水生态监测为何要采样大型底栖无脊椎动物和浮游动物?
“水生态监测”是2022年生态环境领域的一个热词,在近日印发的《深入打好长江保护修复攻坚战行动方案》中也强调了这项工作。关心了解水环境质量的人都知道,以往水环境质量的监测重点关注化学指标,如总磷、COD、氨氮等。而当前,水生态监测把鱼类、底栖动物、浮游生物、水生植被等不同营养级生物纳入监测范围,以更好反映我国水环境质量状况。
按照《长江流域水生态监测方案(试行)》,生态环境部长江流域生态环境监督管理局已启动秋季长江水生态监测工作,多组队伍正在有序开展野外样品采集工作。
长江局监测科研中心监测人员张汲伟博士告诉记者:“我们主要开展大型底栖无脊椎动物和浮游动物的监测工作。”
那么,为何要对大型底栖无脊椎动物、浮游动物进行监测?哪些动物属于大型底栖无脊椎动物?浮游动物有哪些代表种类?大型底栖无脊椎动物、浮游动物和水生态环境之间的关系是什么?中国环境报记者对此采访了相关专家。
提到“大型”,很多人脑海里第一反应是身长一两米甚至更威猛的水中生物。不过,水生态监测中的大型底栖无脊椎动物,一点都不大,只不过肉眼可见而已。
张汲伟博士告诉中国环境报记者,底栖动物是指“生活在水体底部、体型不能通过 0.5毫米筛网孔径的水生无脊椎动物”,按个体大小可划分为3个类型:微型底栖动物、小型底栖动物和大型底栖动物。大型底栖无脊椎动物是底栖动物中体型较大的一类。具体而言——
微型底栖动物:体型小到能通过42μm筛网孔径的生物,主要是原生动物等;
小型底栖动物:体型在42μm和0.5mm之间,不能通过42μm筛网孔径的动物;
大型底栖动物:体型大于等于0.5mm筛网孔径的动物。
一张普通的A4规格复印纸,其厚度约在0.1毫米左右。所以0.5毫米相当于5张A4纸叠在一起的厚度,可见有的大型底栖动物的体型也足够“迷你可爱”了。
那么,在淡水生态系统中,底栖动物主要包括哪些?
长江局监测科研中心监测人员雷琦介绍说:“主要有环节动物、软体动物、线形动物、扁形动物和节肢动物等。目前,长江流域底栖动物有1000余种,其中水生昆虫是底栖动物中的主要组成类群,其种类和数量在水体中是最多的。”
来看看大型底栖动物的一些代表成员。
“底栖动物是水生态系统能量流动和物质循环的重要组成部分,对水文、水质、底质、气候等环境条件的变化较为敏感。”张汲伟博士说,底栖动物也俗称“水下哨兵”,广泛用于水生生态系统健康评价。
淡水中的底栖动物还有以下特点:
“底栖动物能较好地反映一段时间内,水体受干扰和胁迫的累计效应,从而可以准确反映水体的环境质量状况。”长江局监测科研中心监测人员周明春告诉中国环境报记者。
底栖动物堪比淡水中的“清道夫”,它们专吃各种藻类、有机物颗粒、凋落物和沉积物,可以加速腐质的分解,使腐质得到再循环,促进水体自净,起到净化水体的作用。有的水体污染治理中也会采用投放底栖动物达到净化水质的作用。
同时,底栖动物作为鱼类的食物来源,对鱼类有明显的上行效应。“因此,底栖动物的物种组成对水生态系统的物质循环和能量流动起重要的作用,决定了水体中物质循环和能量流动的方式。”
在评价底栖动物和水环境质量的关系中,“一个采样点位的物种组成中,敏感性类群如毛翅目、襀翅目和蜉蝣目的种类越多,说明水生态环境越好。如果一个样点颤蚓类密度较高,则说明水体可能受到污染。”监测人员金磊介绍说,科学界已经有较为成熟的基于底栖动物的水生态评价指标,底栖动物目前是水质生物监测和评价中应用最多的指示生物之一。
前文说完大型底栖无脊椎动物,再让我们谈谈浮游动物。
“浮游动物是指悬浮于水中,需要通过显微镜观察到的微小水生动物,通常包括原生动物、轮虫、枝角类和桡足类这四大类。其中枝角类和桡足类又称为浮游甲壳动物,这也是本次监测的浮游动物类群。”监测人员告诉中国环境报记者说。
来看看浮游动物常见种类——
长江局监测科研中心监测人员张静对中国环境报记者介绍说,上述浮游动物是河湖生态系统的重要组成部分,以细菌、浮游植物、碎屑等为食,同时又是鱼类和其他水生动物的食物,特别是许多水产经济动物的天然饵料,因此在水域生态系统中占据重要地位,其变化会影响到其他营养级和食物网结构的变化。
“几乎各种类型水体中都有浮游动物的分布。”张静说,此外,浮游动物还可通过排泄和分泌作用,参与水生态系统中有机质的分解和循环。一些浮游动物对污染物极为敏感,能间接反映水体环境的变化,且具积累和转移功能,从而使它们在生态毒理和控制湖泊富营养化等研究方面具有非常重要的作用。