滦河秋季大型底栖动物群落结构空间格局与关键环境影响因子识别

１ 材料与方法
统ꎬ了解其物理、化学与生物要素在纵向、横向、垂向
过程的基础. 如 河 流 连 续 统 理 论ꎬ 从 生 态 系 统 结 构
( 水生生物群落组成) 与功能( 生产力∕代谢率) 的角
度描述了河流自上而下纵向的变化规律 [１] . 河流生
态系统空间异质性研究对于水生生物多样性保护及
流域管理有重要意义. 通过分析流域水生生物空间
[２]
ꎬ或针
二大独立入海的河流ꎬ位于海河流域最北部. 滦河发
源于河北省张家口市境内的巴彦古尔图山北麓ꎬ流经
内蒙古自治区、河北省及辽宁省的 ２５ 个市县( 旗) ꎬ
. 此外ꎬ异质
基于水体理化指标的空间差异特征ꎬ优化了河流
水系、冀东沿海诸河及于桥水库上游的州河ꎬ流经张
对稀有和敏感物种制定专项保护计划
[３]
１.河北师范大学生命科学学院ꎬ 河北 石家庄 ０５００２４
２.中国环境科学研究院ꎬ 环境基准与风险评估国家重点实验室ꎬ 北京 １０００１２
摘要: 掌握水生生物的空间分布特征及其关键影响因子是科学制定生物多样性保护策略的基础. 于 ２０１６ 年秋季对滦河 ５３ 个样
点开展了大型底栖动物和环境因子的现场调查ꎬ分析了大型底栖动物群落结构与空间分布特征ꎬ并识别出影响大型底栖动物物
性格局也 是 优 化 河 流 监 测 站 点 的 可 靠 依 据. Ｇｏｍｅｓ
等
１ １ 研究区域概况
滦河是海河流域四大水系之一ꎬ也是华北地区第
于河北省乐亭县兜网铺注入渤海ꎬ全长 ８８５ ｋｍꎬ流域
总面 积 ５ ８ × １０ ４ ｋｍ ２ . 滦 河 流 域 在 河 北 省 境 内
异质性格局ꎬ有助于识别高生物多样性区域
１.Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｈｅｂｅｉ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００２４ꎬ Ｃｈｉｎａ
２.Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｃｒｉｔｅｒｉａ ａｎｄ Ｒｉｓｋ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔꎬ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｂｅｉｊｉｎｇ
ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｓｐｅｃｉｅｓ ｗａｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ａｎｄ ｌｏｗｅｒ ｒｅａｃｈｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｓｔｅｍ ｏｆ Ｌｕａｎｈｅ Ｒｉｖｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｒｅａｃｈｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒｉｂｕｔａｒｙ.
Ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｇｒｏｕｐ ( Ｇ２) ｗａｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｕｐｓｔｒｅａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒｉｂｕｔａｒｙꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｓｐｅｃｉｅｓ ｗｅｒｅ Ｈｙｄｒｏｐｓｙｃｈｅ ｓｐ.ꎬ Ａｎｔｏｃｈａ ｓｐ. ａｎｄ
种空间分布的关键环境因子. 结果表明:①滦河( 河北省) 共采集并鉴定出大型底栖动物 ２０６ 种ꎬ隶属于 ８ 纲 ２２ 目 ７０ 科 １４４ 属ꎬ
以纹石蚕( Ｈｙｄｒｏｐｓｙｃｈｅ ｓｐ.) 和东方蜉蝣( Ｅｐｈｅｍｅｒａ ｏｒｉｅｎｔａｌｉｓ) 为优势种. ②根据滦河大型底栖动物群落结构相似性ꎬ５３ 个样点在空
ａｎｄ Ｇ２ꎬ ｔｈｅ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎｄｅｘ ｏｆ Ｇ１ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ Ｇ２ꎬ ａｎｄ ｔｈｅ Ｐｉｅｌｏｕ ｅｖｅｎｎｅｓｓ ｉｎｄｅｘ ｏｆ Ｇ１ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈ ｔｈａｎ
收稿日期: ２０１９￣１０￣１１ 修订日期: ２０２０￣０２￣１４
第 ３３ 卷 第 １０ 期
环 境 科 学 研 究
２０２０ 年 １０ 月
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
Ｖｏｌ.３３ꎬＮｏ.１０
Ｏｃｔ.ꎬ２０２０
滦河秋季大型底栖动物群落结构空间格局与
关键环境影响因子识别
沈月含１ꎬ２ ꎬ 丁 森２ ꎬ 王 慧２ ꎬ 代 阳２ ꎬ 安瑞永１ ꎬ 张晓娇２ ꎬ 高 欣２∗
Ｋｅｙ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ Ｌｕａｎｈｅ Ｒｉｖｅｒ ｉｎ Ａｕｔｕｍｎ
ＳＨＥＮ Ｙｕｅｈａｎ １ꎬ２ ꎬ ＤＩＮＧ Ｓｅｎ ２ ꎬ ＷＡＮＧ Ｈｕｉ ２ ꎬ ＤＡＩ Ｙａｎｇ ２ ꎬ ＡＮ Ｒｕｉｙｏｎｇ １ ꎬ ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏｊｉａｏ ２ ꎬ ＧＡＯ Ｘｉｎ ２∗
型等环境因子在第 ２ 组与第 ３ 组之间差异显著ꎬ第 ２ 组明显高于第 ３ 组. 典范对应分析( ＣＣＡ) 表明ꎬ栖境复杂性、河水水量状况
和河岸土地利用类型是影响滦河大型底栖动物空间分布的关键环境因子. 研究显示ꎬ降低河岸带干扰强度、恢复河道生境多样性
是未来滦河大型底栖动物多样性保护恢复的重要管理措施.
关键词: 滦河ꎻ 大型底栖动物ꎻ 空间异质性ꎻ 环境因子
中图分类号: Ｘ１７６ 文章编号: １００１￣６９２９(２０２０)１０￣２２９８￣１０
文献标志码: Ａ
ＤＯＩ: １０ １３１９８∕ｊ ｉｓｓｎ １００１￣６９２９ ２０２０ ０４ ０８
Ｓｐａｔｉａｌ Ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ Ｍａｃｒｏｉｎｖｅｒｔｅｂｒａｔｅｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ
( Ｎｅｏｃａｒｉｄｉｎａ ｄｅｎｔｉｃｕｌａｔｅ ｓｉｎｅｎｓｉｓ) . ③第 ３ 组的分类单元数显著高于第 １ 组和第 ２ 组ꎻ第 １ 组的多样性指数显著高于第 ２ 组ꎻ第 １ 组
的均匀度指数显著高于其他 ２ 组. 单因素方差分析( ｏｎｅ￣ｗａｙ ＡＮＯＶＡ) 发现ꎬｐＨ、ＴＮ、底质、河道变化、水质状况和河岸土地利用类
１０００１２ꎬ Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａｑｕａｔｉｃ ｏｒｇａｎｉｓｍｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｋｅｙ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ａｒｅ ｔｈｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ
Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｆｕｎｄ ｆｏｒ Ｂａｓｉｃ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｕｂｌｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓꎬ Ｃｈｉｎａ ( Ｎｏ.２０２０ＹＳＫＹ￣００３)
第 １０ 期
沈月含等:滦河秋季大型底栖动物群落结构空间格局与关键环境影响因子识别
ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｃｏｎｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｍａｃｒｏｉｎｖｅｒｔｅｂｒａｔｅｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ａｔ ５３
ｓｉｔｅｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｌｕａｎｈｅ Ｒｉｖｅｒ ｉｎ ａｕｔｕｍｎꎬ ２０１６. Ｔｈｅ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｍａｃｒｏｉｎｖｅｒｔｅｂｒａｔｅｓ ｗｅｒｅ
Ｐａｌａｅｍｏｎｅｔｅｓ ｓｉｎｅｎｓｉｓ. Ｔｈｅ ｔｈｉｒｄ ｇｒｏｕｐ ( Ｇ３) ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ａｎｄ ｕｐ ｒｅａｃｈｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｓｔｒｅａｍｓ. Ｔｈｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ
ｓｐｅｃｉｅｓ ｗｅｒｅ Ｅｐｈｅｍｅｒａ ｏｒｉｅｎｔａｌｉｓ ａｎｄ Ｎｅｏｃａｒｉｄｉｎａ ｄｅｎｔｉｃｕｌａｔｅ ｓｉｎｅｎｓｉｓ. (３) Ｔｈｅ ｔａｘａ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ Ｇ３ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ Ｇ１
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ: Ｌｕａｎｈｅ Ｒｉｖｅｒꎻ ｍａｃｒｏｉｎｖｅｒｔｅｂｒａｔｅꎻ ｓｐａｔｉａｌ ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙꎻ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒ
河流生态系统是一种典型的空间异质性生态系
指标ꎬ探讨大型底栖动物群落结构与环境因子之间的
及时间等四维上的变化是解释河流生态系统结构与
[４]
关系ꎬ以期为滦河流域水生态保护修复提供参考.
ｉｎ ｔｈｅ Ｌｕａｎｈｅ Ｒｉｖｅｒ. Ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｒｉｐａｒｉａｎ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ａｎｄ ｒｅｓｔｏｒｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ ｈａｂｉｔａｔｓ ａｒｅ ｋｅｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｆｏｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ
ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｃｒｏｉｎｖｅｒｔｅｂｒａｔｅ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｌｕａｎｈｅ Ｒｉｖｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ.
Ｌｕａｎｈｅ ( Ｈｅｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ) . Ｈｙｄｒｏｐｓｙｃｈｅ ｓｐ. ａｎｄ Ｅｐｈｅｍｅｒａ ｏｒｉｅｎｔａｌｉｓ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｌｕａｎｈｅ Ｒｉｖｅｒ. (２) Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ
ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｃｒｏｉｎｖｅｒｔｅｂｒａｔｅｓ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬ ５３ ｓｉｔｅｓ ｗｅｒｅ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｒｅｅ ｇｒｏｕｐｓ ｓｐａｔｉａｌｌｙ. Ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｇｒｏｕｐ ( Ｇ１) ｗｉｔｈ ｎｏ
作者简介: 沈月含(１９９６￣) ꎬ女ꎬ河北唐山人ꎬ１１３４４６３２７４＠ ｑｑ.ｃｏｍ.
∗责任作者ꎬ高欣(１９８２￣) ꎬ男ꎬ河北邯郸人ꎬ副研究员ꎬ博士ꎬ主要从事大型底栖动物群落生态学和流域水生态保护研究ꎬｇａｏｘｉｎ＠ ｃｒａｅｓ.ｏｒｇ.ｃｎ
基金项目: 中央级公益性科研院所基本科研业务专项( Ｎｏ.２０２０ＹＳＫＹ￣００３)
ｉｎｄｉｃｅｓ ｏｆ Ｇ２ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｏｆ Ｇ３. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｃａｎｏｎｉｃａｌ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｈａｂｉｔａｔ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙꎬ
ｆｌｏｗ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｒｉｐａｒｉａｎ ｌａｎｄ￣ｕｓｅ ｗｅｒｅ ｓｃｒｅｅｎｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｃｒｏｉｎｖｅｒｔｅｂｒａｔｅｓ
间上被分为 ３ 组. 第 １ 组分布在滦河干流的中下游及支流下游ꎬ无指示物种ꎻ第 ２ 组分布在支流上游ꎬ指示种为纹石蚕、朝大蚊
( Ａｎｔｏｃｈａ ｓｐ.) 和中华 小 长 臂 虾 ( Ｐａｌａｅｍｏｎｅｔｅｓ ｓｉｎｅｎｓｉｓ) ꎻ 第 ３ 组 分 布 在 滦 河 干 流 中 上 游ꎬ 指 示 种 为 东 方 蜉 蝣 和 中 华 齿 米 虾
２ ２９ ９
ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｔｗｏ ｇｒｏｕｐｓꎬ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. Ｏｎｅ￣ｗａｙ ＡＮＯＶＡ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｉｎｄｉｃｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｐＨꎬ ＴＮ ａｎｄ ｓｅｄｉｍｅｎｔ
ｑｕａｌｉｔｙꎬ ｒｉｖｅｒ ｃｈａｎｎｅｌ ｃｈａｎｇｅｓꎬ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｒｉｖｅｒ ｂａｎｋ ｌａｎｄ ｕｓｅ ｔｙｐｅｓ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｇ２ ａｎｄ Ｇ３ꎬ ａｎｄ ｔｈｅｓｅ
ａｎａｌｙｚｅｄꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｋｅｙ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｃｒｏｉｎｖｅｒｔｅｂｒａｔｅｓ ｗｅｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ
ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ: (１) Ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ ２０６ ｍａｃｒｏｉｎｖｅｒｔｅｂｒａｔｅｓ ｔａｘａ ｗｅｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｂｅｌｏｎｇｅｄ ｔｏ ８ ｃｌａｓｓｅｓꎬ ２２ ｏｒｄｅｒｓꎬ ７０ ｆａｍｉｌｉｅｓ ａｎｄ １４４ ｇｅｎｕｓ ｉｎ