水库湿地的水生生物群落和属种变化在客观上可反映水质状况,而底栖动物作为水库必测项目,在水质生物监测中发挥着重要作用。水库大多水体较深,底栖动物群落分布相对简单^〔1〕,以往多采用生物多样性指数进行群落结构和水质污染评价,往往因为种群单一及分类等原因,不能准确反映水体污染程度^{〔2, 3, 4〕}。为了解决水库湿地底栖动物监测与评价中出现的上述问题,本研究分别于2009年4月、7月采集辽宁省境内大伙房水库、汤河水库底栖动物样本,采用水库湿地底栖动物质量指数(BQ I)^〔1〕进行评价分析。结果报告如下。

参照文献〔5〕,选取大伙房水库3个水质监测断面(浑7、浑37、浑73)^〔6〕;汤河水库6个水质监测断面(坝前、库中、东叉中、东叉头、西叉中、西叉头)^〔7〕,每个断面采集左、右侧2个底泥样品;使用1/16 m²改良彼德生采泥器(中国科学院水生生物研究所)采集样品,泥样经40目分样筛筛洗去除底泥,检出全部活体标本,用75%乙醇溶液固定,进行种类鉴定和计数。

(1)评价方法:以近几年部分水库湿地底栖动物监测筛选的水蚯蚓(7种)和摇蚊幼虫(16种)作为指示生物^{〔8, 9〕},选择底栖动物质量指数(BQ I)^〔1〕作为评价工具。计算公式为:底栖动物质量指数(BQ I)=ⁿ Σ_i=₁Si·ni/N (式中:Si为每个指示生物种类相对应的质量常数值,代表水体不同污染出现某种指示生物的经验位置:0=无指示生物,指示严重污染;1=重污染;2=较重污染;3=中污染;4=轻污染;5=清洁。ni为每种生物个体数;n为样品中生物种类数;N为样品中生物总数)。将采样鉴定数据带入底栖动物质量指数计算公式,根据所得底栖动物质量指数,评价2座水库污染程度。(2)评价标准^〔1〕:底栖动物质量指数=0:表明水体严重污染;1~2:重度污染;2~3:中度污染;3~4:轻度污染;> 4:清洁。同时采用Shannon种类多样性指数(H′)^〔10〕进行比较,计算公式:H′=-^S Σ_i=₁(ni/N) In(ni/N)(注:S为样品中种的种类数;ni为样品中第i种个体数;N为样品中总的个体总数);评价指标:H′值0~1为重污染;1~2为中度污染;2~3为轻污染,> 3为清洁水体。

表 1可见,7种指示生物水蚯蚓均有检出,16种摇蚊幼虫检出6种;2个种群在2座水库的分布和构成不完全相同;相同的3种水蚯蚓和1种摇蚊幼虫的质量常数均≤3;摇蚊幼虫虽然检出比例较小(大伙房占10%;汤河水库占16%),但均为质量常数较低(≤3)的指示生物,提示2座水库存在不同程度污染。

表 1

表 1 2座水库底栖动物种类与分布

表 1 2座水库底栖动物种类与分布

大伙房水库各采样断面底栖动物质量指数:浑7 BQ I=2.90;浑37 BQ I=2.88;浑 73 BQ I=2.50;均≥2.5,表明大伙房水库水体处于中度污染,但相对较轻。汤河水库各采样断面底栖动物质量指数:坝前 BQ I=2.2;库中BQ I=2.4;东叉中BQ I=2.4;东叉头BQ I =1.8;西叉中BQ I=2.4;西叉头BQ I=2.3;均<2.5,表明汤河水库水体中度污染,相对较重。

生物多样性指数计算结果显示,大伙房水库H′=1.2~2.6,属于中度污染;汤河水库 H′=2.9~3.1,接近清洁水体;此结果与底栖动物质量指数评价结果明显不同(均P < 0.05)。

水库湿地水体中,由于水蚯蚓和摇蚊幼虫的耐环境变化能力不同,同时存在高丰度的水蚯蚓和较低丰度的摇蚊幼虫^〔3〕。应用生物多样性指数进行水体生物评价时,往往忽视丰度较低的种群,致使群落中较低丰度,但可代表水体清洁的种类起不到指示作用。底栖动物质量指数是依据指示生物质量常数建立起来的群落分析方法,对丰度高、丰度低的种类同时进行分析。本研究结果显示,2座水库均存在一定程度污染,其中大伙房水库水体质量好于汤河水库,这与近几年大伙房水库底栖动物中出现较多丰度较低但质量常数值较高的苏氏尾鳃蚓、瑞士水丝蚓等有关,指示生物^〔9〕的作用明显。底栖动物质量指数(BQ I)方法实现了指示生物的数字化,而且使用简便,评价结果反应灵敏;与总磷等水质指标结合,更适合于对水库湿地水体的富营养化进行评价^〔11〕。