水文连通性对西洞庭湖大型底栖动物群落的影响

作     者：董芮 

作者单位：北京林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：雷光春

授予年度：2020年

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

主      题：西洞庭湖 水文连通性 大型底栖动物 α多样性 β多样性 

摘      要：水文过程是湿地生态系统的关键驱动因素之一,洪泛平原湿地水生生物群落时空格局对水文连通性及其季节性变化具有敏感的响应,而水利工程与人为干扰对洪泛平原湿地生物多样性具有重要影响并威胁湿地生态系统的健康。三峡大坝运行以来,江湖关系改变,长江中下游水文情势发生了变化,通江湖泊淹水节律发生变化,洲滩出露天数增加,湿地生境间水文连通性降低,大型底栖动物对环境变化具有敏感的指示作用。因此,在三峡大坝运行、江湖关系改变背景下,水文连通性如何影响大型底栖动物时空格局,是长江中游湿地生物多样保护亟待解决的关键科学问题。本研究选取西洞庭为研究区域,依据水文连通性与人为干扰梯度设置了沅水河道、澧水河道、高连通性湖泊、中连通性湖泊、低连通性洲滩共5种生境,在涨水期(4月)、洪水期(7月)、退水期(10月)进行底栖动物采样与环境因子调查,分析水文连通性对大型底栖动物群落时空格局变化的影响。研究结果表明:1)河道生境的物种丰富度与多度在退水期最高,湖泊的物种丰富度与多度在涨水期与洪水期最高,低连通性洲滩物种丰富度与多度一直最低。高连通性湖泊的物种丰富度随着时间梯度下降。中连通性湖泊始终支持最高的物种多度。半翅目、蜉蝣目、蜻蜓目分别主要出现在涨水期的低连通洲滩,洪水期的高连通性湖泊与退水期的低连通性洲滩。2)河道、中连通性湖泊与洲滩的Shannon-wiener指数、Simpson指数与Margalef指数均在涨水期较高,洪水期最低,退水期最高。而高连通性湖泊的Shannon-wiener指数、Simpson指数与Margalef指数均在涨水期较高,在洪水期与退水期较低。低连通洲滩的α多样性在三个时期均最低。3)各生境的空间β多样性均在涨水期较低,洪水期最高,退水期较高。在涨水期,洲滩的β多样性均最低,且β多样性50%为嵌套组分,其他生境β多样性均较高,嵌套组分仅为3%左右,NMDS显示期群落与其他生境不相似。在洪水期各生境β多样性基本无差别,90%由周转组分组成,NMDS显示洲滩群落与其他生境均有相似处。退水期高连通性湖泊与洲滩的β多样性最低,22%左右为嵌套组分,其他生境β多样性均较高,嵌套组分仅为3%左右,NMDS显示洲滩与高连通性湖泊群落相似。从涨水期-洪水期-退水期,洲滩的时间β多样性最高,沅水河道次之,中连通性湖泊最低。研究表明,极端流量(洪水)增强了大型底栖动物物种扩散的潜力,降低各样点的物种丰富度与多度。洪水期(高水位)水面面积增大,空间变异性越高,β多样性越大,物种转换所占的比例越高,但高流速抑制河道的物种丰富度、多度与α多样性。洲滩的低水文连通度限制了物种的进入和水体补给。高连通湖泊退水期易干旱环境下,耐受性差的物种不易生存,物种丰富度与α多样性降低,嵌套组分增加。反映了在不利的环境中,由于生态位分化而导致物种消失的非随机过程。中连通性湖泊始终维持一定的水面积,能维持底栖动物完整生活史,支持最高的物种多度。本研究发现中度连通生境对于维持长江中游湿地底栖动物群落多样性最有利,但受限于一年期的野外调查,未能探讨不同水文连通性年际变化对该区域大型底栖动物群落的影响。