浑河流域底栖动物生物完整性指数构建与健康评价

应用大型底栖动物生物完整性指数(Benthic Index of Biological Integrity, B-IBI)评价河流健康已成为河流生态系统管理的重要方法。根据2010年5月对浑河流域62个采样点的底栖动物调查数据,基于采样点的水质等级、栖息地质量综合评估指数、人类干扰强度和河岸土地利用评估等标准,选择同属于辽河水系的太子河流域的8个采样点作为参照点,构建浑河流域B-IBI生物完整性指数。通过对34个生物参数的分布范围检验、判别能力分析以及相关性检验,最终确定浑河流域B-IBI生物完整性指数由总分类单元数、EPT(蜉蝣目Ephemeroptera、襀翅目Plecoptera、毛翅目Trichoptera)相对丰度、耐污类群相对丰度、最优势类群分类单元数、直接收集者相对丰度以及香农威纳多样性指数6个参数构成。根据各参数值随干扰增强的变化趋势,采用比值法计算各指标的分值和评价标准。结果表明:浑河流域B-IBI平均得分为2.56,河流健康状态处于一般状态;62个采样点中,9个处于健康状态,13个处于亚健康状态、22个处于一般状态、10个处于差状态,8个处于极差状态;从流域空间尺度上来看,河流健康状态从上游区到下游区逐渐变差。相关性分析表明,B-IBI与水温、电导、溶解性固体总量、硝酸盐、总氮、五日生化需氧量等水环境指标呈现显著负相关,表明B-IBI指数对于水质污染具有较好的指示性作用。综上所述,浑河流域由于受城市工业区的分布影响,大型底栖动物生物完整性呈现出明显的空间分布差异,上游区河流生物完整性较好、中下游底栖动物群落呈现出明显的退化趋势。     

基于内容分析法的河流健康内涵及表征

运用内容分析法对近10~15年中外文献中有影响力的36个河流健康概念进行分析,经过样本选取、指标提取、量化处理等过程提炼出最频繁出现的能代表其内涵的6个标准,即：维持结构完整性、自然生态功能发挥、满足人类社会合理需求、处于良好状态、河流管理工具和目标、建立河流基准状态。基于此,对河流健康概念进行了重新架构：河流健康是指河流生态系统特定的良好状况,可以作为河流基准状态以及河流管理的目标,在这一状态下,河流生态系统能够维持其生态系统结构完整性,充分发挥其自然生态功能,并满足人类社会合理需求,提供相应的社会服务功能。通过对30个有关河流健康表征指标及评价方法的文献进行分析,识别生物指标、水质参数、形态结构、河床底质、水文条件以及河岸带状况等是目前使用最广泛的6个指标,指出河流健康的表征指标及评价标准应根据区域特征、人类活动影响以及功能定位而有所差异。     

长江干流典型区域河流生境健康评价

河流生境是河流生态系统中的重要组成部分，是维持河流健康的重要因素。河流生境健康的准确评估可以为河流生态系统的保护与修复提供重要依据。针对长江干流生境特点，从河流物理生境形态、河流岸边带生境和水环境特征3个方面选取了10个指标，构建了长江干流生境评价的指标体系。基于该评价体系，在2017年8~9月对长江干流的金沙江下游、三峡库区、长江中下游3个典型区域的127个调查断面进行河流生境综合评估。结果表明：金沙江下游、三峡库区、长江中下游河流生境综合指数（RHI）分值的分别为133.9、124.6、130.8，总体评价等级均为“良”。水流情势、受人类活动干扰是金沙江下游生境变化的主要驱动因子，河岸渠化硬化、河岸植被覆盖、河岸植被带宽则是三峡库区和长江中下游生境变化的主要驱动因子。建议长江上游区域强化水生生物重要栖息地完整性保护，中下游区域加强岸边带、洲滩的生态修复，恢复江湖连通性，构建长江流域生态廊道和生物多样性保护网络。     

珠江大藤峡工程蓄水初期对鱼类生物完整性的影响与减缓对策

鱼类生物完整性指数(F-IBI)评价是进行河流生态系统健康评估的重要基础，也是开展河流生态修复的前提条件。为探究珠江流域大藤峡水利枢纽工程影响水域鱼类资源和栖息生境受人为干扰的影响情况，基于2020～2021年鱼类资源现状以及历史文献资料，构建了基于F-IBI的水生态健康评价体系，评估了大藤峡工程影响水域鱼类生物完整性状况及其受胁迫程度。总体上，大藤峡工程蓄水前后工程影响水域F-IBI变化不大，评价等级均为“一般”,但与历史数据相比，现状调查中珍稀特有鱼类种类数下降明显、外来物种数量有所增加；库尾和典型支流河段鱼类生物完整性水平优于库区和坝下河段。建议长期跟踪评价F-IBI变化情况，识别大藤峡工程蓄水运行造成的生态影响以及水生态保护措施效果，进一步落实开展库尾生境修复、生态调度、外来物种防控等措施，提高区域水生态健康状况。     

多重人类活动干扰下赣江流域水环境和鱼类资源的研究现状分析

赣江是长江中下游的重要支流,赣江流域的水生态安全直接关系到长江经济带建设的可持续与绿色发展。然而,近些年来,人类活动干扰对赣江流域水生态的影响还在持续增加。该文综述了截止2017年12月赣江流域的水环境、鱼类资源及人类活动干扰影响的相关文献。目前,赣江流域水环境处于中度污染级别,有机污染物增加,无机污染物无显著变化。鱼类共有124种,隶属10目32科。经统计近10年的鱼类资源,赣江流域鱼类有7目35科120种,其中上游鱼类4目14科22种,中游鱼类6目28科82种,下游鱼类7目28科91种。全流域10年中未发现的鱼类包括中华鲟、鲥鱼、刀鲚、弓斑东方鲀、斑条鱊、短须鱊、拟尖头红鲌、似鱎、条纹小鲃、泉水鱼等33种。该文分析了影响赣江流域水生态的三类主要人类活动干扰:水电站建设,工农业污染和航运、采砂等,这些干扰增加了水体中营养盐和有机污染物的含量,同时破坏了水生生物生境,进而影响了鱼类的生存。随着赣江流域多个大型水电站的规划和建设,建议今后应进一步加强水电开发对水环境和鱼类资源的影响研究,同时开展生态修复,加强生境保护,严控涉水行为,完善生态补偿机制,以保证赣江流域的绿色发展。     

基于大型底栖动物完整性指数的河湖生态系统健康评价——以安徽铜陵为例

大型底栖动物是河湖水系生态健康的重要指示。2020年8月和11月在沿江城市铜陵市开展了典型河湖水系的大型底栖动物调查,构建了大型底栖生物完整性指数(Benthic Index of Biological Integrity, B-IBI),并进行了生态健康评估。根据铜陵市河湖生态系统43个底栖动物样点(8个参照点和35个受损点)数据,对46个候选参数进行了分布范围、判别能力和相关性分析,从中筛选出总分类单元数、腹足纲单元数、Margalef丰富度指数和撕食者单元数,构成大型底栖动物生物完整性指数的核心参数,采用比值法计算各指标的分值和评价标准。评价结果表明,铜陵河湖水系的B-IBI平均得分为1.47,整体处于亚健康状态。在43个采样点中9个处于健康状态,14个处于亚健康状态,5个处于一般状态,7个处于差状态,8个处于极差状态。研究可为沿江城市河湖水系生态健康评价和河湖管理提供科学依据。     

丰水期赣江流域着生藻类群落结构及其与水环境因子的关系

着生藻类在水质监测与水生态健康评价中发挥着重要作用。以江西最大的河流赣江为研究对象,对赣江丰水期着生藻类群落结构及其与环境因子的关系进行研究。选取53个点位对赣江全流域进行着生藻类群落结构的调查研究,共鉴定着生藻3门42属175种,其中硅藻门有23属151种,绿藻门有9属12种,蓝藻门有10属12种。硅藻门舟形藻属为丰水期赣江流域着生藻类优势属,该属生物密度百分比为14.080%。下游着生藻类以硅藻门桥弯藻属和舟形藻属为优势属,该属生物密度百分比分别为13.088%和12.935%;中游着生藻类以硅藻门桥弯藻属为优势属,该属生物密度百分比为12.849%;上游着生藻类以硅藻门异极藻属为优势属,该属生物密度百分比达10.150%。通过蒙特卡罗显著性检验发现,赣江流域下游总氮、溶氧、叶绿素a和电导率对着生藻类有显著影响,中游主要海拔、流速、河宽和总磷对着生藻类有显著影响,上游总氮、河宽、浊度和流速对着生藻类有显著影响。将其与着生藻类群落结构进行冗余分析(RDA),结果发现影响下游着生藻类群落结构的主要水环境因子为叶绿素a和电导率,影响中游、上游着生藻类群落结构的主导水环境因子分别是海拔和总氮。可见赣江流域丰水期下游和上游的着生藻类群落可在一定程度上反映水质状况,中游着生藻类群落结构主要反映的是流域地貌因子。     

河流健康研究进展与前瞻

河流健康研究是目前河流生态学领域研究热点之一。首先介绍了河流健康概念的产生、发展及其不同的内涵,辨析了河流生态系统健康、流域生态系统健康概念与河流健康概念的区别与联系,认为河流健康是指河流既能保持河流生态系统完整性,又能维持其对人类社会提供的各种服务功能。在分析河流健康内涵的基础上,着重回顾分析了国内外河流健康评价的实践情况以及河流健康评价方法,根据河流健康评价方法的评价原理,河流健康评价方法主要分为预测模型法和多指标方法。针对目前河流健康研究领域存在的主要问题,提出了河流健康研究的发展方向,认为今后开展河流健康评价研究还需在评价指标选取、评价标准确定、评价尺度选取以及河流健康评价与河流管理集成等方面进一步加强。     

基于层次分析法的城市河流生态修复评估

城市的发展改变了许多河流的自然水文环境，并导致河流生态系统中水质、物理生境和生物完整性下降。评估受损河流水体修复的效果，需要结合物理、化学的参数，以及对生物结构、多样性和过程的影响。构建了包含河流水力、水质、水生生物、河岸带及物理结构5个方面15个指标的城市河流生态修复评估指标体系，运用群组决策的层次分析法(AHP)，确定了各指标的权重，重要性排序前5位依次为：水质污染指数、鱼类IBI、水源补给量、藻类多样性、透明度。并以我国南方城市岐江河整治修复状况为例进行综合评价，结果表明,河流生态系统修复评估结果为可以接受，体现了河流整治工程使河流水质、生态的状况有所改善，但河流生态系统恢复需要较长的周期，修复初期生态系统仍处于受损状态。〖     

大型底栖动物快速评价指数BMWP在太子河流域的应用

大型底栖动物快速生物评价方法可快速判断河流在人为活动影响下的生态状况,对河流健康评价研究和河流保护与管理具有重要的意义。基于太子河46个样点的大型底栖动物监测数据,探讨大型底栖动物生物监测工作组(Biological Monitoring Working Party,BMWP)指数的适用性。采用方差分析研究了BMWP指数对重要水环境参数的响应程度,研究结果表明BMWP指数随地表水水质级别的降低呈显著地下降趋势。利用回归分析研究了BMWP指数与其他生物指数、生境状况的回归关系,结果显示BMWP指数与底栖动物香农多样性指数(R2=0.74)、底栖动物完整性指数(R2=0.85)以及生境质量评估指数(R2=0.60)均呈显著线性回归关系(p0.01),表明BMWP指数可以有效指示与反映不同河段的生物状况及其栖息地质量。利用BMWP指数对采样点进行的河流健康评价结果显示太子河46个采样点中,极好和良好的采样点占45.7%,一般的样点占21.7%,差和极差的样点为32.6%。BMWP指数对河流生态状况指示灵敏,能够准确反映河流健康状况。同时,野外监测、物种鉴定和指数计算简便,是河流健康评价中表征能力较强的快速生物评价指数。     

河流生态系统管理研究——以香溪河为例

香溪河是三峡水库湖北库区最大的支流，其健康与否对三峡水库水质有直接影响，因此开展香溪河生态系统管理研究具有重要意义。然而，由于河流生态系统管理是一个新兴的研究领域，如何开展相关研究值得探讨。简要介绍了该领域的研究现状，并重点结合香溪河主要受水电站建设、流域土地不合理开发、工业污染等因素影响的事实，认为应该以保证水量、水质作为河流生态系统管理研究和各种管理措施的出发点，并以维持健康的水生态系统，保证河流各项服务功能的正常发挥为最终管理目标。以该思路为基础，就香溪河而言，可以着重从流域土地利用的生态学规划、香溪河水电站的生态学管理、香溪河流域水质污染源控制、香溪河生态系统健康和服务功能的监测及评价等四方面开展该河流的生态系统管理研究。     

长江流域鄂西四河流大型底栖动物群落结构特征及水质生物学评价

鄂西水系是国家级水源保护区，也是湖北省重要的生态旅游区。为了解鄂西水生态健康状况，于2014年10月~2017年1月不同时段在宜昌国家可持续发展实验示范区卷桥河（J）、清江利川段（Q）、宜昌市水源地黄柏河（H）和丹江口入库河流天河郧西段（T）开展了底栖动物群落特征研究。研究表明：4个河段共采集到大型底栖动物5门8纲18目61科。基于底栖动物指示种耐污性及其丰度占比分析，表明J、Q和T三河流污染程度沿水流方向呈加重趋势，而H水体健康状况整体较好。运用FBI和SIGNAL底栖生物评价指数，显示四条河流健康程度沿水流方向均呈下降趋势，但H变化趋势平缓，结果表明H水体上下游均处于较健康状态，其他3条河流上游或源头水体健康状况良好，下游受到较重污染。对主要环境因子（TP、NH₃-N、COD_Mn和TN）做主成分分析表明，轴1的解释率达到65.1%，表明轴1可以有效表征主要环境压力梯度。FBI和SIGNAL指数与轴1线性拟合度均较高，表明二者在鄂西河流水生态健康评估中可作为快速生物评价指数。     

基于河流健康的辽河干流生态调度分期研究

河流健康受水文条件、人类活动干扰等因素影响存在季节性特点。作为以维护河流健康为目标的生态调度,在四季变化明显的北方地区也应具有分时期的特性。以辽河干流为研究区域,以月为单位对其河流健康进行评价,探讨河流健康的年内变化规律。研究表明辽河干流河流健康状况存在明显的分期特性,不同时期健康状况差异较大。基于上述特点,提出以分期生态调度的方式来改善河流健康,并划分出封冻期、汛前枯水期、汛期、汛后枯水期4个时期。同时确定出封冻期的最小生态需水、枯水期的河流自净需水、汛期的输沙需水的需水要求。最后耦合出辽河干流生态流量过程并与Tennant法比较,表明该流量过程符合天然的径流节律,能更好地维护河流健康     

基于遥感信息的流域生态系统健康评价——以大宁河流域为例

以三峡库区大宁河流域为研究对象,以生态系统健康理论为基础,以联合国经济合作开发署提出的P S R(压力－状态－响应)模型为基础,建立了大宁河流域生态系统健康评价指标体系,并以遥感数据为主结合少量辅助数据,提取了流域的生态系统信息。以小流域为评价单元,对每个小流域进行单因子及综合评价,结果表明大宁河流域生态系统健康状况具有垂直地带性分布规律。     

氮素在河流生态系统中的滞留研究进展

河流是陆地生态系统和水生生态系统物质循环的主要连接通道,氮素在河流生态系统中发生复杂的物理、化学、生态过程,氮素的滞留影响输出形态、负荷,人为活动改变滞留过程,加剧水体富营养化。总结了国内外河流生态系统中的氮素滞留方面研究。滞留主要受控于生物因素和非生物因素,需要恢复河流生态系统的结构和功能,加强氮素滞留,改善区域水环境。     

河流健康评价的时空特征与参照基线探讨

随着河流退化成为世界各国面临的主要水环境问题，旨在从水质、生物、生态等众多角度综合评估河流系统状况、改进河流管理的河流健康概念得以提出并受到关注。时空特征与参照基线的确定是河流健康评价的两个重要环节，前者将不同时空尺度相联系，为评价指标的选取提供参考，后者将河流理想目标与人类管理需求相结合，为评价标准的确定提供依据。结合河流等级理论、河流连续体概念和四维模型，分析河流系统的主要特点及时空特征，并从点（断面、点位）、线（河流、河段）、面（流域、水系）等级剖析河流健康评价的空间尺度，从短、中、长层次识别河流健康评价的时间尺度，从而剖析不同时空尺度河流健康评价的维度特征和评价重点；从河流健康评价的标准出发，定义了最小干扰状态（MDC）、历史参考状态（HC）、最低干扰状态（LDC）、最佳可达状态（BAC）等4种河流健康评价的参照基线，探讨了参照点位法、专家判断法、历史数据法、模型推算法等参照基线计算方法的确定程序和适用范围，最后从时空特征与参照基线等方面提出了我国河流健康评价的开展建议     

蒲河流域生态环境需水研究

以蒲河流域为例，以改善水环境为出发点，提出了一种以生态分区为前提，同时满足人类正常生产活动的生态环境需水估算模型。该模型从生态系统角度分析了蒲河流域现阶段存在的问题，比简单的水文模型更为符合蒲河流域的实际特点。在此基础上对蒲河流域进行生态分区，针对各生态分区对生态需水的需求不同，分别估算需水值。其中包括河道基本生态需水、河道蒸发需水，河道渗漏需水等。在考虑生态需求的同时，针对蒲河季节性河流且人工干扰严重的特点，对蒲河流域生态需水量值进行估算。计算结果表明，蒲河流域生态需水总量为4 53846万m³，并具有年内变化显著、受人类活动（污水排放量、人口密度等）影响各分区差距显著等特点，研究成果为今后季节性河流需水量的研究提供了依据