高加索地区跨界河流底栖大型无脊椎动物群落多样性及时空分布特征与生态评估——以土耳其东北部阿拉斯河流域为例

本研究针对阿拉斯河流域生态退化问题，通过分析126种底栖大型无脊椎动物（含107种鉴定至物种水平）的时空分布特征，揭示有机污染对群落结构的影响。研究发现Tubifex tubifex（15.87%）、Chironomus riparius（15.60%）等耐受物种主导污染区域，而BMWP/ASPT指数显示秋季生态质量最佳（91种，3,765个体）。该研究为跨界流域管理提供了基于生物指标的评估方法，对实施WFD框架下的保护策略具有重要实践意义。

　　

在人类活动日益加剧的背景下，淡水生态系统正面临前所未有的压力。作为欧亚大陆重要的跨界水资源，流经土耳其东北部的阿拉斯河（Aras River）承载着农业灌溉、饮用水供应和工业用水的多重功能，但其生态健康状况长期缺乏系统性评估。尤其令人担忧的是，流域内湖泊和河流正经历着从寡营养向中营养状态的转变，底栖生物群落结构的变化成为环境恶化的早期预警信号。传统化学监测虽能反映瞬时水质，却难以捕捉生态系统的累积性损伤，这促使科学家将目光投向更具生态指示意义的生物群落——底栖大型无脊椎动物。

针对这一科学需求，土耳其雷杰普·塔伊普·埃尔多安大学（Recep Tayyip Erdo?an University）的研究团队开展了一项为期两年的系统研究。他们沿阿拉斯河流域布设17个采样点（6个静水湖泊和11个流水河段），通过季节性采样（2014-2015年）构建了包含126个分类单元的生物数据库，并创新性地结合多元统计与生物指数评估，揭示了人类活动与自然因素对生态系统的复合影响。这项发表在《BMC Ecology and Evolution》的研究，不仅填补了高加索地区跨界河流生态本底数据的空白，更建立了适用于干旱区河流的健康评估框架。

关键技术方法

研究采用标准化采样流程：流水环境使用500μm网孔的踢网（1m²/站），静水环境采用埃克曼抓斗三重采样。对7,134个标本进行形态学鉴定（Olympus SZ61体视镜和CKX41显微镜），结合ASTERICS 3.3.1软件计算BMWP/ASPT等生物指数。环境参数（DO、pH、EC等）使用WTW和YSI便携设备现场测定。采用CANOCO 5.0进行CCA分析，MVSP 3.1完成UPGMA聚类，TWINSPAN揭示群落分组特征。

主要研究结果

1. 生物多样性格局

鉴定结果显示昆虫纲（Insecta）占据绝对优势（87种，69%），其中摇蚊科（Chironomidae；43种）和毛翅目（Trichoptera；19种）贡献最大。寡毛纲（Clitellata）以23种（18%）位居第二，其优势种T. tubifex在76.5%的站点出现。值得注意的是，对污染敏感的襀翅目（Plecoptera）仅记录到1个个体（P. caucasica），暗示流域内清洁生境的稀缺性。

2. 时空异质性特征

秋季展现出最高的生物活跃度（3,765个体，91种），而春季则处于低谷（1,173个体，55种）。Station 9（Egrita?溪流）全年保持稳定高多样性（BMWP 66，"良好"），其石质基底与中等流速为Gammarus balcanicus（15.11%）等敏感物种提供了理想栖息地。相反，受农业排水影响的Station 4（Kuyucuk湖）和Station 6（Deniz湖）生物指数持续低于25（"差"），寡毛纲密度高达1,842 ind./m²。

3. 环境驱动机制

CCA分析揭示溶解氧（DO；λ₁=0.89）和pH（λ₁=0.85）是夏季群落构建的关键因子。Baetis rhodani等敏感种与高DO/碱性环境显著关联（p<0.01），而Chironomus spp.则聚集在低氧区域。温度与盐度的影响较弱，可能与山区河流的缓冲能力有关。

4. 污染梯度响应

UPGMA聚类将站点分为三大类：①严重污染组（Station 4/16，相似度50%），以T. tubifex和Limnodrilus hoffmeisteri为标志；②过渡区（Station 10/14），含耐污种Asellus aquaticus；③清洁溪流组（Station 7/9/15），以EPT物种为主。TWINSPAN进一步识别出C. anthracinus（污染指示）和B. vernus（清洁指示）两大特征种组（特征值=0.483）。

结论与展望

该研究首次系统阐明了阿拉斯河流域底栖动物群落对多重环境压力的响应规律：有机污染导致寡毛纲-摇蚊类群暴发，而水文改变（如流速降低）加剧了这种趋势。BMWP/ASPT指数的季节波动（如Station 9秋季66分 vs 春季37分）提示，单次采样可能低估生态风险，需建立跨季度监测体系。从实践角度看，Station 1-6的持续低分状态呼吁优先控制农业面源污染，而Station 9的保护价值则凸显了源头溪流的生态重要性。

这项研究的意义远超地域范畴——其建立的"耐受种优势度-敏感种缺失"诊断模型，为全球干旱区跨界河流管理提供了可复制的评估工具。作者特别指出，未来应整合分子生物学（如环境DNA）与传统形态分类，以提升监测效率。正如论文强调的，在气候变化与人类活动双重胁迫下，基于生物指标的适应性管理将成为维系跨界水域生态安全的必由之路。