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1、第七章 底栖动物,一、基本概念,底栖动物（Zoobenthos或Benthic animal）是指生活史全部或大部分时间生活于水体底部的水生动物群。,底栖动物的习见类群包括：海绵动物门、腔肠动物门、扁形动物门、线虫动物门、环节动物门、软体动物门、节肢动物门和棘皮动物门中的很多物种。是水生态系统结构和功能的重要组成部分。,底栖动物生态类群的划分：,按起源划分： 原生底栖动物（Primary zoobenthos）：从祖先物种出现以来一直生活在水环境中，包括常见的水生环节动物、底栖甲壳类、双壳类等； 次生底栖动物（Secondary zoobenthos）：由陆地生活的祖先在系统发育过程中，重新适
2、应水中生活的动物，主要包括各类水生昆虫，以及软体动物中的肺螺类（Pulmata），如椎实螺（Lymnea）等。,按大小划分： 大型底栖动物（Macrofauna） 0.5或1 mm 42或63 m 小型底栖动物（Meiofauna） 0.5或1 mm 微型底栖动物（Nanofauna） 42或63 m,按生活类型划分： 固着动物（Sessile benthos） 穴居动物（Burrowing benthos） 攀爬动物（Climbing benthos） 钻蚀动物（Boring benthos）,固着动物,Red Fan Sponges,Blue Sea Fan (Acalycigorgia
3、sp.) Coral,辐射对称的体形，以便与周围环境保持平衡。,海绵与珊瑚,淡水壳菜,以足丝固着于坚硬的底质上。身体构造较简单，足完全消失。,藤壶,藤壶附肢丧失运动功能成为捕食器官。,藤壶、淡水壳菜等固着动物常形成群体，过度孳生，经常会损害水体工程建筑或堵塞管道，造成不利影响。,Hirundinea (leech),临时固着的动物，用吸盘固定。,穴居动物,身体细长，易于在底质中穿行。,双壳类,Novaculina chinensis,Pond Mussel,进出水管从水体中取得氧气及悬浮颗粒，肌肉发达的斧足也是在底泥中开凿穴道的一种适应。,攀爬动物,Trapezia rufopunctata,
4、Panulirus,寄居蟹,在底质表面爬行的类群个体都较大，常有厚重的贝壳或被甲。,田鳖,绿水红娘华,攀爬类昆虫,钻蚀动物（仅见于海洋）,Wood that has been bored by Teredo Worms.,船蛆,根据摄食对象和方法的分类,二、生活史及化性,1、生殖方式,无性生殖：,出芽生殖（budding）：水螅,芽裂生殖（fission）：扁形动物、低等环节动物 在中部的某一体节形成芽区（Budding zone），增生若干新节，前面若干新节形成母体尾部而后面新节则发育为幼体的头部，待幼体成熟后脱离母体。,断裂生殖（fragmentation）：寡毛类、多毛类 由虫体自切为若
5、干段，每段再生出新的头部和尾部，形成完整个体。,有性生殖在底栖动物中很普遍，不论是雌雄同体还是雌雄异体，一般情况下，生殖时都须经过异体受精，形成受精卵并发育成幼体。不少种类能分 泌卵茧（Cocoon），或多或少地将受精卵包裹起来，以利于幼体在其中孵化。,2、幼体发育,直接发育是幼体孵化后，其形态即与成体无大差异。,间接发育是幼体形态与成体不同，须经简单或复杂的变态阶段。,昆虫的间接发育,3、化性,是指某类动物在单位时间（通常为一周年）内出现的世代数。 把一年多世代者通称为多化种（multivoltine），一年为二世代者和一世代者则分别称为二化种（bivoltine）和一化种（unicolti
6、ne）等等，这种情况常见于水生昆虫。对于世代时间达到或超过两年的种类，则可称两年生、三年生等等，这种现象常见于软体动物。,底栖动物周年生产量 = 一世代生产量化性,三、周年生产量,底栖动物是水生态系统中次级生产力的主要贡献者。 测定水体次级生产力的方法有： 种群动态参数法 生理学方法 P/B系数法。,文献报道的我国底栖动物周年生产研究中所得P/B系数（湿重或带壳湿重获得）如下： 多化物种：4.0-11.4（XS. E.=6.02.28） 一化物种：1.8-7.8（4.10.62） 多年生物种：0.5-5.4（2.10.73） 寡毛类：3.6-11.4（6.41.46） 软体动物（不包括大型蚌类
7、）：0.5-5.4（2.80.792） 昆虫：1.8-6.6（4.50.44）,1 g干重6 g湿重 1 g干重20.9 kJ 1 g干重0.5 gC,四、底栖动物与环境的关系,1、物理因素,底质,根据颗粒的大小以及有机质的多寡大体可分为岩石、砾石、粗沙、细砂、粘土和淤泥。其中，粗砂和细砂的底质最不稳定，通常生物量最低。岩石、砾石多见于急流区，经常出现有一定适应性的附着或紧贴石表的种类。粘土和淤泥中富含沉积物碎屑，饵料丰富，故生物量大，但多样性往往不如岩石底质。同一物种在不同底质中的密度有很大的差别。,表7.2 湘江及其支流不同底质底栖动物的密度（D, ind m-2）和生物量（ B, g m
8、-2 ）（括号中数据为%）,流速,通常静水水体中的生物量和物种多样性大于流水水体。但有些要求较清水的种类在江河中反而较常见。溪涧由于水流较急，则多为营固着生活的昆虫幼虫，如双翅目中的蚋类。,据Cummins（1975）报道，水流速度可以相当精确地控制底质颗粒大小，还能影响颗粒的积累和生物特征。推测水流速度是通过作用于底质等生境来影响底栖动物的。,水深,一般情况下，底栖动物数量明显地随水深的增加而不断递减。但某些类群则有可能出现不同的趋势，如深度对寡毛类动物分布的影响就不明显，在环境条件适宜时，深水处寡毛类的现存量甚至比浅水区还要高，,2、营养元素,以陈其羽等（）对东湖的研究为例：,总氮 底栖动
9、物密度（D, ind m-2）和生物量（B, g m-2）对总氮（TN, mg L-1）的关系表示为：D=1863TN-1207；B=13.441TN-9.091（r=0.9998*）。,总磷 底栖动物的密度和生物量的对数对总磷（TP, g L-1）的关系可表示为：lnD=0.046TP+5.04; lnB=0.053TP+0.20 （r=0.9982*）。,有机物 水中有机物化学耗氧量（COD）与生物量的回归关系为：B=2.28COD-6.22 （r=0.9999*）。,3、水草,动物的密度和生物量与水草的关系主要取决于各类动物的生活习性，大部分螺类、昆虫幼虫和仙女虫类集中于水草区生活，蚌类
10、、摇蚊幼虫和颤蚓类等都有钻泥穴居的习性，与水草的关系并不密切。,五、底栖动物在不同性质水体中的种类和数量分布,表7.3 湖泊不同类群底栖动物的种类数,1、湖泊,2、河流,由于江水中带有大量有机碎屑并逐渐沉积下来，底栖动物中占优势的是以腐败碎屑作为营养的水栖寡毛类。,表7.4 长江上游干流和支流不同类群底栖动物的种类数（1984年）,3、水库,表7.5 水库不同类群底栖动物的种类数,一般情况下，较深水库的底栖动物的物种数较少，主要是寡毛类和昆虫，软体动物少。,六、底栖动物在渔业和环境监测上的价值,1、渔业经济价值及渔产潜力的估算,在渔业上，一些底栖动物本身就有很高的经济价值。但底栖动物与渔业的基
11、本关系是作为鱼类的天然饵料，具有较高的能量和物质转化效率。为了在持续利用这一资源的基础上制定渔业生产规划，通常都以底栖动物作为水体渔业生产潜力估算的项目之一。,一般认为，若要保护资源而不致于过度开发，底栖动物可供利用的资源量R是其生产量P（一般以年计）与现存量B的差额（即R=P-B），R乘以其在天然条件下对鱼的转化效率C（常取1/6），即得鱼产量F，即： F=（P-B）C 或F=B（P/B-1）C,我国底栖动物P/B系数的均值为4.2，但在实际应用时采取P/B=2-3。,2、在环境生物监测上的运用,底栖动物寿命较长，迁移能力有限，且包括敏感种和耐污种，故能够长期监测有机污染物慢性排放。,Wright（1955）认为，颤蚓科物种的密度5000 ind m-2时，为严重污染。,生物指数（Biotic index）方法，是根据耐污能力给不同的种类打分，然后通过一定方式计算出污染指数，常见的如Trent生物指数（Trent biotic index）和Chandler生物记分法（Chandler biotic score）。,生物多样性指数。,
