FBI為6.51～7.25;水質嚴重污染FBI為7.26～10.00。

2 ?結果與分析

2.1 ?馬槽河水生昆蟲物種組成

對馬槽河設定的8個采樣點進行采樣，共采集到水生昆蟲標本419個，經(jīng)鑒定，這些水生昆蟲隸屬于6目10科，其中，蜉蝣目5科，毛翅目1科，鞘翅目（Coleoptera）1科，襀翅目1科，蜻蜓目（Odonata）1科，半翅目（Hemiptera）1科（表1）。

由表1可知，蜉蝣目的科數(shù)占所采集水生昆蟲總科數(shù)的50%，個體數(shù)量占所采集水生昆蟲總數(shù)量的41.76%，該目數(shù)量在水生昆蟲標本中排第一;其次是鞘翅目，該目個體數(shù)量占總數(shù)量的41.53%;然后是毛翅目，該目個體數(shù)量占總數(shù)量的12.65%。由此可得蜉蝣目、鞘翅目、毛翅目的個體數(shù)量之和占所采集水生昆蟲總數(shù)量的95.94%，為三大優(yōu)勢類群。除此之外，其余類群按個體數(shù)量由多到少依次是襀翅目、半翅目和蜻蜓目。

2.2 ?各采樣點水生昆蟲物種組成

樣點①共采集到水生昆蟲6科，58號;樣點②共采集到水生昆蟲6科，23號;樣點③共采集到水生昆蟲5科，62號;樣點④共采集到水生昆蟲6科，58號;樣點⑤共采集到水生昆蟲6科，45號;樣點⑥共采集到水生昆蟲6科，52號;樣點⑦共采集到水生昆蟲5科，39號;樣點⑧共采集到水生昆蟲9科，82號。

各樣點水生昆蟲種類相似性較高（表2）。其中樣點①②所采集的水生昆蟲標本類群對水質比較敏感，如蜉蝣目小蜉科（Ephemerellidae）、襀翅目襀科（Perlidae），其個體數(shù)占該兩科個體總數(shù)的40.91%。而樣點⑧采集到了其他樣點未采集到的腹鰓蟌科（Euphaeidae），該科的耐污能力較強。

2.3 ?馬槽河水生昆蟲名錄

將采集到的水生昆蟲標本依據(jù)中國的角石蛾科昆蟲（毛翅目）、中國蜉蝣目稚蟲科檢索表等[18-20]，鑒定到種（表3）。

2.4 ?水質生物學評價法對馬槽河水質的評價

由表4可見，3種評價方法對水質的評價結果有一定差異。根據(jù)Shannon-Wiener多樣性指數(shù)法評價，馬槽河的水質指數(shù)為中污染。使用BI和FBI判斷各采樣點水質皆為極清潔，與Shannon-Wiener多樣性指數(shù)法判斷結果明顯不同。如以各采樣點為整體進行的判斷差異則較小，水質均達到清潔以上。可見，整體而言作為梵凈山國家級自然保護區(qū)的代表性溪流秋季水質較好。由表1可知，對水質很敏感的類群如蜉蝣目的小蜉科安圖小蜉（Antuensis E.）景洪鋸形蜉（Jinghongensis S.）、細裳蜉科宜興寬基蜉（Yixingensis C.），襀翅目的襀科梵凈新襀（Fanjingshana N.），占采集到的水生昆蟲總數(shù)量的17.66%。而對水質耐污能力一般的類群，如蜉蝣目的扁蜉科桶形贊蜉（Cupulatus P.）扁蜉蝣（Floreus A.）、鞘翅目的扁泥甲科太魯閣四鰓扁泥蟲（Tarokoensis E.），占水生昆蟲總數(shù)量的65.87%，耐污能力最強的水生昆蟲尚未發(fā)現(xiàn)。因此，可以將馬槽河水質狀況判斷為清潔以上。

3 ?小結與討論

本研究采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、生物指數(shù)（BI）和科級水平生物指數(shù)（FBI）評價法對馬槽河進行水質評價，其他學者也通常采用這幾種評價法。對南昆山溪流的水質進行評價時也采用了這幾種方法，除此外還采用了EPT種類豐富度和生物指數(shù)（BI）評價方法，幾種方法評價水質的結果基本吻合[5]，而本研究所采用的2種評價法評價結果略有差異。通過對梵凈山馬槽河水生昆蟲調查分析得出，蜉蝣目、鞘翅目、毛翅目為3大優(yōu)勢類群，其個體數(shù)量之和占所采集水生昆蟲總數(shù)量的95.94%，對南昆山溪流水生昆蟲的群落結構研究得出蜉蝣目、毛翅目和襀翅目3大敏感類群的個體數(shù)占總個體數(shù)的79.00%，與本研究結果稍有差異。其中襀翅目為敏感類群而鞘翅目為耐污染類群，水質是導致這一差異的主要因素，與馬槽河水質比較，南昆山溪流均為清潔水質。

研究中Shannon-Wiener多樣性指數(shù)與科級水平生物指數(shù)（FBI）評價結果存在差異，即Shannon-Wiener多樣性指數(shù)法評價的結果比科級水平生物指數(shù)法評價的結果較差。導致這個結果的因素可能為采樣方法不夠完善，有些地方未能進行采集，而且采集次數(shù)過少;Shannon-Wiener多樣性指數(shù)評價結果較為粗糙，僅分為3檔，分辨率的降低使其與其他指標判斷結果的可比性降低;此外，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)忽視了不同種類的水生昆蟲對水質污染的忍耐能力以及敏感性差異，而本試驗所采集的水生昆蟲標本數(shù)量較少，所以在很多情況下不能準確地反映出實際水質狀況。因此Shannon-Wiener多樣性指數(shù)評價法在本研究里只可作為參考，而科級水平指數(shù)彌補了多樣性指數(shù)的不足。

本研究對梵凈山自然保護區(qū)馬槽河水質現(xiàn)狀的評價為清潔，而不是極清潔?？紤]到近年來人為活動加劇了對溪流水質影響的客觀存在，如能結合其他水質測試分析方法則可以做出更為準確的判斷。

參考文獻：

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[20] 吳 ?鈿，殷學東，陳寶定.宜興寬基蜉屬（Choroterpes）兩種稚蟲記述[J].南京師范大學學報（自然科學版），1987（4）：81-84.

（責任編輯 ?韓 ?雪）

3 ?小結與討論

本研究采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、生物指數(shù)（BI）和科級水平生物指數(shù)（FBI）評價法對馬槽河進行水質評價，其他學者也通常采用這幾種評價法。對南昆山溪流的水質進行評價時也采用了這幾種方法，除此外還采用了EPT種類豐富度和生物指數(shù)（BI）評價方法，幾種方法評價水質的結果基本吻合[5]，而本研究所采用的2種評價法評價結果略有差異。通過對梵凈山馬槽河水生昆蟲調查分析得出，蜉蝣目、鞘翅目、毛翅目為3大優(yōu)勢類群，其個體數(shù)量之和占所采集水生昆蟲總數(shù)量的95.94%，對南昆山溪流水生昆蟲的群落結構研究得出蜉蝣目、毛翅目和襀翅目3大敏感類群的個體數(shù)占總個體數(shù)的79.00%，與本研究結果稍有差異。其中襀翅目為敏感類群而鞘翅目為耐污染類群，水質是導致這一差異的主要因素，與馬槽河水質比較，南昆山溪流均為清潔水質。

研究中Shannon-Wiener多樣性指數(shù)與科級水平生物指數(shù)（FBI）評價結果存在差異，即Shannon-Wiener多樣性指數(shù)法評價的結果比科級水平生物指數(shù)法評價的結果較差。導致這個結果的因素可能為采樣方法不夠完善，有些地方未能進行采集，而且采集次數(shù)過少;Shannon-Wiener多樣性指數(shù)評價結果較為粗糙，僅分為3檔，分辨率的降低使其與其他指標判斷結果的可比性降低;此外，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)忽視了不同種類的水生昆蟲對水質污染的忍耐能力以及敏感性差異，而本試驗所采集的水生昆蟲標本數(shù)量較少，所以在很多情況下不能準確地反映出實際水質狀況。因此Shannon-Wiener多樣性指數(shù)評價法在本研究里只可作為參考，而科級水平指數(shù)彌補了多樣性指數(shù)的不足。

本研究對梵凈山自然保護區(qū)馬槽河水質現(xiàn)狀的評價為清潔，而不是極清潔。考慮到近年來人為活動加劇了對溪流水質影響的客觀存在，如能結合其他水質測試分析方法則可以做出更為準確的判斷。

參考文獻：

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[20] 吳 ?鈿，殷學東，陳寶定.宜興寬基蜉屬（Choroterpes）兩種稚蟲記述[J].南京師范大學學報（自然科學版），1987（4）：81-84.

（責任編輯 ?韓 ?雪）

3 ?小結與討論

本研究采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、生物指數(shù)（BI）和科級水平生物指數(shù)（FBI）評價法對馬槽河進行水質評價，其他學者也通常采用這幾種評價法。對南昆山溪流的水質進行評價時也采用了這幾種方法，除此外還采用了EPT種類豐富度和生物指數(shù)（BI）評價方法，幾種方法評價水質的結果基本吻合[5]，而本研究所采用的2種評價法評價結果略有差異。通過對梵凈山馬槽河水生昆蟲調查分析得出，蜉蝣目、鞘翅目、毛翅目為3大優(yōu)勢類群，其個體數(shù)量之和占所采集水生昆蟲總數(shù)量的95.94%，對南昆山溪流水生昆蟲的群落結構研究得出蜉蝣目、毛翅目和襀翅目3大敏感類群的個體數(shù)占總個體數(shù)的79.00%，與本研究結果稍有差異。其中襀翅目為敏感類群而鞘翅目為耐污染類群，水質是導致這一差異的主要因素，與馬槽河水質比較，南昆山溪流均為清潔水質。

研究中Shannon-Wiener多樣性指數(shù)與科級水平生物指數(shù)（FBI）評價結果存在差異，即Shannon-Wiener多樣性指數(shù)法評價的結果比科級水平生物指數(shù)法評價的結果較差。導致這個結果的因素可能為采樣方法不夠完善，有些地方未能進行采集，而且采集次數(shù)過少;Shannon-Wiener多樣性指數(shù)評價結果較為粗糙，僅分為3檔，分辨率的降低使其與其他指標判斷結果的可比性降低;此外，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)忽視了不同種類的水生昆蟲對水質污染的忍耐能力以及敏感性差異，而本試驗所采集的水生昆蟲標本數(shù)量較少，所以在很多情況下不能準確地反映出實際水質狀況。因此Shannon-Wiener多樣性指數(shù)評價法在本研究里只可作為參考，而科級水平指數(shù)彌補了多樣性指數(shù)的不足。

本研究對梵凈山自然保護區(qū)馬槽河水質現(xiàn)狀的評價為清潔，而不是極清潔?？紤]到近年來人為活動加劇了對溪流水質影響的客觀存在，如能結合其他水質測試分析方法則可以做出更為準確的判斷。

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（責任編輯 ?韓 ?雪）