姜堰區(qū)底棲動物群落分布特征及影響因素識別

龍藝晴，朱 亮,2，劉 暢

(1.河海大學(xué) 環(huán)境學(xué)院，南京 210098;2.河海大學(xué)淺水湖泊綜合治理與資源開發(fā)教育部重點實驗室，南京 210098)

引 言

底棲動物通常指個體尺寸大于0.5mm的底棲大型無脊椎動物[1]，是水生態(tài)系統(tǒng)中水生生物的重要組成部分，具有區(qū)域性強、遷移性弱等特點[2]。底棲動物在生命周期中，全部或大部分時間生活在水體底泥里，其運動可促進底泥與上覆水體的物質(zhì)交換，加速底質(zhì)碎屑分解、凈化水體[3-4]。且底棲動物可反映污染物的長期累積效應(yīng)，是良好的指示生物，可評價水質(zhì)、水生態(tài)健康情況[5～7]。

姜堰區(qū)位于江蘇省中部、江淮之間，通揚公路以南為長江水系、以北為淮河水系，與屬于長江水系的老通揚運河連接的河流為“上河”，地區(qū)地質(zhì)為三角洲相，與屬于淮河水系的新通揚運河連接的河流為“下河”，地區(qū)地質(zhì)為海陸交互相。全區(qū)河流眾多，由北往南水網(wǎng)密集程度降低。目前關(guān)于姜堰區(qū)的研究主要集中在旅游資源開發(fā)利用[8-9]、農(nóng)業(yè)資源發(fā)展[10-11]、河流水質(zhì)評價[12]等幾個方面，而區(qū)內(nèi)關(guān)于淡水底棲動物的調(diào)查研究相對較少。國內(nèi)外底棲動物的研究大多圍繞具體水域，通過底棲動物生物學(xué)指數(shù)，例如Shannon-Wiener、Pielou、Margalef指數(shù)等，評估生物多樣性[13～15]。本研究在秋季與春季對姜堰區(qū)的底棲動物進行全域調(diào)查，分析了區(qū)域底棲動物的群落結(jié)構(gòu)與生物多樣性，并探究其分布差異及影響因素，為姜堰區(qū)以及江淮平原生物多樣性調(diào)查與生態(tài)保護提供依據(jù)。

1 研究方法

1.1 采樣點布置

底棲動物的采樣點依據(jù)姜堰區(qū)流域與生態(tài)功能保護區(qū)特點設(shè)置，生態(tài)紅線區(qū)溱潼區(qū)采樣點設(shè)置密度較高。沿主要河流、湖泊，按實際情況設(shè)立33個采樣點(圖1)。采樣時間為2018年9月(秋季)與2019年4月(春季)共兩次。各樣點水生生態(tài)環(huán)境狀況、周邊陸域生態(tài)環(huán)境狀況見表1。

圖1 姜堰區(qū)底棲動物采樣點布置圖Fig.1 Distribution of benthic animals sampling sites in Jiangyan district

表1 姜堰區(qū)各樣點水域與陸域生態(tài)環(huán)境特征Tab.1 Ecological environment in various water and land areas in Jiangyan district

續(xù)表1

分區(qū)點位底質(zhì)水生生態(tài)環(huán)境周邊陸域生態(tài)環(huán)境H31沙石團結(jié)河與鹽靖河交界,水域開闊、有行船、生活垃圾村莊距離較近、岸線固化、沿岸植物少中部H7淤泥溱湖,水域開闊、水流較靜、游船碼頭村莊距離較遠、沿岸野生灌木生長茂盛H9淤泥東姜溱河與姜溱河交界,河道狹窄、水環(huán)境較好村莊距離較遠、沿岸野生灌木生長茂盛H10淤泥中干河與新通揚運河交界,水域開闊、航運繁忙岸線固化、航道改造、沿岸荒蕪H20淤泥黃村河,河道較窄、有圍網(wǎng)養(yǎng)殖村莊距離較遠、沿岸野生灌木生長茂盛H21淤泥北湖,水域開闊、水體紅褐色并伴有臭味、水流較靜村莊距離較近、岸線固化、種植灌木多H22淤泥夾河,水域開闊、水環(huán)境較差、有生活垃圾村莊距離較近、岸線固化、種植灌木多H23淤泥溱湖濕地,河道較窄、水流較靜、水環(huán)境較好村莊距離較遠、沿岸野生灌木生長茂盛H24沙石姜溱河與四橫河交界,水域開闊、有行船圍網(wǎng)養(yǎng)殖岸線固化、沿岸有砂石場、種植灌木多H25淤泥四橫河與東姜溱河交界,水域開闊、有行船圍網(wǎng)養(yǎng)殖、生活垃圾村莊距離較近、沿岸野生灌木生長茂盛H28淤泥新通揚運河,水域開闊、有行船、生活垃圾岸線固化、沿岸種植灌木生長茂盛H32淤泥新通揚運河與楊涵河交界,水域開闊、有行船岸線固化、沿岸荒蕪南部H11沙石中干河,水域開闊、有生活垃圾、無航運岸線固化、有防護網(wǎng)、野生灌木茂盛H12淤泥老通揚運河與新河交界,河道較窄、有行船圍網(wǎng)養(yǎng)殖、有生活垃圾岸線固化、沿岸種植灌木較多H13石塊老通揚運河與東姜黃河交界,河道較窄、有生活垃圾村莊距離較近、岸線固化、種植灌木多H14卵石周山河,水域開闊、水流較靜、有生活垃圾岸線固化、沿岸荒蕪H15淤泥運糧河與周山河交界,河道較窄、有行船挖沙、生活垃圾、水閘岸線固化、沿岸種植灌木較多H16淤泥新生產(chǎn)河與西姜黃河交界,河道較窄、水環(huán)境較好村莊距離較遠、沿岸野生灌木生長茂盛H17淤泥新生產(chǎn)河,河道較窄、有行船挖沙、生活垃圾岸線固化、沿岸種植喬木多H18沙石南干河,河道較窄、有行船挖沙、生活垃圾沿岸野生、種植灌木生長茂盛H19淤泥中干河與新生產(chǎn)河交界,河道較窄、有生活垃圾村莊距離較遠、岸線固化、野生灌木多H27泥沙老通揚運河,水域開闊、有行船、生活垃圾岸線固化、沿岸種植喬木較多H33淤泥姜黃河,河道較窄、水環(huán)境較好村莊距離較遠、沿岸野生灌木生長茂盛

1.2 樣地區(qū)域劃分

依據(jù)地域及《泰州市姜堰區(qū)生態(tài)文明建設(shè)規(guī)劃(2016～2020)》對姜堰區(qū)的空間管制功能區(qū)、重點發(fā)展功能區(qū)、總體產(chǎn)業(yè)空間布局及生態(tài)空間布局的劃分，本研究將姜堰區(qū)整體樣地分為三大區(qū)：(1)姜堰下河平原淮河流域所在區(qū)，包含鹵汀河與泰東河清水通道維護區(qū)在內(nèi)，文中簡稱西部地區(qū)；(2)姜堰下河平原江淮過渡區(qū)，泰東河以南、包含溱湖國家濕地公園與新通揚運河清水通道維護區(qū)在內(nèi)，簡稱中部地區(qū)；(3)姜堰上河地區(qū)長江流域所在區(qū)，新通揚運河以南、包含老通揚運河與中干河清水通道維護區(qū)在內(nèi)，簡稱南部地區(qū)。

三大區(qū)各包含11個樣點，樣點所在區(qū)見表1，各區(qū)特征為：(1)西部地區(qū)農(nóng)村較多、村落與水網(wǎng)密集、生態(tài)環(huán)境較原始，屬于產(chǎn)業(yè)空間布局中的生態(tài)水產(chǎn)養(yǎng)殖片區(qū)，該區(qū)可在一定程度上反映姜堰原生環(huán)境下底棲動物的存在狀況；(2)中部地區(qū)經(jīng)濟與生態(tài)旅游業(yè)較發(fā)達、人口稠密，存在生態(tài)環(huán)境保護到位的水域，也存在生態(tài)管控過度、岸線固化多的水域，屬于姜堰生態(tài)旅游重點發(fā)展區(qū)，該區(qū)可在一定程度上反映人為干預(yù)對底棲動物的正面與負面影響；(3)南部地區(qū)水網(wǎng)相對稀疏，城鎮(zhèn)建設(shè)用地、工業(yè)用地、農(nóng)田較多，河流岸線固化情況相對多，是城鎮(zhèn)、現(xiàn)代制造業(yè)、高效農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)、經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，該區(qū)可在一定程度上反映次生環(huán)境下底棲動物的存在狀況。

1.3 樣品采集與鑒定

1.3.1 樣品采集技術(shù)：采用1/16平方米的彼德遜采泥器，每個樣點每次完成3個彼德遜泥樣，累計采樣面積3/16平方米，采樣厚度為10～15cm。

1.3.2 樣品處理：混合3次采集到的泥樣，通過篩網(wǎng)在原水體中篩洗采集到的泥樣，防止網(wǎng)中物體濺出并初步洗去污泥，保證大于0.5mm孔徑的物體留存(依次通過20目與40目篩網(wǎng))，將肉眼可見的全部底棲動物用鑷子分揀，清水洗凈，確認數(shù)量，現(xiàn)場記錄并拍照，無法當場鑒定的底棲動物用75%乙醇溶液固定并帶回實驗室進行精確鑒定，比照《中國動物志》《中國水生貝類原色圖鑒》等，確認種類，將春秋季采樣的平均數(shù)量與累計采樣面積的比值作為底棲動物密度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

底棲動物優(yōu)勢種可根據(jù)Berger-Parker優(yōu)勢度指數(shù)(Y)確定，采用公式 (1)[16-17]：

Y=(ni/N)×fi

(1)

底棲動物的群落特征用豐富度指數(shù)、辛普森指數(shù)、香農(nóng)-維納指數(shù)、均勻度指數(shù)以及種類相似性指數(shù)進行評價，參考生物多樣性觀測技術(shù)導(dǎo)則[1]，公式如下：

豐富度指數(shù)——Margalef(dM)：

dM=(S-1)/lnN

(2)

辛普森優(yōu)勢度指數(shù)——Simpson(D)：

(3)

香農(nóng)-維納多樣性指數(shù)——Shannon-Wiener(H)：

H=-∑PilnPi

(4)

均勻度指數(shù)——Pielou(J)：

J=-∑PilnPi/lnS

(5)

種類相似性指數(shù)——Sorensen(Cs)：

Cs=2j/(a+b)

(6)

其中ni為第i種的個體數(shù)，N為群落中所有種類總個體數(shù)，fi為第i種在各樣點的出現(xiàn)頻率；Y為優(yōu)勢度；S為物種數(shù)；Pi為第i種的個體數(shù)占總個體數(shù)的比例，i=1，2，…，S；j為兩個群落共有種數(shù)；a為群落A的物種數(shù)；b為群落B的物種數(shù)。

Y≥0.02的物種為優(yōu)勢種，是適應(yīng)生境的主體，可以主導(dǎo)類群的分布格局[18]。dM、D、H、J 可反映α多樣性，即生境內(nèi)多樣性。其中：dM越高，物種越豐富；D越高，優(yōu)勢種越少；H越高，群落復(fù)雜程度越高；J越高，物種分布越均勻，優(yōu)勢種優(yōu)勢度越不明顯。Cs可反映β多樣性，即物種生境間的多樣性。Cs越大，不同點間共有種越少，β多樣性越小，整體區(qū)域內(nèi)物種多樣性程度低[19]。

2 結(jié)果與討論

2.1 底棲動物的群落組成與分布特征

2.1.1 底棲動物的群落組成

姜堰區(qū)底棲動物調(diào)查共發(fā)現(xiàn)20類底棲動物——3門、6綱、10目、16科、20屬，種類組成、資源類型與群落特點見表2。環(huán)節(jié)動物門、節(jié)肢動物門、軟體動物門中，軟體動物種類最多， 9科、12屬，占總物種數(shù)的60%，且軟體動物中常見種與優(yōu)勢種較多；其次為節(jié)肢動物，環(huán)節(jié)動物最少?？傮w上，姜堰區(qū)底棲動物中軟體動物物種最豐富，多為腹足綱。軟體動物個體較大、遷移性弱、生長周期長，其整體種類與數(shù)量能反映水污染程度，水體污染會導(dǎo)致軟體動物多樣性降低[20]，因此姜堰區(qū)整體水環(huán)境較好。

表2 姜堰區(qū)底棲動物種類組成、資源類型與群落特點Tab.2 Species, resource types and community characteristics of benthic animals in Jiangyan district

2.1.2 底棲動物的分布特征

圖2為各樣點物種與密度分布熱圖，色塊的密與疏代表種數(shù)的多與少，顏色偏紅即密度大，偏綠則密度小。西部地區(qū)總計有17個物種，每個樣點所有物種的平均密度為210.9 ind/m2；中部地區(qū)總計有17個物種，每個樣點所有物種的平均密度為165.1 ind/m2；南部地區(qū)總計有15個物種，每個樣點所有物種的平均密度為100.4 ind/m2。因此西部地區(qū)所有物種平均密度最高，西部與中部地區(qū)所有樣點平均物種數(shù)相等且高于南部地區(qū)，底棲動物密度與種數(shù)呈現(xiàn)較明顯的區(qū)域特征：西部≥中部>南部，即淮河水系、下河地區(qū)底棲動物密度與種數(shù)整體大于過渡區(qū)，過渡區(qū)大于長江水系、上河地區(qū)。

圖2 姜堰區(qū)各樣點物種與密度的分布熱圖Fig.2 Heat map of the distribution of species and densities in Jiangyan

姜堰區(qū)整體底棲動物出現(xiàn)頻次與平均密度如圖3所示， 20類底棲動物中，梨形環(huán)棱螺出現(xiàn)頻次(31次)與平均密度(67.1 ind/m2)均最高，其次為中華圓田螺(22次，29.1 ind/m2)。出現(xiàn)頻次最高的6類底棲動物都是軟體動物，因此底棲動物中，軟體動物不僅種類多、出現(xiàn)頻次也高于其他物種，姜堰區(qū)整體水環(huán)境較好。除此之外，姜堰區(qū)部分物種出現(xiàn)頻次不高但密度高，如克氏原螯蝦、搖蚊幼蟲，存在人工養(yǎng)殖或集群分布的特點。

圖3 姜堰區(qū)底棲動物出現(xiàn)頻次與密度統(tǒng)計圖Fig.3 Statistical chart of occurrence frequency and density of benthic animals in Jiangyan district

2.1.3 底棲動物優(yōu)勢種的確定

以優(yōu)勢度≥0.02作為判定優(yōu)勢種的標準，優(yōu)勢種見表3。姜堰總體有6種底棲動物屬于優(yōu)勢種，依次為梨形環(huán)棱螺、中華圓田螺、方格短溝蜷、河蜆、霍普水絲蚓、橢圓蘿卜螺，Y分別為0.373、0.081、0.049、0.037、0.022、0.020。西部地區(qū)的優(yōu)勢種有6種，中部7種，南部3種。3個地區(qū)的共同優(yōu)勢種為梨形環(huán)棱螺、中華圓田螺、河蜆，皆屬于中國常見的淡水經(jīng)濟軟體動物；梨形環(huán)棱螺的優(yōu)勢度顯著高于其他物種。

姜堰區(qū)整體的優(yōu)勢種多為中度耐污物種，姜堰大部分區(qū)域水體狀況尚可。優(yōu)勢種中，霍普水絲蚓屬于耐污值高的底棲動物類群，適合生活在低氧底泥中，有機污染較嚴重地區(qū)常見[13,21]?；羝账z蚓在西部與南部地區(qū)分布較分散，在中部地區(qū)的分布主要集中在溱潼區(qū)，除在H21北湖的密度為136 ind/m2外，其他樣點密度均不大，北湖幾乎為靜水湖泊，底質(zhì)含氧量不高，采樣調(diào)查時水體呈現(xiàn)紅褐色并伴有臭味，存在水質(zhì)污染情況，有適合霍普水絲蚓生存繁衍的條件。西部的沼蛤與中部的搖蚊幼蟲，皆屬于各自地區(qū)的優(yōu)勢種。沼蛤在姜堰西部地區(qū)11個樣點的出現(xiàn)頻次為6次，集中出現(xiàn)在唐港河與泰東河樣點。沼蛤?qū)儆谌肭治锓N[22]，極易附著于硬物表面生長，繁殖能力強[23]，適合生存在輕度富營養(yǎng)化水體中，屬于較清潔水質(zhì)的指標生物[24-25]，且沼蛤出現(xiàn)的樣點霍普水絲蚓幾乎都沒有出現(xiàn)，因此唐港河與泰東河的水質(zhì)尚佳。紅色的搖蚊幼蟲在中部地區(qū)11個樣點的出現(xiàn)頻次為5次，除在H7溱湖的密度為88 ind/m2外，其他樣點密度均不大。紅色搖蚊幼蟲屬耐污、耐低氧能力較高的物種，對人體健康有一定的危害[26-27]，溱湖的樣點幾乎為靜水狀態(tài)，且水深較其他河流更深，溶解氧濃度低，適合搖蚊幼蟲生存。

表3 姜堰區(qū)底棲動物優(yōu)勢種相關(guān)信息Tab.3 Relative information of dominant benthic species in Jiangyan district

2.2 底棲動物群落的生物多樣性分析

2.2.1 生物學(xué)指數(shù)分析

由多樣性指數(shù)箱型圖(圖4)可見，3個地區(qū)的Simpson與Pielou指數(shù)上下四分位相近且數(shù)據(jù)分布較集中，Simpson指數(shù)在0.642～0.793范圍內(nèi)變化、Pielou指數(shù)在0.658～0.959范圍內(nèi)變化，因此姜堰區(qū)各樣點的物種分布均勻程度差別不大。Margalef與Shannon-Wiener指數(shù)在西部較集中，分別在0.924～1.060與1.281～1.578范圍內(nèi)變化，中部分散，南部整體低于中西部，即淮河流域群落豐富程度、復(fù)雜程度差別較小，多樣性高；過渡區(qū)群落豐富程度、復(fù)雜程度差別較大，多樣性差別大；長江流域群落豐富度、復(fù)雜程度較小，多樣性低。

圖4 姜堰區(qū)底棲動物生物多樣性指數(shù)箱形圖Fig.4 Box figure of benthic biodiversity index in Jiangyan district

圖5 姜堰西部底棲動物生物多樣性指數(shù)Fig.5 Biodiversity index of benthic animals in western Jiangyan district

由箱形圖4中的異常點與折線圖5可知，西部H29鹵汀河Margalef指數(shù)(dM=1.693)最高，H4社東河(dM=0.629)最低，其他樣點變化幅度較小，除此之外H4的Shannon-Wiener指數(shù)明顯偏低，因此H29種類多、每種密度低，H4種類少、群落復(fù)雜程度低。H30泰東河與鹽靖河交界Simpson指數(shù)(D=0.488)、Shannon-Wiener指數(shù)(H=1.003)明顯偏低，因此群落復(fù)雜程度低、梨形環(huán)棱螺密度優(yōu)勢突出。

由折線圖6可知，中部H20黃村河Margalef指數(shù)(dM=1.695)與Shannon-Wiener指數(shù)(H=2.107)最高，H10中干河與新通揚運河交界Margalef指數(shù)(dM=0.289)與Shannon-Wiener指數(shù)(H=0.693)最低，其他樣點變化幅度較小，因此H20種類多、每種密度低、群落復(fù)雜程度高，H10種類少、群落復(fù)雜程度低。H22溱湖河Simpson指數(shù)(D=0.401)與Pielou指數(shù)(J=0.542)最低，其他樣點變化幅度較小，因此H22物種分布的均勻度低、梨形環(huán)棱螺優(yōu)勢突出。

圖6 姜堰中部底棲動物生物多樣性指數(shù)Fig.6 Biodiversity index of benthic animals in central Jiangyan district

圖7 姜堰南部底棲動物生物多樣性指數(shù)Fig.7 Biodiversity index of benthic animals in southern Jiangyan district

由箱形圖4中的異常點與折線圖7可知，南部H14周山河(4個指數(shù)皆為0)與H18南干河(dM=0.394、D=0.265、H=0.518、J=0.472)各指數(shù)皆明顯偏低，其他樣點變化幅度較小。H14與H18皆屬于姜堰西南部地區(qū)，H14較特殊，僅發(fā)現(xiàn)尖細金線蛭，因此各指數(shù)數(shù)值都為0；H18種類少、群落復(fù)雜程度低、物種分布的均勻度低、梨形環(huán)棱螺優(yōu)勢突出。

因此，水環(huán)境惡劣、航運繁忙、沿岸荒蕪的樣點底棲動物群落復(fù)雜程度低、種類少、梨形環(huán)棱螺的數(shù)量優(yōu)勢突出。由3個地區(qū)的多樣性指數(shù)折線圖可見，Margalef與Shannon-Wiener的變化幅度大，Simpson與Pielou變化較平穩(wěn)，即物種豐富與復(fù)雜程度變化幅度大、物種種類均勻程度變化幅度小。西部Simpson與Shannon-Wiener的變化趨勢一致，中部與南部的4個指數(shù)在不同樣點間的變化趨勢相近、Pielou指數(shù)略有差異，即姜堰區(qū)底棲動物群落復(fù)雜程度高時，優(yōu)勢種少。

2.2.2 群落相似性分析

采用Sorensen種類相似性指數(shù)在33個樣點兩兩之間進行計算，相似性指數(shù)熱圖見圖8。姜堰區(qū)所有樣點間的平均相似性指數(shù)為0.436，相似性較高，因此整體區(qū)域內(nèi)物種多樣性程度低。姜堰區(qū)整體相似度最高的為H8泰東河與H24姜溱河與四橫河交界(Cs=0.923)，有6種相似物種，兩樣點皆為沙石底、水域開闊、沿岸種植灌木多；其次為H5龍溪港河與H22溱湖河(Cs=0.909)，有5種相似物種，兩樣點皆為淤泥底，水環(huán)境較差，有生活垃圾。

圖8 姜堰底棲動物相似性指數(shù)熱圖Fig.8 Heat map of similarity index of benthic animals in Jiangyan district

長江水系各樣點間的群落相似性低于淮河水系，過渡區(qū)最高，即區(qū)域內(nèi)多樣性程度最高的為長江水系。淮河水系相似性指數(shù)最高的H2與H8(Cs=0.833)都位于泰東河，底質(zhì)、生態(tài)環(huán)境相似；H4社東河與H31團結(jié)河與鹽靖河交界相似性指數(shù)最低，為0.182，二者底質(zhì)與環(huán)境污染源均不同，H31為沙石底與生活垃圾，H4為淤泥底與工廠排污。過渡區(qū)相似度最高的為H21北湖與H22溱湖河、H22與H23溱湖濕地之間，相似性指數(shù)均為0.833，3個樣點均位于溱潼，地區(qū)接近、生態(tài)環(huán)境相似；H10中干河與新通揚運河交界與其他樣點相似度都很低，因為H10缺乏適合的生存環(huán)境，底棲動物少。長江水系相似性最高的為H17新生產(chǎn)河與H33東姜黃河繆家埭(Cs=0.769)，樣點皆屬于姜堰區(qū)最東南部地區(qū)，底質(zhì)均為淤泥底；H14周山河與其他樣點相似度都很低，因為H14有河岸硬化、沿岸荒蕪、底質(zhì)為卵石，底棲動物少。

2.2.3 聚類分析

對底棲動物群落多樣性的四個指數(shù)進行聚類分析，樹形結(jié)構(gòu)如圖9所示。西部H3、H6、H30，中部H7、H9、H20、H21、H23、H24、H25，南部H16、H33歸為一類，整體特征為Margalef、Shannon-Wiener指數(shù)最高，物種總密度與種類較多，所以姜堰中西部集中在溱潼區(qū)、姜堰南部集中在東南區(qū)的樣點底棲動物物種多樣性最高。西部H1、H2、H5、H8，中部H26、H28、H32，南部H11、H12、H15、H17、H19、H27歸為一類，整體特征為Margalef、Shannon-Wiener與Simpson指數(shù)稍低，在物種種類較多的前提下Pielou指數(shù)最高，且這些樣點地理位置分布較分散，因此姜堰大部分區(qū)域物種多樣性較高，且物種個體數(shù)分布均勻、優(yōu)勢種不突出。西部H29、H31與中部H22歸為一類，整體特征為Margalef、Shannon-Wiener指數(shù)不低，但Simpson、Pielou指數(shù)低，物種種類較多，因此物種個體數(shù)分布不均勻，除梨形環(huán)棱螺密度高外，其他物種密度都很低，優(yōu)勢種突出。H18、H4、H13、H10、H14物種種類少，除H18的梨形環(huán)棱螺密度較高、優(yōu)勢種突出外，其他樣點的所有物種密度都很低，個體數(shù)分布均勻。

圖9 姜堰區(qū)各采樣點底棲動物的多樣性聚類分析Fig.9 Clustering analysis of benthic animals diversity in Jiangyan district

2.3 底棲動物分布差異影響因素識別與保護利用對策

2.3.1 影響因素分析

2.3.1.1 影響姜堰區(qū)整體底棲動物種類與資源組成的主要因素為水體狀況、底質(zhì)成分。水體污染會導(dǎo)致軟體動物多樣性降低，姜堰區(qū)整體水體狀況尚可、水環(huán)境較好[12]，因此調(diào)查發(fā)現(xiàn)的20類淡水底棲動物中雖無珍稀保護物種，但大多較常見且為中度耐污種，軟體動物種數(shù)、密度、出現(xiàn)頻數(shù)均最高。底棲動物優(yōu)勢種中，紅色搖蚊幼蟲、霍普水絲蚓的出現(xiàn)象征水體存在有機污染、含氧量低，因此出現(xiàn)密度高的樣點大多水較深、水流較靜、底質(zhì)為淤泥，如溱湖濕地與北湖；沼蛤易生長于硬物表面，其存在象征水體存在輕度富營養(yǎng)化，大量死亡后污染水質(zhì)，因此出現(xiàn)沼蛤的樣點密度均不高且基本無霍普水絲蚓，底質(zhì)大多為泥沙與沙石底、生活垃圾較少、水質(zhì)尚佳，如泰東河與唐港河。

2.3.1.2 影響姜堰區(qū)底棲動物群落分布的主要因素為生境差異。姜堰區(qū)淮河流域?qū)儆诮春萜皆?、海陸交互沉積相，以沿海沼澤沉積環(huán)境為主，姜堰區(qū)長江流域?qū)儆陂L江三角洲平原、三角洲沉積相，以砂質(zhì)沉積物為主，因此姜堰區(qū)淮河水系水體底質(zhì)淤泥較多，長江水系沙石較多?；春铀怠⑾潞拥貐^(qū)水網(wǎng)密集且復(fù)雜、建設(shè)用地少，多為村落，生境相對原始，適合不同底棲動物的生存繁殖，適合發(fā)展生態(tài)水產(chǎn)養(yǎng)殖，因此密度與種數(shù)整體最大，豐富程度、復(fù)雜程度差別較小，多樣性高；過渡區(qū)具有旅游業(yè)發(fā)達的溱潼古鎮(zhèn)、溱湖濕地，生態(tài)環(huán)境保護較到位，但一些水域具有生態(tài)管控，岸線固化情況較多，例如新通揚運河、溱湖河等，生物多樣性降低，因此過渡區(qū)底棲動物群落豐富程度、復(fù)雜程度差別較大，多樣性差別大，生態(tài)環(huán)境保護較到位的溱潼區(qū)物種多樣性最高，各樣點間物種相似性最高。長江水系、上河地區(qū)水網(wǎng)相對稀疏，河流岸線固化情況相對多，例如周山河、老通揚運河等，新通揚運河與周山河之間大部分為城鎮(zhèn)建設(shè)用地、周山河以南為農(nóng)業(yè)用地，生態(tài)環(huán)境差別較大，因此密度與種數(shù)整體最小，群落豐富度與復(fù)雜程度較小、多樣性低，各樣點間物種相似性低、區(qū)域內(nèi)多樣性程度高。

2.3.2 保護與利用對策

由姜堰區(qū)底棲動物多樣性的分析可知，水環(huán)境惡劣、航運繁忙、沿岸荒蕪的樣點底棲動物群落復(fù)雜程度低、種類少、優(yōu)勢種突出，淮河流域與長江流域底棲動物分布的差別較大，因此加強底棲動物的保護應(yīng)立足于以下方面：

2.3.2.1 減少生活垃圾污染：33個樣點中19個樣點均發(fā)現(xiàn)生活垃圾，姜堰區(qū)的淮河水系與長江水系樣點生活垃圾出現(xiàn)較多，惡化了水環(huán)境、侵占了底棲動物的生存空間。因此需要清理水域現(xiàn)存生活垃圾、加強對村落固體廢棄物收集與管理。

2.3.2.2 整治水體污染：調(diào)查期間，江淮過渡區(qū)的北湖與淮河水系的社東河樣點水體污染嚴重，存在生活污水與工業(yè)廢水直排現(xiàn)象。因此需要加強污水廠對污廢水的收集工作、做好對水資源的保護與宣傳工作、治理水污染。

2.3.2.3 發(fā)展生態(tài)護岸：姜堰區(qū)長江水系水域周邊畜禽養(yǎng)殖農(nóng)戶較多、岸線固化程度較高，將已固化的岸線逐步調(diào)整為生態(tài)岸線，能在一定程度上截留初期雨水進入河湖水體的污染物，并且恢復(fù)底棲動物的棲息環(huán)境。

底棲動物多樣性作為水體健康評估指標之一，可評價河流、湖泊、水庫等生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況，因此可依據(jù)底棲動物數(shù)據(jù)及水質(zhì)等其他資料評估姜堰區(qū)的水生態(tài)系統(tǒng)，提出水環(huán)境改善方案，以姜堰區(qū)為例，可對江淮平原其他地區(qū)的水生態(tài)系統(tǒng)進行評估。

3 結(jié) 論

3.1 姜堰區(qū)33個樣點共發(fā)現(xiàn)的20屬底棲動物中，大多較常見且為中度耐污種，軟體動物種類最多、出現(xiàn)頻次最高，姜堰區(qū)整體水體狀況尚可、水環(huán)境較好。

3.2 姜堰區(qū)物種多樣性大小的分布整體呈現(xiàn)：淮河水系下河地區(qū)>江淮過渡區(qū)>長江水系上河地區(qū)，江淮過渡區(qū)樣點間物種相似性最大，生態(tài)環(huán)境保護較到位的溱潼區(qū)物種多樣性最高；長江水系上河地區(qū)樣點間物種相似性最小。

3.3 姜堰區(qū)底棲動物組成與分布的主要影響因素為水體狀況、底質(zhì)成分、生境差異。優(yōu)勢種紅色搖蚊幼蟲、霍普水絲蚓存在密度較高的溱湖濕地與北湖水體存在有機污染、含氧量低，沼蛤出現(xiàn)的樣點底質(zhì)大多為泥沙，水質(zhì)尚佳。江淮過渡區(qū)群落豐富程度、復(fù)雜程度、多樣性差別大于淮河水系與長江水系。

3.4 姜堰區(qū)底棲動物的保護應(yīng)從生活垃圾與水體污染治理、發(fā)展生態(tài)護岸方面著手，提高底棲動物的多樣性，塑造健康的江淮平原水生態(tài)系統(tǒng)。