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。

日照市中小河流健康状况鱼类完整性指数评价

中小河流是淡水生态系统的重要组成部分,其健康状况对区域环境质量影响很大。文章根据日照市潮白河、傅疃河、绣针河等3条中小河流的鱼类多样性数据,筛选出了鱼类总物种数、杂食性鱼类个体数占比、敏感性鱼类个体数占比、黏性卵鱼类个体数占比、特殊产卵方式鱼类个体数占比、单位努力捕捞量等6个核心指标,构建了鱼类完整性指数(F-IBI)评价体系,提出了日照市中小河流鱼类完整性指数评价标准。结果表明,多数水域处于“亚健康”和“一般”状态,河流生态系统结构和功能受损;潮白河和绣针河中游健康状况优于下游和上游,傅疃河健康状况由上游向下游呈现降低趋势;各样点F-IBI分值与高锰酸盐指数呈显著负相关(p<0.05)。判别能力分析和非参数检验表明,该评价体系代表性较强、区分度较好,可以作为该区域中小河流健康状况的评价标准和管理工具。

基于栖息地质量指数方法的营口地区河流水生态健康评价

采用栖息地质量指数法对营口地区主要河流水生态健康进行综合评估。评估结果表明:营口地区主要河流栖息地指数在179~259之间,总体处于亚健康状态。研究成果对于区域河流水生态健康综合评估方法具有参考价值。

西北江下游河流底栖动物群落健康评价

2020年12月在西北江下游河流设置11个采样点,调查底栖动物群落结构,应用底栖动物完整性指数(B-IBI)评价河流健康状况,并分析B-IBI值与环境因子的关系。结果表明,参照点位的B-IBI值在0.59~4.00之间,处于中等—优状态;受损点位的B-IBI值在0~0.82之间,处于很差—良好状态,其中较差和很差状态占比为87.5%。氨氮浓度与B-IBI值呈现极显著的负相关性,降低水污染负荷是促进底栖动物群落恢复健康的有效途径。在水质已经实现好转的基础上,可通过营造河底卵石生境来促进底栖动物群落恢复,同时也应加强河岸带的修复。

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。

基于着生藻类生物完整性指数的章江健康状态评价

基于河流着生藻类与水质监测数据,采用着生藻类生物完整性指数法(P-IBI)开展章江健康状态评价,为河流生态系统恢复与水生态修复提供科学依据。通过对28个候选生物参数的分布范围、判别能力和Pearson相关性分析,筛选出由蓝藻属总数、蓝藻分类单元相对多度、可运动硅藻百分比3个核心指数组成的章江P-IBI指标体系,并根据其参照点的25%分位数值,确定章江流域河流健康评价标准。结果表明,章江流域P-IBI平均得分为1.91,河流健康状态为一般状态。9个采样点中,2个处于健康状态,2个良好状态,2个一般状态,3个较差状态;相关性分析表明,P-IBI与高锰酸钾指数(COD_(Mn))、五日生化需氧量(BOD_(5))、总磷(TP)、氨氮(NH_(4)^(+))、氧化还原电位(ORP)等水环境指标呈现显著负相关。从空间尺度看,河流健康状态从上游区到下游区呈现逐渐变差的趋势,这与河流沿线城市和产业发展状况密切相关。着生藻类生物完整性指数的河流健康评价结果与实际状况基本吻合,说明采用P-IBI法可以较好地反映河流健康状况。

基于鱼类生物完整性指数的独流减河水生态系统健康评价

2021年到2022年对独流减河水系鱼类进行调查。从种类组成与丰度、营养结构、环境耐受性、繁殖共位群四个方面构建独流减河水系鱼类生物完整性指数(F-IBI)体系,通过1、3、5赋值法对独流减河水系水生态健康状况进行评价,从“极差”到“好”分为6个评价等级。本次调查共采集到鱼类3601尾,分别属于3目7科10属10种。F-IBI结果表明,独流减河水系的健康状况评价等级为“极差”到“好”,整体处在“一般~差”水平。洪涝灾害、水质污染、过度捕捞等人类活动是使得独流减河水系水生态系统健康水平处在较低水平的主要因素。

基于B-IBI指数的秦皇岛市水体健康评价

为更准确了解秦皇岛市河流水体健康状况,对石河、新河、戴河、东沙河、饮马河、青龙河、西洋河等7条河流的15个断面的大型底栖无脊椎动物进行了采样调查。采用底栖生物完整性指数(B-IBI)对结果进行评价。此次调查共鉴定出大型底栖无脊椎动物41种,归属于4门7纲28科。优势种为萝卜螺属一种、摇蚊属一种和大粗腹摇蚊属一种。从分类单元数、群落结构组成、耐污能力、生活型和功能摄食类群5个类别选取18个参数,筛选出总分类单元数、大型无脊椎动物敏感类群评价指数(BMWP指数)和刮食者个体数百分比作为构建B-IBI指数的核心参数。B-IBI评价结果表明:西洋河和新河河流生态健康状态为非常健康;东沙河、饮马河、青龙河、戴河、石河河流生态健康状态为一般,没有出现健康状态为差或极差的河流。

应用大型底栖动物完整性指数评价呼兰河的生态健康状况

本文于2018年夏季(8月)、秋季(10月)和2019年春季(5月),根据呼兰河干支流等级和生态环境特征全流域设置28个采样点,采集大型无脊椎底栖动物和水环境样品,构建呼兰河底栖动物完整性指数,评价和分析寒温带山区河流呼兰河的生态健康现状及其主要威胁。结果共采集到大型底栖动物14目32科57种,筛选毛翅目分类单元数、EPT(蜉蝣目、襀翅目和毛翅目)分类单元数、EPT个体相对丰度、耐污类群分类单元数、生物指数、刮食者个体相对丰度6个参数作为呼兰河大型底栖动物完整性指数(B-IBI)核心指标,以比值法确定健康标准值为4.42,B-IBI评价结果表明:呼兰河整体健康水平“一般”,评价等级为“健康”的点位仅占调查点位总数的17.9%。水环境和土地利用数据分析表明,城镇化和农业生产是呼兰河生态系统健康面临的最主要威胁。

基于大型底栖动物生物完整性的流域水生态健康评价——以辽河流域为例

大型底栖动物完整性指数(B-IBI)在国际水生态健康评价中应用广泛,但需要结合各流域生态环境特征分别构建。以辽河流域为例,以流域99个点位水生态调查数据为基础,综合运用水质和生境质量作为参照点与受损点筛选标准,通过分布范围检验、判别能力检验和冗余性检验获得B-IBI核心参数,利用比值法进行核心参数标准化,等权求和计算B-IBI得分,最终构建适用于辽河流域的B-IBI评价体系。结果表明:辽河流域大型底栖动物包含74个分类单元,以昆虫纲为主(占总分类单元数的81.1%),个体数量最优势物种为缺尾高原纹石蛾(Hydropsyche kozhantschikovi);经筛选获得5个参照点和6个受损点,从28个备选参数中筛选出总分类单元数、毛翅目分类单元数、端足目+软体动物分类单元数、直接收集者相对丰度、黏附者分类单元数、Pielou均匀度指数6个核心参数用于计算B-IBI;B-IBI评价发现,调查时段的数据集中,4个点位处于健康等级,15个点位为亚健康等级,25个点位为一般等级,41个点位为差等级,14个点位为极差等级,流域水生态健康整体水平较差,超过1/2河段存在大型底栖动物群落结构退化现象。检验分析发现,B-IBI对水质变化具有较好的指示作用,且能有效区分出受损河段,表明B-IBI评价体系能准确表征辽河流域水生态健康状况,建议今后管理中作为辽河流域生物评价工具。

河流健康综合评价指数法的改进及其在昌江的应用

目前普遍采用的河流健康综合评价指数法中水生生物指标相对简单,不能准确度量复杂河流生态系统的健康状态。通过增加蜉蝣目、襀翅目和鞘翅目相对丰富度以及科级生物指数2项指标,改进水生生物指标中的二级指标,并采用改进前后的河流健康综合评价指数法对鄱阳湖入湖支流——昌江进行评价对比。结果表明,昌江总体健康状况较好,各样点均处于健康或亚健康状态;从河流上游至下游,昌江干流及主要支流东河健康状况明显下降,得分最低的3个样点都位于昌江干流,而健康样点大都接近源头;改进后的河流健康综合评价指数法可更好地区分昌江不同样点的水体健康状态。

应用底栖动物完整性指数评价上海市河流健康

据2011-2013年对上海市31条河流底栖动物的调查结果,对31个生物参数进行分布范围、判别能力以及相关性等进行分析,确定构建上海市河流底栖动物完整性指数(B-IBI)的4个参数:(寡毛类动物+蛭纲)数量百分比、耐污类群分类单元数、双翅目数量百分比和集食者分类单元数百分比.采用比值法统一量纲,将各个生物参数分值加和得到上海市河流B-IBI值.利用构建的B-IBI对上海市31条河流健康状况进行评价,结果表明:31条河流中,有4条河流处于健康状态,8条河流处于亚健康状态,9条河流处于一般状态,8条河流处于较差状态,2条河流处于极差状态;远郊河流健康状态最好,近郊次之,市区最差.

基于底栖动物完整性指数的浑太河流域河流健康状况评价

根据2012年浑太河流域65个采样点的底栖动物数据(10个参照点,55个观察点),对33个生物参数进行分布范围、判别能力和Spearman相关性分析,确定了EPT分类单元数、优势分类单元个体相对丰度、耐污类群分类单元数、敏感类群相对丰度、香浓威纳多样性指数构成B-IBI指标体系,采用比值法统一各生物参数量纲.将各个生物参数分值加和得到B-IBI指数值.利用构建的B-IBI开展浑太河流域河流健康状况评价,结果显示,所有样点中健康的占29.23%、亚健康的占12.31%、一般的占20%、较差的占26.15%、极差的占12.31%.相比于太子河流域,浑河流域的健康状况明显较差.小汤河上游、太子河南支、太子河北支所有样点的评价结果均为"健康",这些区域河流的健康状况在全流域是最佳的.浑河流域从大伙房水库往下游的点位的健康状况大多为较差和极差,这个区域健康状况也是全流域最差的.

漓江上游基于鱼类生物完整性指数的河流健康评价体系构建与应用

2013年4月—2014年1月分季度对漓江上游22个采样点采集鱼类数据,建立基于鱼类生物完整性指数（IBI）的河流健康评价体系。本研究共采集鱼类9 508尾,共计72种,隶属于4目15科51属,且漓江上游鱼类群落结构的季节性差异不显著（P〉0.05）,因此,采用夏季鱼类数据来评价漓江上游河流的健康。将22个候选指标经过分布范围、判别能力及相关性筛选之后,最终确定漓江上游鱼类IBI指标体系：即鱼类总物种数（M1）、Shannon-Wiener多样性指数（M7）、中下层鱼类占总类数的比例（M11）、肉食性鱼类数量比例（M14）、耐受性鱼类占总类数的比例（M22）5个参数指标。采用1、3、5赋值法计算各采样点IBI值,并将河流健康等级划分为：健康（IBI〉40）、一般（IBI=27-40）、较差（IBI=13-27）、极差（IBI〈13）和无鱼5个等级。结果显示,在漓江上游22个采样点中,10个采样点为健康,8个采样点为一般,4个采样点为较差;小溶江、川江、六洞河大部分河段处于健康或一般,黄柏江为较差。Pearson相关性分析结果显示：IBI值与溶解氧含量呈显著正相关。

基于底栖生物完整性指数的赣江流域河流健康评价

底栖生物完整性指数(B-IBI)是最为广泛应用的水生态系统健康评价指数之一。根据2009—2010年期间赣江流域60个采样点的底栖动物数据(15个参照点,45个受损点),对17个生物参数进行分布范围、判别能力和Pearson相关性分析,确定了B-IBI指数体系由总分类单元数、甲壳和软体动物分类单元数、甲壳和软体动物%和BI指数构成。采用比值法统一各生物参数量纲,将各个生物参数分值加和得到B-IBI指数值。根据参照点的B-IBI值的25%分位数值最终确定赣江流域河流健康评价标准。评价结果表明,赣江流域60个采样点中19个为健康,19个为亚健康,14个为一般,8个较差。综合来看,赣江流域河流处于健康-亚健康状态:上游各支流中绵水、贡江、上犹江和桃江为健康状态,章水、濂水、梅江和平江为较差状态;中游各支流健康评价结果多为健康-亚健康状态,而乌江为较差状态;下游各支流为健康-亚健康状态;赣江干流上健康评价的结果均为健康。

改进河流压力指数法及在河流健康评估中的应用

水文情势是河流生态系统的基本属性及重要驱动力,其年内及年际变化会影响河流生态系统的正常结构与功能。当前水文变化评估已被国内外学者列为河流健康评估的重要内容。河流压力指数(FSR)法以受干扰前后连续月径流系列为基础,采用10项指标评估人类干扰下河流水文情势的变化特征,但对河流水文变化生态过程的表征存在一定局限性。针对闸坝工程建设、水电资源开发等对河流调节的不稳定性及无规律性,从河流径流系列、指标算法以及指标优选等对FSR进行一系列优化改进。在南方某流域河流健康的评估应用中发现,改进型河流压力指数法适用于日径流系列并可如实反映河流受干扰的实际情况,使得河流健康评估更符合实际;优选后的5项指标充分代表了原10项指标的生态学意义及评分结果,更有利于FSR法的应用与推广。

基于底栖动物完整性指数的南广河河流健康评价

根据2012 年南广河（四川境内段）17 个采样断面（3 个参照点,14 个受损点）6 次底栖动物采样数据,对18 个生物参数进行分布范围、判别能力和Pearson 相关性分析,最终确定南广河流域生物完整性指数（B-IBI）由EPT 分类单元数、甲壳动物和软体动物分类单元数、甲壳动物和软体动物的个体相对丰度、敏感类群分类单元数、耐污类群的个体相对丰度、捕食者个体相对丰度和襀翅目个体相对丰度等7 个指数组成.采用比值法统-各入选生物参数量纲,计算其IBI 指数值和B-IBI 指标赋分（BIBr）值.结果表明,在17 个采样断面中,BIBr 分值在90 分以上的有6 个,80～90 分之间的有3 个,70～80 分之间的有2 个,60～70 分之间的有4 个,60 分以下的有2 个.从分布趋势看,BIBr 分值较高的点（80 分以上）主要分布在支流（如塘坝乡、马家岩）和干流上游少数几个点（如石碑乡、沐滩村和凉水井）,而下游特别是接近河口部分的几个采样断面均较低,大窝镇和南广镇两个断面的分值更在60 分以下.

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。

应用鱼类生物完整性指数评价荔浦河河流健康

生物完整性指数是河流生态系统健康评价主要方法之一。为评价荔浦河河流健康状况,选择鱼类作为指示生物,构建了基于鱼类生物完整性指标体系。2017年1月、4月、7月和10月对荔浦河4次采样共采集到鱼类21 192尾,经鉴定共计94种,隶属于6目17科62属。以S1(修仁镇)、S10(马岭镇)、S11(双江镇)作为参考点,经过分布范围分析、箱体图判别能力分析及相关性分析等指标筛选过程从25个候选指标筛选出5个指标,即鱼类总物种数、Shannon-Wiener多样性指数、肉食性鱼类数量百分比、敏感性鱼类数量百分比、产漂浮型卵鱼类数量百分比。将荔浦河河流健康等级分为"健康"、"一般"、"较差"、"极差"和"无鱼"5个等级。结果表明,荔浦河青山镇、荔浦县及蒲芦乡河段健康状态为"一般"水平,东昌镇、龙怀乡、杜莫镇及新坪镇河段健康状态为"较差"水平,茶城乡河段健康状态为"极差"水平。筑坝工程、架桥工程和修路工程等人类活动导致荔浦河支流上的健康状况比干流更差。上述研究结果可为荔浦河的河流管理和保护提供理论依据和技术支持。