前　言

底栖动物是指在水体底部度过全部或部分生活史时间的水生动物群。底栖动物的种类繁多（包括绝大多数的动物门类，如原生动物、海绵动物、腔肠动物、扁形动物、纽形动物、颚口动物、线形动物、轮形动物、腹毛动物、环节动物、动吻动物、须腕动物、软体动物、节肢动物、缓步动物、苔藓动物、腕足动物、帚虫动物、棘皮动物、半索动物、脊索动物等），数量惊人，分布广泛，群落结构复杂，种间关系多样，其个体大小、起源、生境、生活史、营养类型、摄食方式、生活方式、繁殖方式、耐污能力、对氧气的需求等各有不同，是一个十分庞大的生态学类群，在水生食物网中同时起到生产者、消费者和分解者的多重角色，对水体的物质循环、能量流动、营养结构、演替动态、系统平衡和稳定起到重要作用。

作为优质的蛋白质来源，许多底栖动物是不可替代的水产资源、渔业捕捞和养殖对象，具有很高的经济价值。一些底栖动物是多种医药和工业原料。小型甲壳类、软体动物、多毛类等是经济鱼类及其他水生动物的天然饵料，其生长繁殖关系到水产资源的补充、丰歉与数量变动。利用底栖动物进行生物监测，具有真实性、累积性、代表性、综合性、灵敏性、准确性、广域性和经济性等优点。底栖动物通过降解、过滤、同化、富集等作用，展现出良好的环境修复功能。在沉积环境相对稳定但生物扰动活跃的水域，底栖动物群落接纳、储存、吸收、转化、运移、埋藏水层中的沉降物质，加速水底有机碎屑的分解和利用，控制沉积物与上覆水的溶解性矿物成分交换，活跃水底边界系统，促进水体自净。一些水生昆虫在富营养化水体中的密度极大，成虫羽化后离开水体，成为沉积物中氮、磷等营养元素的有效利用者和清除者。底栖动物被鱼类摄食转化为渔产品，捕获后从水体中带离大量的氮、磷和污染物，是降低水体营养水平和污染程度的有效途径。有些种类的底栖动物对人类有直接或间接的危害，如海港、码头、船底及水下设施的污损和钻蚀生物破坏港务建设、交通航运及石油井架等勘探开发作业，可能造成严重损失。某些底栖动物是鱼、虾、贝、藻等经济种类的敌害和病害生物。部分底栖动物具有观赏和收藏价值。底栖动物还是重要的科学研究对象和仿生设计模板。底栖动物与人类有着非常密切的关系，其生态服务功能日益受到瞩目。

底栖动物由于摄食、运动、建管、避敌、筑穴、代谢等活动，引起底质结构和水体性质的变化，称为“生物扰动”（bioturbation）。水生生态系统通过能流、物流的传递和转化，将沉积物与上覆水融为一体的过程称为底栖系统与水层系统的耦合。水层-底栖界面耦合构成湖泊、河流、近岸等水域中的关键生态过程，而生物扰动正是其中至关重要的环节和枢纽。在“全球海洋生态系统动态研究”“全球海洋通量联合研究”“沿岸带陆海相互作用研究”等重大国际科学计划的支持下，底栖动物在水层-底栖耦合及生物地球化学循环中的功能被纳入水生态动力学的研究范畴。深入揭示生物扰动的变化规律，探讨水层-底栖耦合机制，优化水生态动力学模型，对于正确认识水体的内源负荷特点、生态建模和水体修复等具有重要意义，在控制水华暴发、开展水体生物监测、实现水生生物资源的永续利用和农牧化生产中展现出广阔的前景。

人类从公元前已经开始认知底栖动物，近一个世纪不断取得新的成果。随着水体生态调查范围的持续扩大、计算机技术和现代统计方法的普及应用，底栖动物生态学研究逐步由单纯的野外观测转入模拟控制实验，由定性描述阶段跃入定量解析阶段。在研究内容上，注重过程、机制、动态规律的研究；在研究设计上，强调多学科交叉、渗透与综合；在研究方法上，大量应用高新技术，如计算机数据库、系统建模等；在信息交流上，突出数据资料的标准化、可比性以及信息平台的建立和应用。随着人类加大对水域的利用、进一步走向海洋以及科学技术的创新，水域生态学的研究进展将愈加迅速，底栖动物的理论、应用与开发研究将越来越受到各国的重视，在环境保护、生态监测、经济发展等领域发挥更加显著的作用。

本书的相关研究和出版工作得到国家自然科学基金项目（大型底栖动物对浅水湖泊沉积物-水界面耦合的扰动机制，31070421；生物扰动条件下稻田水层-底栖界面耦合生态动力学研究，31370475）、吉林省科技发展计划重点攻关项目（底层动物对水体污染的扰动效应及生物修复技术，3107042120140204042SF）、福建省自然科学基金项目（2021J011113，2020J01377，2020J01373）、福建省科技特派员项目（2022，2023，2024）、三明市产学研协同创新重大科技项目（2022-G-3）和重点科技项目（2022-G-11）、竹资源开发利用福建省高等学校重点实验室开放基金项目（B17000201）、吉林省科技发展计划项目（吉科鉴字2011第021号）、吉林省自然科学基金项目（201115163）、三明学院引进高层次人才科研启动经费项目（18YG01，18YG02）等资助，获多项省级科技进步奖、省级自然科学学术成果奖等。全书分为10章：绪论、生态学概论、底栖动物的分类、底栖动物的摄食生态、底栖动物的次级生产、底栖动物与环境因素的关系、底栖动物的环境指示作用、底栖动物的环境修复功能、底栖动物的生态扰动效应、底栖动物研究热点与展望，最后探讨了底栖动物研究领域的发展趋势，包括底栖动物的生态服务研究、底栖动物的功能群研究、底栖动物的仿生学研究、极端环境（热泉、深海、极地、洞穴）中的底栖动物研究、底栖动物的开发利用研究等。

本书是国内较早关于底栖动物生态学的系统性、专门性出版物，力求科学性、知识性、应用性和前沿性融为一体。鉴于著者水平有限，书中难免存在纰漏、偏颇和不妥之处，诚请专家、学者和读者不吝批评指正。

著　者

2024年1月