摘要本文对2015—2018年大凌河锦州段张家堡和王家沟断面进行了底栖动物及pH 值、溶解氧、COD 、氨氮、镉、汞、砷、铅、铬环境因子的监测。结果表明：共监测到底栖动物3门5纲59种；底栖动物与环境因子CCA 排序分析显示，绿钩尾春蜓、红纹蜉、安图小蜉、三刺弯握蜉、红天角蜉、卡罗长角纹石蚕、圆眼粒龙虱、格式星齿蛉、喙隐摇蚊、新宾纺蚋、毛头瘤虻、四节蜉、苇氏巴蛭、赤豆螺等物种与溶解氧成高度正相关，与其他污染指标成负相关；敏感物种的增多以及水质评价结果显示该河段水质不断转好。
关键词底栖动物；落结构;CCA 分析；大凌河锦州段中图分类号X832文献标识码A 文章编号1007-5739(2022)07-0137-04DOI :10.3969/j.issn.1007-5739.2022.07.043开放科学(资源服务)标识码(OSID ):
大凌河锦州段底栖动物落特征及其与环境因子的关系
丁振军
(辽宁省生态环境监测中心，辽宁沈阳110161)
大凌河是辽宁省西部最大的河流，北与老哈河、教来河相邻，南与小凌河、六股河相邻，东邻绕阳河，西邻滦河支流青龙河，于凌海市与盘锦市交界处注入渤海。大凌河是辽宁省西部的重要河流，沿途造纸等高污染企业是大凌河主要污染源。在采取了一系列污染综合整治措施后，大凌河水质得到逐步好转。本文选取了大凌河锦州段张家堡和王家沟断面2015—2018年底栖动物和水质指标数据，分析了该河段底栖动物落结构特征及其与环境因子之间的关系，以期为后续综合整治提供参考。
1材料与方法
1.1试验样品采集
大凌河锦州段设置2个监测断面，分别是张家
堡和王家沟。样品采集时间为2015年4月、2016年5月、2017年5月、2018年5月。1.2监测指标
监测指标为底栖动物、pH 值、溶解氧、COD 、氨氮、镉、汞、砷、铅、铬等10项。使用40目索伯网采集底栖动物定量样品，现场挑取并固定于75%乙醇中，带回实验室镜检；采用便携式水质多参数分析仪测定pH 值和溶解氧；其他理化指标参照《水和废水监测分析
方法(第四版)》采样固定并带回实验室分析测定[1]。1.3
数据分析
1.3.1多样性指数。运用Shannon-Wiener 多样性指数(H ′)[2]、Simpson 优势度指数(C )、Margalef 丰富度指数(R )[3]和Pielou 均匀度指数(J )对大凌河锦州段底栖动物落结构进行分析。
H ′=-∑i =1n
P i ln P i
C =∑i =1
S
(P i )2
R =S -1
ln N J =
H ′H ′max
式中:P i 表示样品中属于第i 种的个体比例;P i =
n i /N ，其中n i 为第i 种物种的个体数,N 为样品的总个体数;S 表示物种数。
同时，应用BI 指数评价各断面水质状况[4]。公式如下:
BI=1N ∑i =1
n
n i t i
式中:BI 表示BI 生物指数值;N 表示物种总个体数;n i 表示第i 个分类单元的个体数;t i 表示第i 个分类单元的耐污值。
BI 指数评价水质按个体数量和每个分类单元的
作者简介丁振军(1985—)，男，辽宁沈阳人，硕士，工程师。研究方向：生物监测。收稿日期
2021-07-21
现代农业科技2022年第7期资源与环境科学
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现代农业科技2022年第7期
资源与环境科学
2马奇异春蜓(Anisogomphus maacki )
绿钩尾春蜓(Onychogomphus viridicostus )
斑点小划蝽(Micronecta guttata )26161
日本长蝎蝽(Laccotrephes japonensis )2
叶二叉摇蚊(Dicrotendipes lobifer )8
前突摇蚊(Procladius sp.)1弯铗摇蚊(Cryptotendipes sp.)1盖氏特突摇蚊(Thienemannimyia geijskesi )2柔嫩雕翅摇蚊(Glyptotendipes cauligineellus )1渐变长跗摇蚊(Tanytarsus mendax )1
黄羽摇蚊(Chironomus flaviplumus )17
梯形多足摇蚊(Polypedilum scalaenum )
喙隐摇蚊(Cryptochironomus rostratus )
三轮环足摇蚊(Cricotopus triannulatus )
双线环足摇蚊(Cricotopus bicinctus )
浅白雕翅摇蚊(Glyptotendipes pallens )
蜉蝣骑蜉摇蚊(Epoicocladius ephemerae )
费塔无突摇蚊(Blabesmyia phatta )
长跗摇蚊(Tanytarsus sp.)
绿倒毛摇蚊(Microtendipes chloris )
新宾纺蚋(Simulium xinbinense )
毛头瘤虻(Hybomitra hirticeps )
雅丝扁蚴蜉(Ecdyonurus yoshidae )25
华丽蜉(Ephemera pulcherrima )15
细蜉(Brachycercus harrisella )1
四节蜉(Baetis sp.)
东方蜉(Ephemera orientalis )
扁蚴蜉(Ecdyonurus yoshidae )
红纹蜉(Rhoenthus sp.)
安图小蜉(Ephemerella antuensis )
三刺弯握蜉(Drunella trispi )
红天角蜉(Uracanthella rufa )
短线短脉纹石蚕(Cheumatopsyche brevilineata )
17
小石蚕(Hydroptila sp.)
长角石蚕(Mystacides sp.)
卡罗长角纹石蚕(Macrostemum caroli )
黑蟌(Calopteryx atratum )5
瘦蟌(Ischnura sp.)
细带斑孔龙虱(Nebrioporus hostilis )
圆眼粒龙虱(Laccophilus difficillis )
食蚜蝇(Eristalis sp.)
格式星齿蛉(Protohermes grandis )
22204
3114352667613891011121331142110215461624317618219612062142219231927242525172157266525102711223288422964301313321133934123546362371388391122401411442343444245
白尾灰蜻(Orthetrum albistylum )格氏金光伪蜻(Somatochlora graeseri )张家堡王家沟
个体密度/(ind ·(0.25m 2)-1)
表1大凌河锦州段节肢动物门底栖动物监测结果
耐污值将水质分为清洁(BI 指数≤4.2)、良好(BI 指数为4.2~5.6)、轻污染(BI 指数为5.6~7.0)、中污染(BI 指数为7.0~8.4)和重污染(BI 指数>8.4)等5类。1.3.2
排序分析。运用R 语言(ver 4.1.0)vegan 包
(ver 2.5-7)对张家堡和王家沟底栖动物与水质指标之间的关系进行排序分析。先判断选择线性模型还是单峰模型，对底栖动物数据进行去趋势对应分析(decentred correspondence analysis ,DCA )，观察结果中第一轴长度(DCA1)。若DCA1<3，则可选择线性模
型冗余分析(redundancy analysis ,RDA )；若DCA1>4，则可选择单峰模型典范对应分析(canonical correspondence analysis ,CCA )；若DCA1在3~4之间，则2种模型均可。底栖动物及水质指标数据应先进行lg (x +1)转换，以消除不同量纲间的影响。
2结果与分析
2.1底栖动物种类及数量组成
大凌河锦州段共鉴定出底栖动物3门5纲
59种(表1、表2)，其中：节肢动物门昆虫纲种类最
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监测断面监测时间Shannon-Wiener 指数(H ′)
Simpson 指数(C )Margalef 指数
(R )
Pielou 指数(J )BI 指数BI 指数评价
结果张家堡
2015年  2.450.88  4.040.82  4.05清洁2016年
1.23
0.57
1.310.63
6.82
轻污染2017年
0.74
0.34
0.92
0.46
6.55
轻污染2018年
2.80
0.92  4.800.87  4.92良好王家沟
2015年
1.87
0.76  3.140.66  4.63良好
2016年
1.50
0.67  1.940.72  4.54良好
2017年
1.87
0.82
1.96
0.81
4.62
良好
2018年
2.680.90  4.250.83
3.14
清洁
表3大凌河锦州段底栖动物多样性
644腹足纲
展开琥珀螺(Succinea evoluta )2光滑狭口螺(Stenothyra glabra )8纹沼螺(Parafossarulus striatulus )8直缘萝卜螺(Radix clessini )
122梨形环棱螺(Bellamya purificata )4
赤豆螺(Bithynia fuchsia )椭圆萝卜螺(Radix swinhoei )
瓣鳃纲
蚶形无齿蚌(Anodonta arcaeformis )背角无齿蚌(Anodonta woodiana )
1
3145
4914
50515253823205455829
565
571
5859
八目石蛭(Erpobdella octoculata )苇氏巴蛭(Barbronia weberi )张家堡王家沟
个体密度/(ind ·(0.25m 2)-1)表2大凌河锦州段环节动物门、软体动物门底栖动物监测结果
丁振军：大凌河锦州段底栖动物落特征及其与环境因子的关系
2015年2016年2017年软甲纲
中华齿米虾(Neocaridina denticulate sinensis )
japonensis77中华小长臂虾(Palaemonetes sinensis )
2018年2015年2016年2017年2018年
3435
462
47
张家堡王家沟
纲种
个体密度/(ind ·(0.25m 2)-1)
CCA
序号表1(续)
多，为45种，占总数的76.3%；软体动物门腹足纲7种，占11.9%；环节动物门蛭纲3种，占5.0%；软体动物门腹足纲7种，占11.9%；节肢动物门软甲纲和软体动物门瓣鳃纲均为2种，分别占3.4%。2.2
底栖动物多样性
由表3可知，张家堡断面Shannon-Wiener 指数、Simpson 指数、Margalef 指数、Pielou 指数均呈现2015—2017年递减、2018年上升的趋势；各指数在
2017年最低，分别为0.74、0.34、0.92、0.46；各指数在2018年达到最高值，分别为2.80、0.92、4.80、0.87。BI
指数值越大表征水体污染越严重。张家堡BI 指数评价结果显示,2015年水质清洁,2016年和2017年水质均轻污染,2018年水质回升到良好水平。王家沟
断面Shannon -Wiener 指数、Simpson 指数、Margalef 指数、Pielou 指数显示:2015—2016年呈下降趋势;2016年各指数最低，分别为1.50、0.67、1.94、0.72;
2017—2018年各指数呈上升趋势;2018年各指数最高，分别为2.68、0.90、4.25、0.83。BI 指数评价结果显示，王家沟断面水质在2015年表现为良好,2018年达到清洁水平。2.3
水质特征及CCA 分析
参照《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)[5],
张家堡断面pH 值、砷、铅、铬均满足Ⅰ类水质标准,
COD 范围为18.0~23.4mg/L ，氨氮含量范围为0.048~0.780mg/L ，镉含量范围为0.00002~0.00280mg/L ，汞含量范围为0.00002~0.00010mg/L 。王家沟断面pH 值、COD 、镉、砷、铅、铬均满足Ⅰ类水质标准，氨氮浓度范围为0.012~0.270mg/L ，汞含量范围为0.00002~0.00009mg/L 。综合来看，王家沟断面水质状况整体好于张家堡断面。
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现代农业科技2022年第7期
资源与环境科学
1.5-0.50
0.51.0-1.0
-1210
3
CCA1
图1大凌河锦州段底栖动物与环境因子之间的
CCA 排序图(2型标尺)
应用去趋势对应分析(DCA )，可知第一轴长度为4.8740，该值>4，适用单峰模型，故选用典范对应分析(CCA )对底栖动物与环境因子之间的关系进行排序分析。由表4可知，第一轴、第二轴和第三轴特征值分别为0.7422、0.5290和0.5117，解释比例分别为27.17%、19.36%和18.73%，累计比例分别为27.17%、46.53%和65.26%，第一轴、第二轴和第三轴均能够较好地解释响应变量的总方差。绿钩尾春蜓、红纹
蜉、安图小蜉、三刺弯握蜉、红天角蜉、卡罗长角纹石蚕、圆眼粒龙虱、格式星齿蛉以及喙隐摇蚊、新宾纺蚋、毛头瘤虻、四节蜉、苇氏巴蛭、赤豆螺与溶解氧成高度正相关；前突摇蚊、弯铗摇蚊、盖氏特突摇蚊、柔嫩雕翅摇蚊、渐变长跗摇蚊、展开琥珀螺、光滑狭口螺、纹沼螺、梨形环棱螺、背角无齿蚌与高砷浓度和高pH 值成高度正相关；双线环足摇蚊、费塔无突摇蚊、长跗摇蚊、绿倒毛摇蚊、东方蜉、扁蚴蜉、小石蚕、长角石蚕、瘦蟌、椭圆萝卜螺与高浓度汞有较强的正相关关系(图1)。
3结论与讨论
通过对2015—2018年大凌河锦州段的监测，共
鉴定底栖动物3门5纲59种，其中节肢动物门昆虫纲动物45种，占种类数的76.3%。BI 指数评价结果显示，张家堡断面水质呈先降后升趋势，王家沟断面水质呈现平稳上升趋势。Shannon-Wiener 多样性指数、Simpson 优势度指数、Margalef 丰富度指数、Pielou
均匀度指数结果均与BI 指数呈现的趋势相同，说明大凌河锦州段张家堡断面和王家沟断面水质呈现变好的趋势。CCA 排序分析结果显示，绿钩尾春蜓、红纹蜉、安图小蜉、三刺弯握蜉、红天角蜉、卡罗长角纹石蚕、圆眼粒龙虱、格式星齿蛉、喙隐摇蚊、新宾纺蚋、毛头瘤虻、四节蜉、苇氏巴蛭、赤豆螺等物种与溶解氧成高度正相关，与其他污染指标成负相关，是敏感物种。敏感物种增多也进一步证明了大凌河锦州段水质在不断变好，这也为大凌河综合治理提供了参考。
4参考文献
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委会.水和废水监测分析方法[M].4版.北京：中国环境科学出版社,2002:1827-1835.
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[4]辽宁省市场监督管理局.辽宁省河流水质评价底栖大型无脊椎动物BI 指数法:DB21/T 3070—2018[S].沈阳:[出版者不详],2018.
[5]国家环境保护总局，国家质量监督检验检疫总局.地表水环境质量标准:GB 3838—2002[S].北京：中国环境科学出版社,2002.
项目特征值解释比例/%累计比例/%
第一轴0.7422027.1727.17第二轴0.5290019.3646.53第三轴0.5117018.7365.26第四轴0.3561013.0378.29第五轴0.244858.9687.25第六轴0.19000  6.9694.21第七轴
0.15803
5.79
100.00
表4底栖动物与环境因子间的CCA 排序结果140

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