西苕溪流域水生甲虫群落与环境以及底栖动物完整性与土地利用关系

论文摘要

本文主要研究了不同的溪流理化指标和栖境指标下水生甲虫群落结构，并通过GIS（地理信息系统）研究了土地利用与生态完整性之间的关系。群落结构受多种环境因素的制约。2005年西苕溪中上游流域38个样点共发现水生甲虫12科36属种。优势属是长角泥甲科的Stenelmis和扁泥甲科的Psephenoidss属，出现频度分别为78.97％和67.89％，但有29属的出现频率不大于15％。典范对应分析（CCA）表明，鞘翅目群落组成受荫蔽度、总磷、电导率和栖境质量影响最大．样点环境指标聚类把样点被分为三组。第1组（18属种）和第3组（16属种）的水生甲虫种类组成差异极显著（P<0.01）。第2组水生甲虫多样性最高（26属种）。Macronychus，Zaitzevia，Scirtes，Stenocolus，Berosus，Laccobius，Ectopria属可作为清洁水体指示生物，Hydrocassis和Ancyronyx属是重污染水体指示生物．生物完整性是诊断溪流生物学状况和生态健康的重要指标。利用2003年西苕溪TM数据和DEM模型计算了62个样点上游3种空间尺度下（亚流域、沿岸和局部）的土地利用类型。结果表明，耕地，民居和竹园在流域中的百分比与B-IBI负相关，耕地百分比对B-IBI的影响在亚流域（r=-0.527，p<0.001），河岸（r=-0.665，p<0.001）和局部（r=-0.696，p<0.001）尺度上均显著。针叶林，阔叶林和混交林百分比与B-IBI正相关。阔叶林百分比在亚流域（r=0.333，p<0.001），河岸（r=0.589，p<0.001）和局部尺度（r=0.618，p<0.001）与B-IBI显著相关。而针叶林百分比仅在亚流域尺度（r=0.366，p<0.001）与B-IBI显著相关。在研究流域内耕地百分比小于50％的情况下，B-IBI并非随着耕地百分比的增长而线性下降，而是在达到一定阀值后（亚流域尺度，27％；河岸尺度，57％；局部尺度，59％）耕地的影响逐渐趋缓。在耕地百分比小于阀值前，B-IBI在局部尺度上与耕地百分比的增长的关系最强（r=-0.808，p<0.001，n=46）。建议在沿岸区增加阔叶林，针叶林与混交林的占有率，或者建立耕地与溪流间的林地缓冲带，有助于保护和恢复西苕溪生态健康。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述及本研究的目的与意义
• 1.1 水资源和水污染
• 1.1.1 水资源问题
• 1.1.2 水污染问题
• 1.1.3 判断水体污染的常用指标
• 1.2 河流/溪流生态系统完整性
• 1.2.1 生态完整性概念和内涵及发展历史
• 1.2.2 河流/溪流生态完整性的评价方法
• 1.2.3 河流/溪流生态完整性的干扰影响因素
• 1.3 土地利用对河流/溪流生态完整性影响
• 1.3.1 土地利用影响机制
• 1.3.2 管理中的应用
• 1.4 本研究的目的与意义
• 2 西苕溪水质变化对鞘翅目底栖群落的影响
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 研究地点概况及样点分布
• 2.1.1.1 研究样点地区概况
• 2.1.1.2 研究流域基于 DEM的河网提取
• 2.1.1.3 采样点的确定
• 2.1.2 采样工具及方法
• 2.1.2.1 采样工具
• 2.1.2.2 采样方法
• 2.1.2.3 样点位置和水体理化指标的测定
• 2.1.2.4 室内处理
• 2.1.2.5 底栖动物完整性指数（ B-IBI）评价方法
• 2.1.3 数据分析
• 2.1.3.1 聚类分析
• 2.1.3.2 CCA分析
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 溪流水体的理化性状
• 2.2.2 西苕溪中上游流域水生鞘翅目群落多样性
• 2.2.3 水生鞘翅目群落甲虫与环境因子的CCA分析
• 2.2.4 样点环境因子的Q型聚类分析
• 2.3 讨论
• 3 西苕溪土地利用/覆被变化对溪流生物完整性的影响
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 研究区域概况及样点
• 3.1.2 大型底栖无脊椎动物采集
• 3.1.3 大型底栖无脊椎动物完整性指数
• 3.1.4 土地利用格局分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 大型底栖无脊椎动物
• 3.2.2 研究区域土地利用概况
• 3.2.3 土地利用与B-IBI
• 3.2.4 空间尺度
• 3.3 讨论
• 3.3.1 农业土地利用对溪流底栖动物完整性的影响机制
• 3.3.2 流域土地利用管理策略
• 3.3.3 今后的研究方向
• 全文总结
• 参考文献
• 附录
• 致谢