洞庭湖近30年大型底栖动物的群落演变

生态环境学报 2015, 24(8): 1348-1353 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@基金项目：全国重点湖泊水库生态安全保障方案项目（WFLY-2009-01-PG05）；2014年湖南省环保科技计划项目（2014014） 作者简介：张屹（1982年生），男，工程师，主要从事底栖动物生态学研究。

E-mail: 130858341@*通信作者。

E-mail: tianq31@收稿日期：2015-04-05洞庭湖近30年大型底栖动物的群落演变张屹，王丑明，石慧华，李利强，黄代中，田琪*，陈翔湖南省洞庭湖生态环境监测中心，湖南 岳阳 414000摘要：1988─2013年洞庭湖共记录大型底栖动物229种，隶属于4门7纲，其中软体动物门84种，线形动物门1种，寡毛纲28种，昆虫纲105种，蛭纲7种，甲壳纲4种。

洞庭湖所存物种主要是水生昆虫和软体动物，分别占全湖种类的45.9%和36.7%，而寡毛类、蛭纲和甲壳纲分别只占12.2%、3.1%和1.7%。

2000─2013年底栖动物的平均物种数（49种）明显低于1988─2000年（58种），水生昆虫的种类数下降最为显著。

1988─2013年底栖动物的平均密度为249 ind·m -2，其中寡毛类密度为38 ind·m -2，水生昆虫密度为80 ind·m -2，软体动物密度为94 ind·m -2，分别占总密度的15.1%，32.0%和37.8%。

近30年洞庭湖底栖动物优势种发生了较大程度的变迁，相对较为耐污的种类成为了优势种，如环棱螺（Bellamya sp.）、齿斑摇蚊（Stictochironomus sp.）和苏氏尾鳃蚓（Branchiura sowerby i ）。

洞庭湖软体动物资源较为丰富，尤其是南洞庭湖，特有物种较多，但大部分处于濒危状态，洞庭湖的双壳类优势种由大型的蚌类演变为小型的河蚬。

近30年来分析表明底栖动物种类数和密度与水体总氮（TN ）和综合营养状态指数（∑TLI ）都呈显著负相关，洞庭湖尤其是东洞庭湖的富营养化对大型底栖动物群落产生了明显的影响。

关键词：洞庭湖；大型底栖动物；群落演变 DOI: 10.16258/ki.1674-5906.2015.08.014中图分类号：X174 文献标志码：A 文章编号：1674-5906（2015）08-1348-06引用格式：张屹，王丑明，石慧华，李利强，黄代中，田琪，陈翔. 洞庭湖近30年大型底栖动物的群落演变[J]. 生态环境学报, 2015, 24(8): 1348-1353.ZHANG Yi, WANG Chouming, SHI Huihua, LI Liqiang, HUANG Daizhong, TIAN Qi, CHEN Xiang. Macrobenthic Community Succession during Last Thirty Years in Dongting Lake [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(8): 1348-1353.洞庭湖为湖南省第一大湖，全国第二大淡水湖，是承纳湘、资、沅、澧四水和吞吐长江的过水性洪道型湖泊，有沟通航运、繁衍水产、调蓄长江和改善生态环境等多种功能。

近几十年来，随着湖区经济的快速发展和人口的急剧增长，人类对其自然资源的开发不断加剧，使其生态环境逐渐恶化，富营养化进程日益加剧，东洞庭湖已经出现轻度富营养化状态，富营养化影响底栖动物群落结构和多样性（龚志军等，2001）。

洞庭湖水体主要污染物为总氮和总磷（申锐莉等，2006；黄代中等，2013），一般底栖动物种类与多样性与水体总氮（TN ）、总磷（TP ）等营养元素呈负相关（陈其羽等，1980；王丑明等，2011）。

研究洞庭湖等大型通江湖泊底栖动物的意义十分重大，有研究表明大型通江湖泊有利于维持底栖动物的多样性和生产力（Pan et al.，2011）。

然而目前洞庭湖底栖动物方面的研究很少，且主要集中在个别年份的群落结构及水质评价方面（戴友芝等，2000；汪星等，2012），以及对某一湖区（江辉等，2007；谢志才等，2007）或某一类群的研究（张玺等，1965；胡自强，1993），但研究年限较短，不足以全面体现洞庭湖底栖动物变化特征。

本文根据湖南省洞庭湖生态环境监测中心在1988─2013年对洞庭湖全湖底栖动物的调查研究结果，结合其它研究资料，分析了洞庭湖底栖动物群落结构的变化及其所指示的湖泊环境演变，从而为科学利用和保护洞庭湖提供依据。

洞庭湖天然湖泊面积2691 km 2，另有内湖面积1200 km km 2，洪道面积1013 km 2，流域涉及湘、鄂、黔、渝、桂、粤6省，湖体形状呈近似“U ”字形，岳阳站水位33.5m （黄海基面）时湖长143 km ，最大湖宽30 km ，平均湖宽17 km ，最大水深23.5 m ，平均水深6.4 m ，相应蓄水量167亿m 3，三峡建设之前，洞庭湖水循环周期约18.2 d 。

洞庭湖流域采沙较为严重，因此底质泥沙淤积较多，有机质含量较低，但重金属含量较高。

洞庭湖湿地植被主要以禾本科、菊科、莎草科、蓼科、豆科和唇形科以及张屹等：洞庭湖近30年大型底栖动物的群落演变 1349杨柳科等为主，芦苇和南荻是湖岸带优势挺水植物，黑藻和金鱼藻是洞庭湖优势沉水植物。

1 材料与方法1.1 数据来源数据来源于湖南省洞庭湖生态环境监测中心1988─2013年的监测资料，由于水位变化及国控断面改变等客观原因，监测断面先后进行了一些调整，2002年监测断面基本固定，共设有10个监测断面，具体如下：西洞庭湖湖区的小河嘴、蒋家嘴和南嘴断面；东洞庭湖湖区的鹿角、东洞庭湖、岳阳楼和洞庭湖出口断面；南洞庭湖湖区的万子湖、横岭湖和虞公庙断面（图1）。

底栖动物的采集使用0.0625 m2的改良彼得森采样器，标本的鉴定据参考文献（Epler，2001；Brinkhurst，1986；Morse et al.，1994；刘月英等，1979）。

1.2 数据处理底栖动物的物种多样性的计算采用Shannon-Wiener指数。

方差分析和相关分析用SPSS 13.0软件，进行方差分析之前对数据进行正态分布和一致性的检验。

物种损失率计算公式为P=(S-S i)/S i，式中S为本次调查的种类，S i为i年前的种类。

Shannon-Wiener多样性指数，即H=– {(n i/N)log2(n i/N)}，式中N为总密度，n i为物种i的密度。

湖泊营养状态评价指标为总氮、总磷、高锰酸盐指数、叶绿素a和透明度5项，chl-a、TN、TP、COD Mn的测定方法参照《水和废水监测分析方法》（第四版），透明度采用透明度盘测定。

采用中国环境监测总站《湖泊（水库）富营养化评价方法及分级技术规定》中的综合营养状态指数评价方法。

2 结果与讨论2.1 群落结构的演变2.1.1 种类及优势种自1988年以来，洞庭湖共记录大型底栖动物229种，隶属于4门7纲，其中软体动物门84种，寡毛纲28种，昆虫纲105种，蛭纲7种，甲壳纲4种，线形动物门1种。

洞庭湖所出现的物种主要是水生昆虫和软体动物，分别占全湖种类的45.9%和36.7%，而寡毛类只占12.2%（表1、图2），从图中可以看出，洞庭湖大型底栖动物物种数呈波动式下降趋势。

分湖区来看，西洞庭湖和南洞庭湖的种类数较多，分别占全湖种类的77.3%和72.9%，东洞庭湖种类数较少，占59.8%（表1）。

近30年来洞庭湖优势种发生了较大程度的变迁，相对较为耐污的种类成为了优势种。

据统计，东洞庭湖在1988─2001年的14年中有8个年份蜉蝣（Ephemera sp.）都为优势种，该种类为敏感种，一般生活在清洁水体中，然而在2003─2013的11表1 1988─2013年洞庭湖不同湖区大型底栖动物种类数 Table 1 Species number of macrozoobenthos of different lake districtfrom 1988─2013 in Dongting Lake湖区种类总数水生昆虫软体动物寡毛类其它全湖229 105 84 28 12 东洞庭湖137 54 57 18 8 南洞庭湖167 82 55 20 10 西洞庭湖177 88 57 23 9监测断面：（1）南嘴；（2）蒋家嘴；（3）小河嘴；（4）万子湖；（5）横岭湖；（6）虞公庙；（7）鹿角；（8）东洞庭湖；（9）岳阳楼；（10）洞庭湖出口图1 洞庭湖大型底栖动物采样点分布图Fig. 1 Sampling sites of macrozoobenthos in Dongting Lake1350 生态环境学报 第24卷第8期（2015年8月）个年份中都不再是优势种，取而代之的是耐污能力更高的环棱螺（Bellamya sp.）和钩虾（Gammaridae spp.），它们在这11个年份中有9个年份都为优势种。

西洞庭湖在1988─1995年优势种为钩虾科和仙女虫科（Naididae spp.）的种类，然而在1996─2008年较为耐污的齿斑摇蚊（Stictochironomus sp.）成为优势种，在这13个年份中共有8个年份是优势种，在2009─2013年这5年中则是更为耐污的苏氏尾鳃蚓（Branchiura sowerby i ）成为优势种。

南洞庭湖优势种类差别不大，优势种为主要为软体动物河蚬（Corbicula fluminea ），值得注意的是2011年南洞庭湖的优势种出现了苏氏尾鳃蚓，这反映了一定程度的水质污染。

长江流域地区，尤其是大型通江湖泊，如洞庭湖软体动物资源十分丰富（舒凤月等，2014），但近年来有下降的趋势。

据调查，20世纪60年代，洞庭湖的双壳类有47种，其中35种为我国特有种，优势种以大型种类为主，如楔蚌属（Cuneopsis sp.）、矛蚌属（Lanceolaria sp.）和丽蚌属（Lamprotula sp.）等一些物种（张玺等，1965），2003─2005年调查发现，洞庭湖的双壳类有35种，其中24种为我国特有种（舒凤月等，2009）。

近年来调查发现（2009─2013年），洞庭湖的双壳类有14种，其中7种为我国特有种，与20世纪60年代相比，双壳类物种损失率高达70.2%，特有种损失率更高达80%，优势种以小型种类河蚬为主，洞庭湖的双壳类优势种由大型的蚌类演变为小型的河蚬。

根据1989─1992年对洞庭湖的调查，洞庭湖共有腹足类27种（胡自强，1993）。