中国底栖动物水质生物监测指数和水质等级构建

水质生物监测是水生态环境质量管理的重要内容,构建实用性强的生物指数有助于推动中国的水质生物监测工作。根据江苏、浙江、辽宁、江西和湖南等省份的溪流与河流湖泊共计839个底栖动物数据,将中国已有的底栖动物科级分类单元水质敏感性分值打分表扩充和修订至159个科。采用统计法分别构建了符合中国可涉水水体(溪流等)和不可涉水水体(河流、湖泊等)底栖动物分值指数(Chinese Macroinvertebrate Score Index,CMSI)和底栖动物平均分值指数(Average Chinese Macroinvertebrate Score Index,ACMSI)及水质评价等级体系。CMSI和ACMSI与总氮、总磷、高锰酸盐指数和溶解氧之间Pearson相关性显著,表明研究构建的CMSI和ACMSI是可以反映水质变化的。建议通过实践进一步验证CMSI和ACMSI的可靠性和实用性。

基于底栖动物预测模型构建生物完整性指数评价河流健康

提高生物完整性指数(integrity of biotic index,IBI;又称多参数指数multi-metric index,MMI)在时间和空间尺度的稳定性是水生态完整性评价和水环境管理实践的重要内容.本研究利用2004—2011年在浙江省多个河流采集的227个点位的底栖动物和水质理化数据,利用地理信息系统(GIS)提取样点及其对应流域的自然预测因子(如地理形态学、气候学)和土地利用数据,通过随机森林模型方法定量时间和空间尺度自然变量对生物群落的影响,构建基于预测模型控制自然因子影响方法和常规方法的MMI,并比较它们的表现力.结果表明:基于预测模型法和基于常规方法构建的MMI的核心组成参数存在差异,随机森林模型中自然预测因子对预测模型MMI构成生物参数的解释量介于11.4%~61.2%.预测模型方法提高了MMI的精确度和准确度,但其敏感性和响应性低于常规方法的MMI.最近距离方法表明,9个评价点位和1个严重受损点位的自然属性与参照点位的自然属性存在差异性.在计算参照点位自然属性代表性范围的基础上,采用预测模型方法控制自然变量可以提高MMI的精确度和准确度,同时降低评价结果出现Ⅰ型(将健康水体误判为受损水体)或者Ⅱ型(将受损水体误判为健康水体)错误的可能性.研究结果可以为提高完整性指数评价稳定性和表现力提供方法支持.

浦阳江底栖动物群落特征与水质生物评价

调查了浦阳江流域26个样点的水体物理化学属性和大型底栖无脊椎动物群落结构,并采用Shannon-Wiener多样性指数和生物指数（BI）评价浦阳江水质.共获得4门7纲17目56科104属123个底栖动物分类单元,其中水生昆虫的物种丰富度和个体数均最高,细蜉属（Caenis）为第一优势种,集食者与中性类群的物种丰富度和个体数分别在功能摄食类群和耐污-敏感类群中最高.Shannon-Wiener多样性指数与化学需氧量（COD_（Cr））（r=-0.515,P=0.007）、总磷（TP）（r=-0.665,P=0.000）极显著负相关;BI与COD_（Cr）（r=0.406,P=0.040）显著正相关,与TP（r=0.704,P=0.000）极显著正相关.典范对应分析（CCA）结果表明,TP、Zn、COD_（Cr）、水温（WT）和p H是影响浦阳江流域底栖动物群落结构的主要环境变量,蜉蝣目和寡毛类是该地区环境变化的主要指示生物类群.Shannon-Wiener多样性指数和BI评价结果表明,浦阳江水体生态质量总体为轻污染或中污染,干流河段略优于支流河段,其中上游点位为清洁水平,少数重污染点位出现在中下游河段上.本研究表明水污染是决定浦阳江底栖动物群落组成和结构变化的重要环境问题因子,降低水体中TP和COD_（Cr）等污染物浓度将有助于浦阳江底栖动物群落的恢复.