应用底栖动物完整性指数评价济南市水生态健康状况

基于2014年5—6月对济南市4个生态区中48个采样点的底栖动物和水环境调查结果,采用多元统计分析以及干扰程度最小原则构建底栖动物生物完整性指数B-IBI的参照系统,按河流型和水库型样点分别构建IBI指数。通过对28个候选生物参数进行判别能力和相关性分析,确定了河流型B-IBI的4个构成指数:水生昆虫分类单元数、甲壳动物和软体动物个体百分比、BI指数、BWMP指数,以及水库型B-IBI的3个构成指数(水生昆虫分类单元数、优势分类单元数百分比和多样性指数)。采用比值法统一量纲,分别构建了河流型和水库型B-IBI指数,利用其B-IBI值对济南市水生态健康状况进行评价。结果表明:河流型36个样点中各有7个处于极差和较差状态,11个为一般,8个为亚健康,3个为健康。12个水库样点中有1个为健康,6个为亚健康,4个为一般,1个为极差;黄河区健康状态最好,城区最差。影响底栖动物群落的重要环境变量是水体中氮含量和城建用地百分比。     

应用底栖无脊椎动物完整性指数评价漓江水系健康状况

为了通过漓江底栖无脊椎动物状况建立适合漓江的生物完整性指数,进而评价漓江流域内水质健康状况,于2008年3月调查了漓江水系17个参照点和14个监测点的水化学与底栖无脊椎动物指标,水质化学指标检测结果显示,参照点的TP、TN、NH3-N和COD浓度一般低于监测点。通过对46个候选生物参数的计算和逐步分析,确定了构成底栖动物完整性B-IBI指数的4个生物参数:总分类单元数、EPT分类单元数、扁蜉占蜉蝣总数的百分比和优势单元数量百分比,初步确立了B-IBI健康评价标准,即B-IBI≥21为健康;B-IBI21为不健康。评价结果表明:漓江上游及各支流健康状况较好,大部分为健康;中下游干流健康状况较差,大多为不健康。     

基于大型底栖动物完整性指数的龙感湖健康评价

龙感湖位于安徽省华阳河湖群自然保护区,生态价值突出,应用底栖动物完整性指数科学评价湖泊水生态健康可为湖泊保护和管理提供依据。根据2021年4月在安徽省龙感湖10个监测点的底栖动物数据,通过对20个候选生物指标进行分布范围、判别能力及相关性分析,筛选出总物种数、优势类群数量百分比、软体动物个体数百分比、敏感类群种类数、粘附者种类数共5个核心参数组成完整性指数评价体系,采用比值法统一生物参数的量纲,累加各生物参数分值得到B-IBI值,利用四等分法确定湖泊健康分级标准。结果表明;湖区10个监测点中的3个为健康、4个为亚健康、2个为一般、1个为较差,整体水生态健康状况不容乐观。龙感湖东南部为健康、鄂皖交界水域为亚健康、东北部为一般,龙感湖东北部健康状况差可能是因为该区域位于支流二郎河入湖口,二郎河水体携带的生活污水和磷矿污染物富集在底泥中,进而影响了底栖生物完整性。     

伊通河城区段底栖动物完整性对水质的响应时滞

基于2015年和2019—2021年伊通河长春市城区段底栖动物调查及水质监测数据,建立底栖动物完整性指数（benthic-index of biotic integrity, B-IBI）评价体系,对伊通河城区段水生态健康状况进行评价,并在此基础上确定影响B-IBI的关键水质指标及两者间的响应时滞。结果表明：伊通河城区段底栖动物种类数在月际间无显著差异性（P>0.05）,但在年际间差异显著（P<0.05）,种类数先减少后增加,主要类群由耐污种向清洁种转变;2015—2021年,伊通河城区段B-IBI年均值波动上升,河流健康整体呈逐渐好转趋势,且上游河段健康状况优于下游;各项水质指标中,总磷对伊通河城区段B-IBI值及其核心指标有显著性影响,且底栖动物对总磷质量浓度变化的响应在时间上存在滞后性,滞后时间为9个月左右（r=-0.88）。研究可为城市河流健康评价和治理管理提供科学依据。     

基于底栖动物生物完整性指数的赣江干流健康评价

构建河流底栖动物生物完整性指数指标体系是评价河流生态系统健康的重要基础。根据2018-2019年期间在赣江干流12个采样点的底栖动物数据,鉴定出赣江干流底栖动物分为3门6纲13科共24种属,其中优势种有3种,分别为铜锈环棱螺、苏氏尾鳃蚓和大沼螺。通过对18个候选生物指标进行分布范围判别、能力分析以及相关性分析,筛选出总分类单元数、总生物量、甲壳动物和软体动物的个体相对丰度、耐污类群的生物量百分组成完整性指数评价体系,然后采用比值法统一生物参数的量纲,累加各生物参数分值得到B-IBI指数值。赣江干流的健康评价标准由B-IBI值的25%分位数值确定。结果表明：赣江干流12个采样点中的4个为健康,1个为亚健康,1个为一般,其余6个断面的健康状况均处于差或者极差状态,赣江干流生态系统整体上处于一般健康状态。     

底栖动物生物指标的健康评价

以底栖动物为研究对象,调查并分析其种类组成、群落结构,并采用Shannon-Wiener多样性指数和完整性指数(B-IBI)对某河水生态健康状况进行评价,共采集到底栖动物40种,隶属于4门7纲13目27科。Shannon-Wiener多样性指数变化范围为0～2. 430 8,平均1. 046 9,7月份水质较好,4、10月份水质较差,属重污染类型。B-IBI变化范围为0. 23～1. 98,大部分B-IBI值都小于1. 74。研究结果表明,某河大部分河段水生态健康状态处于差～坏水平,少数处于一般状态,整体处于较差水平,水生态健康状态不容乐观,受人类活动胁迫较大。     

基于P-IBI指数的大宁河生态健康度评价

为了全面了解大宁河各个河段的具体生态健康状况,为大宁河及其他库区支流的河流管理提供参考依据,根据2017年3月对大宁河源头至河口16个典型断面的浮游植物生态调查分析的结果,选取了25个备选指标,通过分布范围、判别能力和相关性分析,筛选出核心指标,计算了其浮游植物完整性指数(P-IBI)。基于该指数,构建了大宁河河流生态健康度的评价指标体系和标准,并对其进行了评价。结果显示:本次大宁河河流总体处于亚健康状态,其中上游段较为健康,中、下游段处于亚健康状态,局部样点呈现病态,尤其是"龙井湾-双龙镇"段,其生态健康度较差,是受损严重的河段。初步推断这主要是由于该河段人口密集,污染物负荷大造成的。建议对受损河段重点关注,并有针对性地开展生态修复治理。     

基于5种大型底栖动物评价指数的河流生态健康评价

基于24个采样点的大型底栖动物监测数据,Goodnight-Whitley修正指数(GBI指数)、average score per taxon(ASPT)指数、family biotic index(FBI)指数、Shannon-Wiener多样性指数和benthic index of biotic integrity(B-IBI)指数5种不同的生物评价指数,对东江流域的主要干支流进行河流生态健康评价,并研究不同生物评价指数在东江的适用性。结果表明,东江流域的整体健康状态处于中等水平,河流上游水质多达到"良好",中游水质多为"一般",下游水质则为"较差"或"极差"。分析了不同指数对不同类型人类干扰活动的响应,结果表明,除ASPT指数外,其余4种指数在不同程度上均能较显著地反映人类干扰的影响。其中,GBI指数对磷污染指示作用最佳;FBI指数对NO-2-N的污染指示最好;Shannon-Wiener多样性指数对有机污染有较好的指示作用,并与电导率呈显著的负相关关系;B-IBI指数与DO呈现显著的正相关,并能很好地指示NH+4-N污染。利用不同的生物评价指数对东江进行综合评价,不仅能较为可靠地反映东江流域水质的整体状况,而且能指示不同人类干扰活动对东江河流生态系统的影响。     

平湖市独山干河水生态健康评价研究

本文分别从水文、水质、形态、生物、社会服务5个方面10项指标构建评价指标体系对嘉兴市级河道独山干河进行调查监测，并在此基础上开展水生态健康评价。结果表明：独山干河水生态健康综合评价结果为良，存在不足的指标有：水质优劣程度、岸线生态性指数、生态缓冲带指数、大型底栖无脊椎动物群落组成、富营养化硅藻指数和公众满意度，并基于评价结果分析存在的水生态健康问题。     

涡河（安徽段）底栖动物时空分布及河道健康评价

底栖动物类群位于腐食食物链的关键一环,在水生态系统中扮演重要角色,其群落组成可以表征河道的健康状况。根据2016年冬季、2017年夏季两个季度对涡河（安徽段）的两次底栖动物的数据采集,对底栖动物群落的时空分布进行分析,同时采用多样性指数对河道开展分段健康评价。结果表明：涡河流域共发现底栖动物3门17属种,冬季以节肢动物和环节动物为主,夏季各物种相对平均。底栖动物的种类数群随季节变化较为明显,两次采样共发现17个属种,两个季节中种类最多的均为节肢动物。涡河（安徽段）干流底栖动物主要表现出生物多样性低、种类分布不均匀、不同河段差异性大等特点,整体来说尚需加强保护。     

珠江重要河流底栖动物水质生物学评价

2011年和2012年调查了珠江流域66个样点的底栖动物和水化学指标,利用2011年北江11个样点和郁江17个样点的底栖动物群落和水化学指标,采用主成分分析法获得综合环境因子(主成分1和主成分2)。分析36个候选底栖动物参数与环境因子间的相关性,结合参数的分布范围,确定适于珠江流域开展河流生态系统生物学质量评价的3个底栖动物参数:双翅目百分比、刮食者百分比和BI指数,进而构建了珠江流域河流生物学质量评价的综合生物指数及评价等级(清洁、轻度污染、中度污染和重度污染)。66个样点的综合生物指数评价结果显示,珠江流域河流生物学质量以轻度至中度污染为主,占80.3%,清洁占13.6%,重度污染占有6%。研究表明,在珠江流域应用底栖动物开展中大型河流水质生物学评价具有良好的应用前景。     

卵砾石生态河床对河流水质净化和生态修复的效果

为研究卵砾石生态河床在河流原位水质净化和生态修复中的效果,选择位于宜兴市大浦镇的林庄港作为试验河道进行原位观测,对比分析了卵砾石生态河床河段和自然河床河段中的生源要素变化规律和水生生物生长状况。试验结果表明:卵砾石生态河床河段对污染物质的截留效果明显好于自然河床河段,对氨氮和总磷的截留率可分别达到37%和25%,卵砾石生态河床的构建可显著提高河道的自净能力;卵砾石生态河床河段水生植被的生长密度和覆盖率均达到良好的水平,大型底栖无脊椎动物在敏感物种数、分类单元数和生物数量密度等方面均优于自然河段的;卵砾石生态河床为水生植物、底栖动物和附着生物等水生生物提供了适宜的栖息环境,对河流生态系统的健康起到了较好的改善作用。     

基于底栖动物响应特征的洮儿河生态流量目标适应性分析

以洮儿河为研究对象,基于其底栖动物采样监测数据,构建流量因子与生物因子之间的响应关系,以评价生态流量保障成效和生态流量目标的适应性。结果表明：以当前生态流量目标(冰冻期、平水期、丰水期分别多年平均径流的5%、10%和15%)泄放后,生态流量达标率时间上逐渐提升,空间上自上游至下游递减,底栖动物多样性、生物量等指数递变趋势类似;底栖动物多样性指数与生态流量达标率相关性最显著并可据此建立线性回归关系;结合该回归关系和情景分析,发现冰冻期、平水期、丰水期目标分别为7%、14%和27%时线性拟合度最高(R²=0.998),表明该目标下底栖动物多样性的维持效果最好。建议逐步提高生态流量目标,促进已受损生态系统恢复。     

人工阶梯-深潭改善下切河流水生栖息地及生态的作用

本文通过野外试验研究了人工阶梯-深潭对下切河流水生栖息地及生态的作用,试验河段位于西南山区的吊嘎河上150m侵蚀下切严重的河段,布置15级人工阶梯,对水流(水深、流速、水面宽、流量)、河床底质、河床微地貌和水生底栖动物物种及数量变化进行了5个月监测.试验结果表明,人工阶梯-深潭能有效控制河床冲刷下切,维持较为稳定的河床环境,塑造多样性的水生栖息地.采用大型底栖无脊椎动物评价河流生态显示,人工阶梯-深潭布置后,随水生栖息地多样性上升,单位面积水生生物密度、物种丰度及生物群落多样性指数均呈上升趋势,河流生态得到改善.     

大型底栖无脊椎动物在河流健康评价中的发展趋势

现从河流健康的内涵出发,回顾河流健康评价指标的发展历史,通过分析单一生物指数、生物多样性指数以及生物完整性指数的研究进展,评述了大型底栖无脊椎动物作为生物监测工具在河流健康评价之中的重要作用。针对其存在的问题,从技术、方法等方面提出建议,并展望大型底栖无脊椎动物在河流健康评价中的发展趋势,力求为我国河流健康评价工作提供借鉴,以便能够更好的进行流域管理和生态修复。     

北京市凉水河底栖动物现状调查与评价

利用大型底栖动物分类单元数、EPT优势度指数等调查评价方法,对凉水河底栖动物的现状进行评价。结果表明,凉水河各采样点底栖动物多样性较差,Shannon-Wiener多样性指数变化范围为0.21～1.40,底栖动物种类较为单一。     

基于底栖动物完整性指数的小清河健康评价

为了建立河流生态系统健康的评价标准以保证河流的可持续性发展,以小清河为例,选用底栖动物完整性指数评价其健康状况。2014年5月—2015年10月,对小清河7个典型采样点的底栖动物共进行6次调查。通过分布范围、判别能力和Pearson相关性分析,从32个候选生物指标中筛选出适合于构建小清河B-IBI评价体系的5个参数,采用比值法将小清河健康状况按评分分为5个等级:3.70为健康,(2.77,3.70]为亚健康,(1.85,2.77]为一般,(0.92,1.85]为差,≤0.92为极差。结果表明:小清河吴家堡采样点处于"健康"状态,五柳闸和石村采样点处于"亚健康"状态,黄台桥和五龙堂采样点处于"一般"状态,梁府庄、岔河水文站采样点处于"较差"状态,且底栖动物完整性指数值与总氮、总磷成负相关,与香浓威纳多样性指数成显著正相关。说明构建的B-IBI评价指标与标准对小清河的健康评估具有较好的适用性。     

蚂蚁河上游大型底栖动物生物完整性指数构建与健康评价

为了了解蚂蚁河上游水生态健康状况,于2019年7月在蚂蚁河上游布设4个采样点(1个参照点3个受损点)进行环境因子和大型底栖动物调查研究。最终确定了构建B-IBI的核心参数群落组成、物种多样性和丰富性、耐污度(抗逆力)和营养结构组成及生境质量。通过健康评估,深层次分析出蚂蚁河上游健康状况为一般。     

淮河中上游水生态健康影响因子及其健康评价

在对淮河中上游10个断面水体理化指标、浮游植物、浮游动物、底栖动物及栖息地状况等实地调查和监测的基础上,结合提出的河流水生态健康定义,采用频度统计法和相关性分析法对评价指标进行筛选,并用熵权法确定指标权重,构建水生态健康评价指标体系和健康评价标准体系;运用水生态健康综合指数法和水体水质综合污染指数对河流水生态健康状况进行评价,并根据评价结果提出对策和建议。结果表明:60%的监测断面处于"亚病态"或"病态"水平,其中监测断面D5(槐店闸)处于"病态"水平;综合污染指数表明该河段水体均存在一定程度的污染,其中监测断面D5是"重污染"。研究表明淮河中上游水生态退化较严重,需要加强水生态修复及水环境污染综合治理。     

基于不同生物类群的河流健康评价研究

基于浑太河流域鱼类与大型底栖动物群落结构和功能层面上的指标,构建了多指标指数评价河流健康状况。首先,基于土地利用指数、水质和栖息地质量指数构建ILWHQ(Index of land use and water and habitat quality)指数定量筛选参照点位。然后,采用判别分析、逐步回归分析、相关分析筛选对不同压力响应敏感的核心参数。最后,采用比值法计算其多指标指数(MMI-HT)。结果表明:筛选了5个点位作为参照点,共确定8个(鲤科鱼类种类数、底栖鱼类比例、杂食性鱼类比例、耐受性鱼类个体比例、产沉性卵鱼类比例、产沉性卵鱼类个体比例、EPT、黏附者比例)核心参数构建多指标评价指数。底栖动物核心参数对底质中粗颗粒物、悬浮物和电导率变化响应更敏感,而鱼类核心参数对底质中细颗粒物、氮素、DO和Cl-浓度变化响应更敏感。二者对多重环境压力响应的敏感性不尽相同。太子河流域的35个点位中,9个为健康,6个为亚健康,7个为一般,7个为较差,6个为极差。浑河流域的19个点位中,没有点位属于健康状态,5个为亚健康,4个为一般,5个为较差,5个为极差。太子河流域较差和极差的点位共占37.14%,浑河流域较差和极差的点位共占52.63%。说明相比于太子河流域,浑河流域的健康状况较差。