应用鱼类生物完整性指数评价黑水河河流健康状况

黑水河为金沙江下游一级支流,是白鹤滩库区干流鱼类的重要替代生境和优先保护支流,评价黑水河河流健康状况,可为黑水河鱼类栖息地生态修复提供数据支撑。2018年11月至2019年9月在黑水河23个采样点开展了4次鱼类资源调查,共采集到鱼类45(亚)种,隶属于4目10科33属。以黑水河河口、水文站上游和825回水点作为参照点,经过分布范围、判别能力及Pearson相关性分析等指标构建黑水河鱼类生物完整性指数(F-IBI)评价体系。使用1、3、5赋值法和比值法计算各采样点的IBI分值以评价各采样点健康状况,结果显示,1、3、5赋值法和比值法的结果虽不完全相同,但趋势是一致的。黑水河大部分采样点的健康状况处于“较差”和“一般”水平。相关性分析结果显示,F-IBI分值与海拔呈显著负相关(P<0.01)。丰度生物量比较曲线显示,黑水河鱼类群落结构整体上受到中度干扰。

基于鱼类生物完整性指数的黄河口近岸渔业水域健康评价

构建黄河口近岸水域鱼类生物完整性指数(F-IBI)评价指标体系,可为河口典型渔业水域的生态修复和渔业资源可持续利用提供科学参考。基于2020年黄河口近岸水域鱼类资源底拖网调查,分别以1982-1983年和2013-2014年的调查数据为参照点,从种类组成与丰度、繁殖共位群和营养结构等方面筛选14个评价指标,构建黄河口近岸水域F-IBI评价指标体系,采用1、3、5赋值法计算鱼类生物完整性指数,用以评价黄河口近岸渔业水域健康状况。结果显示,与20世纪80年代初相比,黄河口近岸水域鱼类生物完整性水平为“差”;与2013-2014年相比,鱼类生物完整性水平为“好”。相较于20世纪80年代初,近40年来黄河口近岸水域生态健康状况下降严重,处于较差的水平;但与2013-2014年相比,2020年黄河口近岸水域生态健康状况变化不明显。过度捕捞、环境污染、入海径流量锐减等因素致使黄河口鱼类栖息环境恶化,资源结构被破坏,生物完整性降低,生态健康状况下降。

应用鱼类生物完整性指数评价北运河河流健康状况

评估北运河水系健康状况,为判别北运河水系水生态恢复成效提供参考。2020年5月、8月调查了北运河13个采样点的鱼类及生境状况,采用F-IBI评价北运河健康状况。共采集到鱼类20种,分属3目9科18属。选择人类活动干扰较轻的3个点作为参照点,其余10个点为受损点,从物种种类组成与丰富度、营养结构、耐受性和敏感性、繁殖共位群以及鱼类数量等5个方面构建F-IBI候选指标体系,然后依据分布范围检验、敏感性分析和相关性检验,筛选出F-IBI核心指标体系,包括鱼类物种数、Shannon-Wiener多样性指数、鲤科物种数百分比、漂流性卵鱼类个体数百分比、沉性卵鱼类个体数百分比、黏性卵鱼类个体数百分比、外来物种数量所占比例。采用比值法计算各采样点F-IBI值,并将其划分为“优”“良”“中”“一般”和“差”5个健康评价等级,评价各采样点健康状况。评价结果表明:北运河健康状况整体为中等偏上,其中7.69%的采样点健康状况为“优”,23.08%的采样点为“良”,53.85%的采样点为“中”,15.38%的采样点为“一般”。北运河水生态治理取得一定成效。

基于鱼类生物完整性指数的曹娥江流域水生态系统健康评价

2016—2018年对曹娥江干流以及主要支流的9个采样点进行鱼类调查,构建曹娥江鱼类生物完整性指数(F-IBI)体系,评价曹娥江流域水生态系统的健康状况。共采集到鱼类标本17116尾,分属12目25科69属107种。从种类组成与丰度、营养结构、环境耐受性、繁殖共位群、鱼类数量与健康状况5个属性的23个候选指标中筛选出鲤形目鱼类种类数(M3)、中下层鱼类物种数占比(M9)、敏感性鱼类个体数占比(M15)、借助贝类产卵鱼类物种数占比(M19)4个指标作为计算曹娥江流域F-IBI的核心指标,建立具有诊断意义的鱼类生物完整性评分标准,并对曹娥江流域9个采样点的鱼类生物完整性状况进行了评价。结果表明,曹娥江流域不同采样点中干流的健康状况等级为“极差~差”到“一般”,支流为“一般”到“好”。水质污染、水利设施阻挡和过度捕捞是造成曹娥江干流水生态系统健康水平较低的重要因素,而水利设施则可能是造成支流长诏健康水平较低的重要因素。

基于鱼类完整性指数评价倭肯河流域健康状况

于2021年5月(春季)和10月(秋季),在倭肯河流域(北纬45°46'49"~46°23'41",东经129°34'32"~131°30'51")设10个调查点,采用三层流刺网(中上层鱼类)和地笼(底层鱼类)相结合的采捕方法,调查了鱼类生物资源,以鱼类为指示物种,选取丰富度指数(M2)、Shannon-Wiener多样性指数(M3)、均匀度指数(M4)、杂食性鱼类种类数百分比(M14)、产粘性卵鱼类数量百分比(M25)及特殊产卵方式鱼类数量百分比(M29)等6个指标构建了倭肯河流域生物完整性指数评价体系(index of biotic integrity,F-IBI)。在倭肯河流域采集鱼类28种,隶属于4目6科20属,其中鲫(Carassius auratus gibelio)、鲇(Silurus asotus)、麦穗鱼(Pseudorasbora parva)等为优势种。倭肯河流域上游江段的Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数及Pielou均匀度指数均高于中、下游江段。河流状况处于“健康”(F-IBI≥3.45)的位点为40%;处于“亚健康”(3.45>F-IBI≥2.59)状态的位点为30%;处于“一般”(2.59>F-IBI≥1.73)状态的位点为20%;处于“差”(1.73>F-IBI≥0.86)状态的位点为10%;无处于“极差”(F-IBI<0.86)状态的位点。基于上述6个指标构建的倭肯河流域F-IBI体系具有可靠性。建议采取控制面源污染、加强渔业生态系统保护等方法,恢复倭肯河水域生态系统健康。

基于鱼类完整性指数的瓯江干流(丽水段)水生态系统健康评价

鱼类作为水生态系统的食物链顶层生物,对维护河流生态系统健康起着十分重要的作用。从鱼类的种类组成与丰度、营养结构、繁殖共位群、鱼类数量与健康状况、耐受性等对环境变化较为敏感的项目中初选25个候选指标,根据2019年3月、5月、8月和10月瓯江干流(丽水段)鱼类调查数据计算指标结果,以2010年8月现场调查数据为参照,通过候选指标的分布范围筛选、判别能力筛选及相关性分析等,选择总种数、鲈形目占总种数的比例、中上层鱼类占总种数的比例、底层鱼类占总种数的比例、Shannon-Wiener多样性指数、敏感性鱼类占总种数的比例、耐受性鱼类占总种数的比例共7个指标构建瓯江干流(丽水段)的鱼类完整性指数(F-IBI)体系,评估瓯江干流(丽水段)水生态健康状况。结果表明,瓯江干流(丽水段)中龙泉段、莲都城区段、海口村段F-IBI体系评价结果处于“极好”水平,大港头段处于“好”水平,研究结果可为瓯江干流(丽水段)水生态健康评价以及鱼类群落结构的优化提供借鉴。

应用鱼类完整性评价体系评价辽河流域健康

根据2009年8月辽河流域33个站点采集的鱼类数据(参照点8个,观测点25个),通过参数指标值分布范围、相关关系和判别能力分析,从23个侯选指标中筛选出了辽河流域的鱼类完整性指数(F-IBI)构成指标体系。该体系包括鱼类总种类数、Shannon-Wiener多样性指数、中上层鱼类百分比、底层鱼类百分比、鱼类个体总数、杂食性鱼类百分比、耐受性鱼类百分比、敏感性鱼类百分比和产粘性卵鱼类百分比共9个生物参数。分别采用1、3、5赋值法和比值法计算各站点的IBI分值,并根据参照点IBI分值的25%分位数值确定健康等级标准,对小于25%分位数值的分布范围进行3等分,提出了辽河流域河流鱼类完整性评价标准,分为健康、一般、差、较差4个等级。两种方法评价结果虽不完全相同,但趋势基本一致。Pearson相关分析表明IBI值与生境状况、水质状况、栖息地环境质量显著相关,其中与海拔、栖息地评分呈显著正相关,与CODCr、氯化物、总溶解颗粒物、含沙量、硬度、电导率呈显著负相关。

黄河口及其邻近水域鱼类生物完整性评价

根据2013—2014年在黄河口及其邻近海域进行的鱼类资源底拖网调查数据,并结合20世纪80年代和90年代的历史资料,依照黄河口水域鱼类区域组成特征,从鱼类种类组成、繁殖共位体、鱼类耐受性和营养结构等方面提出了12个评价指标,初步构建了黄河口水域鱼类生物完整性指数评价指标体系,并制定了评价标准,根据不同年代数据之间的差距分3个层次赋值打分,研究了黄河口水域鱼类生物完整性及其年代际变化。结果表明,20世纪80年代初期黄河口水域鱼类生物完整性表现为"极好"水平;90年代处于"差"水平;2013年处于"极差"的水平。与20世纪80年代初期相比,黄河口及其邻近水域的鱼类生物完整性呈下降趋势,人为因素对生态环境干扰较大,过度捕捞等造成黄河口水域鱼类种类减少甚至消失,黄河口水域生态健康状况下降。

基于鱼类生物完整性指数的浑河流域水生态健康评价

基于2010年5—6月浑河流域62个采样点的鱼类调查数据,应用F-IBI(鱼类生物完整性指数)体系评价浑河河流的生态健康状况.从23个候选指标中筛选出适用于构建浑河流域F-IBI体系的6个指标,分别为总渔获量、雅罗鱼亚科种类所占比例、鳅科鱼类所占比例、经济鱼类所占比例、耐污物种所占比例和广布种所占比例.采用比值法计算各指标的F-IBI值,根据所有采样点F-IBI值的75%分位数确定健康标准,对于小于所有采样点F-IBI值75%分位数的数据进行四等分,以确定浑河流域F-IBI体系的评价标准,依次分为健康、亚健康、一般、差和极差5个等级.结果表明,处于健康、亚健康、一般、差、极差状态的采样点分别占采样点总数的22.58%、27.42%、24.19%、14.52%、11.59%,其中前三者所占比例为74.19%,健康状况为差和极差的采样点主要分布在以沈阳市区为分界的浑河流域下游.Pearson相关分析可知,F-IBI值与电导率呈负相关,而与栖息地质量指数呈正相关.研究显示,浑河中上游河段的健康状况基本处于健康、亚健康和一般状态,而浑河下游的健康状况令人担忧,处于差和极差状态.浑河下游恶劣的水生态状况主要是受到沈阳工业区的影响.

太子河流域不同水生态区鱼类群落分布与环境因子的关联性

为了研究影响鱼类群落分布的环境因子在不同水生态区间的差异性,基于太子河流域3个水生态区,于2010年8月调查了全流域53个采样点的鱼类群落分布及水体理化环境因子,利用F-IBI(鱼类完整性指数)对河流健康进行评价,并对影响太子河流域不同水生态区鱼类群落分布和河流健康的环境因子进行筛选分析.结果表明:水生态Ⅰ区(上游山地区)整体表现为健康,Ⅱ区(中游丘陵区)以处于健康状况的采样点居多(45%),Ⅲ区(下游平原区)健康状况不佳,处于一般、差、极差等级的采样点占到90%.通过比较不同水生态区良好(F-IBI≥50.03)和不健康(F-IBI≤37.06)状况对应采样点的环境因子发现,水生态Ⅰ区内ρ(TN)差异显著(P<0.05),Ⅱ区内表现为林地面积所占比例差异显著(P<0.05),Ⅲ区内海拔、ρ(TDS)(TDS为总溶解固体)的差异显著(P<0.05).典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)结果显示,影响鱼类群落分布的环境因子在水生态Ⅰ区为平均流速(F=2.75,P=0.005),在Ⅱ区为林地面积所占比例(F=2.65,P=0.003),在Ⅲ区则为ρ(COD_(Cr))(F=3.83,P=0.001)、平均流速(F=3.42,P<0.001)、ρ(TP)(F=3.46,P=0.001)和pH(F=2.90,P=0.002).研究显示,在制订流域鱼类保护方案时,应当充分考虑不同水生态区特定环境因素的影响.

西辽河流域鱼类生物完整性指数评价及与环境因子的关系

采用鱼类生物完整性指数(F-IBI)评估西辽河流域环境质量,利用相关分析筛选了影响F-IBI的环境因子,结合局部加权回归散点修匀法(LOWESS)估算了这些环境因子的保护限值.结果表明:20个候选参数指标中,鳅科鱼类物种百分比、底层鱼类物种数、耐受性鱼类个体数、杂食性鱼类物种数和筑巢产卵鱼类个体百分比适合作为西辽河流域F-IBI构建参数.采用比值法统一参数量纲,以参考点F-IBI值的95%分位数作为健康参考值,对全流域44个采样点进行健康评价,得到健康点位5个(11.4%),亚健康点位9个(20.5%),一般点位12个(27.3%),差点位11个(25.0%),极差点位7个(15.9%).电导率、氨氮浓度、碱度和泥沙比例与F-IBI呈显著负相关,坡降和草地比例与F-IBI呈显著正相关.经LOWESS和独立样本t检验发现,电导率、氨氮浓度、碱度、泥沙比例和草地比例等环境因子的保护限值分别为531μS/cm、0.55 mg/L、4.4 mmol/L、47.2%和37.0%,且限值两侧的F-IBI分值差异显著,该结果可作为西辽河流域环境管理中鱼类群落完整性保护的有益参考.

渭河流域水生态系统群落结构特征及其健康评价

以渭河流域为对象,基于77个点位的水生态采样和调查结果,分析了该流域干支流着生藻类、大型底栖动物和鱼类3种生物类群群落结构特征,采用生物完整性指数评价了渭河流域鱼类、大型底栖动物和着生藻类的完整性,并对3种生物类群进行评价分析与比较。结果表明:基于3种生物类群的水生态系统健康评价结果存在一定差异,主要是由于3种生物类群对环境变化的响应各有不同,其中大型底栖动物的评价结果最好,其次为着生藻类,鱼类健康评价结果最差。综合来看,渭河流域水生态系统健康状况较差,受人类活动影响明显,大体表现为从上游到下游健康状况越来越差的趋势。对于渭河流域,影响鱼类、大型底栖动物和着生藻类的环境因子各有不同。通过系统全面地调查分析渭河流域不同生物类群的群落结构,可为流域水生态系统恢复提供科学依据。

广西河池地区河流基于鱼类的生物完整性指数筛选及其环境质量评估

为促进生物完整性评价法在中国的应用,加强珠江上游广西河池地区河流环境质量监测,该研究以鱼类为研究对象,初步构建了包含21个指标在内的广西河池地区河流基于鱼类的生物完整性评价的指标体系。根据鱼类调查所收集数据,结合历史资料的记录,对这些指标进行筛选和赋值,最终确立了6个指标,用于建立适合广西河池地区河流的基于鱼类的生物完整性指标体系;应用此指标体系对该地区部分河流(河段)进行了评价。评价的结果表明,小环江鱼类完整性为好;红水河、龙江和大环江为一般;刁江为极差。评价的结果与河流受人为干扰的实际情况相吻合,研究构建的评价体系可供河池周边地区使用和借鉴。生物完整性评价是水域环境质量监测的重要手段,为使生物完整性评价更加科学和客观,应加强生物完整性与环境因子之间关系的研究。

应用鱼类完整性指数评价漓江水生态环境健康状况

本文以鱼类为研究对象,以历史数据为"期望值",建立适合于漓江的基于鱼类的生物完整性指标体系,并应用此指标体系对漓江水生态环境进行评价。结果表明:漓江鱼类生物完整性评价处于"一般"和"良好"两个等级之间。

应用鱼类生物完整性指数评价秦岭黑河流域健康状况

分析不同时期秦岭黑河流域鱼类生物完整性的特点及变化情况,为该流域水生生态系统健康评价和西安市重要水源地的保护提供参考。以鱼类为研究对象,通过现场调查和历史资料收集,应用鱼类生物完整性指数(F-IBI)对流域生态系统健康状况进行评价。秦岭黑河流域鱼类记录1980年代34种、1990年代18种,2018年调查到鱼类17种。根据研究区域的鱼类生态特点,筛选鱼类总种类数、鳅科鱼类占总种类数百分比、鲤科鱼类占总种类数百分比、高耐污鱼类占总种类数百分比、低耐污鱼类占总种类数百分比、浮游生物食性鱼类占总种类数百分比、肉食性鱼类占总种类数百分比、杂食性鱼类占总种类数百分比等8个指标用于建立评价体系。1980年代秦岭黑河流域F-IBI得分为57,生物完整性"极好";1990年代F-IBI得分为18,生物完整性"极差";2018年F-IBI得分为30,生物完整性"差"。秦岭黑河流域鱼类资源减少,种类组成趋向单一化,鱼类生物完整性呈下降趋势,流域生态系统健康状况下降,相关部门应对厚畛子镇、陈河镇等关键源区加强管理。

浑河流域2010—2014年的鱼类群落和水生态健康变化分析

为了解浑河流域鱼类群落结构的变化趋势和水生态健康变化,分别于2010年和2014年对浑河流域46个采样点进行了鱼类和环境因子调查。其中2010年采集到鱼类15039尾,隶属于6目9科32种;2014年采集到鱼类10483尾,隶属于6目10科41种。Mann-Whitney U检验表明从2010年到2014年鱼类总物种数、香农多样性指数、底层物种数百分比、植食性和肉食性个体数百分比等鱼类特征参数显著上升。典型对应分析(CCA)结果表明,2010年显著影响鱼类群落结构的环境因子为流速、电导率、河流等级和钙离子浓度;而2014年显著影响鱼类群落结构的环境因子则为电导率、河流等级和氨氮浓度。2010年和2014年的鱼类完整性指数(FIBI)评分分别为48.76±24.82和50.41±17.35,与2010年的评价结果相比,2014年F-IBI结果稍有改善,其中极好和好的点位数分别少3个和1个,一般的点位数多9个,而极差和差的点位分别少4个和1个。

基于鱼类完整性指数的东江干流惠州段生态系统的健康评价

为评价东江干流(惠州段)生态系统健康状况,根据2011—2012年间该河段15个采样点采集的鱼类数据(参照点3个,观测点12个),通过对人类干扰的反应、指标分布范围、指标间相关性和判别能力分析,对常用的21个鱼类完整性指标进行了筛选,构建了东江干流(惠州段)鱼类完整性指标体系,并据此评价了15个取样点的健康状况。结果表明,东江干流(惠州段)15个取样点的健康状况有半数以上为亚健康及亚健康以上水平,其中,27%为健康,27%为亚健康,27%为一般,其余的19%为差。

基于鱼类生物完整性指数的水源地评价

通过历史资料和现场调查(2009年9月和2010年8月),对大中型水库水源地鱼类生物完整性(F-IBI)评价指标体系进行研究。根据研究区域的鱼类区系和水库生态系统特点,经过备选参数的筛选,构建了12个参数的F-IBI指标体系,并利用该评价体系对5座水库(编号A～E)的水生态健康程度进行了评价。结果表明,B、C和E3个水库F-IBI得分为42、48和46,生物完整性评估等级均为"好";D水库F-IBI得分为32,评价为"一般";A水库F-IBI得分26,评价为"差"。评价结果与5座水库的I、II类水质达标率的分级结果大致相同,表明该F-IBI评价体系应用于浙江省水源地评价具有较好的可靠性。

鱼类生物完整性指标在河流健康管理中的应用

探讨了鱼类生物完整性评价指标(F-IBI)的研究进展及其在河流健康管理中的应用适用性,构建了长江中上游地区F-IBI评价指标体系,并用该指标对长江中游浅水湖泊和上游三峡库区的生物完整性演变趋势做了评价。结果表明,长江流域多年来(1964～1998,1997～2002,2003～2008,2010)鱼类生物完整性呈明显下降趋势。中游浅水湖泊中,受人类干扰较大的湖泊或者年份的F-IBI得分较低。在三峡库区江段,从坝前到库尾,F-IBI值呈现递增趋势,同时,支流江段的健康状况明显优于库区干流水域。总体而言,各个江段的生物完整性等级均为差。上述案例中生物完整性的时空变化趋势与其他研究的评价结果互为补充验证。

鄱阳湖南矶湿地堑秋湖鱼类生物完整性指数评价

为了深入了解鄱阳湖区堑秋湖的生态现状,应用鱼类生物完整性指数评价方法对南矶湿地保护区内6个堑秋湖水域进行完整性调查和生态评价。结果显示,南矶湿地堑秋湖内有鱼类36种,隶属于6目11科,其中鲤科鱼类25种,皆为本土物种;样品鱼类肉食性次级消费者鱼类物种多样性较为丰富,杂食性的物种个体较多;耐污性鱼类27种,敏感性鱼类9种;无显著畸形和严重病菌感染的鱼类个体。由鱼类生物完整性指数得分可知,6个样点湖泊中5个湖泊水域处于一般健康状态,1个湖泊水域处于健康状态。