亞熱帶丘陵區(qū)池塘底棲動物群落特征與水體面源污染關系研究

亞熱帶丘陵區(qū)池塘底棲動物群落特征與水體面源

污染關系研究摘要：受農業(yè)面源污染影響，池塘水體污染狀況與相關底棲動物群落特征備受關注。本文以亞熱帶丘陵區(qū)某典型小流域池塘為例，采用現(xiàn)場調查方法對流域內15個池塘的底棲動物和水體污染情況進行調查分析，探討了底棲動物群落特征與季節(jié)和水體污染程度變化的關系。結果表明，區(qū)域內池塘中底棲動物多樣性相對較低，共采集到底棲動物22種，其中以節(jié)肢動物居多（14種），耐污性較強的黃色羽搖蚊（Chironomusflaviplumus）、霍甫水絲蚓（Limnodrilushoffmeisteri）和中華長足搖蚊（Tanypuschinensis）為主要優(yōu)勢種。季節(jié)變化對底棲動物豐度、生物量有顯著影響，夏季底棲動物平均豐度和生物量分別為544ind/m2和1-48g/m2，顯著低于冬季（分別為913ind/m2和6-67g/m2）（P<0-05）。不同底棲動物對水環(huán)境因子表現(xiàn)出不同的響應特征，黃色羽搖蚊生物量與溫度（T）呈顯著正相關，而霍甫水絲蚓和蘇氏尾鰓蚓（Branchiurasowerbyi）生物量則與水體總氮（TN）、氨氮（NH4+-N）呈顯著正相關（P<0-05）。研究表明，區(qū)域內池塘水體整體污染程度相對較高，底棲動物群落結構較簡單且受季節(jié)和水環(huán)境因子影響較大，其中霍甫水絲蚓和蘇氏尾鰓蚓的豐度和生物量對于反映該區(qū)域池塘水體面源污染狀況具有一定的指示作用。關鍵詞：池塘；面源污染；底棲動物；群落結構特征；水環(huán)境因子Relationshipbetweenthecharacteristicsofzoobenthoscommunityandwaternon-pointsource

pollutioninpondsinsubtropicalhillyareaAbstract:Duetoagriculturalnon-pointsourcepollution,pondwaterpollutionandthecharacteristicsofthezoobenthoscommunityweremattersofgreatconcern.Thispapertakespondsinatypicalsmallwatershedinasubtropicalhillyregionasanexample.Thezoobenthosandwaterpollutionin15pondswereinvestigatedandanalyzedbyfieldinvestigation.Relationshipbetweenseasonalcharacteristicsofthezoobenthoscommunityandwaterpollutionlevelswasdiscussed.Theresultsshowedthatthediversityofzoobenthosinthepondswasrelativelylow.Atotalof22speciesofzoobenthoswerecollected,ofwhicharthropodaccountedforthemajority(14species).ThedominantspecieswereChironomusflaviplumus,LimnodrilushoffmeisteriandTanypuschinensis.Theabundanceandbiomassofzoobenthosweresignificantlyaffectedbyseasonalvariation.Theaverageabundanceandbiomassofzoobenthosinsummerwere544ind/m2and1.48g/m2,respectively,whichweresignificantlylowerthanthoseinwinter(913ind/m2and6.67g/m2,respectively)(P<0.05).TherewasasignificantpositivecorrelationbetweenthebiomassofChironomusflaviplumusandtemperature(T).TherewasasignificantpositivecorrelationbetweenthebiomassofLimnodrilushoffmeiste-ri,Branchiurasowerbyiandtotalnitrogen(TN),andammonianitrogen(NH^-N)(戶＜0.05).Theseresultsindicatedthattheoveralldegreeofwaterpollutioninpondwasrelativelyhigh,whilethecommunitystructureofzoobenthoswassimple.Theyweregreatlyaffectedbyseasonandwaterenvironmentdfactors.TheabundanceandbiomassofLimnodrilushoffmeisteriandBranchiurasowerbyicouldbeusedasindicatorstoreflecttheimpactofnon-pointsourcepollutiononpondwater.Keywords:ponds;non-pointsourcepollution;zoobenthos;communitystructurecharacteristics;waterenvironmentalfactor隨著點源污染不斷得到有效控制，農業(yè)面源污染問題已成為我國農村環(huán)境的最突出問題［1］o面源污染量大面廣，污染源分散度高，對水體污染持續(xù)性較強［2］,容易導致底棲動物功能、豐富度和群落結構的改變，因此，水體健康和底棲動物的相關研究備受國內外學者關注［3］，探討池塘底棲動物群落特征與水體面源污染的關系對于池塘水體面源污染的預防與修復治理具有一定的理論價值和現(xiàn)實意義。目前我國農村地區(qū)以污染物遷移方向為主線、以小流域或集水區(qū)為單元開展綜合生態(tài)治理是治理面源污染的重要方向心。池塘是我國南方地區(qū)十分常見的小型水體［6-7］，作為小流域水文循環(huán)的重要節(jié)點，對于調蓄地表經(jīng)流、抗旱和農業(yè)面源污染物消納轉化均具有重要作用［8］o同時，池塘水體水質的變化也會引起包含底棲動物在內的水生生態(tài)系統(tǒng)特征發(fā)生不同程度的變化，從而進一步影響到池塘的生態(tài)功能。底棲動物作為池塘等濕地生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)和能量流動的重要參與者，是池塘濕地生態(tài)功能健康的重要標志之一閔，在水生生態(tài)系統(tǒng)中扮演消費者角色，一方面以細菌、有機碎屑顆粒和底棲藻類為食，促進水體有機物降解，另一方面可為魚類提供天然餌料，加速池塘生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)物質的遷移轉化［10］o由于底棲動物對環(huán)境變化反應敏感，當水體受到污染時，其群落結構及多樣性會發(fā)生相應的變化，可對濕地系統(tǒng)水質變化起到指示作用［11］，因此也受到水環(huán)境研究者的廣泛關注。目前針對河流水系［12］、湖泊［13］、水庫［14］等大型水體底棲動物的研究常見報道，與農業(yè)面源污染治理密切相關的小型水體中底棲動物的研究則相對集中于人工濕地［15］，人工濕地與天然池塘之間的底棲動物群落特征既有區(qū)別又有聯(lián)系，進一步研究天然池塘底棲動物群落特征可以反映一個地區(qū)池塘水體面源污染狀況，建立具有一定指示作用的生物指標體系。為此，本研究于2020年7月（夏季）和12月（冬季）對亞熱帶丘陵區(qū)金井小流域15口典型池塘底棲動物物種、豐度、生物量和水體污染情況進行了現(xiàn)場采樣調查，通過分析兩季池塘水體污染情況和相關底棲動物的群落特征，探討了底棲動物群落特征隨季節(jié)和水體污染程度變化的關系，研究結果可為池塘水體面源污染的治理修復提供參考依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。1材料與方法1.1研究區(qū)概況與采樣位點設置研究區(qū)位于湖南省長沙縣金井鎮(zhèn)，地理坐標范圍28°30'?28°39'N、113°18'?113°29'E（圖1）,區(qū)內平均海拔98-3m，為典型丘陵地貌，屬于典型亞熱帶濕潤季風氣候，多年平均氣溫17-1。饑全年無霜期274d，日照時數(shù)1663h，熱量充足，多年平均降水量1394-6mm，主要集中于4—7月份。當?shù)赝恋乩梅绞街饕修r田（36-47%）、茶園（3-40%）、林地（49-01%）等［16］o利用研究區(qū)高分辨率影像（2016年12月，0-5m分辨率），采用ArcGIS軟件完成研究區(qū)內森林、農田、居民區(qū)、池塘、水庫和道路等土地利用要素的目視解譯與矢量圖層輸出，按影像解譯結果，該小流域池塘數(shù)量有2012個，密度高達19個/km2o課題組定期監(jiān)測其中142個池塘的圖1池塘采樣點在小流域中的分布Fig.1Distributionofpondsamplingpointsinsmallwatershed水質變化，通過實地調查，獲取池塘周邊景觀類型、池塘經(jīng)營管理（是否養(yǎng)魚）和池塘周邊污染物輸入來源、綜合水質情況等基本信息，從142個池塘中挑選15個水質狀況、污染物來源、分布區(qū)域和經(jīng)營模式等有顯著差異的典型池塘（平均水深約3m）進行底棲動物群落調查與采樣分析，采樣點分布見圖1。1.2池塘底棲動物調查分別于2020年7月（夏季）和12月（冬季）開展兩次底棲動物的調查采樣分析，其中底棲動物調查采用1/16m2彼得森采泥器，每口池塘采用五點取樣法采集底泥樣，泥樣當即用60目尼龍網(wǎng)篩清洗后倒入采樣瓶，瓶中加入10%甲醛密封保存后帶回實驗室，再用60目尼龍網(wǎng)篩在自來水下沖洗，將甲醛洗凈后將網(wǎng)篩內的剩余物倒入解剖盤中，用鑷子將底棲動物樣本逐一撿出，放入盛有80%乙醇溶液的離心管中，隨后在光學顯微鏡下逐個進行物種鑒定和分類計數(shù)，并用濾紙將底棲動物表面水分吸干后在萬分之一天平上稱重，最終匯總記錄結果并換算成單位面積的個體數(shù)量即豐度（md/m2）和鮮重質量即生物量（g/m2）［17］o1.3水樣采集與測定在進行底棲動物調查的同時采集水樣并帶回室內進行相關水質指標的分析，部分水體理化指標現(xiàn)場實時測定。用哈希便攜式水質分析儀（型號：HQ40d）測定水溫（T）、酸堿度（pH）和溶解氧（DO），用雷磁DDB-303A便攜式電導率儀測定電導率（EC）。水質指標測定方法按照《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第4版）進行。氨氮（NH+-N）、硝態(tài)氮（NOj-N）和溶解態(tài)有機碳（DOC）的測定方法為將水樣抽濾過0-45皿膜后，取濾液直接上流動注射儀（AA3,德國SEAL公司）和TOC分析儀（島津Vwp，日本）測定；總氮（TN）采用堿性過硫酸鉀消解后用流動注射儀（AA3,德國SEAL公司）測定；總磷（TP）采用過硫酸鉀消解后，用鉬酸銨分光光度法測定［18］。1.4數(shù)據(jù)處理與計算底棲動物群落特征指數(shù)采用優(yōu)勢度指數(shù)（D確定池塘底棲動物的優(yōu)勢物種；采用單位面積底棲動物的數(shù)量（豐度，ind/m2）和生物量（g/m2）來評價底棲動物的數(shù)量特征；采用Shannon-Weiner多樣性指數(shù)（H'）、Margalef豐富度指數(shù)（D）、Pielou均勻度指數(shù)（，）分析底棲動物的多樣性特征。各主要指數(shù)的計算公式為:TOC\o"1-5"\h\zY=AiXFi （1）SH=與0xlnA,） （2）i=1D=（S-1）/lnS （3）J=H/\nS （4）式中：Y為優(yōu)勢度指數(shù)，當Y>0-02時，確定該物種為優(yōu)勢種；At為相對豐度，即種i的個體數(shù)量占總物種個體數(shù)量的比例；F為物種i出現(xiàn)的頻率；S為總的物種數(shù)目。水質健康評價參照有關監(jiān)測技術規(guī)范對相關水質參數(shù)進行限定，本研究中pH的限定范圍取6-50?8-50,處于此區(qū)間內為合格；DO限定值取5mg/L，高于5mg/L為合格；NH+-N、NOj-N、TN、TP和DOC的限定值分別取1-00mg/L、1-00mg/L、1-00mg/L、0-20mg/L和6-00mg/L。評價方法依據(jù)農用水源環(huán)境質量監(jiān)測技術規(guī)范［19］，采用單項污染指數(shù)和負荷比對監(jiān)測參數(shù)進行單項評價，再通過綜合污染指數(shù)對水體環(huán)境質量進行整體評價。單項污染指數(shù)計算公式為：Pi=C/Co （5）式中：Pt為水環(huán)境中污染物i的污染指數(shù)；G為水環(huán)境中污染物i的實測值；Co為水環(huán)境中污染物的限量標準值。根據(jù)該計算方法，為了便于累積計算比較，需對Pi數(shù)據(jù)進行標準化計算：當PiW1時表示水環(huán)境未受污染，指標合格，標準化值N=Pi；當Pi>1時，表示水環(huán)境受到污染，指標不合格，標準化值N=l-0+5xlgPi,由此，在單項污染指數(shù)評價的基礎上，采用兼顧單項污染指數(shù)最大值和平均值的綜合污染指數(shù)Pj進行評價，其計算公式為：Pj=J（N京,+N黑）/2 （6）式中：N杯為標準化的最大單項污染指數(shù)，Mve,.為標準化的平均單項污染指數(shù)。依據(jù)水體環(huán)境綜合污染指數(shù)，可將池塘水質狀況分為5個等級（表1）,對所研究池塘水質的污染程度進行評價。表1水體綜合污染指數(shù)分級Table1Classificationofcomprehensivepollutionindexofwaters等級綜合污染指數(shù)污染程度污染水平1PjW0-7清潔清潔20-7<PjW1-0尚清潔標準限量內31-0<PjW2-0輕污染超出警戒水平42-0<PjW3-0中污染超出警戒水平5Pj>3-0重污染超出警戒水平1.5數(shù)據(jù)分析運用單因素方差分析（One-wayANOVA）來檢驗不同類型池塘環(huán)境因子、底棲動物群落特征差異的顯著性，采用Duncan's多重比較檢驗組間差異。采用皮爾遜相關分析來檢驗底棲動物種類數(shù)、不同類群密度和生物量與主要環(huán)境因子的相關性，如果P<0-05,則認為有顯著相關關系，并對底棲動物與環(huán)境因子間進行主成分分析（PCA）。以上所有分析在SPSS21-0軟件中完成。使用CANOCO5進行冗余分析（RDA）O2結果與分析2.1池塘水體污染程度與分類對15個調查池塘兩個觀測季節(jié)綜合污染指數(shù)的計算結果表明，水體污染均達到輕污染程度以上（Pj>1，圖2）,研究區(qū)池塘水體主要污染物平均值為3-03,超出警戒水平?？傮w上，池塘冬季水體污染程度明顯高于夏季，4、6和13~15號池塘冬季污染程度有所降低，區(qū)域內夏季高溫多雨，冬季低溫少雨，降雨可能是導致兩季污染程度不同的主要原因，13?15號池塘可能由于周邊地理環(huán)境屬于林地而影響了地表徑流，導致夏季污染程度反而高于冬季，而4號和6號池塘周邊為居民地，受人為因素影響較大。根據(jù)實際調查結果，結合水體污染指數(shù)分級，可將15個池塘劃分為3類，即輕度污染（綜合污染指數(shù)1~2級）：夏季7~12號塘，冬季7號塘和13號塘；中度污染（綜合污染指數(shù)3級）：夏季1~3號池塘，冬季11、14和15號塘；重度污染（綜合污染指數(shù)>3級）：夏季4~6號塘和13~15號塘,冬季1?6、8、9、10和12號塘。圖2水環(huán)境綜合污染指數(shù)Fig.2Comprehensivepollutionindexofwaterenvironment根據(jù)池塘分類結果，參照國家地表水環(huán)境質量標準（GB3838—2002），金井河小流域池塘水體總磷測定結果一般可達到地表水:D類?皿類之間，兩季平均總磷含量僅為0-09mg/L，而總氮一般為V類或劣V類，夏季總氮平均含量為3-98mg/L，地表水W類超標率達到73-3%，冬季總氮和氨氮平均含量甚至高達6-21mg/L和4-59mg/L，總氮和氨氮地表水V類超標率分別為100%和86%以上（表2）,表明總氮和氨氮是金井河流域池塘水體污染的主要指標。表2不同污染程度池塘氮磷指標Table2Nitrogenandphosphorusindexesofpondsunderdifferentpollutiondegrees季節(jié)污染物類型-池塘污染程度（mg/L）地表水超標率（%）輕污染中污染重污染平均值m類w類V類TN1-40±0-19c3-27±0-43b7-25±0-87a3-98±2-6110073-353-3夏季NHJ-N0-30±0-12c2-43±0-36b5-24±1-53a2-23±1-9520-013-36-7TP0-03±0-01c0-12±0-03b0-24±0-07a0-09±0-06000TN2-24±0-78c8-42±2-17b11-26±1-46a6-21±4-52100100100冬季NHj-N0-88±0-42c6-35±0-77b9-04±1-18a4-59±3-8693-386-786-7TP0-10±0-05a0-11±0-03a0-09±0-01a0-10±0-056-700注：地表水超標率參照GB3838—2002,同行不同小寫字母表示池塘污染程度之間達到統(tǒng)計顯著差異水平（P<0-01）。2.2底棲動物群落特征對底棲動物種類的調查結果顯示，2個季節(jié)共采集底棲動物22種，包括節(jié)肢動物、環(huán)節(jié)動物和軟體動物三大類群，節(jié)肢動物種類14種，占群落總種數(shù)64%,軟體動物和環(huán)節(jié)動物種數(shù)均為4種,群落結構相對較為簡單（表3）。兩季物種數(shù)略有差異，其中夏季略多為16種，冬季略少為14種?？傮w而言，研究區(qū)池塘中主要以節(jié)肢動物和環(huán)節(jié)動物為主，軟體動物數(shù)目和種類均較少，耐污性較強的霍甫水絲蚓、黃色羽搖蚊和中國長足搖蚊在研究區(qū)域池塘中占據(jù)絕對優(yōu)勢。底棲動物豐度調查結果顯示，夏季和冬季污染程度較低的輕污染池塘均具有較高的底棲動物豐度，平均分別為930ind/m2和1808ind/m2（圖3）,隨污染程度的升高底棲動物豐度呈顯著下降的趨勢（P<0-05）,重污染池塘豐度平均僅為251ind/m2（夏季）和352ind/m2（冬季）?？傮w而言，冬季平均豐度（913ind/m2）顯著高于夏季（544ind/m2）。底棲動物生物量的變化(圖3)與豐度表現(xiàn)為相同的趨勢，冬季平均生物量(6-67g/m2)動物生物量的變化(圖3)與豐度表現(xiàn)為相同的趨勢，冬季平均生物量(6-67g/m2)總體上顯著高于夏季(1-48g/m2,P<0-05),且隨污染程度增加底棲動物生物量呈顯著增加趨勢(P<0-05),但冬季中污染和重污染之間生物量差異不顯著(P>0-05)。從池塘不同物種底棲動物相對豐度的變化來看(圖4),其受季節(jié)影響較大，冬季黃色羽搖蚊和幽■夏季□冬季3000-圖4池塘不同污染程度下底棲動物的相對豐度Fig.4Relativeabundanceofzoobenthosunderdifferent

pollutionlevelsinponds物種分類物種名稱出現(xiàn)頻次優(yōu)勢度(Y)夏季冬季夏季冬季中華圓田螺Cipangopaludinacathayensis01no<0-001銅銹環(huán)棱螺Bellamyaaeruginosa20<0-001no軟體動物膀胱螺Physafontinalis10<0-001no凸旋螺Gyraulusconvexiusculus01no<0-001小土蝸Galbapervia11<0-001<0-001霍甫水絲蚓Limnodrilushoffmeisteri11130-1210-216環(huán)節(jié)動物克拉伯水絲蚓Limnodrilusclaparedianus15<0-0010-006蘇氏尾鰓蚓Branchiurasowerb^yi240-0020-006中華顫蚓Tubifexsinicus20<0-001no黃色羽搖蚊Chironomusflaviplumus1380-3190-062紅裸須搖蚊Propsilocerusakamusi230-0020-001花紋前突搖蚊Procladiuschoreus300-001no基弗搖蚊Propsiloceruskiefferulus210-002<0-001中國長足搖蚊Tanypuschinensis7110-0340-057平鋏枝角搖蚊Chironomidaeedwardsi10<0-001no節(jié)肢動物等葉裸須搖蚊Propsilocerusparadoxus10<0-001no幽蚊Chaoboruslarvae320-0730-031庫蠓Culicoidessp.360-0010-018龍虱Dytiscussp.01no<0-001日本沼蝦Macrobranchiumnipponense10<0-001no針長足虻Rhaphiumsp.10<0-001no亞洲瘦螭、Ischnuraasiatica01no<0-001表3不同池塘冬夏兩季底棲動物物種及優(yōu)勢度(Y)Table3Speciesanddominance(Y)ofzoobenthosindifferentpondsinwinterandsummer注：no表示未出現(xiàn)該物種。4000| AaIHPropsilocerusparadoxusIIIschnuraasiatica

Phaphiumsp.IBHChironotnidaeedwardsiiiMacrobranchiumnipponenseDytiscussp.IHCulicoidessp.I?ChaoboruslarvaeTanypuschinensis^9PropsiloceruskiefferulusProcladiuschoreusPropsilocerusakamusiChironomusflaviplumusTubifexsinicus^■1Branchiurasowerbyiis1LimnodrilusclaparedianusIeILimnodrilushoffmeisteri□ZSGalbaperviaGyraulusconvexiusculusIHIPhysafantinalisBellamyaaeruginosaCipangopaludinacathayensis圖3池塘不同污染程度下底棲動物豐度和生物量Fig.3Abundanceandbiomassofzoobenthosunder

differentpollutionlevelsinponds

注：不同大、小寫字母分別表示污染程度和季節(jié)差異達到統(tǒng)計顯

著水平(P<0-05)蚊相對豐度明顯要低于夏季，而霍甫水絲蚓冬季的相對豐度則顯著增加（F<0-01）,庫蠓、蘇氏尾鰓蚓和克拉伯水絲蚓的相對豐度在冬季也有一定程度的增加。底棲動物相對豐度受污染程度的影響也較大，總體來看，黃色羽搖蚊在中度污染池塘中相對豐度最大，水體污染程度升高會導致其相對豐度的下降。同樣，霍甫水絲蚓在總體污染程度較低的夏季，其相對豐度與污染程度成正比，而在總體污染程度較高的冬季，其相對豐度則與污染程度成反比。蘇氏尾鰓蚓則在冬季重污染程度池塘中相對豐度顯著增加（F<0-01）。池塘底棲動物多樣性指數(shù)的分析結果表明，總體上冬季各項指數(shù)均顯著高于夏季（F<0-05,表4），而多樣性指數(shù)隨水質變化的趨勢基本一致:Shannon-Weiner多樣性指數(shù)（H，）和Margalef豐富度指數(shù)（D）均隨著池塘水體污染程度的升高呈降低趨勢，而Pielou均勻度指數(shù)（J）變化趨勢不明顯，且三種多樣性指數(shù)中除了冬季的物種豐富度指數(shù)隨水質變化的差異達到統(tǒng)計顯著水平以外（P<0.05），其余指標的差異均不顯著（P>0?05）。表4不同污染程度池塘底棲動物多樣性指數(shù)Table4Diversityindexofzoobenthosunderdifferentpollutionlevelsinponds污染程度夏季冬季HJDHJD輕污染0?92±0?46Aa0?76±0?24Aa0?50±0?30Aa1?21±0?53Aa0?71±0?24Aa0?55±0?27Aa中污染0?74±0?48Aa0?68±0?28Aa0?36±0?17Aa0?88±0?16Aa0?74±0?06Aa0?47±0?21Aa重污染0?69±0?30Aa0?73±0?24Aa0?31±0?20Aa0?74±0?25Aa0?72±0?11Aa0?35±0?03Ab平均值0?78±0?44A0.72±0.26A0.39±0.23A0.94±0.36A0.72±0.10A0.46±0.12A注：不同大、小寫字母分別表示季節(jié)和污染程度下各指數(shù)差異達到統(tǒng)計顯著水平（P<0?05）。統(tǒng)計軸特征值統(tǒng)計軸特征值相關性解釋率（%）解釋擬合變異（%）Axis10.1500.72814.9934.68Axis20.1320.81313.1530.43Axis30.0740.6597?4317.18Axis40.0580.5935?8213.47表6底棲動物群落與環(huán)境因子冗余分析(RDA)結果Table6Resultsofredundancyanalysis(RDA)ofzoobenthoscommunityandenvironmentalfactors2.3底棲動物物種分布與環(huán)境因子的相關性分析對池塘水環(huán)境因子的主成分分析（PCA）結果表明，9個環(huán)境因子的累計解釋方差占總方差的75.94%，其中第一（F1）、第二（F2）和第三主成分（F3）的貢獻率分別為36?19%、21.95%和17?81%（表5），表明9種環(huán)境因子均對底棲動物的組成和分布有較為重要的影響。F1主要為TN、NH+-N、TP的組合，且與三者均呈正荷載；F2主要為T、pH、DO、NO「-N組合，與T、DO呈正荷載，與pH、NO「-N呈負荷載；F3主要為EC和DOC,均呈正荷載。表5環(huán)境因子總方差解釋表Table5Totalvarianceexplainedofenvironmentalfactors成分總計解釋方差（%）累計解釋方差（%）F13.25736.1936.19F21.97521.9558.13F31.60317*8175.94通過前選法和蒙特卡羅檢驗排除貢獻小的因子，進一步對6種優(yōu)勢底棲物種（y>0?02,且出現(xiàn)頻度超過一次的）霍甫水絲蚓、蘇氏尾鰓蚓、黃色羽搖蚊、中國長足搖蚊、幽蚊、庫蠓的生物量與環(huán)境因子間進行RDA分析，結果發(fā)現(xiàn)，總解釋變量達到41.39%，其中軸1和軸2的解釋率較高，特征值分別為0.150和0.132，分別解釋了14.99%和13.15%的物種數(shù)據(jù)方差變異以及34.68%和30.43%的物種與環(huán)境關系變異（表6），表明水體環(huán)境對底棲動物的豐度、生物量以及優(yōu)勢度有重要影響。從RDA排序圖中可知：第一排序軸與N相關環(huán)境因子呈顯著正相關，與DO、T呈顯著負相關。黃色羽搖蚊與T呈顯著正相關關系，而蘇氏尾鰓蚓和霍甫水絲蚓這兩種耐污能力強的物種則與TN、NH4+-N呈顯著正相關。第一排序軸上顯示最大正值的主要有霍甫水絲蚓、蘇氏尾鰓蚓、中國長足搖蚊和幽蚊等，表明這些物種能夠耐受較高程度污染（圖5）。3討論3.1典型池塘底棲動物群落特征及其季節(jié)變化本研究發(fā)現(xiàn)金井小流域池塘兩季底棲動物物種組成相對簡單，物種多樣性總體上較低，冬季豐度與生物量顯著高于夏季。區(qū)內調查已知的底棲動物

圖5底棲動物群落與環(huán)境因子冗余分析Fig.5Redundancyanalysis(RDA)ofzoobenthoscommunityandenvironmentalfactors(NH3:氨氮，NO3:硝氮，LimnHoff:霍甫水絲蚓，BranSowr:蘇氏尾鰓蚓，ChirFlav:黃色羽搖蚊，TanpChin:中國長足搖蚊,ChaobSp:幽蚊，CulicSp:庫蠓)僅有22種，物種數(shù)目和多樣性均遠低于我國相關區(qū)域河流、湖泊等大型水體的調查結果，如韋建福等［20］在廣西南溪河研究發(fā)現(xiàn)的大型底棲動物有208種，王丑明等［21］在洞庭湖的研究共鑒定出大型底棲動物圖5底棲動物群落與環(huán)境因子冗余分析Fig.5Redundancyanalysis(RDA)ofzoobenthoscommunityandenvironmentalfactors(NH3:氨氮，NO3:硝氮，LimnHoff:霍甫水絲蚓，BranSowr:蘇氏尾鰓蚓，ChirFlav:黃色羽搖蚊，TanpChin:中國長足搖蚊,ChaobSp:幽蚊，CulicSp:庫蠓)金井河流域池塘水體冬季的污染程度總體上明顯高于夏季。研究區(qū)屬于典型亞熱帶濕潤季風氣候，夏季高溫多雨，冬季低溫少雨，降雨對稀釋區(qū)域內池塘水體的污染物濃度有重要作用。申雅莉等［25］對金井河小流域調查發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域池塘TN、TP濃度呈明顯的季節(jié)性變化趨勢，其中雨季較低而旱季較高，這與本研究的觀測結果基本一致，13?15號池塘冬季綜合污染指數(shù)低于夏季，可能是因為這三個池塘周邊環(huán)境為林地，與農田相比，林地能夠更好地控制徑流養(yǎng)分流失，緩解地下水污染,有利于農業(yè)面源污染的控制麗。相應地，研究區(qū)冬季底棲動物豐度和密度均顯著高于夏季（圖3），其中分布最為廣泛的霍甫水絲蚓和蘇氏尾鰓蚓等耐污種的豐度及生物量均與水體富營養(yǎng)化水平呈顯著正相關關系（圖5），對反映池塘水體的富營養(yǎng)化程度具有明顯的指示作用，其豐度及生物量越大，則水體的富營養(yǎng)化程度就越高，這與國內相關區(qū)域的研究結果較一致，如超富營養(yǎng)化水體中霍甫水絲蚓豐度最高可達到10524ind/m2［27］，而在中、低富營養(yǎng)化水體中僅為27ind/m2［28］，這些均表明面源污染導致的池塘水體富營養(yǎng)化變化對底棲動物物種及生物量的影響程度甚至要高于溫度（季節(jié)）變化的影響。水溫主要直接影響搖蚊類、寡毛類水生昆蟲的生長、繁殖和羽化進程㈣，導致其在夏季更為活躍，冬季則以幼蟲形態(tài)棲息于底泥之中，因此該類底棲動物在冬季的豐度相對較高，這可能主要決定于該類物種生活史與生活習性的本性。但是郭寧寧等［30］對亞熱帶丘陵區(qū)淺水人工濕地（水深20cm左右）的研究表明，夏、秋季濕地底棲動物的多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)?？傮w上均高于春、冬季,與本文結果不盡一致，表明水深可能也是影響底棲動物多樣性的重要因素，具體影響機理尚值得進一步深入研究。3.2農業(yè)面源污染對池塘底棲動物群落特征的影響隨污染程度升高，底棲動物豐度呈顯著下降趨勢（P<0-05），多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)均隨著池塘水體污染程度的升高呈降低趨勢但并未達到統(tǒng)計顯著水平（P>0-05），主要面源污染指標TN、NH4+-N可能是影響研究區(qū)池塘底棲動物群落特征的最主要因素。李麗娟等［31］對太子河大型底棲動物的研究發(fā)現(xiàn)，氮磷等無機污染物進入河流后會導致底棲動物攝食功能群以收集者功能群和濾食者功能群為主，表明底棲動物多樣性受水體污染影響且與污染程度呈負相關。對池塘底棲動物豐度、生物量、多樣性指數(shù)和底棲動物物種分布與池塘水質的相關性分析結果均顯示，非季節(jié)性分布的霍甫水絲蚓和蘇氏尾鰓蚓這兩種耐污能力較強的物種的豐度和生物量與TN、NH4+-N呈顯著正相關關系，表明水體總氮與氨氮濃度是影響本區(qū)域對底棲動物物種多樣性和群落構成的主導因子，霍甫水絲蚓和蘇氏尾鰓蚓對反映池塘水體的富營養(yǎng)化程度