利用底栖大型无脊椎动物进行快速生物评价的方案常用于监测和评估水质。一种高效的方案涉及摇蚊科水面漂浮蛹壳（SFPE）的采集。本文描述了摇蚊科SFPE的野外采集、实验室处理、玻片制备及鉴定技术。
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摘要
摘要
利用底栖大型无脊椎动物群落进行快速生物评价的方案已成功用于评估人类活动对水质的影响。然而，传统的底栖幼虫采样方法（如舀网法）可能耗时且成本较高。一种替代方案是收集摇蚊科水面漂浮的蛹壳（SFPE）。摇蚊科是双翅目中一个物种丰富的科，其幼虫阶段通常生活在水生环境中。成虫摇蚊从水中羽化后，会将蛹壳留在水面漂浮。由于风力或水流的作用，这些蛹壳常沿河岸或障碍物后方聚集，便于采集以评估摇蚊类的多样性和丰富度。摇蚊可作为重要的生物指示物种，因为不同物种对污染的耐受性存在差异。因此，所采集SFPE中各类群的相对丰度和物种组成能够反映水质的变化。本文详细描述了摇蚊科SFPE在野外采集、实验室处理、玻片制备及鉴定方面的相关方法。SFPE方法的优点包括对采样区域干扰极小、样品采集和实验室处理高效经济、易于鉴定、几乎适用于所有水生环境，并可能更灵敏地反映生态系统所受的胁迫。其局限性在于无法确定幼虫的微生境利用情况，且若蛹壳未与成年雄虫建立关联，则难以鉴定到物种水平。
引言
生物监测项目通过使用生物体来评估环境健康状况，常被用于评价水质或监测生态系统恢复项目的成效。自1989年以来，利用底栖大型无脊椎动物群落进行的快速生物评估方案（RBP）在各州水资源管理机构中广受欢迎1。传统采集底栖大型无脊椎动物以用于RBP的方法，如网捞法、苏伯采样器（Surber sampler）和赫斯采样器（Hess sampler）2，可能耗时较长、成本较高，且仅能反映特定微生境中的群落特征3。一种高效且可替代的RBP方法是收集摇蚊科（Chironomidae）的水面漂浮蛹壳（SFPE），以获取特定水体的生物学信息3。
摇蚊科（Chironomidae）（昆虫纲：双翅目），通常被称为非吸血性摇蚊，是一类完全变态的昆虫，通常在水生环境中发育，随后在水面羽化为成虫 。摇蚊科物种丰富，全球已描述约5,000种，但估计实际存在的物种可能多达20,000种4。由于其高度的多样性以及对污染耐受性的差异，摇蚊常被用于记录多种水生生态系统的水质与生境状况5。此外，在水生系统中，摇蚊通常是数量最多、分布最广的底栖大型无脊椎动物，通常占群落中物种数的50%或以上5,6。陆生成虫羽化后，其蛹壳（蜕下的蛹皮）会残留在水面上（图1）。由于风力或水流的作用，蛹壳会聚集在岸边或障碍物后方，可被快速、便捷地....
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方案
1. 野外采集用品的准备
- 根据研究设计确定应采集的SFPE样本数量，并获取一个样本瓶（例如， 每个样品 60 ml。
- 为每个样本瓶准备两张日期和地点标签，一张放在瓶内，另一张贴在瓶外。确保每张日期和地点标签均包含以下信息： 国家、州、县、城市、水体、GPS坐标、采样日期及采样人员姓名。
- 收集其他特定材料和设备（见特定材料/设备列表）。
2. 野外采集
- 一手持幼虫托盘，另一手持筛网。将幼虫托盘浸入 SFPE 聚集的水中例如， 泡沫堆积物、障碍物、挺水植物、碎屑、回流涡流以及河岸边缘图2A），让水、蜕皮和碎屑进入幼虫托盘，并将这些物质倒入筛子中过滤。若在流水生态系统中采样，应从采样河段的下游端开始，向上游方向进行（图2B）。若在静水系统中采样，应从下风向的岸边开始。
- 重复步骤2.1，持续10分钟（或根据特定采样方案的其他规定时间） 在每个预设的样本次数范围内（通常对于从溪流中采集的样本为100–200米，但取决于水生监测站点的整体面积）；根据实际情况在SFPE聚集区域之间移动。
- 使用装有采样点水样的洗瓶将筛网上的碎屑集中到一个区域，借助镊子和洗瓶中的乙醇流，小心地....
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结果
图1展示了摇蚊的生命周期；其幼体阶段（卵、幼虫、蛹）通常在水生环境中发生，或与水生环境密切相关。幼虫完成发育后，会构建一个管状庇护所，并通过丝状分泌物将自身附着于周围基质上，随后进行化蛹。当发育中的成虫成熟后，蛹体脱离附着物并游至水面，成虫由此从蛹壳中羽化而出。蛹壳充满空气，且由于体壁外层具有一层蜡质，可使其漂浮于水面，直至细菌开始分解蜡质层。
水流或风会将漂浮的蛹壳聚集到某些堆积区域，例如河岸植被或倒下的树木与水面接触的地方，如图2A所示。可使用幼虫托盘和筛网从这些自然堆积区域收集蛹壳，以评估摇蚊科昆虫在多种微生境中的羽化情况，如图2B所示。对于某些应用而言，以一致且标准化的方式进行采样非常重要，以便在不同采样点之间或同一采样点不同时段之间进行比较。已有研究表明，10分钟的采集时间足以对摇蚊的相对多度进行有效评估3,25。例如，Ferrington 等3研究了Chironomus riparius物种.......
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讨论
成功进行SFPE样本采集、挑选、分拣、制片及鉴定的最关键步骤是：（1）在野外采集过程中，确定研究区域内SFPE大量聚集的区域图2A）；（2）缓慢扫描培养皿中的内容以检测所有 样品挑选过程中的SFPE；（3）在载片过程中培养出必要的手工灵巧性，以分离头胸部与腹部图 4A）；以及（4）识别摇蚊蛹壳的关键形态特征 准确鉴定到属。
检测SFPE高积累区域（图2A） 成功采集SFPE样本的最重要步骤。蛹壳可被截留在水生植被或船坡道等人工结构中，而波浪可将漂浮物聚集到近海的“风成条带”中30对于较大的水体，需确定自然聚集区域 可能需要根据风向确定研究地点，或使用船只进入蛹壳聚集的区域。必须采集到足够数量的SFPE样本，以准确检测新出现物种的存在，并高精度估计各物种的相对丰度。在样本分拣过程中，需多次缓慢扫描培养皿，以发现体型较小（体长3-6 mm）、色素较浅的标本。SFPE常附着于藻类、树叶、枝条、种子和花朵上，因此可能在初次扫描时被遗漏。此.......
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披露
作者声明不存在任何竞争性经济利益。
致谢
本文的撰写与发表得到了明尼苏达大学昆虫学系摇蚊科研究组（L. C. Ferrington, Jr. 为项目负责人）获得的多项资助和合同的支持。 感谢 Nathan Roberts 分享用于本论文相关视频中作为图示的野外工作照片。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 乙醇 | 菲舍尔科技 | S25309B | 70-95% |
| 塑料洗瓶 | 菲舍尔科技 | 0340923B | |
| 样品瓶 | 菲舍尔科技 | 0333510B | 建议使用玻璃或塑料材质，60 mL 容量 |
| 试验筛 | Advantech | 120SS12F | 125 微米筛孔尺寸 |
| 幼虫培养盘 | BioQuip | 5524 | 白色 |
| 体视显微镜 | |||
| 玻璃小瓶 | 菲舍尔科技 | 0333926B | 1 dram 规格 |
| 塑料滴管 | 赛默飞世尔科技 | 1371110 | 每毫升 30 至 35 滴 |
| 精细镊子 | BioQuip | 4524 | #5 |
| 培养皿 | Carolina | 741158 | 玻璃或塑料材质 |
| 多孔板 | 赛默飞世尔科技 | 144530 | 玻璃或塑料材质 |
| 玻璃载玻片 | 赛默飞世尔科技 | 3010002 | 3 × 1 英寸 |
| 盖玻片 | 赛默飞世尔科技 | 12-519-21G | 圆形或方形 |
| Euparal 封片介质 | BioQuip | 6372B | |
| 绘图笔 | BioQuip | 1154F | 黑色 |
| 探针 | BioQuip | 4751 | |
| Kimwipes 擦镜纸 | 金佰利专业品牌™ | 34120 |
参考文献
- Southerland, M. T., Stribling, J. B. Biological Assessment and Criteria: Tools for Water Resource Planning and Decision Making. Davis, W. S., Simon, T. P. , Lewis Publishers. 81-96 (1995).
- Merritt, R. W., Cummins, K. W., Resh, V. H., Batzer, D. P. An Introduction to the Aquatic Insects of North Americ....
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重印与许可
