河床演变对底栖动物群落的影响研究

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1、河床演变对底栖动物群落的影响研究(申请清华大学工学博士学位论文)培养单位：水利水电工程系学科：水利工程研究生：赵娜指导教师：王兆印教授二◈一五年五月ResearchontheInfluenceofFluvialProcessesonMacroinvertebrateAssemblagesDissertationSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofDoctorofPhilosoph

2、yinHydraulicEngineeringbyZhaoNaDissertationSupervisor:ProfessorWangZhaoyinMay,2015摘要摘要生态泥沙学是研究泥沙、水流与生物群落之间相互作用的新兴交叉学科。底栖动物是主要生活在河床中的生物，研究河床演变对底栖动物群落的影响对于促进生态泥沙学的发展具有积极意义。本论文根据不同研究目的选择合适的研究区域和河流，采用野外试验、野外采样、野外测量、室内鉴定和统计分析相结合的方法开展相关研究，主要研究成果如下：对于卵石河床，在夏季

3、底栖动物对新生栖息地达到稳定入迁至少需要4-6周，底栖动物在床面下的栖息深度大于40cm。随着底质深度的增加，底栖动物多样性和密度呈减小趋势。在表层0-10cm深度内，底栖动物密度与底质组成有关，密度大小依次为：D50=2cm卵石>D50=10cm卵石>卵石夹沙。对于中值粒径相同的着生有藻类生物膜的卵石底质和无藻类着生的卵石底质，两者潜流层的底栖动物分布不同。上层底质中的底栖动物多样性、密度和生物量大小为：有藻类生物膜卵石>无藻类卵石，下层的则刚好相反。河床稳定性指数为在河床演变过程中，由于侵蚀和淤

4、积，单位河宽的河床横断面发生单位面积变化所需的时间。河床稳定性是影响底栖动物群落的主要原因，对底栖动物群落变化的解释率为22.7%。底栖动物多样性和生物量在很大程度上取决于河床稳定性。在其他环境类似的情况下，生物多样性随着河床稳定性的增加而增加，当河床稳定性指数超某一临界值时达到平衡，当稳定性指数低于0.6yr/m时，没有底栖动物生存，生物多样性为0。底栖动物生物量随着河床稳定性的增加呈现上升趋势。然而，底栖动物密度和稳定性之间并不存在明显的关系。黄河源具有丰富的弯曲河流及其他多种河型，其单点的底栖

5、动物多样性比较低，但是在流域尺度上，底栖动物多样性远高于单一样点。弯曲河流是一种生态良好的河型，水文连通性是引起弯曲河流河岸带不同水体底栖动物群落变化的主要原因。对于不同水体，河流的底栖动物多样性最高，湿地和牛轭湖其次。河流、牛轭湖和湿地中，腹足纲的密度和生物量逐渐增加。黄河源若尔盖湿地的河流生态存在特殊性，同气候条件相似的兰木错曲相比，若尔盖湿地河流中底栖动物的β-多样性高于兰木错曲，而底栖动物的α-多样性以及EPT（蜉蝣目、襀翅目、毛翅目）的物种丰度、密度和生物量则远低于兰木错曲。关键词：生态泥

6、沙学；大型底栖动物；底质；河床稳定性；河床演变IAbstractAbstractEco-sedimentationisanewlydevelopinginter-discipline,whichstudiestheinteractionofsubstrate,waterflowandbioticcommunity.Benthicmacroinvertebratesareorganismsmainlylivingintheriverbed.Researchontheinfluenceoffluvial

7、processesonmacroinvertebrateassemblageshaspositivesignificanceondevelopmentofeco-sedimentation.Inthisthesis,suitablestudyareasandriverswereselectedfromdifferentregionsofChinaaccordingtodifferentresearchpurposes.Methodologiesoffieldexperiment,samplingan

8、dmeasurement,aswellasindooridentificationandstatisticalanalysiswereappliedinthestudy.Themajorresultsweresummarizedasfollows:Insummer,thetimeformacroinvertebratestocolonizestablyinnewhabitatsingravelbedwasatleast4-6weeks.Thethicknessofhy