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呼兰河口保护区及周边水域水生动物生态监测与健康评价

作　者: 刘曼红
导　师: 于洪贤
学　校: 东北林业大学
专　业: 自然保护区学
关键词: 底栖动物鱼类群落结构生物完整性指数呼兰河口湿地自然保护区
分类号: Q958.8
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

呼兰河口湿地自然保护区是松花江沿岸保存较完整、面积较大的沼泽湿地,生物多样性丰富,但近年由于人为工程建设等,使呼兰河口湿地水域面积增大,致使湿地生态系统的生物群落发生复杂变化,造成底栖动物和鱼类等生物群落的组成、结构和功能发生改变。本文以呼兰河口湿地水生态系统为研究对象,通过对底栖动物群落、鱼类组成和主要水环境因子等调查,运用多种数学分析方法和统计模型,分析了底栖动物和鱼类群落结构、时空特征,以及底栖动物与环境因子之间的相互关系,利用生物完整性指数对水生态系统健康状况进行了评价。结论如下：1.呼兰河口湿地底栖动物群落结构与时空特征分析(1)呼兰河口湿地底栖动物群落基本构成呼兰河口湿地共鉴定底栖无脊椎动物167种,其中昆虫纲121种,寡毛纲23种,软体动物16种,蛭纲5种,甲壳纲2种。不同的研究水域都有其代表性的优势种,如霍甫水丝蚓、苏式尾鳃蚓、林间环足摇蚊、斑点齿斑摇蚊等12种。(2)呼兰河口湿地底栖动物摄食功能群组成共有六种类型摄食功能群,研究结果表明：功能群组成存在时空差异,整个研究区域在春季以直接集食者为主要的摄食功能群,而夏秋季阿什河上游水域的主要摄食类群为过滤收集者。(3)呼兰河口湿地底栖动物水平分布格局利用AcrView软件模拟底栖动物密度的水平分布格局,其中水栖寡毛类生物量的分布格局在大顶山样点处呈现浓度最大斑块,这同水栖寡毛类易生活于有机质比较丰富的淤泥底质环境密切相关。2.呼兰河口湿地底栖动物与主要水环境因子的相关性分析利用典型对应分析(CCA分析)方法对底栖动物的生态学特征进行分析,结果表明,水温是影响底栖动物的主要环境因子,其次是水深、总磷、总氮、硝酸盐氮和电导率。3.利用底栖动物生物完整性指数(B-IBI)对呼兰河口湿地生态系统的健康评价(1)B-IBI参数的构建通过对候选生物参数判别能力的分析、敏感性分析、Pearson相关性分析,决定构成B-IBI值的参数共有6个,即：总分类单元数、EPT分类单元数、蜉蝣目%、直接集食者%、耐污类群%和生物指数BI。(2)建立评价水生态系统健康的5级标准利用比值法和三分法计算得到B-IBI值,建立了评价水体健康的5级标准。比值法为：>3.56健康,2.67-3.59亚健康,1.78-2.66一般,0.89-1.77差,<0.88极差；三分法为：>26健康,20-26亚健康,13～19一般,7-12差,<6极差。(3)健康评价利用上述标准对呼兰河口湿地水生态系统的健康状况进行评价,结果表明,三分法和比值法得到的结果基本一致。本研究选择的参照点评价结果为健康,呼兰河口湿地样点处于一般到业健康的状态。4.利用鱼类生物完整性指数(F-IBI)评价呼兰河口湿地水生态系统完整性鱼类生物完整性评价是水生态系统健康的一种有效方法,能在很大程度上反映湿地水生态系统目前的受损状态。(1)呼兰河口湿地鱼类种类组成与丰富度特征通过调查,呼兰河口湿地共有鱼类61种,隶属于8目,14个科。其中,鲤形目种类最多,为42种,占所有鱼类种数的68.85%。与历史数据相比,本研究中有15种鱼类未能出现,并且发现有2个外来种,如：鳙Aristichthys nobilis和湖拟鲤Rutilus rutilus lacustris;通过渔获物分析得到,呼兰河口湿地鱼类的优势种主要由一些小型的鱼类组成。(2)呼兰河口湿地鱼类营养级状况分析从摄食功能群角度分析所调查鱼类的食性,其中软体动物食性、水生昆虫食性、小鱼虾食性和碎屑食性为鱼类的主要偏好食性；而浮游植物食性、草食性、浮游动物食性、着生藻类食性为鱼类的次要食性。因此,呼兰河口湿地水域处于初级消费者的鱼类物种数相对较少,物种多样性较低；而顶级消费者、次级消费者和食碎屑鱼类物种数量大,物种多样性相对更高。(3)呼兰河口湿地鱼类的耐污性特征及湿地健康状况分析从鱼类物种对水体富营养化和污染物的耐污性来看,呼兰河口湿地水生态系统中鱼类物种主要以耐污种占优势,敏感种和中等耐污种占次要优势地位,非常耐污种极少。研究发现,呼兰河口湿地自然保护区水生态系统健康处于差—一般的状态,通过分析推测,鱼类完整性受损与人工筑坝和采砂等人类活动有关。本研究对呼兰河口湿地自然保护区的生物多样性保护及生态监测等提供理论基础,为湿地自然保护区水生态系统健康评价及湿地生态恢复提供科学依据。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-15
1 绪论  15-29
  1.1 课题背景  15-16
  1.2 水环境生物监测  16-20
    1.2.1 水环境生物监测的定义及常用生物类群  16-19
    1.2.2 利用大型底栖动物监测的利与弊  19
    1.2.3 利用鱼类监测的利与弊  19-20
  1.3 底栖动物功能群研究  20-21
  1.4 湿地生态系统健康的概念  21-22
  1.5 生物完整性指数IBI指标评价  22-23
  1.6 国内外研究现状  23-26
    1.6.1 国外研究现状  23-24
    1.6.2 国内研究现状  24-26
  1.7 研究内容  26-27
  1.8 创新点  27-28
  1.9 技术路线  28-29
2 研究区域与研究方法  29-40
  2.1 研究区域基本特征  29-32
    2.1.1 气候特征  29-30
    2.1.2 土壤特征  30
    2.1.3 水文特征  30-31
    2.1.4 水生植被特征  31
    2.1.5 浮游生物特征  31-32
  2.2 研究方法  32-40
    2.2.1 资料收集  32
    2.2.2 野外调查与室内分析  32-40
3 呼兰河口湿地及周边水域底栖动物群落结构与时空特性  40-60
  3.1 呼兰河口湿地及周边水域底栖动物群落的基本构成  40
  3.2 呼兰河口湿地及周边水域底栖动物优势种的时空变化  40-46
  3.3 呼兰河口湿地及周边水域底栖动物密度的时空变化  46-50
  3.4 呼兰河口湿地及周边水域底栖动物摄食功能群组成  50-54
  3.5 呼兰河口湿地及周边水域底栖动物的分布格局  54-57
    3.5.1 底栖动物密度的分布格局  54
    3.5.2 寡毛类生物量的空间分布  54-57
  3.6 讨论  57-58
    3.6.1 分类水平  57
    3.6.2 底栖动物群落特征及结构变化  57
    3.6.3 底栖动物的优势类群  57
    3.6.4 底栖动物功能群  57-58
    3.6.5 底栖动物的分布格局  58
  3.7 本章小结  58-60
4 呼兰河口湿地及周边水域底栖动物与环境因子的相关性分析  60-72
  4.1 呼兰河口湿地及周表边水域水环境因子的季节变化  60-62
  4.2 呼兰河口湿地及周边水域底栖动物群落与水环境因子CCA分析  62-69
    4.2.1 采样点与主要环境因子的CCA排序  62-63
    4.2.2 主要底栖动物种类和主要环境因子的CCA排序  63-69
    4.2.3 采样点与主要环境参数的CCA分析  69
  4.3 讨论  69-70
    4.3.1 底栖动物与水环境因子的相关性  69
    4.3.2 底栖动物与水草的相关性  69
    4.3.3 底栖动物与底质的相关性  69-70
  4.4 本章小结  70-72
5 底栖动物B-IBI对呼兰河口湿地及周边水域水生态系统健康评价  72-83
  5.1 候选生物参数的判别能力分析  72
  5.2 敏感性分析  72
  5.3 Pearson相关性分析  72-76
  5.4 B-IBI值的计算  76-78
    5.4.1 三分法  76-77
    5.4.2 比值法  77-78
  5.5 B-IBI评价结果  78-79
  5.6 健康评价  79
  5.7 B-IBI与水环境因子之间的关系  79
  5.8 讨论  79-82
    5.8.1 B-IBI评价结果分析  79-80
    5.8.2 参照点的选择与确定  80-82
  5.9 本章小结  82-83
6 鱼类F-IBI评价呼兰河口湿地及周边水域水生态系统完整性  83-94
  6.1 鱼类种类组成与丰富度  83-87
  6.2 鱼类营养级划分  87-88
  6.3 鱼类的耐污性特征及健康状况  88-91
  6.4 鱼类完整性特征与湿地健康状况评价  91
  6.5 讨论  91-93
    6.5.1 人为干扰对湿地鱼类群落的影响  91-92
    6.5.2 城市化对湿地生物完整性的影响  92-93
  6.6 本章小结  93-94
结论  94-97
展望  97-98
参考文献  98-110
攻读学位期间发表的学术论文  110-112
致谢  112-113
个人简历  113-114

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