城镇溪流底栖藻类和底栖动物群落的退化规律与机制研究- - 以钱塘江中上游流域为例

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
40971280
项目类别：
面上项目
资助金额：
40.0万
负责人：
王备新
依托单位：
南京农业大学
学科分类：
D0716.区域环境质量与安全
结题年份：
2012
批准年份：
2009
项目状态：
已结题
起止时间：
2010-01-01 至2012-12-31

项目参与者：
李义波；李进超；兰策介；韩鸣花；
关键词：
城镇化底栖藻类城镇溪流底栖动物钱塘江流域

项目摘要

城镇溪流生态质量退化是个全球性的问题，现有研究集中在发达国家。我国正处在快速城镇化的发展阶段，由此引起的溪流水文和水质问题很受关注，但有关水生生物的研究鲜有报道。钱塘江是浙江省城镇化快速发展的重要流域，有400余个乡镇，是开展本项目研究的较理想流域。项目拟以1-2级溪流及其所在的小流域为具体研究对象，定期调查参照溪流，及受低、中和高3种城镇化水平影响的城镇溪流的水质、物理生境、底栖藻类和底栖动物群落组成与结构。通过多元统计分析，揭示钱塘江中上游流域内城镇溪流水质、物理生境和底栖生物的退化规律，探究引起底栖生物群落退化的关键水质与物理生境指标，并从小流域尺度探讨反应流域城镇化强度的指标"不渗水地表面积的比例（TI）"与底栖生物群落之间的响应关系。结果有望补充国际和国内在此研究领域的不足，有利于科学评价长三角地区城镇化对溪流生态系统的影响，及为城镇规划、城镇退化溪流的生态修复提供科学依据。

结项摘要

城镇化过程中河溪生态系统退化和恢复是一个全球性的生态和环境问题。依据2010-2012年钱塘江中游流域90个溪流样点（22个参照，68个干扰样点）的物理生境、水质、底栖动物（291种）和底栖硅藻（137种）数据，以及样点上游流域内城镇、农田和森林用地面积比，采用不渗水地表面积比PIA（percent of impervious area）作为表征城镇化强度的指标，通过CCA分析、回归分析和局部加权回归散点修匀法探讨城镇溪流底栖动物和底栖硅藻的变化规律和机制。结果表明，随着PIA值的升高，城镇溪流营养盐浓度和水温明显升高、底栖生境多样性下降、底质组成以沙和淤泥为主。底栖动物群落组成和结构简单化，表现为物种丰富度显著下降，组成以寡毛纲、耐污类群和集食者为主。而底栖硅藻变化则相反，表现为物种数、密度、富营养硅藻比例、运动性硅藻比例和耐污性硅藻的显著升高。导致底栖动物退化的机制是流域尺度的PIA指标的升高和河段尺度的水温、底质、流速和总磷的改变；底栖硅藻变化的机制是PIA指标、水体营养盐、流速和底质组成的改变。进一步分析表明，PIA指标与底栖动物群落变化之间的响应关系是“楔形”关系，由此获得引起底栖动物发生根本性改变的PIA上限阈值是3.6%，下限阈值16.2%。研究结果证实PIA指标是一个合适的表征流域城镇化强度的指标，并且底栖动物能够很好地反映流域城镇化的水生态效应；基本明确了流域城镇化对溪流生态系统结构的影响机制，对流域土地利用规划和城镇发展的生态效应预警、城市溪流生态修复与保护的策略和措施提供了具有一定实用价值的科学依据。在国内主办了一次6个国家（地区）33个单位165位代表参加的国际水质生物监测学术讨论会，发表6篇学术论文（SCI 1篇）。