水里什么虫子越多说明水质越好?

作者: 葛应强

来源: 科学大院

发布日期: 2020-12-14 08:00:00

本文介绍了EPT昆虫作为水质指标生物的重要性,解释了它们的生态价值和对水质评价的作用,并讨论了其他替代指标和耐污值的概念。

水越清澈,就代表水质越好吗?NO!事实可能是水里虫子越多,水质越好。今天大院er将为你介绍一类,对水质极为挑剔的虫子。害怕虫子的小伙伴不要急着离开,了解完这些水生昆虫的生态价值后,你可能会喜欢上它们……

常规水质监测过程中,除了使用pH、溶解氧和重金属含量等理化参数外,也会使用指标生物来对水质进行评价。水生昆虫是常用的一类水质指标生物,包括蜉蝣目、襀翅目、毛翅目、双翅目、蜻蜓目、广翅目、脉翅目等类群。本文主角EPT昆虫是对水污染最为敏感、应用最为广泛的水质指标生物。

EPT昆虫是蜉蝣、石蝇和石蛾三类水生昆虫的统称,该缩写名称取自三者的目级拉丁学名首字母:E=Ephemeroptera(蜉蝣目)、P=Plecoptera(石蝇所属的襀翅目)和T=Trichoptera(石蛾所属的毛翅目)。

EPT昆虫的幼体都生活在清澈洁净的水流中,遇到水污染便无法存活,而且体型较大易发现、移动性较差,因而特别适合作为水质监测与评价的对象,它们也据此获得了“水质指标生物三巨头”的美名。

在水里生活,最需要解决的问题便是如何呼吸。EPT昆虫幼体偏爱含氧量高的自然水体,其胸腹部位具有形似鱼鳃的气管鳃结构(tracheal gill),发达的气管鳃让它们能够充分摄取水中的氧气。

同样是水下呼吸的神器,三类昆虫的气管鳃却各有区别:蜉蝣和石蛾的气管鳃着生在腹节两侧,且蜉蝣的气管鳃往往有着更加密集的分支,就像一片片脉络分明的树叶(下图左),而石蛾的气管鳃更像是光秃秃的树杈(下图右);石蝇的气管鳃则比较特殊,只着生在胸板的侧面和腹面(下图中)。

EPT昆虫的重要生态价值在于它们耐污能力极差,科学家们通过统计其物种丰富度,就能对水体受污染程度进行初步量化,这个参数被叫作“EPT指数”。EPT指数是一套对水质进行打分的评价体系,其具体做法是按照EPT物种丰富度的多寡程度,将三类地貌(山区、山麓、沿海平原)的水质情况划分成五个等级:极清洁、清洁、尚清洁、一般和劣质水(Lenat,1988)。

环境特殊,EPT指数不适用了怎么办!

不用担心,水生态系统中还有许多动植物类群,总能找到其他合适的备胎!以下两个备胎比较常用:备胎1号:使用浮游藻类丰富度占比的Lloyd-Ghelardi均匀度指数。浮游藻类的丰富度越高、对应在总丰富度中的占比越大、则表示水体受污染程度越小。备胎2号:使用颤蚓在底栖动物中个体数占比的Goodnight-Whitley指数。颤蚓俗称水蚯蚓,是一类对水污染不敏感的寡毛纲底栖动物。

和EPT昆虫相反,颤蚓对有机物污染引起的缺氧胁迫十分耐受,其个体数量和水污染程度呈正比。

引入耐污值的评价体系更加科学,因此也得到了更广泛的应用,衍生了各类复合指标,比如BI指数、FBI指数和BMWP指数。其中,FBI指数(Family Biotic Index)是目前美国环境保护局推荐使用的指数之一,因为该指数仅需将指标生物鉴定到科,操作简便易行。

值得注意的是,各类底栖动物的耐污值并非是固定不变的。研究者发现,底栖动物的耐污值在不同地理区域存在差异,究其原因可能是受气候、地理特征等环境因子的影响。

目前我国的水资源质量管理体系中,主要还是根据理化参数来进行水质评价,而生物性的指标还较少,原因可能在于物种鉴定具有一定门槛(任谁看到EPT昆虫的分类也会头大!),也可能在于相关本底资料的积累不够充足。相信未来我们会有更加丰富全面的底栖动物图鉴以及耐污值数据库,届时EPT昆虫三巨头便能真的美名远扬啦!

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