香溪河水系大型底栖动物的群落结构及生态位
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本课 题 组 对 香 溪河生态系统的研 究始于1999年，为便 于统一比较，一直仍延用1999年的样点名称. 本研究共设样 点12个(图1). 于香溪河选取4个样点，沿水流方向依次命名为 X X23、X X21、X X17和 X X14；九冲 河选 取 5个样点，沿 水流 方 向依次命名为JC09、JC08、JC05、JC03和JC02；高岚河选取 2 个 样点，沿 水流 方 向依 次命名为 GL03和 GL02；古夫 河 选 取一 个样点，命名为GF04.
Abstract Ma��cro��in�ve�rte�bra�te�s we�re�� qu��an�ti�ta�ti�ve�llyy i�n�ve��sti�g�a�te��d��i�n� th��e��X�i�a�n�g��x�i Ri�ve�r,�� th��e� la�rg��e�s�t� tr�ib�ut�arry �i�n� H�ub�e�i� p�ort�io�n��o�f the Three-Gorge Reservoir, from July 2005 to June 2006. The data and niche were analyzed, and the results showed that species richness was significantly different among seasons and tributaries of the Xiangxi River, and density was significantly different among seasons. Beatis sp., Epeorus sp., Serratella sp., Antocha sp. and Heptagenia sp. had large niche breadths,� wh��ile�� Tetropina sp., Nemoura sp. and Simulium sp. had narrow niche breadths. The total niche overlaps of Beatis sp., Epeorus sp., Serratella sp. and Antocha sp. were high, but those of Simulium sp., Nemoura sp., Orthcladius sp. and Tetropina sp. were low. The niche overlap was significantly impacted by niche breadth and relative abundance. Distribution, niche overlap, the functional feeding groups and habit/behavior groups were the main way for them to allay their competition. Fig 2, Tab 5, Ref 25 Keywords Xiangxi River; macroinvertebrate; niche breadth; niche overlap; community structure CLC Q958.885.11
地 植物种的生态 位 进行研 究，发现湿 地 植物的生态 位特 征 能 够 较 好地 表征各 植物的生 态 适 应性 和 分布幅 度 [7]；颜 廷 芬 等 在环 境因子对 植物生态 位 宽 度 影 响 程 度分析中发 现 生态 位宽度及生态 位 重叠 值 反映了物种对生态环境资源的利用 能 力[8]；朴顺 姬等 对 科尔 沁 沙 地 差巴嘎 蒿 种 群 生态 位 适 宜 度 进行了分析[9]；黄 世霞等对 油菜田杂草生态位特征 进行了研 究 [10]；张 峰 等 对 翅 果 油 树 群 落 优 势 类 群 生 态 位 进 行了分 析 [11]. 在动物学方面研究相对薄弱[12]，如刘丽等对青海云杉 天 然 林内小 蠹 种 群 空间生态 位 进 行了研 究 [13]；殷 宝 法 等 对可 可 西里地区 藏 羚羊、藏 原羚和藏野驴的营养生态 位 进行了 研 究 [14]；葛宝明等 对昆 灵岛潮间带 大 型 底 栖 动物生 态 位 进 行 了分析 . [12]
应用与环境生物学报 2009，15 (3): 337~341 Chin J Appl Environ Biol=ISSN 1006-687X
Fra Baidu bibliotek
2009-06-25 DOI: 10.3724/SP.J.1145.2009.00337
香溪河水系大型底栖动物的群落结构及生态位*
蒋万祥1, 2 傅小城1 唐 涛1 蔡庆华1**
流的每 个季节取样相当于一 个环境资源位点)，Bi 值 越大 表 示该物种生态位宽度越大. Oik为生态位重叠值，其取值范围 为 0 ~1，Oik值 越 大 表 示生态 位 重 叠 值 越 大 .
本 研 究中 方 差 分 析、相 关 分 析、回归 分 析 使 用的 软件为
SPSS11.5，非度量多维标度排序使用的软件为PC-ORD 4.0.
生态位在我国的研究开始于20世纪80年代初，在理论探 讨[2~4]及 综 述性 评 价 [5]的基 础 上已经取得 较 大 发 展，成 为生态 学研究的一个热点. 目前，群落物种生态位的研究资料在植 物 群 落 方面比 较 丰富，例 如张国 斌 等 对 岭 南自然 保 护区常 绿 阔叶林优 势树 种的生态 位 进行研 究，发现 生态 位较大的物 种生态相似性比例较大 [6]；徐治国等对三江平原典型沼泽湿
生态位(Niche)是生态学中一个非常重要的概念. 在现代 生态学中，生态 位理论在种间关 系、群落结 构、种的多样性 及 群 落进 化 等 方面的 研 究中获 得了广 泛 的应 用，成 为 解 释自 然 群 落中种间 共 存 与竞 争机制的 基 本 理 论 之一，倍 受国际生 态 学 界 的 重 视 [1].
Community Structure and Niche of Macroinvertebrates in the Xiangxi River in Hubei, China*
JIANG Wanxiang1, 2, FU Xiaocheng1, TANG Tao1 & CAI Qinghua1**
338
应 用 与 环 境 生 物 学 报 Chin J Appl Environ Biol
15 卷
综 合各样本区的情况集中加以分析 . [15] 鉴于此，本研究选取 三峡 水 库湖 北 库区 最 大 支流香 溪 河为对 象，对 整 个水系大 型 底栖动物的群落结构和优势分类单元的生态位进行了研究， 以期了解 底 栖 动 物 时 空分布 特 征 及 其 对 环 境 的 适 应性 和 对 资源的利用特征.
2 结果与分析
2.1 不同资源位点物种丰富度和密度
对香溪河水系各资源位点大型底栖动物物种丰度进 行统计，结果见表1. 方差分析(One-Way ANOVA)表明，香溪 河、九冲 河、高岚 河大 型 底 栖 动物物 种丰度于 各 季 节间总 体差异显著(P<0.05)，古夫河各 季节物种丰度总体差异不显 著 (P<0.05)；夏季 、秋季 和 春 季 4条支 流 间 物 种丰度 差 异显 著 (P<0.05)，冬季4条河间物种丰度差异不显著(P>0.05).
1 研究方法
1.1 采样地概况
香溪河发源于神农架林区，干流全 长94 k m，流域面积 3 099 k m 2，自然落差1 540 m，是三峡库区湖北省境内最大 的一条河流，河口距离三峡大坝坝首约32 km [16]，拥有九冲 河、古夫河、高岚河3条主要支流.
图1 样点分布图 Fig. 1 Location of the sampling sites
1.2 采样时间和方法
2005年7月~2006年 6月，每月中 旬用网 径 40目采 样面 积 为 0.09 m2的索伯网(Surber sampler)采集底栖动物. 依据各样点 生境特点，平均重复采集2~3次，混装到同一个塑料袋中. 带 回实验站后将底栖动物 捡出，放 入标 本瓶中，用4%~10％甲 醛固定；在解剖镜下鉴定[17, 18]、计数.
对于河流大 型底栖无脊椎动物(以下简称大 型底栖动 物)的生态学研 究多集中于物种组 成、群落结 构 描述、生物 多样性 及其 在 水 域 生态学 评 价中的应 用等，关于河流大 型 底栖动物生态 位的报 道很少，较大尺度(如水系、流域)的底 栖动物生态位研究尚未见报道. 王凤等在昆虫生态位研究的 实 际应 用中发 现，小 范围 取 样可能 不能 完 全 反 映 群 落内种 群 的实 际生 态 位情况，在 数 据 调 查的时候 应 扩大 调 查 样 本区，
(1中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室 武汉 430072) (2枣庄学院生命科学系 枣庄 277160)
摘 要 2005年7月~2006年6月对三峡水库湖北库区最大支流香溪河的大型底栖动物进行定量采集，并对所得数据进 行了数理统计分析及生态位分析. 结果 表明，香溪河水系大型底栖动物物种丰富度在不同季节、不同支流间差异均 显著；密度在各 季节间差异显著. 四节蜉、高翔蜉、锯形蜉、朝大蚊和扁蜉生态位较宽；Tetropina sp.、短尾石蝇、黑 蝇生态位较窄. 四节蜉、高翔蜉、锯形蜉、朝大蚊与其它分类单元生态位重叠值较大，黑蝇、短尾石蝇、直突摇蚊、 Tetropina sp.与其它分类单元生态位重叠值较小. 相对丰度和生态位宽度对生态位重叠值有重要影响. 大型底栖动物 主要通过在资源位上的分布、生态位重叠值大小，以及摄食类群和生活型等的差异缓解竞争. 图2 表5 参25 关键词 香溪河；大型底栖动物；生态位宽度；生态位重叠；群落结构 CLC Q958.885.11
(1State Key Laboratory of Freshwater Ecology and Biotechnology, Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430072, China) (2Department of Life Sciences, Zaozhuang University, Zaozhuang 277160, Shandong, China)
收稿日期: 2008-04-22 接受日期: 2008-09-12 *国家自然科学基 金重点项目(Nos. 30330140, 40671197)、中国科学院知 识创 新工程 重 要方向项目(No. KZCX2-YW-427)和国家重 点基 础 研 究 发展规 划项目(“973”项目，No. 2002CB412300)资助 Supported by the National Natural Science Foundation of China (Nos. 30330140, 40671197), the Knowledge Innovation Project of Chinese Academy of Sciences (No. KZCX2-YW-427) and the National Key Basic R & D Program of China (“973” Program, No. 2002CB412300) **通讯作者 Corresponding author (E-mail: qhcai@ihb.ac.cn)
1.3 数据分析
生态位宽度采用Shannon-Wiener指数 ： [12] 生态位重叠采用Pianka的重叠指数公式 ： [12]
式中，P i j和 P k j为 种i和 k的 个 体 数占 j位 点个 体 数 的比例，用 小 数表 示. Bi为生态 位宽度，取值范围为0~N，N为环境资源位 点的总数，本研究中N为16 (4条支流的4个季节采样，每条支
Abstract Ma��cro��in�ve�rte�bra�te�s we�re�� qu��an�ti�ta�ti�ve�llyy i�n�ve��sti�g�a�te��d��i�n� th��e��X�i�a�n�g��x�i Ri�ve�r,�� th��e� la�rg��e�s�t� tr�ib�ut�arry �i�n� H�ub�e�i� p�ort�io�n��o�f the Three-Gorge Reservoir, from July 2005 to June 2006. The data and niche were analyzed, and the results showed that species richness was significantly different among seasons and tributaries of the Xiangxi River, and density was significantly different among seasons. Beatis sp., Epeorus sp., Serratella sp., Antocha sp. and Heptagenia sp. had large niche breadths,� wh��ile�� Tetropina sp., Nemoura sp. and Simulium sp. had narrow niche breadths. The total niche overlaps of Beatis sp., Epeorus sp., Serratella sp. and Antocha sp. were high, but those of Simulium sp., Nemoura sp., Orthcladius sp. and Tetropina sp. were low. The niche overlap was significantly impacted by niche breadth and relative abundance. Distribution, niche overlap, the functional feeding groups and habit/behavior groups were the main way for them to allay their competition. Fig 2, Tab 5, Ref 25 Keywords Xiangxi River; macroinvertebrate; niche breadth; niche overlap; community structure CLC Q958.885.11
地 植物种的生态 位 进行研 究，发现湿 地 植物的生态 位特 征 能 够 较 好地 表征各 植物的生 态 适 应性 和 分布幅 度 [7]；颜 廷 芬 等 在环 境因子对 植物生态 位 宽 度 影 响 程 度分析中发 现 生态 位宽度及生态 位 重叠 值 反映了物种对生态环境资源的利用 能 力[8]；朴顺 姬等 对 科尔 沁 沙 地 差巴嘎 蒿 种 群 生态 位 适 宜 度 进行了分析[9]；黄 世霞等对 油菜田杂草生态位特征 进行了研 究 [10]；张 峰 等 对 翅 果 油 树 群 落 优 势 类 群 生 态 位 进 行了分 析 [11]. 在动物学方面研究相对薄弱[12]，如刘丽等对青海云杉 天 然 林内小 蠹 种 群 空间生态 位 进 行了研 究 [13]；殷 宝 法 等 对可 可 西里地区 藏 羚羊、藏 原羚和藏野驴的营养生态 位 进行了 研 究 [14]；葛宝明等 对昆 灵岛潮间带 大 型 底 栖 动物生 态 位 进 行 了分析 . [12]
应用与环境生物学报 2009，15 (3): 337~341 Chin J Appl Environ Biol=ISSN 1006-687X
Fra Baidu bibliotek
2009-06-25 DOI: 10.3724/SP.J.1145.2009.00337
香溪河水系大型底栖动物的群落结构及生态位*
蒋万祥1, 2 傅小城1 唐 涛1 蔡庆华1**
流的每 个季节取样相当于一 个环境资源位点)，Bi 值 越大 表 示该物种生态位宽度越大. Oik为生态位重叠值，其取值范围 为 0 ~1，Oik值 越 大 表 示生态 位 重 叠 值 越 大 .
本 研 究中 方 差 分 析、相 关 分 析、回归 分 析 使 用的 软件为
SPSS11.5，非度量多维标度排序使用的软件为PC-ORD 4.0.
生态位在我国的研究开始于20世纪80年代初，在理论探 讨[2~4]及 综 述性 评 价 [5]的基 础 上已经取得 较 大 发 展，成 为生态 学研究的一个热点. 目前，群落物种生态位的研究资料在植 物 群 落 方面比 较 丰富，例 如张国 斌 等 对 岭 南自然 保 护区常 绿 阔叶林优 势树 种的生态 位 进行研 究，发现 生态 位较大的物 种生态相似性比例较大 [6]；徐治国等对三江平原典型沼泽湿
生态位(Niche)是生态学中一个非常重要的概念. 在现代 生态学中，生态 位理论在种间关 系、群落结 构、种的多样性 及 群 落进 化 等 方面的 研 究中获 得了广 泛 的应 用，成 为 解 释自 然 群 落中种间 共 存 与竞 争机制的 基 本 理 论 之一，倍 受国际生 态 学 界 的 重 视 [1].
Community Structure and Niche of Macroinvertebrates in the Xiangxi River in Hubei, China*
JIANG Wanxiang1, 2, FU Xiaocheng1, TANG Tao1 & CAI Qinghua1**
338
应 用 与 环 境 生 物 学 报 Chin J Appl Environ Biol
15 卷
综 合各样本区的情况集中加以分析 . [15] 鉴于此，本研究选取 三峡 水 库湖 北 库区 最 大 支流香 溪 河为对 象，对 整 个水系大 型 底栖动物的群落结构和优势分类单元的生态位进行了研究， 以期了解 底 栖 动 物 时 空分布 特 征 及 其 对 环 境 的 适 应性 和 对 资源的利用特征.
2 结果与分析
2.1 不同资源位点物种丰富度和密度
对香溪河水系各资源位点大型底栖动物物种丰度进 行统计，结果见表1. 方差分析(One-Way ANOVA)表明，香溪 河、九冲 河、高岚 河大 型 底 栖 动物物 种丰度于 各 季 节间总 体差异显著(P<0.05)，古夫河各 季节物种丰度总体差异不显 著 (P<0.05)；夏季 、秋季 和 春 季 4条支 流 间 物 种丰度 差 异显 著 (P<0.05)，冬季4条河间物种丰度差异不显著(P>0.05).
1 研究方法
1.1 采样地概况
香溪河发源于神农架林区，干流全 长94 k m，流域面积 3 099 k m 2，自然落差1 540 m，是三峡库区湖北省境内最大 的一条河流，河口距离三峡大坝坝首约32 km [16]，拥有九冲 河、古夫河、高岚河3条主要支流.
图1 样点分布图 Fig. 1 Location of the sampling sites
1.2 采样时间和方法
2005年7月~2006年 6月，每月中 旬用网 径 40目采 样面 积 为 0.09 m2的索伯网(Surber sampler)采集底栖动物. 依据各样点 生境特点，平均重复采集2~3次，混装到同一个塑料袋中. 带 回实验站后将底栖动物 捡出，放 入标 本瓶中，用4%~10％甲 醛固定；在解剖镜下鉴定[17, 18]、计数.
对于河流大 型底栖无脊椎动物(以下简称大 型底栖动 物)的生态学研 究多集中于物种组 成、群落结 构 描述、生物 多样性 及其 在 水 域 生态学 评 价中的应 用等，关于河流大 型 底栖动物生态 位的报 道很少，较大尺度(如水系、流域)的底 栖动物生态位研究尚未见报道. 王凤等在昆虫生态位研究的 实 际应 用中发 现，小 范围 取 样可能 不能 完 全 反 映 群 落内种 群 的实 际生 态 位情况，在 数 据 调 查的时候 应 扩大 调 查 样 本区，
(1中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室 武汉 430072) (2枣庄学院生命科学系 枣庄 277160)
摘 要 2005年7月~2006年6月对三峡水库湖北库区最大支流香溪河的大型底栖动物进行定量采集，并对所得数据进 行了数理统计分析及生态位分析. 结果 表明，香溪河水系大型底栖动物物种丰富度在不同季节、不同支流间差异均 显著；密度在各 季节间差异显著. 四节蜉、高翔蜉、锯形蜉、朝大蚊和扁蜉生态位较宽；Tetropina sp.、短尾石蝇、黑 蝇生态位较窄. 四节蜉、高翔蜉、锯形蜉、朝大蚊与其它分类单元生态位重叠值较大，黑蝇、短尾石蝇、直突摇蚊、 Tetropina sp.与其它分类单元生态位重叠值较小. 相对丰度和生态位宽度对生态位重叠值有重要影响. 大型底栖动物 主要通过在资源位上的分布、生态位重叠值大小，以及摄食类群和生活型等的差异缓解竞争. 图2 表5 参25 关键词 香溪河；大型底栖动物；生态位宽度；生态位重叠；群落结构 CLC Q958.885.11
(1State Key Laboratory of Freshwater Ecology and Biotechnology, Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430072, China) (2Department of Life Sciences, Zaozhuang University, Zaozhuang 277160, Shandong, China)
收稿日期: 2008-04-22 接受日期: 2008-09-12 *国家自然科学基 金重点项目(Nos. 30330140, 40671197)、中国科学院知 识创 新工程 重 要方向项目(No. KZCX2-YW-427)和国家重 点基 础 研 究 发展规 划项目(“973”项目，No. 2002CB412300)资助 Supported by the National Natural Science Foundation of China (Nos. 30330140, 40671197), the Knowledge Innovation Project of Chinese Academy of Sciences (No. KZCX2-YW-427) and the National Key Basic R & D Program of China (“973” Program, No. 2002CB412300) **通讯作者 Corresponding author (E-mail: qhcai@ihb.ac.cn)
1.3 数据分析
生态位宽度采用Shannon-Wiener指数 ： [12] 生态位重叠采用Pianka的重叠指数公式 ： [12]
式中，P i j和 P k j为 种i和 k的 个 体 数占 j位 点个 体 数 的比例，用 小 数表 示. Bi为生态 位宽度，取值范围为0~N，N为环境资源位 点的总数，本研究中N为16 (4条支流的4个季节采样，每条支