底栖动物，指栖息生活在水体底部淤泥内或石块、砾石的表面或其间隙中，以及附着在水生植物之间的肉眼可见的水生无脊椎动物。一般认为体长超过2mm，不能通过40目分样筛的种类，所以亦称为底栖大型无脊椎动物。它们广泛分布在江、河、湖、水库、海洋和其它各种小水体中。它包括许多动物门类。主要包括水生昆虫（aquatic insecta)，大型甲壳类（macrocrus taceans)，软体动物（mollusks)、环节动物（annelids)、圆形动物(roundworms)、扁形动物（flatworms）以及其它无脊椎动物（aquatic invertebrates)。

底栖动物不同于浮游生物，它们具有相对稳定的生活环境，本身移动能力差。在未受到干扰的情况下，底栖动物的种群和群落结构是比较稳定的。但由于生活周期的不同，某些种类（如水生昆虫的羽化）的生物量会有较大的变动。在正常环境下比较稳定的水体中，底栖动物的种类比较多，每个种的个体数量适当，群落结构稳定，多样性指数高。某些河口区则是少数种类占优势。另外，瀑布下及山区或丘陵区急流中，则主要是几种适应急湍流水的种类，它们多栖息于砾石或乱石之下。

水体受到污染后，生物的种类和数量发生变化，而底栖动物可以稳定地反应这种变化。可以应用其群落结构的变化来侦察和评价污染。有机物（农药、城市生活排水）污染和重金属等无机有毒物质的污染都能造成底栖动物结构组成的变化。严重的有机污染影响时，水中溶解氧将大幅度降低，以致多数较为敏感的种类和不适应缺氧的种类逐渐消失，而仅保留耐污染的种类。这些种类的密度增加，成为优势种类。另一方面，重金属及其各种盐类在水体中的严重污染，也会影响底栖动物区系组成，乃至底栖动物全部消失。例如化工或冶炼厂的废水直接排入江河，长年累月，底质中重金属含量极高，在相当一段废水流经区域内的底栖动物将濒于绝迹。

应用底栖动物对污染水体进行监测和评价，已被各国广泛应用，尤其在底部基质相似的河流或湖泊。因为底栖动物可以客观地反映环境的变化，并且与对照点相比显示出种类数量和多样性的差异。同时，由于底栖动物可以被动地忍受毒物的刺激，富集有毒物质。因此测定底栖动物体内有毒物质含量，有助于了解该水体的污染历史，也是进行毒理学研究的良好资料。

（一）采样

1．采样点及频率

在确定采样点的位置时，首先要调查被监测的特定水体的环境状态，如可能，参阅该水体的化学分析数据。一般地讲，在污染地段的上游设置对照点，特别是河流污染监测。如果目的是要确定一个排污口或多个排污口的影响程度，必须在所有排污口的上游设一些对照点，自然在每个排污口都要有点，在下游也必须设若干个点。如果调查的水体是较大的河流，则应在断面上设左、中、右三个采样点。当污染源从左岸（或右岸）沿江边排放时，则断面本身的右岸（或左岸）就可形成参考点，断面本身就能形成对照。但这个点不能代替其上游的对照点。对于湖泊和水库，则应根据水体的形态和大小，设置若干个采样断面，每个断面上有两个点或若干个采样点。各个断面应反映该水体或不同污染源的不同污染程度。在比较“洁净”的地区设对照断面或对照采样点。不论是河流或者湖泊，底栖动物采样断面或采样点要和理化分析的采样断面或点相一致或相接近，以利于样品的分析和保证结果的相关。由于底栖动物生活在水体的底部，与底质的形态、性质（例如砂、岩石、砾石或淤泥等）关系甚大，因此采样点（特别是河流）要选择相似的底质情况，并注意其他水体局部特征的差异。

底栖动物不仅活动范围小，而且多半生活周期长，例如一年一个世代或2-3个世代，有的种类个体生存史持续2-3年。常年的调查结果证明，有较明显的季节变化。底栖动物群落组成在年度内有着一定程度的优势种类的更替现象，数量也有变动，因此每季度调查或测定一次是适宜的。如果考虑到工作量或人力物力方面的限制，一年两次是必须的，可定为春季（(4月-5月份）和秋季（(9月-10月份）。

采集样品时要记录采样点位周围环境，测量水深、水温和流速，测定透明度、溶解氧、水色及底质性质，做好结果分析的原始依据。

2．定性采样

定性采样可以收集到更多的有代表性的种类，或某些种类的更多的个体。在定量样品中标本数量不多时，定性标本更有意义。常用的工具有三角拖网（图5-1-7)。应用时将拖网在水体中拖拉一段距离，经过40目分样筛，将标本挑出固定。也可用手抄网在水草中或更浅的水体岸边采取底栖动物。手抄网的柄长应大于1.3m。还可在河流或湖泊水库的浅水区，涉水用手捡出卵石、石块或其他基质，用摄子轻轻取下标本，随即固定保存。这些方法运用得当，都可辅助定量采样，有助于了解水体不同部分的底栖动物的群落结构特征和种类的组成情况，有益于经过分析后相应作出的环境质量评价。

3．定量采样

定量采样可以客观地反映河流、湖泊、水库等水体底部底栖动物的不同部位的种类组成和现存量（standing crop)，并以每平方米为单位进行统计和计算。目前常用的底栖动物采样设备主要有彼得逊采泥器和人工基质篮式采样器。

彼得逊采泥器：广泛应用于采集较坚硬的底质和淤泥底质，多用于湖泊、水库及底质非砾石且较松软水流较缓的河流。彼得逊采泥器重8-10kg，每次采样面积为1/16m2。每点采样两次。使用时将采泥器打开，挂好提钩，将采泥器缓慢地放至底部，然后抖脱提钩，轻轻上提20cm，估计两页闭合后，将其拉出水面，置于桶（或盆）内，用双手打开两页，使底样倾入桶内，经40目（每孔为0.793mm）分样筛筛去污泥浊水后，把筛内剩余物装入塑料袋或其他无毒容器内带回实验室将底栖动物捡出。采泥器拉出后，如发现两页未关闭，则需另行采取。

人工基质篮式采样器：主要应用于河流及溪流中，人工基质的规格可参阅有关资料自行设计制造。近些年来通用的规格直径为18cm、高20cm的圆柱形铁笼，或称篮式采样器。此笼携带方便，不怕碰撞。用8号和14号铁丝编织，小孔为4-6cm2。使用时，笼底铺一层40目尼龙筛绢，内装长度为7-9cm的卵石，其重量约6-7kg。在每个采样点的底部放置两个铁笼，用棉蜡绳固定在桥下、码头下或木桩上。经过14d后取出，也可根据情况延长时间，但各点取样时间要一致，卵石倒入盛有少量水的桶内，用猪毛刷将每个卵石和筛绢上存在的底栖动物洗下，再经40目分样筛洗净，将生物在白解剖盘内用肉眼捡出固定。由于基质（卵石及砾石）取自河流或溪流的岸边，同水中的底质相同，加上14d的收集，能恰当地反映该地区底栖动物的群落结构，取得令人满意的结果。

定时采样法：在湖库、河流浅水带，此方法简便易行，节省费用，且无丢失，能有效保证样品采集。该方法需固定1至3名采样人员，使在各点采样时不因熟练程度差异造成较大误差。各点采样时间保持一致，根据需要，一般采样时间定为15 - 30min即可。采样时人工翻捡石块或用40目分样筛筛洗底泥等方法，捡出肉眼可见各类底栖动物（定时法可作为定量采样的有效补充方法）。

4．样品处理与保存

①样品采集后，为防止加入酒精后脱色，加固定液前要记录好样品色泽。

②根据现场采样种类多少，要将较硬的甲壳类等与软体动物如水栖寡毛类、蛙类水生昆虫的幼虫（稚虫）等分开。分别盛入塑料瓶中，个体较小的放入指管中。

③为防止软体动物断体，脱水、收缩，现场加入1％福尔马林或30％酒精固定。

④样品带回实验室后，用70％酒精或5％福尔马林液固定或采用混合固定液，长期保存。

⑤摇蚊幼虫分类较复杂，需加甘油制片镜检观察，优势种分类到种，不确定时，用卑瑞斯（Puris）胶封片。可保存1年至3年。

卑瑞斯胶配方：阿拉伯胶8g,蒸馏水loml，水合氯醛30g，甘油7ml，冰乙酸3m1。先将阿拉伯胶放入小的烧杯中，加水10m1，将烧杯放至水浴锅，水加热至80℃，用玻璃棒搅动，待胶溶后，将水合氯醛加入使溶解，然后再将甘油和冰乙酸加入，用玻璃棒搅拌均匀，再以薄棉过滤即可用。此胶搁置时间越久越好。

（二）样品的检定和计数

底栖动物标本的鉴定多因缺乏系统的资料而有较大的难度。水生昆虫幼虫，例如摇蚊幼虫，要确切鉴定到种，需有生活史资料，应以成虫为根据。这需要进行幼虫的培养。摇蚊幼虫（以及其他水生昆虫幼虫或稚虫）皆以末龄期的形态为种的依据。水栖寡毛类中的颤蚓种类，只有成熟时（形成环带）才能识别。

通常，水生昆虫除摇蚊科及其他少数科属外，皆可在解剖镜下鉴定到属，在低倍镜下确定目、科，在高倍镜下对照资料鉴定到属。摇蚊科幼虫主要依据头部口器结构的差异来定属、种，并需制片，用甘油透明观察。优势种类或其他因有异议而需要观察和研究的种类，可用卑瑞斯胶封片，可保存1年至3年。

底栖动物包括大型无脊椎动物的众多门类，鉴定过程费时颇多。作为环境监测工作者而非专业分类人员，要求分类到属种是不现实的。多数情况下，软体动物、水栖寡毛类鉴定到种，摇蚊幼虫鉴定到属，水生昆虫（摇蚊幼虫除外）鉴定到科即可较好反映水环境现状，这样做既省时又省力，便于在环境监测中推广应用此项工作。

计数系在鉴定的基础上进行数量统计，除个体较大的软体动物外，其他皆在实体解剖镜下按属或种计数，并按大类统计数量。由于各个种类和其数量将影响分析的结果，在计数时不要漏掉稀有种类。用采泥器取样采得的底栖动物，应推算出每平方米的数量。人工基质则以基质采样器数目相同的情况下，进行种类和数量的比较。生物重量通常以湿重法，用扭力天平或普通天平，称出属、种的重量，每个个体的重量和平均重量。在有机污染较重的河流下游、河流入海口处水流较缓，水草茂盛处往往水丝好数量较多，无法计数时，可用称量法，按湿生物量报出结果。对断体的动物个体按头数计数。

（三）结果报告

统计和评价污染调查中收集的数据并说明问题，要有恰当合理的方法。当然数据的变异性不排除各采样点底栖动物种类和数量有来自分布的不均匀性和采样方法方面的一些欠缺。即底栖动物与其所在的环境条件，特别是基质的状态有密切的关系，其他诸如流速、水深、温度等都有影响。应注意存在的这些环境因素的差异造成的底栖动物的种类或多样性的不同，往往可能大于由污染因素造成的影响。再者受污染的河流中游或下游地段和没有受到污染的上游对照时，是否上游水浅且水流湍急。这种上游地段只有适应这种环境的少数毛翅目幼虫或襀翅目稚虫的若干种类栖居着。肉食性的纹石蚕（Hydropsyche）和角石蚕（ Stenopsyche）用筑起的丝网捕捉其他水生昆虫而成为优势种类，这种情况出现的群落结构的多样性比较低或者很低。因此，要进行局部地段的生态学分析，最理想的（也是一个原则）是在选择采样点（包括对照点）时，要求底质、水深等理化因素尽量趋于一致。

多样性指数（diversity index）可用于水质评价。它是根据群落中种数和个体数之间的关系，表现群落结构复杂程度为目的的指数。这种指数的具体数字综合了大量信息，是监测和评价污染的有效方法。常用的有Shannon多样性指数和SCI（连续比较指数）等。为使评价结果更客观，使用多样性指数评价水质时，应当注意所确定的采样点要有足够的代表性。采集的样品要尽可能涵盖评价水域内各种不同生态环境的特点。

将每个采样点的底栖动物种类、数量列入表中，可先列水生昆虫，再列软体动物、水栖寡毛类及其他。各类百分比也可用饼分法（即圆面积百分数分配图）或其他方法表示。将多样性指数值亦列入表内，分别予以说明并进行环境质量评价。