第27卷第2期2009年6月广西师范大学学报:自然科学版JournalofGuangxiNormalUniversity:NaturalScienceEditionVol.27No.2Jun.2009收稿日期:2009203216基金项目:国家自然科学基金资助项目(30870345,40301047;国家社会公益研究专项计划项目(200801051;广西科技厅攻关项目(063200623A通讯联系人:王备新(1970—,男,江苏江阴人,南京农业大学副教授,博士。E2mail:wangbeixin@njau.edu影响漓江底栖动物群落的主要环境因素解析赵湘桂1,曹艳霞2,张杰2,王备新2,蔡德所1,3(1.广西大学土木建筑工程学院,广西南宁530004;2.南京农业大学植物保护学院昆虫学系农业部作物病虫害监测与防控重点开放实验室,江苏南京210095;31三峡大学土木水电学院,湖北宜昌443002摘要:对漓江水系31个样点的12个环境因子和底栖动物群落结构参数分别进行因子分析和Spearman相关性分析。结果表明,所获得的5个主成份因子的累计贡献率为86.35%,以化学因子(氮和磷为主的第一主成份的贡献率为28.5%,以水文因子(流速和深度等为主的第二主成份的贡献率为27.23%。第一主成份和第二主成份中的主要环境因子与底栖动物群落参数的Spearman相关性分析表明,总分类单元数、EPT分类单元数和优势单元百分数都与总氮、总磷和氨氮显著相关(P<0.05,但与最大流速、平均流速和深度没有显著的相关性(P>0.05。漓江水系水体中氮和磷引起的环境梯度差异对底栖动物群落结构变化的作用要大于其他环境梯度的影响。关键词:因子分析;大型无脊椎底栖动物群落;环境因子;漓江:Q178.1文献标识码:A:100126600(2009022*******漓江是桂林山水的灵魂,保护漓江水生态系统健康有着极其重要的意义。长期以来,漓江水生态系统的监测与保护主要建立在水体理化指标的评价基础上,而单一依靠水体理化指标进行水生态系统管理的模式是不完善的。大型无脊椎底栖动物是河流生态系统中多样性最高,对水环境变化敏感的重要指示生物[1]。影响河流底栖动物群落组成与结构的自然和人为因素很多,包括地理、物理、化学和生物因素等。本文以12个主要的环境因素:温度、pH、电导率、溶解氧、海拔、总氮、总磷、氨氮、深、宽深比、平均流速、最大流速为研究对象,采用因子分析法探讨影响漓江底栖动物群落组成与结构变化的关键环境因素,拟为漓江水生生物多样性保护,漓江水生态系统修复提供科学依据。因子分析是从全部原始变量中将有关信息集中起来,通过探讨相关矩阵的内部结构,将多变量综合成少数因子,以再现原始信息之间的关系,并进一步探讨产生这些相关关系内在原因的一种多元统计分析方法[2]。这种分析方法能够最大限度地保存原有信息,并且其对结果的描述更加直观、合理,应用起来也更加方便。1研究方法1.1数据采集2008年2月底至3月初在漓江上中下游各干流和支流的31个点位采集底栖动物样本[3],同时采集各个位点的环境因子数据。利用U210多参数水质监测仪(HORIBALtd.Japan测定样点水体溶解氧量(DO,电导率(Conductivity,酸碱度(pH和温度等指标。每个样点用聚乙烯水样瓶取水样500mL,委托广西水文水资源桂林分局水质监测科测定总磷(TP,总氮(TN,氨氮(NH42N等化学指标。海拔数据通过麦哲伦GPS315实地获得,平均流速与最大流速利用数字杆式流速仪测得,宽度与深度采用文献[4]方法。1.2数据处理方法采用主成分分析对实验数据进行分析(在SPSS16.0中完成[5]。为减小数据处理的误差,首先,对各变量原始数据进行标准化处理:stdxi=(xi-xθiXi,消除量纲影响,其中stdxi为标准指标变量,xi为原始值,xθi为第i个样本均值,Xi为第i个样本标准差;其次,计算变量之间的相关系数矩阵、特征值和特征向量,确定主成分个数,计算主成分贡献率;最后,旋转因子载荷矩阵,使因子载荷两极分化,而且旋转后仍然正交。2结果与分析2.1环境因素的相关系数矩阵分析31个样点的环境和生物数据见表1。对31个采样点中数据齐全的23个样点的12个环境因子数据进行标准化处理,得到新的数据组:温度stdx1、pHstdx2、电导stdx3、溶解氧stdx4、海拔stdx5、深stdx6、平均流速stdx7、最大流速stdx8、深宽比stdx9、总磷stdx10、总氮stdx11、氨氮stdx12,进而计算相关系数矩阵,结果见表2。除主对角线上的元素外,相关系数绝对值78%以上都大于0.10,即各个变...