發(fā)布時間：2017-04-04 22:01

  本文關(guān)鍵詞：山地河流潛流層大型無脊椎動物生態(tài)學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：潛流層是河流地表水和地下水相互作用的生態(tài)界面,具有不同于地表流水生態(tài)系統(tǒng)和黑暗界面地下水生態(tài)系統(tǒng)的特征,生物多樣性豐富而獨特,是河流生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。在潛流層生物相中,大型無脊椎動物位于潛流層食物網(wǎng)的頂層,直接影響著潛流層物質(zhì)和能量動態(tài),是河流健康潛在的指示生物,調(diào)節(jié)著潛流層的生物地化過程,發(fā)揮著環(huán)境凈化和生態(tài)緩沖等多種生態(tài)服務(wù)功能,對溪流生態(tài)系統(tǒng)健康維持具有至關(guān)重要的作用。本論文以典型的山地河流—黑水灘河為例,開展?jié)摿鲗右巴庹{(diào)查和定位試驗,系統(tǒng)地研究了山地河流潛流層大型無脊椎動物生態(tài)學(xué)特征,研究涉及潛流層生境特征、潛流層大型無脊椎動物群落組成和時空分布、大型無脊椎動物在潛流層中的拓殖過程、環(huán)境因素對大型無脊椎動物群落的影響以及潛流層大型無脊椎動物與底棲動物的差異分析等,得到的主要研究結(jié)論如下:(1)對6個斷面10個表征潛流層生境特征的參數(shù)進(jìn)行分析,結(jié)果表明該河段潛流層沉積物主要為礫石和卵石,各斷面非均勻度差異不顯著,百分比細(xì)砂含量范圍波動不大,為4.59~11.97%;垂向滲透系數(shù)范圍為0.15~0.73 mm/s,S1斷面和S4、S6存在顯著差異;各斷面的垂向水力梯度均為負(fù)值,表明調(diào)查斷面均為下降流區(qū)域;對比河流表層水和潛流層間隙水的理化指標(biāo),發(fā)現(xiàn)潛流層間隙水的p H、溶解氧和電導(dǎo)率均小于河流表層水,除S5斷面外溫度也符合這個規(guī)律;間隙水溫度與河流表層水溫度有較強相關(guān)性,且受氣溫影響。對各斷面潛流層生境指標(biāo)進(jìn)行PCA分析,結(jié)果表明非均勻度、百分比細(xì)砂含量、中值粒徑、垂向滲透系數(shù)和溫度等5個參數(shù)能較全面的反映潛流層沉積物、間隙水和潛流交換的特征。(2)對不同季節(jié)潛流層大型無脊椎動物群落的研究表明:3個季節(jié)共采集大型無脊椎動物27種,其中夏季22種,冬季和春季各16種。各季節(jié)水生昆蟲種類所占比例均較高,分別為夏季81.8%、冬季75.0%和春季62.5%;夏季群落密度顯著低于冬季和春季,春季最高;冬季群落生物量顯著高于夏季和春季,夏季最低;3個季節(jié)群落的物種豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)均沒有顯著性差異�？臻g分布上,大型無脊椎動物的密度和豐富度均呈現(xiàn)隨潛流層深度增加而降低的趨勢,大多數(shù)個體均分布在0-20 cm深度,呈現(xiàn)出明顯的垂直空間梯度分布規(guī)律。群落以濾食者和收集者所組成的集食者為絕對優(yōu)勢功能群。潛流層無脊椎動物的相互作用、生活史策略和潛流層的理化條件影響著潛流層大型無脊椎動物的群落結(jié)構(gòu)和時空分布。(3)通過原位包埋人工基質(zhì)方法研究大型無脊椎動物在潛流層中的拓殖過程,結(jié)果表明,群落個體密度在7~29 d呈“J”型增長,在29 d后驟然降低,55 d后呈波動趨勢;物種豐富度在1~29 d呈增加趨勢,29 d后呈波動狀態(tài);群落的生物量總體呈增加趨勢。群落的物種豐富度、密度和生物量在第29、71和83 d時沒有顯著差異(P0.05),Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)在第55、71、83 d沒有顯著差異(P0.05)。綜合不同拓殖時間段物種的主成分分析,表明潛流層大型無脊椎動物群落在拓殖55 d后趨于穩(wěn)定。穩(wěn)定群落的優(yōu)勢種為搖蚊、河蜆、四節(jié)蜉、動蜉、紋石蛾和扁泥甲。濾食者和收集者在整個拓殖過程中均是優(yōu)勢功能攝食群。群落拓殖過程是一個群落自身恢復(fù)能力和外部環(huán)境影響相互作用的過程,拓殖初期潛流層的結(jié)構(gòu)是影響著無脊椎動物遷入的主要因素,拓殖中期動物的生活史特征起主導(dǎo)作用,穩(wěn)定期之后群落可能受到各因素的綜合影響。(4)在黑水灘河上游選擇5個斷面調(diào)查了潛流層大型無脊椎動物及其生境特征,研究微觀尺度環(huán)境因素對潛流層大型無脊椎動物群落組成及分布的影響。結(jié)果表明:調(diào)查河段共發(fā)現(xiàn)大型無脊椎動物29種,其中水生昆蟲種類最多;各斷面大型無脊椎動物的密度、生物量和豐富度均呈現(xiàn)隨著潛流層深度增加而降低的趨勢;潛流層沉積物的中值粒徑、垂向水力梯度和垂向滲透系數(shù)是影響大型無脊椎動物組成和分布的主要因素,其中最重要的是中值粒徑。潛流層無脊椎動物群落變化也受到食物源和物種間相互作用等因素的影響,所有這些因素共同形成了一個復(fù)雜的“自然過濾器”(即潛流層無脊椎動物群落及生境特征的調(diào)控系統(tǒng)),控制著潛流層無脊椎動物的群落結(jié)構(gòu)和空間分布。(5)在黑水灘河上游5個斷面分別調(diào)查了潛流層和底棲生境大型無脊椎動物群落,對比分析表明兩者既存在差異也存在較密切的聯(lián)系,兩個生境既存在一些共有的優(yōu)勢種也分別擁有一些特有的物種,相似性檢驗結(jié)果表明兩個生境的大型無脊椎動物群落存在較小差異(R=0.272,P0.05)。研究結(jié)果表明,潛流層既是一些底棲大型無脊椎動物的躲避環(huán)境條件突變的“庇護(hù)地”,也是底棲生境中無脊椎動物重新繁殖重要的“種源地”。
【關(guān)鍵詞】：潛流層 大型無脊椎動物 生境 恢復(fù) 垂直分布
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：Q958
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 研究背景和意義11-12
• 1.2 潛流層研究進(jìn)展12-14
• 1.2.1 潛流層概念12-13
• 1.2.2 潛流層的研究進(jìn)展13-14
• 1.3 潛流層大型無脊椎動物研究進(jìn)展14-19
• 1.3.1 潛流層大型無脊椎動物類群14-16
• 1.3.2 潛流層大型無脊椎動物的分布及影響因素16-18
• 1.3.3 潛流層大型無脊椎動物的生態(tài)功能18-19
• 1.4 研究內(nèi)容及技術(shù)路線19-23
• 1.4.1 研究內(nèi)容19-20
• 1.4.2 技術(shù)路線20-23
• 2 潛流層大型無脊椎動物調(diào)查研究方法23-33
• 2.1 潛流層大型無脊椎動物調(diào)查方法23-27
• 2.1.1 Bou-Rouch采樣法23-24
• 2.1.2 人工基質(zhì)法24
• 2.1.3 冷凍芯樣法24-25
• 2.1.4 采樣設(shè)備研制及采集方法試驗25-27
• 2.2 潛流層理化性質(zhì)測定方法27-31
• 2.2.1 潛流層垂向水力梯度測定方法27-29
• 2.2.2 潛流層沉積物滲透系數(shù)測定方法29-30
• 2.2.3 潛流層沉積物采集30
• 2.2.4 潛流層間隙水的采集30-31
• 2.3 研究區(qū)域的確定31-33
• 3 潛流層生境特征33-41
• 3.1 研究區(qū)域概況33-34
• 3.2 調(diào)查方法和材料34-36
• 3.2.1 潛流層垂向水力梯度及滲透系數(shù)測定35
• 3.2.2 潛流層沉積物粒徑分析35
• 3.2.3 潛流層孔隙水理化指標(biāo)測定35
• 3.2.4 其它理化指標(biāo)的測定35-36
• 3.2.5 數(shù)據(jù)分析36
• 3.3 結(jié)果與分析36-40
• 3.3.1 潛流層沉積物特征36-38
• 3.3.2 潛流交換特征38
• 3.3.3 潛流層間隙水特征38-39
• 3.3.4 PCA分析39-40
• 3.4 討論40
• 3.5 小結(jié)40-41
• 4 潛流層大型無脊椎動物群落組成及分布41-55
• 4.1 研究區(qū)域和研究方法42-43
• 4.1.1 研究區(qū)域概況42
• 4.1.2 研究方法42-43
• 4.2 結(jié)果與分析43-51
• 4.2.1 群落結(jié)構(gòu)43-48
• 4.2.2 垂直分布48-50
• 4.2.3 功能攝食類群50
• 4.2.4 PCA分析50-51
• 4.3 討論51-53
• 4.3.1 季節(jié)因素對群落結(jié)構(gòu)的影響51-52
• 4.3.2 群落垂直分布的差異及原因52-53
• 4.4 小結(jié)53-55
• 5 潛流層大型無脊椎動物群落拓殖研究55-67
• 5.1 研究區(qū)域及研究方法55-56
• 5.1.1 研究區(qū)域概況55
• 5.1.2 研究方法55-56
• 5.2 結(jié)果與分析56-63
• 5.2.1 不同拓殖時間段群落結(jié)構(gòu)56-62
• 5.2.2 不同拓殖時間段物種的PCA分析62-63
• 5.2.3 功能攝食類群63
• 5.3 討論63-65
• 5.3.1 群落結(jié)構(gòu)變化63-64
• 5.3.2 群落恢復(fù)機(jī)制64-65
• 5.4 小結(jié)65-67
• 6 環(huán)境因素對潛流層大型無脊椎動物群落的影響67-79
• 6.1 研究區(qū)域和研究方法67-68
• 6.1.1 研究區(qū)域67-68
• 6.1.2 研究方法68
• 6.2 結(jié)果與分析68-75
• 6.2.1 環(huán)境因素68-69
• 6.2.2 種類組成及分布69-71
• 6.2.3 密度、生物量與物種多樣性71-72
• 6.2.4 環(huán)境因素對群落組成和分布的影響72-75
• 6.3 討論75-77
• 6.3.1 深度對潛流層無脊椎動物的影響75-76
• 6.3.2 環(huán)境因素對潛流層無脊椎動物的影響76-77
• 6.4 小結(jié)77-79
• 7 潛流層與底棲生境大型無脊椎動物群落比較研究79-87
• 7.1 研究區(qū)域和研究方法79-80
• 7.1.1 研究區(qū)域79
• 7.1.2 研究方法79-80
• 7.2 結(jié)果與分析80-84
• 7.2.1 群落結(jié)構(gòu)80-82
• 7.2.2 相似性檢驗82-83
• 7.2.3 群落聚類分析83-84
• 7.3 討論84-86
• 7.3.1 群落差異84-85
• 7.3.2 生境差異85-86
• 7.4 小結(jié)86-87
• 8 結(jié)論及展望87-91
• 8.1 主要工作及結(jié)論87-89
• 8.2 創(chuàng)新點89
• 8.3 展望89-91
• 致謝91-93
• 參考文獻(xiàn)93-103
• 附錄103-111
• A. 附圖—采樣器及部分采樣照片103-106
• B. 黑水灘河上游河段潛流層大型無脊椎動物名錄106-109
• C. 攻讀博士學(xué)位期間的科研成果109-111
• D. 攻讀博士期間參與的主要科研項目111

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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2 周紅,張志南;大型多元統(tǒng)計軟件PRIMER的方法原理及其在底棲群落生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用[J];青島海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2003年01期

3 吳健;黃沈發(fā);唐浩;吳建強;;河流潛流帶的生態(tài)系統(tǒng)健康研究進(jìn)展[J];水資源保護(hù);2006年05期

4 高鵬程;Russell G.Death;Fiona Death;;大型無脊椎動物群落指數(shù)和群落數(shù)量指數(shù)在河流水質(zhì)評價中的應(yīng)用[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報;2012年06期

5 廖靜秋;黃藝;;應(yīng)用生物完整性指數(shù)評價水生態(tài)系統(tǒng)健康的研究進(jìn)展[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報;2013年01期

  本文關(guān)鍵詞：山地河流潛流層大型無脊椎動物生態(tài)學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：285957