摇蚊对环境变化的指示作用及其在云南湖泊研究的意义分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 摇蚊对环境变化的指示作用及其在 云南湖泊研究的意义分析 【摘 要】摇蚊幼体大部分时间 在水体中度过，其广泛的生态幅和丰富 的生物量使它可以在各水域都可以看到， 且不同种属的摇蚊对环境因子的最适值 和耐受阈值均较敏感，加上其难以溶蚀 和分解的几丁质头壳使其能在沉积物中 可以完好的保存下来，故常被作为古生 态研究的一种微体古生物指标。本文通 过搜集文献资料，从温度、营养水平、 湖泊水深与溶解氧以及水生植被等 4 个 方面阐述摇蚊在湖泊生态研究中的意义， 同时对摇蚊在云南湖泊研究的指标应用 进行评价。 中国论文网 /5/view-5681824.htm -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 【关键词】摇蚊亚化石头壳；富 营养化；温度；水生植物；溶解氧 一、摇蚊对环境变化的指示 摇蚊科隶属于双翅目长角亚目， 广布于全球各大生物地理区系，已记录 的种类超过 5000 种，不同的摇蚊种对 不同环境的最适值和耐受阈有着较大的 差异，但相当部分摇蚊生态幅较小，生 活周期相对较短，对周围环境的变化信 息反应也都较为敏感，能够迅速响应环 境变化，故摇蚊幼体经常用来作为水质 变化的指示器，如富营养种类的 chironomus 由于其体内含有耐缺氧的血 红蛋白，当湖泊水体中的营养物质过渡 富积而造成氧气缺乏或者短时期的无氧 状况时，它也可以存活下来，它的这些 典型特点使其成为富营养湖泊的指示种， 同时，死亡后的摇蚊之所以能保存于湖 泊沉积物中并容易被提取和鉴别，是因 为三龄和四龄的幼虫拥有抗分解的几丁 质头壳，它能够较好的记录周围水体的 各种信息，而常被作为湖泊水体生态研 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 究的一个很好的代用指标。 摇蚊幼虫的生长受多种环境因素 的影响，同时摇蚊幼虫通过一系列与各 种生态机制之间的级联效应及相互作用 对环境条件的改变做出及时响应，下面 主要从温度、营养盐、湖泊水深与溶解 氧以及植被四个方面探讨环境因子对摇 蚊的影响。 1.1 温度 湖泊水体的温度在摇蚊的整个生 命周期中起着重要的作用，尤其是对摇 蚊生理机能的影响非常显著：首先，温 度调控着摇蚊卵的发育程度和成活率； 其次，处于幼虫阶段和短暂的蛹虫阶段 的摇蚊的成长也受其周围生境温度的影 响；再次，成虫时期的摇蚊的很多生理 生态活动如破蛹、群集、昏飞、孵卵以 及交尾等也深受湖泊水体与大气温度的 影响，最后温度还通过影响湖泊的生产 力调节着摇蚊赖以生存食物的多寡和质 量。 研究发现：在比较寒冷的湖泊中， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 摇蚊头壳的数量较少丰度较低，完成其 整个生命活动所需要的周期则长，一般 情况下一年一个世代或者两年三个世代， 其中主要冷适应的优势种属有 Diamesinae，Sergentia，Paracladius，He terotrissocladius，Paracladopelma，Sticto chironomus，Micropsectra 、Corynocera、Tanytarsus-lugens 等； 相反，在比较温暖的湖泊水体中，摇蚊 的头壳数目多且种类丰富，相对而言生 命周期较短，一般一年 2-3 个世代或者 更多世代，当湖泊水体溶解氧匮乏时， 耐缺氧的 Chironomini 占着主导地位。 温度在大的地理尺度上，主要影响着摇 蚊幼体的分布和属种组合。 1.2 营养水平 湖泊通过供给摇蚊维持生命活动 所需要的食物，影响其在湖泊中的分布 和群落组成。作为湖泊重要生产力和营 养基础的 N 和 P 含量的多少以及 N/P 等营养因子的大小对摇蚊群落的组成和 其在湖泊中的空间分布具有重要的影响。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 当水体中的 N、P 等营养物质含量持续 不断升高致使湖泊水体富营养化程度加 剧时，一些寡中营养的底栖动物种类开 始减少甚至消失，而耐污染的种类由于 其较强的适应能力，致使其生物量增加， 进而表现为底栖动物生物多样性和丰度 的单一。一般情况下，富营养湖泊的生 产力和水温都较高、水中溶解氧较少， Chironomini 和 Tanypodinae 等个体较大 的摇蚊成为优势种群；相反像 Diamesinae、Othocladiinae、Tanytarsini 等个体较小完成其生命活动所需的食物 较少的摇蚊生物量较多。 1.3 湖泊水深与溶解氧 湖泊水体中的溶解氧湖泊水深、 水体温度、湖泊生产力、湖泊形态和冰 期等环境因子对水生生物结构产生强烈 的影响。一些生活在冷水寡营养湖泊中 的摇蚊幼体往往需要很高的溶解氧，但 是一些摇蚊属种由于体内含有血红蛋白 使他们可以忍耐水体中低溶解氧甚至短 时间的缺氧状况，通过把摇蚊在缺氧的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 环境中放置 75 天，发现 20%的 Chironomus anthracinus 死亡，当把放置 的时间延长至 150 天时，所有的摇蚊幼 体全部死亡。夏季深水湖泊发生分层以 及冬季冰期较长时其底层会出现缺氧， 这时摇蚊通过摆动身体让空气中的氧气 进入水体，有些摇蚊通过休眠停止生长 来度过低氧期。 1.4 水生植物 作为一种大型的水生无脊椎动物， 湖泊生境水体底质形态特征对摇蚊分布 和生长以及生物量也产生着重要影响， 故湖泊底质形态的差异影响着摇蚊幼体 群落结构以及其在湖泊中分布的位置， 一些摇蚊属种之所以偏好栖息在大型水 生植物上，是因为在一些浅水湖泊或者 深水湖泊的沿岸地带，由于适宜的光照 和水温以及充足的营养盐利于大量大型 水生植物生长，进而使一些喜欢栖息在 水草上的底栖摇蚊属种， 如 P.penicillatus- type，Ablabesmyia，Cricotopus -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 sylvestris-type， Paramerina， Dicrotendipes nervosus-type 在此大量聚 集、生长。同时，像 Cricotopus trifasciatus、Endochironomus lepidus、Cricotopus sylvestris 等植食性 的摇蚊幼虫，水体中水生植物的生长不 仅可以为他们提供栖息地，是他们生存 发展所需食物的重要来源。此外繁茂的 沉水植物也为底栖动物逃避鱼类等一些 大型水生动物的捕食提供了避难所，而 且也在一定程度上减少了风力、水流等 对其造成的不利影响。 二、摇蚊研究在云南的现状 建国以来，随着我国科学技术尤 其是工农业的快速发展，人们对湖泊水 体的污染也越来越严重，近些年来湖泊 富营养化加剧、蓝绿藻频繁爆发等问题 严重威胁着人们的生存与发展，处于我 国西南边陲的云贵高原地区的水体也深 受其害，目前，许多学者把眼光主要放 在怎样缓解日益恶化的湖泊水质方面： 首先，熊飞（2007）在抚仙湖综合考察 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 期间，对全湖摇蚊幼虫种类、分布及相 关环境因子进行了调查，而且还分析了 高原深水湖泊中摇蚊幼虫的分布特点， 为抚仙湖水环境和生物群落结构变化趋 势的研究提供了宝贵的资料。其次，王 丽珍（2004）用解剖镜对滇池摇蚊的食 性进行鉴别并称量其每天的摄食的藻类 重量希望它在抑制蓝绿藻净化水质方面 贡献一份力量。最近，张恩楼等 （2013）探讨了导致泸沽湖不同深度摇 蚊优势种发生变化可能是水底沉水植物 的大量消失以及沿岸带人们投放大量的 污染物质所致，同时还提出进行改善的 可行措施；同样，王丑明（2011）通过 查找文献与现代调查等方法，对滇池水 质的恶化、湖泊底部沉水植物的消失等 原因致使滇池摇蚊的密度和生物量近些 年来都呈现出降低的趋势进行了细致的 探究。 三、目前存在的问题与 云南摇蚊研究的展望 3.1 云南摇蚊研究的特殊性 中国湖泊的演化与欧洲湖泊环境 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 演变的特征具有相似性，利用古湖泊学 的方法并借鉴欧美国家的经验来进行摇 蚊-古环境的重建可以作为云南湖泊无 脊椎动物群落研究的一个新方法，云南 独特的地质历史和复杂的地貌气候条件， 致使这些生态区的装换函数不能直接应 用于云贵高原湖泊，再加上，我国对摇 蚊的研究起步较晚，对云贵高原地区的 摇蚊幼体进行全面的调查和研究需要投 入大量的时间和精力。同时，云贵高原 地处我国地势第一阶级和第二阶级的过 渡地带，在来自印度洋西南季风和太平 洋东南季风的影响下，此地区的降雨量 较丰富，发育了很多湖泊和河流，为该 地区摇蚊研究提供了广阔的发展空间和 可能。 3.2 考虑分类学的统一性 环境重建需要有扎实的现代摇蚊 生态学基础，由于摇蚊幼体种级水平的 分类鉴定工作，是一个世界性难题，而 且目前为止，云南对摇蚊亚化石的形态 特征的鉴定这方面的工作研究较少，统 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 一分类方面的工作主要借鉴欧洲和北美 等地区的分类标准，而我国摇蚊的鉴定 工作还没有准确统一的鉴定标准和分类 框架。尽管难度很大，还是希望在不久 的将来，我们通过持续的野外调查和细 致的分析探究工作，使我国摇蚊的鉴定 体系更加完善。 3.3 明确摇蚊生态学意义 古环境重建需要有扎实的现代摇 蚊生态学基础-我们目前对摇蚊的个体 与种群生态学、生物地理学等方面了解 不足，虽然我们对摇蚊与湖泊水深溶解 氧、营养水平、水生植物、温度等方面 之间关系的研究有了一定的了解，对其 驱动机制也不是很了解，对其他环境指 标的响应模式仍不明确，以后希望把摇 蚊对湖泊水深溶解氧、营养水平、水生 植物、温度等方面的响应机制进行深入 研究，但愿能够为我国摇蚊生态学研究 提供基础的数据和资料。 3.4 研究队伍以及与国际的交流 摇蚊作为湖泊生态系统中食物链 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 上重要的一环，它在湖泊生态系统古环 境研究和现代湖泊生态研究方面备受关 注，近些年来，国内对摇蚊的研究逐渐 兴起，并取得了一些进展，最明显的例 子是张恩楼在长江中下游建立了摇蚊- 磷之间的转换函数，极大的推动我国古 环境的定量重建研究。但是目前我国摇 蚊的研究仍旧处