基于大型底栖动物完整性指数与综合生物指数的水生态评价

针对不同流域部分生物指数评价标准并不统一的问题,利用熵权法构建综合生物指数(CBI)统一模糊评价标准,同时计算底栖动物完整性指数进行评价结果验证.以2021年秋季和2022年春季东洞庭湖10个监测点的数据为基础,通过对25个候选参数逐步筛选,选出M3(软体动物分类单元数)、M9(耐污类群相对丰度)、M13(BI指数)和M22(Shannon-Wiener指数)4个秋季核心参数以及M6(摇蚊个体相对丰度)、M13、M16(BPI指数)和M24(Margalef指数)4个春季核心参数,采用比值法统一量纲后累加计算底栖动物完整性指数,再对BPI、FBI、Shannon-Wiener、BMWP指数客观定权后计算CBI指数划分出5个状态进行对比,结果表明:B-IBI指数和CBI指数均得出靠近出湖河道点位较为健康,湖体点位多为一般和较差,整体秋季健康状况略好于春季,六门闸附近为极差状态,可能是因为该区域是东洞庭湖的闸口之一,常年关闭导致水体流动性较差,开闸放水后沉积物中的淤泥会释放污染物使得湖区总氮超标,进而影响了大型底栖动物的完整性.CBI指数与B-IBI指数以及COD_(Mn)、TLI(∑)指数等相关分析结果良好,表明利用综合生物指数和底栖动物完整性指数结合能为东洞庭湖的水生态健康评价提供参考.

生物炭对毛竹林土壤有机碳组分及碳库管理指数的影响

为探究不同生物炭施用量对毛竹林土壤有机碳组分及碳库管理指数的影响,本研究以广西桂林漓江上游毛竹林土壤为研究对象,以毛竹废弃物高温热解制备的生物炭为供试材料,通过一年野外施用试验,探究不同生物炭施用量下(0(CK)、10 t·hm^(-2)(BC1)、20 t·hm^(-2)(BC2)、40 t·hm^(-2)(BC4))毛竹林土壤有机碳活性组分和土壤碳库管理指数变化特征,分析环境因素对其影响。结果表明:与对照(CK)相比,高添加量生物炭(BC4)后土壤pH值、速效磷、速效钾、铵态氮、可溶性有机氮、微生物量氮等含量显著提高,但土壤全磷含量显著降低(P<0.05)。生物炭对总有机碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳及碳库管理指数等有显著的促进作用,均在生物炭施用量为40 t·hm^(-2)时达到最大值。相关分析表明,土壤碳库管理指数与pH、NH_(4)^(+)-N、EOC、POC均呈极显著正相关关系(P<0.01)。路径分析模型表明在生物炭添加下,土壤性质和可利用性养分直接影响活性碳组分,进而影响土壤碳库管理指数。综上所述,毛竹林中施用生物炭是提高土壤质量、促进土壤碳固存及合理利用竹林废弃物的有效手段,其中生物炭添加量为40 t·hm^(-2)的处理效果最优。

基于浮游植物生物完整性指数的福建省水库健康状态评价

根据2021年夏季福建省24座重要饮用水水源地水库水生态调查结果,分析了浮游植物群落结构特征和水库营养状态,并采用浮游植物总密度、香农-维纳多样性指数和蓝藻门密度百分比3个生物参数构建浮游植物生物完整性指数(P-IBI)评价了沙溪口水库和东张水库的健康状态。结果表明:2021年福建省大部分水库的浮游植物群落结构以蓝藻-绿藻-硅藻为主,其中以蓝藻门为优势藻的水库占比为60.9%;综合营养状态指数范围为24.3~51.7,平均值为40.3,水库富营养化程度较低,但个别水库仍存在富营养化的风险;沙溪口水库P-IBI综合得分为79.7,处于健康状态,东张水库P-IBI综合得分为59.0,处于亚健康状态;P-IBI评价结果与《2021年福建省河湖健康评估蓝皮书》中的多指标评价方法的结果一致性较好,基于浮游植物生物完整性指数的评价方法具有有效性和适用性。

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。

基于微生物生物完整性指数的河流生态系统健康评价——以青岛市张村河为例

为评估真菌群落生物指标对河流生态状况评价的贡献,以张村河为研究对象,利用丰水期(2020年9月)和枯水期(2022年3月)的沉积物样品中真菌群落的高通量测序信息,建立了丰水期和枯水期两个时期的微生物生物完整性指数方法(M-IBI)框架.通过分布范围、判别能力和相关性分析,确定了涵盖不同度量类型的核心评价指标.结果表明,丰水期的核心指标主要包括Agaricomycetes相对丰度、Ascomycota和Basidiomycota相对丰度之和、与COD负相关菌种相对丰度和动物病原菌相对丰度.枯水期的核心指标主要包括Hypocreales相对丰度、Tremellales相对丰度、Ascomycota和Basidiomycota相对丰度之比,以及与电导率和pH值负相关菌种相对丰度.在此基础上,计算得到了基于真菌群落的生物完整性指数(M-IBI).M-IBI能够有效区分参考点和受损点,与水质状况呈显著相关.基于真菌群落的M-IBI是较为可靠且具有广泛应用潜力的河流生态状况评价方法.

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。

超声血管指数定量、弹性模量与乳腺癌生物学特征关系及其变化的临床意义

目的探讨超声血管指数定量、弹性模量值与乳腺癌生物学特征关系及其变化的临床意义。方法选取接受新辅助化疗(NAC)治疗的103例乳腺癌患者为研究对象,分析NAC前超微血管成像(SMI)的血管指数(VI)、剪切波弹性成像(SWE)最大弹性模量值(E_(max))与乳腺癌生物学特征关系。根据NAC的病理反应结果分为显著反应组、非显著反应组,比较2组NAC不同周期末VI变化率、E_(max)变化率。采用受试者工作特征(ROC)曲线分析不同周期末VI变化率、E_(max)变化率预测乳腺癌NAC病理反应。结果NAC前VI、E_(max)与乳腺癌组织分化程度、病理分期及癌组织HER-2表达有关(P<0.05)。显著反应组NAC第1、2、4周期末的VI变化率和E_(max)变化率均高于非显著反应组,差异有统计学意义(P<0.01)。第2周期末的VI变化率联合E_(max)变化率预测乳腺癌NAC病理反应的AUC为0.918、灵敏度为0.874、特异度为0.905,高于第1周期末VI变化率联合E_(max)变化率的AUC(0.832)、灵敏度(0.788)、特异度(0.827),也高于第4周期末VI变化率联合E_(max)变化率的AUC(0.853)、灵敏度(0.827)、特异度(0.849)。结论VI、E_(max)与乳腺癌分化程度、病理分期及癌组织HER-2表达存在关联,化疗第2周期末VI变化率联合E_(max)变化率预测乳腺癌NAC病理反应效能最优。

不同BMI指数人群在跳绳运动中的下肢生物力学特征

目的跳绳是一种简单而有效的有氧运动,也是超重人群进行减脂的有效手段。通过了解比较跳绳时正常体重人群与超重人群的下肢生物力学差异,帮助识别可能导致运动损伤的风险因素。方法招募超重组(BMI>30 kg/m^(2))受试者10例,和正常体重组(BMI<30 kg/m^(2))受试者10例。使用运动捕捉系统、测力台和肌电等设备,研究跳绳运动对正常体重和超重人群下肢关节运动学、动力学、肌肉激活程度和地面反作用力等生物力学参数的影响,以及这些参数在冠状面和矢状面的变化,从而收集参与者的下肢生物力学数据。采用独立样本t检验分析组间差异。结果超重组髋关节内收大于正常组(P<0.05)。超重组髋屈曲最大值小于正常组(P<0.01);超重组髋屈曲最小值大于和正常组(P<0.01);超重组膝屈曲最小值小于正常组(P<0.05);超重组在跳绳着陆时膝关节外展大于正常组(P<0.05);超重组踝屈曲最大值小于正常组(P<0.05)。结论与健康体重的同龄人相比,超重人群在跳绳着陆时下肢在冠状面和矢状面生物力学方面表现出显著差异,同时超重个体可能面临的膝关节动作限制问题,关节变化量变小有可能导致超重人群在落地时缓冲幅度不够从而导致关节损伤的发生。这些差异可能会使超重人群在从事跳跃着陆活动时膝关节受伤的风险更大。

基于PMC指数模型的我国生物医药产业高质量发展政策评价

目的:生物医药产业是关系人民群众生命健康的重要民生产业,政策对产业发展至关重要。本研究通过对我国现有的促进生物医药产业高质量发展相关政策进行量化评价,为后续相关政策的制定和完善提供参考。方法:应用ROST CM 6.0文本挖掘法对2019-2023年国家和各省级人民政府、药品监督管理局发布的12份具有代表性的生物医药产业政策文件进行处理,建立生物医药产业高质量发展政策的PMC指数评价模型,并通过10个一级变量和40个二级变量对12项政策进行量化评价分析。结果:在12项政策中,优秀级8项,良好级4项。PMC指数平均值为7.17,总体处于优秀水平,但仍有改进空间。通过对比发现,其中2项PMC指数平均值较低的政策主要在政策目标、政策重点、激励措施等变量上得分较低。优秀政策为P1,P2,P3,P9,P4,P8,P12,P7。结论:目前我国生物医药产业高质量发展相关政策质量较高,在激励措施的财政投入、研发支持、服务保障等方面表现优秀,还可从明确发展目标、知识产权保护、全产业链供应链等方面进一步完善政策内容。

基于大型底栖无脊椎动物生物完整性指数的达里湖健康评价

为了研究达里湖健康状况,2021年8月设置7个采样点开展大型底栖无脊椎动物调查。基于此,构建了达里湖大型底栖无脊椎动物生物完整性指数(BIBI)指标体系。结果显示,总计发现6属(种)的大型底栖无脊椎动物,隶属2门3目5科。筛选出敏感类群评价指数(BMWP指数)和科级耐污指数(FBI指数)2个核心参数组成的达里湖BIBI指标体系。达里湖大型底栖无脊椎动物生物完整性指数为0.83,对照大型底栖无脊椎动物生物完整性指数赋分标准赋分值为74.45,2021年达里湖整体健康状况为亚健康。

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。

基于组合植被指数的红树林树种遥感分类与生物碳储量变化研究

红树林的物种结构对红树林生物碳储量有极大的影响,红树林生物碳储量是核算红树林碳汇能力的重要指标。本研究基于Sentinel-2多光谱影像,构建11种植被指数组合,针对茅尾海地区红树林优势种无瓣海桑(Sonneratia apetala)和桐花树(Aegiceras corniculatum)训练了基于支持向量机(SVR)的分类模型,并使用In VEST模型计算了2019-2023年研究区红树林生物碳储量的变化情况。结果显示,红树林识别指数(MRI)与其他植被指数进行组合后能够显著提高无瓣海桑和桐花树的分类精度;2019-2023年,研究区无瓣海桑和桐花树的总生物碳储量持续增加,年均增长率为3.02%。由于光学影像无法准确区分无瓣海桑群落和无瓣海桑-桐花树混交群落,本研究结果对红树林混交群落中桐花树群落面积存在一定程度的低估;而在平陆运河工程建设过程中,应对茅尾海地区红树林采取必要的保护措施,并以其他省份红树林蓝碳碳汇交易项目为参考,促进广西蓝碳碳汇的开发利用。

底栖动物生物评价指数在水环境监测中的应用

底栖动物作为水生态系统的重要组成部分,对于监测和评估水体健康状况具有重要意义。本文综述了底栖动物在水环境监测中的重要性,以及如何通过不同的生物评价指数来评估和监测水质。这些指数有助于识别污染源、评估污染负荷、监测清洁措施的效果,并为水生态保护和修复提供科学依据。

基于硅藻完整性指数的辽河上游水质生物学评价

2010年9月对辽河上游12个采样点的着生硅藻进行了生物调查,同时测定了ρ(DO)、pH、ρ(TP)、ρ(TN)、ρ(NH3-N)、ρ(CODCr)和ρ(BOD5)等水质参数.共检测到硅藻16属,以针杆藻属(Synedra sp.)、舟形藻属(Navicula sp.)、异极藻属(Gomphonema sp.)、桥弯藻属(Cymbella sp.)为优势种.根据硅藻香农多样性指数确定了5个相对清洁采样点和7个受污染采样点,对10个硅藻生物指数进行了辨别力分析和Pearson相关分析.结果表明,硅藻香农多样性指数、敏感性硅藻百分比和IDP硅藻指数最适合辽河上游的水质生物学评价.采用5、3、1生物指数记分法统一量纲后,获得变化范围在3～15的D-IBI(硅藻完整性指数).利用四分法划分辽河流域水质级别的标准,13～15为较好,10～12为一般,7～9为较差,3～6为差,并对12个采样点进行了重新评价,评价结果与水质参数的评价结果一致.总体看来,该D-IBI基本适宜于评价辽河上游的水质状况.

太湖水质评价中底栖动物综合生物指数的筛选及生物基准的确立

对太湖8个区域共60样点进行底栖大型无脊椎动物采样,共获得底栖动物24种,其中软体动物14种,节肢动物5种,甲壳动物5种。根据Hilsenhoff生物指数确定了15个相对清洁的样点和45个污染样点,然后进行21种生物指数的综合评估,结果表明,总分类单元数、（甲壳动物＋软体动物）分类单元数、%（甲壳动物＋软体动物）、%腹足纲、Goodnight-Whitley指数、Hilsenhoff生物指数和%直接收集者等7个底栖动物生物指数可以用作判别太湖水质的敏感生物指数。通过5,3,1记分法对6种生物指数统一量纲后,获得变化范围为7-35的综合生物指数,运用四分法划分了太湖水质判别的生物基准：7-14很差,15-21差,22-28一般,29-35好,并对60个样点进行重新记分,获得了太湖水质的基本生态分区现状,太湖的东南区属水质较好的区域,而西北区属水质较差的区域。该水质生物基准基本适合评价太湖不同区域的水质状况。

指数施肥对楸树无性系生物量分配和根系形态的影响

为探求楸树不同无性系生物量分配和根系形态的差异,2011年3—8月在甘肃省天水市小陇山林科所,以2年生楸树无性系1-4、7080和015-1组培苗为试验材料,设置了CK、6、10、14 g尿素/株4个处理,研究指数施肥对楸树无性系生物量分配和根系形态的影响。结果表明:(1)同一无性系中,10 g尿素/株的根、茎、叶生物量及总生物量、根长、根表面积、根体积和根平均直径均高于其它处理。无性系015-1的生物量和根系形态参数整体上高于无性系1-4和7080。无性系015-1在10 g尿素/株的根、茎、叶生物量及总生物量分别为89.44 g、61.30 g、79.97 g、230.71 g,是CK的1.48、1.52、2.09、1.66倍;根长、根表面积和根体积为22667 cm、6260 cm2、578.14 cm3,是CK的1.94、1.54、2.43倍。(2)指数施肥和无性系的遗传差异明显影响楸树不同无性系生物量的分配格局。适量施氮明显促进3个楸树无性系生物量的积累,而氮素缺乏或过量均不利于生物量的积累。8月同一无性系的根冠比均随施氮量的增加而降低;同一处理下无性系7080的根冠比高于无性系1-4和015-1。无性系1-4和7080的生物量主要向叶和茎分配,而无性系015-1主要向叶分配。(3)指数施肥在6月和7月主要促进细根根长和根表面积的增加;指数施肥在8月主要促进细根、中等根和粗根体积的急剧增加,分别比7月高达36.88%、124.96%、154.79%。这利于根系在中后期吸收更多养分,从而引起生物量分配格局的变化。(4)生物量参数和根系形态参数关系密切。根生物量、地上生物量、总生物量分别和根长、根表面积、根体积、根平均直径极显著正相关;根冠比和根长、根表面积、根体积、根平均直径极显著负相关;比根长和地上生物量、总生物量显著正相关,和根冠比极显著负相关。

应用Excel软件计算生物多样性指数

生物多样性指数是生物群落研究中的重要参数,广泛应用于海洋生态系统生物多样性的评价和研究。作者利用微软的电子表格软件Excel中的数组函数、条件函数及其他函数,提供了一种快速、简便、可靠的同时计算Shannon、Simpson、Berger-Parker、Margalef和Pielou均匀度指数等8种常用生物多样性指数的方法,应用开发的Excel文件——Biodixcel.xlsx,使用者只需在此文件列出的表格中一次性录入所要计算的原始数据即可在此表格中同时得到上述几个指数的计算结果,本方法为群落生物多样性的计算提供了一种简单、实用的工具。

底栖动物生物指数水质评价进展及在中国的应用前景

介绍了基于底栖动物的3类广泛应用的水质生物评价参数:Saprobic指数、BI指数、群落多样性指数,并结合它们在水质和水资源管理中的应用现状分析了各指数的优缺点。Saprobic指数和BI指数已是欧盟成员国及美国等国重要的水质生物评价指数,中国的水质生物监测技术规范中尚缺乏类似的生物指数。分析了中国开展BI指数水质生物评价研究的现状,探讨了中国建立BI指数评价标准与规范的研究基础、不足、应用前景和今后的研究建议。同时指出,目前的研究重点是底栖动物耐污值计算和BI指数水质基准。

估测作物冠层生物量的新植被指数的研究

冠层鲜生物量是指示作物长势状况的重要指标, 可用于诊断作物氮素营养状况。但常规测定生物量的方法需要破坏性取样，不利于帮助精准施肥管理决策。遥感技术作为快速分析手段可用于估测作物多种生理、生化参数，特别是借助植被指数。研究表明归一化差值植被指数（normalized difference vegetation index, NDVI）、最优土壤调节指数（optimization of soil-adjusted vegetation index, OSAVI）等现已构建植被指数可用于准确估测中低生物量信息，但在较高冠层生物量条件下，它们的估测能力显著下降。文章旨在提出更通用的新植被指数用于估测冠层生物量，以提高遥感技术在较高生物量条件下的预测准确度。试验在加拿大魁北克省的St-Jean-sur-Richelieu地区进行，5年（2004～2008）试验中采集了玉米及小麦不同生育期的地面高光谱数据及对应生物量信息，并在2005年获取航空机载高光谱影像一景（compact airborne spectrographic imager, CASI）。研究提出了红边三角植被指数（red-edge triangular vegetation index, RTVI），并将其与一些常见植被指数进行比较分析。结果表明RTVI是最好的估测冠层生物量的指数，在较高生物量条件下仍保持其对生物量变化的高敏感性，其与生物量间的决定系数为0.96。基于CASI影像，RTVI预测生物量值与实际测定值间的决定系数（R2）为0.58，预测标准误差为0.44 kg·m-2，取得了较好的结果。

利用MODIS增强型植被指数反演草地地上生物量

利用2002年5-9月MODIS增强型植被指数(EVI)、NDVI及同期地上生物量(ANPP)资料,分别按照5个月份、4种草地类型、2种植被指数,建立了VI-ANPP的线性模型和幂模型.研究结果显示,地面样地采样时间对模型影响较大,7月份模型相关性高,6,9月份相关性低.按照4种草地类型,草甸和典型草地模型相关性高,沙地和荒漠模型相关性低.按照植被指数,月份EVI-ANPP的相关性比NDVI-ANPP的相关性普遍提高,尤其是草地已经开始衰退的9月份;但草地类型EVI-ANPP的相关性只有在草甸和荒漠这两种草地中有明显改善,而在典型草地和沙地草地中相关性降低.按照不同模型类型,幂函数模型比线性模型的相关性普遍提高,只有当线性模型已经很好的草甸才例外.如果只使用5,7,8三个月的样地建立VI-ANPP模型,则相关性普遍提高.NDVI-ANPP线性模型的R2由原来的0.49增加为0.59,NDVI-ANPP幂模型的R2由原来的0.54增加为0.71;EVI-ANPP线性模型的R2由原来的0.52增加为0.63,NDVI-ANPP线性模型的R2由原来的0.55增加为0.73.在这种普遍增长趋势下,只有荒漠草地的EVI-ANPP线性模型的R2由原来的0.54降低为0.46.