静水与流水条件下沉水植物生长对上覆水和沉积物磷迁移的影响

沉水植物生长可有效降低河湖内源磷污染.为探究沉水植物在静水(v=0 m/s)和流水(v=0.10 m/s)条件下对上覆水和沉积物磷迁移影响,选取苦草(Vallisneria natans)和黑藻(Hydrilla verticillata)为研究对象,测定其生长期间上覆水、沉积物中各形态磷含量和沉水植物生物量,并监测环境因子变化.结果表明:(1)苦草和黑藻生长期间上覆水和沉积物中各形态磷含量总体呈下降趋势,并在一定时期维持在较低水平.相同流速下黑藻对上覆水磷的吸收效果优于苦草,苦草能抑制沉积物表面磷释放.(2)试验20 d后,苦草和黑藻组上覆水各形态磷浓度显著低于对照组,试验结束时静水苦草组、静水黑藻组、流水苦草组和流水黑藻组上覆水TP(总磷)浓度相比对照组分别下降了0.13、0.15、0.19和0.25 mg/L.静水条件下沉水植物以降低上覆水中DTP(溶解性总磷)为主,流水条件下以减少DTP和PP(颗粒磷)为主.(3)试验结束时,苦草组和黑藻组沉积物TP含量在静水条件下分别下降了91.78、93.25 mg/kg,流水条件下分别下降了83.51、81.03 mg/kg;NaOH-P(NaOH提取磷)含量在静水条件下分别下降了57.76、55.86 mg/kg,流水条件下分别下降了24.52、19.24 mg/kg,沉积物从轻度污染逐步转为未受污染.(4)试验50 d,苦草生物量在静水和流水条件下分别增加了353.08和402.03 g,黑藻生物量分别增加了415.00和477.08 g,沉水植物生物增长量在流水条件下显著高于静水组.研究显示,苦草、黑藻生长均能有效吸收磷,在流水条件下可促进沉水植物生长和磷的吸收,同时改变了上覆水溶解氧(DO)浓度和pH等环境因子,从而影响磷在上覆水和沉积物的迁移及磷形态的转变.

玛瑙河干流大型底栖动物群落结构特征分析及水生态评价

为探究玛瑙河干流大型底栖动物群落结构及其影响因素,于2021年1月(枯水期)和2021年7月(丰水期)分别对其进行水质监测和大型底栖动物样品采集,调查并记录生境状况和环境特征,采用FBI(family biotic index,科级生物指数)评价法和冗余分析法(RDA)探究不同水情期水环境状况及大型底栖动物群落结构的主要影响因子.结果表明:①玛瑙河干流大型底栖动物群落结构时空差异显著,丰、枯水期共采集到大型底栖动物691个,隶属于2门4纲10目26科28种,优势物种共18种,个体数量、丰富度及优势物种数均呈现丰水期>枯水期,其中枯水期以双壳纲种类最多,丰水期以昆虫纲种类最多;②玛瑙河干流枯水期FBI评价结果以一般和轻度污染为主,丰水期以很清洁和极清洁为主,上游和中游河段水体污染较为严重,水质状况总体较2020年有所提升;③影响枯水期大型底栖动物群落结构的主要环境因子为水温、流速和PO_(4)^(3-)浓度,丰水期为COD_(Mn).研究显示,玛瑙河干流大型底栖动物群落结构及其主要环境影响因子在不同水情期存在显著差异,丰水期水质状况良好,枯水期部分河段水体存在污染,需引起重视.

长江宜昌段桥边河大型底栖动物功能摄食类群时空分布特征

研究河流生境时空变化对大型底栖动物功能摄食类群的影响,分析底栖动物功能摄食类群对环境因子的响应关系,对评估河流生态系统健康具有重要意义。以长江支流桥边河为研究对象,基于2020年8月、2021年1月和2021年4月对桥边河大型底栖动物和水体理化因子的调查数据,分析了大型底栖动物功能摄食类群的构成以及时空分布特征。结果表明:共采集到大型底栖动物3门38种,包括节肢动物门23种、软体动物门13种、环节动物门2种。桥边河大型底栖动物功能摄食类群中滤食者占绝对优势,其次为刮食者、捕食者、撕食者和收集者。滤食者的优势种为闪蚬和河蚬,刮食者的优势种为方格短沟蜷、铜锈环棱螺和卵萝卜螺,捕食者的优势种为河蟌,撕食者的优势种为秀丽白虾,收集者的优势种为黄色羽摇蚊。冗余分析(RDA)表明,影响桥边河大型底栖动物功能摄食类群的主要环境因子为溶解氧(DO)、氨态氮(NH_(4)^(+)-N)、水深(Dep)、pH、温度(T)和硝态氮(NO_(3)^(-)-N)。研究大型底栖动物功能摄食类群组成和时空分布特征,可为河流生态系统修复提供参考依据。

长江一级支流黄柏河大型底栖动物时空分布特征及其与环境因子的关系

为探究黄柏河大型底栖动物的时空分布状况及其与环境因子间的关系,分别于2021年1月(冬季)、4月(春季)、7月(夏季)和10月(秋季)对黄柏河干支流13个点位进行底栖动物与环境因子调查。结果显示:共检出大型底栖动物44种,分属于3门6纲14目38科,以节肢动物(65.91%)和软体动物(29.55%)为主。各季节优势种变化明显,冬季以软体动物和甲壳纲为主,春季昆虫纲开始出现,夏季昆虫纲占比进一步增大,秋季优势种种群演化明显,冬春夏秋优势种更替率分别为56.25%,65.71%,68.42%和61.11%,四季共有优势种为秀丽白虾、铜锈环棱螺和闪蚬。空间分布上,下游物种数目较少,但密度及生物量较高且以软体动物为主;上游物种数目增多,密度及生物量却逐渐降低,水生昆虫比例越往上游越高。季节分布上,物种数目变化趋势为春季>秋季>夏季>冬季,而总密度及总生物量变化趋势相同,都为秋季>春季>夏季>冬季。多样性分析显示,物种多样性指数(H′)范围为0.91~1.17,丰富度指数(d_(m))为0.96~1.45,均匀度指数(J′)为0.57~0.66,物种多样性空间分布差异明显,季节差异不明显。多元排序表明,不同季节对底栖动物群落影响显著的环境因子有很大不同,冬季为总磷与河床粒径;春季为海拔高程;夏季为化学需氧量、海拔高程和电导率;秋季为pH、浊度和总氮;造成底栖动物季节性差异的环境因子主要有海拔高程、pH、浊度、电导率和水温。空间分布上,主要影响因素为海拔高程、营养盐水平、水温和河床粒径。相关性heatmap分析也表明,不同的底栖动物对环境因子响应差别较大。

基于大型底栖动物的黄柏河河流健康评价

为了解黄柏河大型底栖动物群落结构和健康状况,在黄柏河设置13个点位,进行底栖动物和水体理化因子的调查,基于Shannon-Wiener多样性指数、科级生物指数(FBI)、生物完整性指数(B-IBI)和栖息地质量评价指数(QHEI)对黄柏河生态状况进行全面评价,并对比4种评价方法及其与环境因子间的关系。共采集到底栖动物31个分类单元,隶属于3门6纲14目27科,主要以水生昆虫和软体动物为主。黄柏河健康状况存在空间异质性,Shannon-Wiener、FBI、B-IBI和QHEI评价结果存在差异,但全流域表现基本一致,即西支健康状态最好,东支健康状态一般,干流健康状态最差。与环境因子间的关系表明,Shannon-Wiener和FBI能够指示溶解氧,B-IBI能够指示水温、溶解氧和电导率,QHEI得分能够指示水温、电导率、森林和人造地表占比。对比分析得到,Shannon-Wiener不适合应用于寡营养河段,FBI能够表达大型底栖动物群落的大部分信息并能够表征栖息地质量。相比FBI,B-IBI与其他评价方法联系更为紧密,并且B-IBI可以包含更多群落信息,更能全面反映黄柏河流域健康状况。

香溪河流域微塑料的分布特征及其迁移规律分析

微塑料作为水体中一种普遍存在的污染物已引起社会的广泛关注.为探究微塑料在淡水河流中的时空分布特征及其迁移规律,以长江支流香溪河为例,分别在2020年11月和2021年4月对香溪河表层水体、沉积物和消落带进行取样分析.结果表明,香溪河表层水体中微塑料的平均丰度为(6.64±1.32)n·L^(-1)(平水期)和(5.00±1.07)n·L^(-1)(枯水期),沉积物中微塑料的平均丰度为(0.56±0.13)n·g^(-1)(平水期)和(0.41±0.09)n·g^(-1)(枯水期),消落带中微塑料的平均丰度为(0.53±0.15)n·g^(-1)(平水期)和(0.68±0.18)n·g^(-1)(枯水期),表层水体、沉积物和消落带中微塑料丰度分布存在显著差异性(P<0.05).在表层水体和沉积物中微塑料粒径主要分布在0.1~0.5 mm,消落带中主要分布在1~5 mm;表层水体和消落带中微塑料颜色以透明为主,沉积物中以蓝色为主;香溪河流域微塑料的形态以纤维为主,材质主要是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP).影响微塑料分布的因素较多,分析结果表明,表层水体中微塑料丰度与水体流速呈负相关;沉积物中微塑料丰度与河床底质类型有关,与底质粒径呈负相关.结合各个采样点位的微塑料丰度数据,发现香溪河微塑料在流域空间分布上存在明显迁移过程:沿河纵向主要表现为表层水体中微塑料顺河流方向的纵向迁移,垂直方向上表现为水体与消落带、水体与沉积物的相互迁移.