黄河甘肃段上游及洮河大型底栖动物群落结构特征及影响因素

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2025.00012

摘要/Abstract

摘要：

为探究黄河流域上游干支流大型底栖动物群落结构特征及差异性，于2023年7—8月对甘肃境内黄河干流及支流洮河18个采样点大型底栖动物的组成及数量进行了调查研究。采得大型底栖动物77种，其中节肢动物、软体动物、环节动物的物种数分别为62、11、4种。干、支流采集到的大型底栖动物分别为32、66种，共有物种为21种。就整个研究区域而言，优势种为异钩虾（Anisogammarus sp.）、卵萝卜螺（Radix ovata）、耳萝卜螺（Radix auricularia）。研究区域内大型底栖动物现存量空间差异性显著，密度表现为支流>干流，生物量表现为支流<干流。大型底栖动物功能摄食类群参数表明，干流在物质纵向输送能力方面参数为0，而支流各项参数较为完整。独立样本t检验表明大型底栖动物Margalef丰富度指数在干支流之间具有极显著性差异（P<0.01），表现为支流大型底栖动物丰富度显著高于干流。Pearson相关性分析和冗余分析（RDA）结果表明，在诸多环境因子中，溶解氧、水温、溶解性总固体、盐度、海拔、pH对黄河流域干支流底栖动物的分布影响较大。

关键词: 黄河流域, 干流, 支流, 大型底栖动物, 生物多样性

Abstract:

This study investigates the characteristics of macrozoobenthos community structure in the upper reaches of the Yellow River Basin， as well as the distribution variability between the mainstem and tributaries. A total of 18 sampling sites on the main stream of the Yellow River and its tributary Taohe River in Gansu were investigated in July-August 2023 to study the composition and quantity of macrozoobenthos. Seventy-seven species of macrozoobenthos were collected， including 62 species of arthropods， 11 species of mollusks， and 4 species of annelids. The numbers of macrozoobenthos collected from the main stream and its tributaries were 32 and 66 species respectively， and there were 21 common species. Across the entire study area， the dominant species were Anisogammarus sp.， Radix ovata， and Radix auricularia. Significant spatial variability in macrozoobenthos was observed in the study area. The density of macrozoobenthos in tributaries was higher than that in the mainstem， while the biomass in tributaries was lower than in the mainstem.Functional feeding taxa analysis revealed that longitudinal transport capacity in the mainstem was zero， while the tributaries exhibited a more comprehensive range of parameters. Independent samples t-tests showed that the macrozoobenthos Margalef richness index was highly significant （P<0.01） between the mainstem and tributaries， indicating that macrozoobenthos richness was significantly higher in tributaries than in the mainstem. Pearson correlation analysis and redundancy analysis （RDA） demonstrated that among various environmental factors， dissolved oxygen （DO）， water temperature （WT）， total dissolved solids （TDS）， salinity， altitude， and pH had a greater impact on the distribution of benthic animals in both the main stream and tributaries of the Yellow River Basin.

Key words: Yellow River Basin, main stream, tributary, macrozoobenthos, biodiversity

中图分类号:

Q958.8

王昱, 袁兴鹏, 李浩霖, 张英, 苗天, 田苗, 信雅玲, 胡飞燕. 黄河甘肃段上游及洮河大型底栖动物群落结构特征及影响因素[J]. 中国沙漠, 2025, 45(2): 284-293.

Yu Wang, Xingpeng Yuan, Haolin Li, Ying Zhang, Tian Miao, Miao Tian, Yaling Xin, Feiyan Hu. Community structure and influencing factors characteristics of macrozoobenthos in the upper Yellow River （Gansu section） and Taohe River[J]. Journal of Desert Research, 2025, 45(2): 284-293.

图/表 12

参考文献 41

1	许继军，景唤.河流生态修复理念与技术研究进展［J］.农业现代化研究，2022，43（4）：691-701.
2	Wu Q， Ke L， Wang J，et al.Satellites reveal hotspots of global river extent change［J］.Nature Communications，2023，14（1）：1587.
3	李良，杨扬，乔永民，等.东江干流及其源头支流大型底栖动物群落结构特征与环境指示评价［J］.生态科学，2013，32（3）：313-317.
4	陈皓阳，赵瑞，李静纳，等.深圳大鹏半岛主要河流底栖动物群落结构及水质生物学评价［J］.环境昆虫学报，2020，42（1）：101-110.
5	Morley S A， Karr J R.Assessing and restoring the health of urban streams in the Puget Sound Basin［J］.Conservation Biology，2002，16（6）：1498-1509.
6	张志远，张思九，林育青，等.怒江源区不同层级河流底栖动物群落结构特征及影响因子分析［J］.环境科学学报，2023，43（11）：350-361.
7	侯易明，潘保柱，蒋小明，等.汉江上游干流和秦岭南麓典型支流的底栖动物群落特征及水质生物评价［J］.湖泊科学，2020，32（4）：1140-1153.
8	傅海霞，张玉洲，黄书雅，等.徽水河底栖动物群落结构季节动态及构建机制［J］.长江流域资源与环境，2024，33（6）：1239-1249.
9	王昱，刘娟娟，冯起，等.黑河流域底栖动物群落结构及水质评价［J］.中国环境科学，2020，40（3）：1305-1319.
10	Covich A P， Palmer M A， Crowl T A.The role of benthic invertebrate species in freshwater ecosystems zoobenthic species influence energy flows and nutrient cycling［J］.BioScience，1999，49（2）：119-127.
11	Wallace J B， Webster J R.The role of macroinvertebrates in stream ecosystem function［J］.Annual Review of Entomology，1996，4（1）：115-139.
12	王昱，王旭，冯起，等.黄河甘肃段底栖动物群落结构及水质评价［J］.中国沙漠，2023，43（4）：146-156.
13	田震，敖偲成，李先福，等.高黎贡山南段河流生态系统健康评价［J］.水生态学杂志，2023，44（1）：25-33.
14	计伟，刘海江，高吉喜，等.黄河流域生态质量时空变化分析［J］.环境科学研究，2021，34（7）：1700-1709.
15	赵茜，潘福霞，李斌，等.基于环境DNA技术的黄河流域下游山区河流大型底栖动物群落多样性特征及其影响要素分析［J］.湖泊科学，2024，36（2）：523-536.
16	李海生.黄河流域生态环境问题系统识别与展望［J］.环境科学研究，2024，37（1）：1-10.
17	王学良，李洪源，陈仁升，等.变化环境下1956-2020年黄河兰州站以上干支流径流演变特征及驱动因素研究［J］.地球科学进展，2022，37（7）：726-741.
18	张胜武，葛宇梦，李小胜，等.黄河流域新型城镇化与水生态环境耦合协调的时空格局及影响因素［J］.中国沙漠，2024，44（3）：172-181.
19	李雪迎，杨曦，乔琦，等.黄河流域甘肃段工业行业水污染物空间排放特征［J］.环境科学，2022，43（5）：2459-2466.
20	周文霞，王星星.黄河流域甘肃段高质量发展时空格局演变研究［J］.人民黄河，2022，44（4）：4-9.
21	戴文渊，玛久草，陈亦晨，等.黄河流域甘肃段水生态安全驱动力分析及动态演变［J］.干旱区研究，2024，41（10）：1662-1671.
22	陈明霞.洮河流域水电梯级开发存在的问题及环境保护对策［J］.水资源与水工程学报，2011，22（3）：174-176.
23	张洪波，黄强，刘晓黎.甘肃洮河流域水资源可持续利用问题的探讨［J］.西北水电，2005（3）：7-11.
24	陈丽，王东波，君珊.拉萨河流域大型底栖动物群落结构及其与环境因子的关系［J］.生态学报，2019，39（3）：757-769.
25	韩洁，宋蒙蒙，张杰，等.浑河流域大型底栖动物摄食功能群对栖息地环境的选择适应性［J］.生态学报，2019，39（6）：2013-2020.
26	燕文明，姚琦，蔡永久，等.基于大型底栖动物功能摄食类群的太湖流域河流生态系统功能特征［J］.生态学杂志，2024，43（4）：982-992.
27	Yoshimura C， Tockner K， Omura T，et al.Species diversity and functional assessment of macroinvertebrate communities in Austrian rivers［J］.Limnology，2006，7（2）：63-74.
28	Wei M， Zhang N， Zhang Y，et al.Integrated assessment of river health based on water quality，aquatic life and physical habitat［J］.Journal of Environmental Sciences，2009，21（8）：1017-1027.
29	Davies P J， Wright I A， Findlay S J，et al.Impact of urban development on aquatic macroinvertebrates in south eastern Australia：degradation of in-stream habitats and comparison with non-urban streams［J］.Aquatic Ecology，2010，44（4）：685-700.
30	鲍思敏，张凯，丁城志，等.澜沧江下游补远江大型底栖动物群落结构的时空分布及其影响因素［J］.湖泊科学，2024，36（2）：536-550.
31	邹泓光，孔维静，杜彩丽，等.贵州打邦河夏季大型底栖动物群落功能摄食类群特征［J］.应用与环境生物学报，2024，30（2）：402-411.
32	吴巍，王嘉玮，刘挺，等.梯级水电开发下黄河上游龙-刘河段DOC时空分布特征及通量研究［J］.水资源与水工程学报，2022，33（3）：106-114.
33	Tagliaferro M， Miserendino M L， Liberoff A，et al.Dams in the last large Free-Flowing Rivers of Patagonia，the Santa Cruz River，environmental features，and macroinvertebrate community［J］.Limnologica，2013，43（6）：500-509.
34	李群，赵辉，赵成章，等.洮河国家湿地公园主要植物群落多样性对土壤环境因子的响应［J］.生态学报，2022，42（7）：2674-2684.
35	杨紫薇，董晓健，秦勤.京杭运河镇江段水系大型底栖动物分布多样性与环境因子相关性评价［J］.环境生态学，2024，6（6）：83-87.
36	Cooper M J， Uzarski D G， Burton T M.Macroinvertebrate community composition in relation to anthropogenic disturbance，vegetation，and organic sediment depth in four Lake Michigan drowned river-mouth wetlands［J］.Wetlands，2007，27（4）：894-903.
37	Loayza-Muro R A， Elias‐Letts R， Marticorena-Ruiz J K，et al.Metal-induced shifts in benthic macroinvertebrate community composition in Andean high altitude streams［J］.Environmental Toxicology and Chemistry，2010，29（12）：2761-2768.
38	Mishra A S， Nautiyal P， Semwal V P.Distributional patterns of benthic macro-invertebrate fauna in the glacier fed rivers of Indian Himalaya［J］.Our Nature，2013，11（1）：36-44.
39	邹亮华，邹伟，张庆吉，等.鄱阳湖大型底栖动物时空演变特征及驱动因素［J］.中国环境科学，2021，41（6）：2881-2892.
40	刘惠秋，李晓东，杨清，等.基于浮游植物完整性指数的雅鲁藏布江中上游河流水生态健康评价［J］.干旱区资源与环境，2023，37（9）：109-117.
41	Cantin A， Beisner B E， Gunn J M，et al.Effects of thermocline deepening on lake plankton communities［J］.Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences，2011，68（2）：260-276.

FFGS	分类标准	项目	FFGs参数	生态系统属性
刮食者	以各种营固着生活的生物类群为食	物质循环	F1刮食者密度	初级生产力
刮食者	以各种营固着生活的生物类群为食		F2刮食者密度与滤食者、收集者之和比率	自养作用/异养作用
收集者	以河底的各种有机物颗粒为食		F3撕食者密度和收集者密度之和	分解能力
收集者	以河底的各种有机物颗粒为食		F4生物量	次级生产力
滤食者	以水流中的细颗粒物为食	物质纵向输送能力	F5滤食者密度	纵向输送能力
滤食者	以水流中的细颗粒物为食	物质纵向输送能力	F6滤食者与撕食者和收集者之和的比率	相对纵向输送能力
撕食者	以各种凋零物和粗有机颗粒为食	沿程物质输入	F7撕食者密度	沿岸物质输入量
撕食者	以各种凋零物和粗有机颗粒为食	沿程物质输入	F8撕食者密度与总密度之比	相对物质输入量
捕食者	以捕食其他水生动物为食	其他	F9捕食者密度与总密度之比	粗有机颗粒/细有机颗粒
捕食者	以捕食其他水生动物为食	其他	F10刮食者和滤食者之和与撕食者和收集者之和的比率	生境稳定性

FFGS	分类标准	项目	FFGs参数	生态系统属性
刮食者	以各种营固着生活的生物类群为食	物质循环	F1刮食者密度	初级生产力
刮食者	以各种营固着生活的生物类群为食		F2刮食者密度与滤食者、收集者之和比率	自养作用/异养作用
收集者	以河底的各种有机物颗粒为食		F3撕食者密度和收集者密度之和	分解能力
收集者	以河底的各种有机物颗粒为食		F4生物量	次级生产力
滤食者	以水流中的细颗粒物为食	物质纵向输送能力	F5滤食者密度	纵向输送能力
滤食者	以水流中的细颗粒物为食	物质纵向输送能力	F6滤食者与撕食者和收集者之和的比率	相对纵向输送能力
撕食者	以各种凋零物和粗有机颗粒为食	沿程物质输入	F7撕食者密度	沿岸物质输入量
撕食者	以各种凋零物和粗有机颗粒为食	沿程物质输入	F8撕食者密度与总密度之比	相对物质输入量
捕食者	以捕食其他水生动物为食	其他	F9捕食者密度与总密度之比	粗有机颗粒/细有机颗粒
捕食者	以捕食其他水生动物为食	其他	F10刮食者和滤食者之和与撕食者和收集者之和的比率	生境稳定性

种类	干流	支流	种类	干流	支流
蜉蝣目	2	4	端足目	1	2
鞘翅目	9	13	十足目	1	2
双翅目	3	10	基眼目	4	7
毛翅目	0	4	柄眼目	0	1
半翅目	4	7	中腹足目	1	1
襀翅目	1	3	吻蛭目	0	1
鳞翅目	1	0	咽蛭目	1	1
蜻蜓目	3	8	颤蚓目	1	2

种类	干流	支流	种类	干流	支流
蜉蝣目	2	4	端足目	1	2
鞘翅目	9	13	十足目	1	2
双翅目	3	10	基眼目	4	7
毛翅目	0	4	柄眼目	0	1
半翅目	4	7	中腹足目	1	1
襀翅目	1	3	吻蛭目	0	1
鳞翅目	1	0	咽蛭目	1	1
蜻蜓目	3	8	颤蚓目	1	2

类群	优势种	优势度值（Y）
类群	优势种	整个流域	干流	支流
节肢动物 Arthropoda	钩虾(Gammarus sp.)		0.024
	异钩虾(Anisogammarus sp.)	0.026		0.116
	青步甲(Chlaenius sp.)			0.029
	黑色蟌(Agrion atratum)			0.030
	摇蚊(Chironomus sp.)			0.021
	蠋步甲(Dolichus halensis)		0.034
	横纹划蝽(Sigara substriata)		0.033
软体动物 Mollusca	卵萝卜螺(Radix ovata)	0.055	0.061	0.047
软体动物 Mollusca	耳萝卜螺(Radix auricularia)	0.033		0.054