《底棲動物》課件

第七章底棲動物一、基本概念

底棲動物（Zoobenthos或Benthicanimal）是指生活史全部或大部分時間生活于水體底部的水生動物群。

1h底棲動物的習(xí)見類群包括：海綿動物門、腔腸動物門、扁形動物門、線蟲動物門、環(huán)節(jié)動物門、軟體動物門、節(jié)肢動物門和棘皮動物門中的很多物種。是水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的重要組成部分。2h底棲動物生態(tài)類群的劃分：按起源劃分：原生底棲動物（Primaryzoobenthos）：從祖先物種出現(xiàn)以來一直生活在水環(huán)境中，包括常見的水生環(huán)節(jié)動物、底棲甲殼類、雙殼類等；

次生底棲動物（Secondaryzoobenthos）：由陸地生活的祖先在系統(tǒng)發(fā)育過程中，重新適應(yīng)水中生活的動物，主要包括各類水生昆蟲，以及軟體動物中的肺螺類（Pulmata），如椎實螺（Lymnea）等。

3h按大小劃分：大型底棲動物（Macrofauna）>0.5或1mm42或63μm<小型底棲動物（Meiofauna）<0.5或1mm微型底棲動物（Nanofauna）<42或63μm4h按生活類型劃分：

固著動物（Sessilebenthos）穴居動物（Burrowingbenthos）攀爬動物（Climbingbenthos）鉆蝕動物（Boringbenthos）

5h固著動物RedFanSpongesBlueSeaFan(Acalycigorgiasp.)Coral輻射對稱的體形，以便與周圍環(huán)境保持平衡。

海綿與珊瑚6h淡水殼菜以足絲固著于堅硬的底質(zhì)上。身體構(gòu)造較簡單，足完全消失。

7h藤壺藤壺附肢喪失運(yùn)動功能成為捕食器官。

8h藤壺、淡水殼菜等固著動物常形成群體，過度孳生，經(jīng)常會損害水體工程建筑或堵塞管道，造成不利影響。

9hHirundinea(leech)臨時固著的動物，用吸盤固定。

10h穴居動物

Nematoda(roundworms)Oligochaetes沙蠶身體細(xì)長，易于在底質(zhì)中穿行。

11h雙殼類NovaculinachinensisPondMussel

進(jìn)出水管從水體中取得氧氣及懸浮顆粒，肌肉發(fā)達(dá)的斧足也是在底泥中開鑿穴道的一種適應(yīng)。

12h攀爬動物

TrapeziarufopunctataPanulirus寄居蟹在底質(zhì)表面爬行的類群個體都較大，常有厚重的貝殼或被甲。

13h田鱉綠水紅娘華攀爬類昆蟲14h鉆蝕動物（僅見于海洋）

WoodthathasbeenboredbyTeredoWorms.船蛆15h根據(jù)攝食對象和方法的分類功能群食物顆粒功能亞群主要食物撕食者>1mm咀嚼者和鉆食者新鮮維管束植物死亡維管束植物收集者<1mm過濾收集者懸浮藻類和有機(jī)碎屑直接收集者沉積有機(jī)碎屑刮食者<1mm泛刮食者生物和非生物基質(zhì)上附著的藻類等有機(jī)刮食者附著于生物基質(zhì)上的藻類等捕食者>1mm吞食者動物全部或部分刺吸者動物細(xì)胞和組織液16h二、生活史及化性

1、生殖方式

無性生殖：

出芽生殖（budding）：水螅芽裂生殖（fission）：扁形動物、低等環(huán)節(jié)動物在中部的某一體節(jié)形成芽區(qū)（Buddingzone），增生若干新節(jié)，前面若干新節(jié)形成母體尾部而后面新節(jié)則發(fā)育為幼體的頭部，待幼體成熟后脫離母體。

斷裂生殖（fragmentation）：寡毛類、多毛類由蟲體自切為若干段，每段再生出新的頭部和尾部，形成完整個體。17h

有性生殖在底棲動物中很普遍，不論是雌雄同體還是雌雄異體，一般情況下，生殖時都須經(jīng)過異體受精，形成受精卵并發(fā)育成幼體。不少種類能分泌卵繭（Cocoon），或多或少地將受精卵包裹起來，以利于幼體在其中孵化。18h2、幼體發(fā)育

直接發(fā)育是幼體孵化后，其形態(tài)即與成體無大差異。

間接發(fā)育是幼體形態(tài)與成體不同，須經(jīng)簡單或復(fù)雜的變態(tài)階段。19h昆蟲的間接發(fā)育20h3、化性

是指某類動物在單位時間（通常為一周年）內(nèi)出現(xiàn)的世代數(shù)。把一年多世代者通稱為多化種（multivoltine），一年為二世代者和一世代者則分別稱為二化種（bivoltine）和一化種（unicoltine）等等，這種情況常見于水生昆蟲。對于世代時間達(dá)到或超過兩年的種類，則可稱兩年生、三年生等等，這種現(xiàn)象常見于軟體動物。

21h底棲動物周年生產(chǎn)量=一世代生產(chǎn)量×化性22h三、周年生產(chǎn)量

底棲動物是水生態(tài)系統(tǒng)中次級生產(chǎn)力的主要貢獻(xiàn)者。

測定水體次級生產(chǎn)力的方法有：種群動態(tài)參數(shù)法生理學(xué)方法

P/B系數(shù)法。

23h文獻(xiàn)報道的我國底棲動物周年生產(chǎn)研究中所得P/B系數(shù)（濕重或帶殼濕重獲得）如下：多化物種：4.0-11.4（X±S.E.=6.0±2.28）一化物種：1.8-7.8（4.1±0.62）多年生物種：0.5-5.4（2.1±0.73）寡毛類：3.6-11.4（6.4±1.46）軟體動物（不包括大型蚌類）：0.5-5.4（2.8±0.792）昆蟲：1.8-6.6（4.5±0.44）1g干重≈6g濕重1g干重≈20.9kJ1g干重≈0.5gC24h四、底棲動物與環(huán)境的關(guān)系1、物理因素

底質(zhì)根據(jù)顆粒的大小以及有機(jī)質(zhì)的多寡大體可分為巖石、礫石、粗沙、細(xì)砂、粘土和淤泥。其中，粗砂和細(xì)砂的底質(zhì)最不穩(wěn)定，通常生物量最低。巖石、礫石多見于急流區(qū)，經(jīng)常出現(xiàn)有一定適應(yīng)性的附著或緊貼石表的種類。粘土和淤泥中富含沉積物碎屑，餌料豐富，故生物量大，但多樣性往往不如巖石底質(zhì)。同一物種在不同底質(zhì)中的密度有很大的差別。25h表7.2湘江及其支流不同底質(zhì)底棲動物的密度（D,indm-2）和生物量（B,gm-2）（括號中數(shù)據(jù)為%）類群仙女蟲科顫蚓科蛭科螺類雙殼類昆蟲幼蟲合計卵石DB52000（90.6）4.0(12.5)80(0.1)8.0(25.1)1000(1.7)8.0(25.1)360(0.6)18(56.4)80(0.1)0.9(2.8)3900(6.8)1.0(3.1)57420(99.9)31.9(100.0)粗砂DB0(0)0(0)120(100)0.1(100)0(0)0(0)0(0)0(0)0(0)0(0)0(0)0(0)120(100.0)0.1(100)淤泥DB47780（75.1）12.0(3.0)14720(23.1)42.6(10.8)20(0.03)0.02(0.005)20(0.03)22.0(5.6)580(0.9)303.5(76.8)520(0.8)15.1(3.8)63640(100.0)395.2(100.0)26h流速通常靜水水體中的生物量和物種多樣性大于流水水體。但有些要求較清水的種類在江河中反而較常見。溪澗由于水流較急，則多為營固著生活的昆蟲幼蟲，如雙翅目中的蚋類。據(jù)Cummins（1975）報道，水流速度可以相當(dāng)精確地控制底質(zhì)顆粒大小，還能影響顆粒的積累和生物特征。推測水流速度是通過作用于底質(zhì)等生境來影響底棲動物的。27h

水深一般情況下，底棲動物數(shù)量明顯地隨水深的增加而不斷遞減。但某些類群則有可能出現(xiàn)不同的趨勢，如深度對寡毛類動物分布的影響就不明顯，在環(huán)境條件適宜時，深水處寡毛類的現(xiàn)存量甚至比淺水區(qū)還要高，

28h2、營養(yǎng)元素

以陳其羽等（１９８０）對東湖的研究為例：總氮

底棲動物密度（D,indm-2）和生物量（B,gm-2）對總氮（TN,mgL-1）的關(guān)系表示為：D=1863TN-1207；B=13.441TN-9.091（r=0.9998*）。

總磷底棲動物的密度和生物量的對數(shù)對總磷（TP,μgL-1）的關(guān)系可表示為：lnD=0.046TP+5.04;lnB=0.053TP+0.20（r=0.9982*）。

有機(jī)物水中有機(jī)物化學(xué)耗氧量（COD）與生物量的回歸關(guān)系為：B=2.28COD-6.22（r=0.9999*）。29h3、水草

動物的密度和生物量與水草的關(guān)系主要取決于各類動物的生活習(xí)性，大部分螺類、昆蟲幼蟲和仙女蟲類集中于水草區(qū)生活，蚌類、搖蚊幼蟲和顫蚓類等都有鉆泥穴居的習(xí)性，與水草的關(guān)系并不密切。

30h五、底棲動物在不同性質(zhì)水體中的種類和數(shù)量分布

表7.3湖泊不同類群底棲動物的種類數(shù)湖泊鹽度（‰）深度（m）種數(shù)調(diào)查時間寡毛類軟體動物昆蟲其他合計青海湖12.55.5-28.735111201961-1962新疆柴窩堡湖2.23.220130151985新疆福海0.10.3-14.3911427691985新疆天池0.352.3204061985河南曹崗湖1.40.3-2.1151121291990-1991武漢東湖0.2-0.52.2184154/1131960s湖北保安湖0.2-0.31.5-2.536234171071992-1993湖北西涼湖0.11.8-2.21217384711992-1993湖北洪湖0.2-0.51.0-1.813214618981992-19931、湖泊31h2、河流由于江水中帶有大量有機(jī)碎屑并逐漸沉積下來，底棲動物中占優(yōu)勢的是以腐敗碎屑作為營養(yǎng)的水棲寡毛類。表7.4長江上游干流和支流不同類群底棲動物的種類數(shù)（1984年）類群干流支流三峽云陽-重慶香溪大寧河烏江嘉陵江寡毛類12120036昆蟲8111348軟體動物220020其他120000總計23271391432h3、水庫

表7.5水庫不同類群底棲動物的種類數(shù)湖泊種數(shù)調(diào)查時間寡毛類軟體動物昆蟲其他合計新疆紅雁池水庫11102141985天津團(tuán)泊洼水庫31111161989安徽太平湖水庫91142261992-1993湖北丹江口水庫7270161985葛洲壩黃柏河庫灣5870201984一般情況下，較深水庫的底棲動物的物種數(shù)較少，主要是寡毛類和昆蟲，軟體動物少。

33h六、底棲動物在漁業(yè)和環(huán)境監(jiān)測上的價值

1、漁業(yè)經(jīng)濟(jì)價值及漁產(chǎn)潛力的估算

在漁業(yè)上，一些底棲動物本身就有很高的經(jīng)濟(jì)價值。但底棲動物與漁業(yè)的基本關(guān)系是作為魚類的天然餌料，具有較高的能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率。為了在持續(xù)利用這一資源的基礎(chǔ)上制定漁業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃，通常都以底棲動物作為水體漁業(yè)生產(chǎn)潛力估算的項目之一。

34h一般認(rèn)為，若要保護(hù)資源而不致于過度開發(fā)，底棲動物可供利用的資源量R是其生產(chǎn)量P（一般以年計）與現(xiàn)存量B的差額（即R=P-B），R乘以其在天然條件下對魚的轉(zhuǎn)化效率C（常取1/6），即得魚產(chǎn)量F，即：F=（P-B）＊C或F=B＊（P/B-1）C我國底棲動物P/B系數(shù)的均值為4.2，但在實際應(yīng)用時采取P/B=2-3。35h2、在環(huán)境生物監(jiān)測上的運(yùn)用

底棲動物壽命較長，遷移能力有限，且包括敏感種和耐污種，故能夠長期監(jiān)測有機(jī)污染物慢性排放。

Wright（1955）