摘　  要：2008年4月至2008年12月对圆明园鑑碧亭、凤麟洲、玉玲珑馆、方河四处湖泊的底栖动物进行了监测与研究。共发现底栖动物12种，其中寡毛类1种，水生昆虫8种，腹足类3种，各湖底栖动物丰度从1~786个/m2。在鑑碧亭、凤麟洲、玉玲珑馆、方河占优势种的均为摇蚊幼虫。利用底栖动物的多样性指数作为水体状况评价指标，对四湖水质作出评价。调查结果表明，各湖区底栖动物发生演替，多样性指数有明显增加，说明各湖的水生态系统较修复前有大幅改善。

　　　  关 键 词：再生水；生态修复；底栖动物；优势种；丰度

Effects of ecological restoration on benthos in the of The Garden of Perfection and Brightness

He Wenhui, Gao song, Guan Weibing, Peng Ziran

(Shanghai Ocean University)

　　　  Abstract: From March to October in 2008, monitoring and researching the Benthos of The Garden of Perfection and Brightness Kam-bi-ting, Feng Lin Zhou, Yu Ling Long and Fang He. A total of 12 kinds of bottom-dwelling animals were found.Thereinto1 kind of oligochaetes, 8 kinds of aquatic insects, 3 kinds of gastropods. the richness of bottom-dwelling animals is from 1 to 786 piece/ m2 in each lake. The dominant species of Kam-bi-ting, Feng Lin Zhou, Yu Ling Long and Fang He are chironomid larvae. Using the benthic diversity index as indicators for evaluation of the situation of water bodies, assessing the water quality for four lakes. Survey results show that every lake bottom-dwelling animals occurred in succession, there is a marked increase in the diversity index, that means a substantial improvement on each lake than before.

　　　  Keywords: Reclaimed Water; Ecological restoration; Benthos; Dominance; Richness

　　　  目前，国内对湖泊富营养化的治理主要采取引水换水、循环过滤、微生物方法、生态净水等处理方法。引水换水要消耗大量的水资源，仅适用于小型水体。故在北京缺水的大环境下尤不适用。循环过滤是直接套用泳池净化方式，存在运行费用高和绿藻堵塞等问题，造成水处理设施大部分闲置。比如广东地区很多水域采用过滤方式，由于长时间停用导致投入几百万的设备锈蚀报废。目前国内采用循环过滤、制造活水流和建立生态系统的水处理方法较多，而且推广很快。但由于设计不当，也出现很多新的问题（陈方荣，2005）。

　　　  面对这些难题，07年10月至08年12月圆明园尝试运用食藻虫引导水生植物进行水生态修复方法来净化水体景观，同时又分别对各湖的多方面做了监测与研究。

　　　  “食藻虫生态修复技术”治理蓝藻污染的工艺路线是：把经过特殊驯化的食藻虫投入蓝藻污染水域，食藻虫摄食蓝藻后，改变水体的理化性质，抑制蓝藻生长，增加水体透明度，建立适宜的水体环境，从而促进水生植物的生长，使之与食藻虫形成良好的共生关系，替代蓝藻进行水下光合作用，释放大量的溶解氧，吸收水中过多的氮、磷等富营养物质。随着水生植被尤其是沉水植被的逐渐恢复，又为有益微生物、浮游动物、水生昆虫和水生动物提供了适宜的栖息与生长环境，从而建立起较为完善的水生动植物生态系统。食藻虫起到的作用，主要是接通了食物链，逐步连接恢复从沉水植物、微生物、水生昆虫到螺、贝、虾、蟹、鱼等湖泊原有生态食物链，恢复水体生态系统的良性循环和自净能力。

　　　  底栖软体动物是水生生态系统的重要组成部分，在生态系统物质循环和能量流动方面发挥着重要作用(陈其羽和吴天惠，1990；Lindegaard，1992)，也是水体的环境指示生物(高世荣等，2006)。软体动物种类数与湖泊污染程度呈负相关，水污染会导致其多样性降低(熊金林等，2003；刘宝兴和由文辉，2006)。多数底栖动物的生命周期较长，活动范围相对固定，对水质变化，生态修复等方面的指示作用要优于其他生物类群。本文从底栖动物群落角度对四湖水质进行了评价，分析了生态修复的效果。

　　　  1 材料与方法

　　　  2008年4月至2008年12月期间，分别对鑑碧亭、凤麟洲、玉玲珑馆、方河每个湖面进行采样（图1）、观察并定性。使用1/16㎡改良的彼得森式采泥器，每个湖面取多点采集泥样，用100目分样筛现场筛洗，按常规方法挑选底栖动物(大连水产学院，1982；韩茂森和束蕴芳，1995)。之后带回实验室，显微镜、解剖镜下定性，定量。部分标本放入装有5%-10%的福尔马林液的标本瓶固定24小时，转入75％乙醇中保存，以便后期对种类作进一步鉴定与核实。

图1 实验采样点分布 （a）鑑碧亭（b）凤麟洲（c）玉玲珑馆 （d）方河

　　　  2 结果与分析

　　　  2.1 底栖动物数量变化

　　　  本次实验研究了营养水平不同的四个湖区底栖动物的群落结构及其物种多样性。经过长期观察发现，四湖中存在的底栖动物种类共涉及到12种，其中寡毛类1种，腹足纲3种，水生昆虫7种及摇蚊幼虫1种，具体如表1所示。

表1 四湖底栖动物种类

　　　  其中水生态修复前各湖常见种有：水丝蚓(Limnodrilus)、摇蚊幼虫(Chironomidae)、旋螺(Gyraulus)。水生态修复后常见种有：旋螺(Gyraulus)、环棱螺(Bellamya)、萝卜螺(Radix)、摇蚊幼虫(Chironomidae)、水趸虫(Gerridae)、蜻蜓幼虫(Anisoptera)。通过对底栖动物密度分析（图2-5），可以发现水生态修复后四湖中新出现的种类有：田鳖（K.Deyrollei)、水趸虫(Gerridae)、红娘幼虫(Laccotrephes japonensis)、环棱螺(Bellamya)、萝卜螺(Radix)。水生态修复后与水生态修复前相比，四湖中物种种类有所增加，说明底栖生态系统逐步恢复。

　　　  摇蚊幼虫耐有机物污染，被广泛应用于生物监测。摇蚊幼虫能够直接使用有机物，可以认为，水体中摇蚊幼虫的分布在很大程度上由底质中的有机物含量所决定，而有机物的含量在一定程度上反映了水体的富营养化状态和污染程度。水生态修复前主要以摇蚊幼虫为优势种。对比分析水生态修复前后四湖中底栖动物优势种群落的密度，发现其密度发生了明显的变化，群落密度有较大幅度降低。而水生态修复后能耐中度污染的螺类、水生昆虫这些物种的数量却相对增加。水生态修复后，摇蚊幼虫在密度上有较大幅度的降低：鑑碧亭从82％下降到13％，凤麟洲从85％下降到22％，玉玲珑馆从85％下降到17％，方河从85％下降到13％。由此可以说明，水体的富营养化程度有所降低。

　　　  2.2 底栖动物数量与水质关系　 

　　　  多样性指数是反映种群结构特点和指示有机污染的一种方法，实际为生物群落中的种群数和个体总数的比值。因此，根据不同水质条件下生存的淡水底栖动物的多样性，可对水质污染监测结果进行综合评价。

　　　  Shannon多样性指数是把生物群落结构通过数学处理得到的一种简化指标。它的主要优点是便于在采样点之间相互比较。同其他生物指数和计分制相比，这个指数较为客观，在评价有机污染方面的应用范围更广泛。Shanon-Weaver多样性指数公式为：

　　　  式中H’为样品中种的多样性指数；S为样品中的种类数：N为样品中生物的个体总数；ni为第i种的个体数。就底栖动物而言，多样性指数的评价标准为：H'=O，严重污染；H'<1，重污染；H'=1～3，中污染：H'>3,清洁(国家环保局《水生生物监测手册》编委会，1993)。

图6 四湖面修复前后底栖动物多样性指数比较

　　　  以Shannon—Weaver生物多样性指标评价，得出四个湖面的底栖动物多样性指数(H’)见图6。鑑碧亭的底栖动物多样性指数最高，为2.80；凤麟洲稍低，为2.74；而玉玲珑馆和方河分别为2.35、2.37，较接近。

　　　  由图6得出水质的评价看出，鑑碧亭、凤麟洲、玉玲珑馆、方河的生物多样性指数都有较大幅度的增加，均从小于1上升到2以上。按多样性指数法评价，鑑碧亭、凤麟洲、玉玲珑馆、方河水质都比修复前的重度污染有了较大的改善，尤其鑑碧亭和凤麟洲指数已接近于3，表明水质基本属于清洁程度。

　　　  3 讨论 

　　　  圆明园引用再生水为景观用水，再生水存在着一定程度的富营养化。大量的外源营养物质输入湖中，加速了湖中藻类的繁衍。如果藻类不能很好的被植食性动物所利用，就可能出现初级生产力相对过剩，大量的有机物质沉积于湖底，其分解造成湖水下层溶氧降低，环境变差，使一些水生动物逐渐消亡，而藻类的生物量则越来越大，结果就导致了物质与能量的循环不能正常进行，水质不断恶化。

水生态修复后，摇蚊幼虫和水丝蚓的数量均大大减少。水丝蚓能在有机污染最严重的地方生存下来。水丝蚓生活在底泥中，藏身于黏液和泥土作成的软管中。如同陆生蚯蚓摄食泥土中的有机物，通过肛门排泄蚓粪。摇蚊幼虫是淡水水域中底栖动物的主要类群之一，据一般估计，摇蚊的种类大约可占湖泊生物区系的25％。个体数量常极为众多，栖息密度每平方米达到5万只幼虫的情况并不少见，因而成为水域生物量的重要组成部分。由于主要以水底有机物碎屑为食，且摄食量相当可观，因而在加速水体物质循环中的有机物矿化作用和消除有机物污染方面具有显著作用。摇蚊科昆虫又因种类丰富，个体众多，不同种类对水域生境要求不同，从而成为监测水体环境和污染状况的优良指示生物，在生态学和环境科学领域中得到广泛的应用。摇蚊幼虫和水丝蚓个体虽小，但总体数量却极大，故其摄食的总量是相当可观的。摇蚊幼虫和水蚯蚓能够通过吞食大量藻类来净化水体，并可通过分解湖水中有机物降低生化需氧量；另一方面，水中有机物被摇蚊幼虫和水蚯蚓摄食后，一部分分解为植物可吸收的营养无机盐类，加速水体中物质循环的有机物矿化作用。因此可以认为，摇蚊幼虫和水丝蚓对于改善四湖的生态系统起到了不可或缺的作用。

　　　  以底栖动物评价水质和监测污染是生物学评价水质的一种重要方法，在国内外已经有较多的应用，并取得良好的效果。底栖动物是良好的水质环境污染的指示动物，因为底栖动物游泳能力差，一般不随水流的移动而移动，生命周期较长，受水质环境的影响要大于其他游泳能力强的水生动物。水体发生的变化，直接地影响它们的生长发育。因此，水体中底栖动物的现存量常能较确切地反映水体的质量状况，成为水体环境质量的天然监测者。

　　　  底栖生物的生存、发展、分布和数量变动除与水温、盐度、营养条件有密切关系外，受湖底沉积物理化性质的影响也很明显。多数底栖动物在生活史中都有一个或长或短的浮游幼体阶段。幼体漂浮在水层中生活，能随水流动，向远处扩散，但绝大多数幼体对底质都要求甚严。

　　　  4 结论

　　　  根据图表得出底栖动物种类、数量及其分布，并计算了Shannon—Weaver生物多样性指数，对四个湖的水质作出综合性评价。可以知道圆明园水域经水生态修复后，底栖动物的生物多样性有较大幅度的提高，达到预期标准，恢复了原生态。证明运用食藻虫引导水生植物进行水生态修复方法来净化水体景观是有效的。

　　　  参考文献

　　　  [1]孟光辉.北京市中水使用现状浅谈,北京规划建设,1996,4: 35-36.　

　　　  [2]刘保元，王士达．王永明，等．1981．利用底栖动物评价图门江污染的研究．环境科学学报，1(4)：337～ 348

　　　  [3]杞桑，林美心，黎康汉．1982．用大型底栖动物对珠江广州河段进行污染评价．环境科学学报，2(3)：181～189

　　　  [4]童晓立，胡慧建，陈思源，利用水生昆虫评价南昆山溪流的水质华南农业大学学报 16（3） 1995：6-10

　　　  [5]陈方荣，景观水中存在的问题及优化方案， 2005,18卷增刊.12-13.

　　　  [6]赵文 主编 水生生物学 中国农业出版社 2005第一版.

　　　  [7]任淑智．京津及邻近地区底栖动物群落特性与水质等级．生态学报，11(3)：262-268.

　　　  [8]Blakely T, Harding J S., Mcintonsh A R., Winterbourn M. Barriers to the recovery of aquatic insect communities in urban streams. Freshwater biology, 2006, 51,1634-1645.

　　　  [9] Kelderman, P., 1980. Phosphate budget and sediment-water. exchange in Lake Grevelingen (SW Netherlands). Netherlands Journal of Sea Research 14: 229–238.

　　　  [10]Verneaux V., Aleya L. Spatial and temporal distribution of chironomid larvae.(Diptera: Nematocera) at the sediment–water interface in Lake Abbaye (Jura, France).Hydrobiologia 1998.373/374:169–180.