我国流域水生态完整性评价方法构建

流域水生态完整性评价是指通过对水生态系统中不同水生态指标(生物和非生物)的监测以及由数学方法综合形成的综合评价指数,来反映水生态系统完整性状况。近年来,世界各国水环境管理政策发生了变化,开始强调生态保护,重视水体的生态质量。中国现行的常规理化监测指标(如COD、氨氮、BOD5)很难满足水环境管理的需求,难以全面准确地反映水环境质量变化的趋势。因此,在借鉴欧美发达国家流域水生态完整性评价方法的基础上,结合中国目前监测现状以及流域水环境管理需求,构建了包括物理生境指标、理化指标、水生生物指标在内的流域水生态完整性监测与评价方法,以期为中国流域水质目标管理技术体系的业务化运行提供可资借鉴的技术支撑,实现从单一的化学指标监测转向综合的水生态系统监测,实现流域水生态完整性的监测与评价。     

沼泽湿地水生无脊椎动物完整性指数构建与健康评价

依据2017年5、7、9月对三江平原19处沼泽湿地(参照湿地6处,受损湿地13处)的水生无脊椎动物采样结果,应用生物完整性理论和方法,构建水生无脊椎动物完整性指数,评价三江平原沼泽湿地健康状况。通过对27个候选指标的分布范围、判别能力和相关性分析,筛选出总分类单元数、扁卷螺科百分比、龙虱科百分比、刮食者百分比4个指标构成水生无脊椎动物完整性指数核心指标。采用比值法计算各指标参数值,将各参数值加和得到水生无脊椎动物完整性指数值。根据参照湿地水生无脊椎动物完整性指数值的25%分位数值确定评价标准,对小于25%分位数的值进行三等分,确定三江平原沼泽湿地健康评价标准:≥2.58,无干扰;1.72～2.58,轻度干扰;0.86～1.72,中度干扰;0～0.86,重度干扰。结果表明:所调查的三江平原沼泽湿地有78.95%受到不同程度的干扰(其中47.37%受到了中重度干扰),21.05%属于无干扰。     

基于鱼类生物完整性指数的上海苏州河水生态系统健康评价

苏州河横贯上海中心城区,曾是都市污染河流。为从生态学角度揭示苏州河的污染程度,笔者采用鱼类生物完整性指数(F-IBI)评价了苏州河水生态系统的健康状况。分别于2019年6月4—23日(夏季)和9月14—26日(秋季),租用专业渔船在苏州河13个断面采集样本,共采集到10 102尾鱼类,隶属于8目15科37属45种。以大莲湖为参照点,通过判别分析和关联度筛选,从5大类29个初选指标中筛选出10个指标,构建了苏州河F-IBI评价指标体系。分析结果表明:夏季干流上游的5个断面状况为\"极好\"或\"好\",支流3个断面为\"好\"或\"一般\",而干流下游的5个断面则为\"差\"或\"极差\"。秋季干流上游5个断面和支流3个断面与夏季的健康状况相似,下游断面则有所改善,仅武宁路桥为\"极差\",其余均为\"一般\"或\"差\"。研究显示苏州河上游干流的水生态系统已基本恢复,而上游支流和下游干流还未建立健康稳定的水生态系统。建议苏州河环境综合整治第四期工程要更加注重治理岸上的污染源,同步实施干支流水系的污染治理,定期开展城区段淤泥清理,实施岸线的生态化改造。     

基于浮游动物完整性的扎龙湿地水生态状况评价

2019年5、8、10月分别对扎龙湿地春、夏、秋季的浮游动物进行采样调查,共发现浮游动物4门类44属72种,轮虫20属36种,原生动物13属20种,枝角类6属8种,桡足类5属8种。确定9个参照点和15个受损点,共选取24个候选生物指标,构建扎龙湿地浮游动物完整性指数,核心指标由总分类单元数、枝角类分类单元数、枝角类生物量、Margalef丰富度指数和中型浮游动物捕食者组成。采用比值法对0~2.91分布范围数值进行三等分,建立扎龙湿地浮游动物完整性指数(Z-IBI)健康评价标准:02.91时,无干扰。表明扎龙湿地87.5%受到不同程度的干扰,12.5%无干扰。     

北京市水生态监测评价方法构建及应用

根据北京市多年水生态监测的经验,确立了典型地表水体水生态监测的水文地貌、理化指标和生物要素。其中,生物要素评价因子主要包括浮游植物、浮游动物和底栖动物。并依据2014年监测结果进行了分析评价,将水生态状态等级分为5级。评价结果表明：北京市典型地表水体水生态状态综合评价结果中处于\"中等\"级别的监测断面数量为7个,占监测总数的41.2%,生物要素对最终评价结果影响略大。     

生态环境监测与生态经济学评价

探讨了荒漠生态环境监测与生态经济学之间的关系,提出荒漠生态环境监测应与生态经济学原则相结合,注意监测人类社会经济活动对生态环境的影响,并根据生态经济学中环境因素的稀缺性、综合性和反馈性等原理对人类开发利用自然资源进行正确评价。     

基于浮游植物生物完整性的北部湾生态健康评价

应用生物完整性理论和方法,研究基于浮游植物生物完整性指数(Phytoplanktonic Index of Biotic Integrity,P-IBI)在海湾生态评价中的方法构建,通过生境区域划分、评价因子选择、阈值确定等构建适合海湾的P-IBI生态健康评价指标体系,并以北部湾为例开展应用与验证。基于P-IBI的北部湾生态健康评价结果显示:3个水期中枯水期相对较好,丰水期次之,平水期最差,钦州市茅尾海海域内4个采样点在3个水期评价结果大部分为\"差\"和\"较差\",其余大部分采样点都在\"一般\"及以上。Spearman相关性分析显示,P-IBI均与水质类别正相关。研究结果表明P-IBI指数在北部湾生态健康评价应用与验证结果基本符合实际,应用P-IBI能够较好地开展海湾的生态健康评价,可因地制宜应用于近岸海域生态评价。     

环境DNA宏条形码监测水生态系统变化与健康状态

开展快速可靠的水生态监测并预测其变化趋势,对保护水生态环境具有重要的价值。近年来,环境DNA宏条形码技术(简称环境DNA技术)的快速发展弥补了传统形态学生物监测的缺陷,显著提升了水生生物群落的监测能力。与机器学习、遥感和云服务等技术结合,环境DNA技术不仅能大尺度、高频率、高灵敏度、自动化地获取生态监测信息,而且能准确地识别水生态系统的变化趋势,进而改变对水生态系统的认识与管理方式。因此,研究着重总结了环境DNA技术在水生态监测中的应用,分析了环境DNA技术与机器学习、卫星遥感等跨学科合作的潜在机遇,基于环境DNA技术简单、便捷的优势,提出了社会公民参与水环境保护的生态监测新思路。     

生态监测指标选择的探讨

为了维持自然生态环境与人类社会协调、可持续发展,需要对生态系统的状态、演化趋势等进行生态监测。该文以水生态系统为例,从生态系统的组成、结构和功能角度出发,分析比较了不同类型的生态监测指标,提出从生态完整性角度对来描述和评估生态系统状况,开展生态监测和生态评价工作。以水源地水库生态监测为例,阐述了生物完整性指数的应用效果,表明基于生态完整性的生态监测工作是可行有效的。国内外的相关应用与研究均表明,我国推广开展基于生态完整性的生态监测评价工作是完全可行的,具有广阔的应用前景,将极大地推动我国监测工作的发展。     

基于大型无脊椎动物完整性的赤水河健康评价体系构建

作为长江上游珍稀鱼类国家自然保护区的核心区,赤水河流域水系的健康状况虽颇受关注,但相关评价工作却较少。笔者结合现场调查(2016年)和历史数据(2007年),初步构建基于大型无脊椎动物群落的健康评价体系,对赤水河干流和部分支流的不同季节(春季和秋季)和不同河段(上中下游)的健康状况进行评估。指标筛选结果显示:赤水河上游河段在春季和秋季分别包括6、2个核心参数,中游河段分别包括5、4个,下游包括3、2个核心参数。通过四分法将健康状态划分为4个等级:健康、亚健康、一般和不健康。从整体上看,赤水河处于亚健康状态,且春季和秋季河流不同采样点健康状况有所差异,春季健康状况好于秋季。回归分析显示,BOD_5、COD_(Mn)以及NH~+_4-N是影响赤水河健康的主要环境因子。研究所构建的B-IBI评价指标较好地评估了赤水河的健康状况,可作为赤水河流域水体环境监测的有效手段之一。     

水生态环境质量评价方法及在黄河流域的应用进展

开展水生态环境质量评价方法研究,建立合适的河流健康评价体系是解决河流健康问题的前提和实现河流健康管理的重要手段。黄河自上而下生态环境现状迥异,水生态环境脆弱,寻求一种或多种适合黄河流域水生态环境质量的评价方法具有重要意义。该文介绍了国内外水生态环境质量评价方法及在黄河流域的应用进展,总结了鱼类生物完整性指数(F-IBI)、底栖无脊椎动物完整指数(B-IBI)、着生藻类生物完整性指数(P-IBI)及水生态环境质量综合评价法的主要指标,以及黄河流域不同区域生物种类的评价指标,分析了各评价方法优缺点及应用范围,并根据目前研究基础评述了黄河流域水生态环境质量评价存在的问题,对黄河流域水生态环境质量评价方法、指示生物的选择及水生态环境质量综合评价法的研究等提出了具体建议。     

水生态监测技术路线选择与业务化运行关键问题研究

“十二五”期间,中国流域治理将由行政区管理向流域水生态管理转变、由水质达标管理向生态健康管理转变.在实施水生态功能分区的基础上,科学开展水生态监测和评价是实现流域水质目标的重要基础工作.对水生态监测技术路线选择与业务化运行关键问题进行研究,包括水生态表征及监测指标选择、水生态质量参照点的确定及评价分级标准的确定、水生态评价方法的确定以及水生态监测业务化运行体系构建.     

水生态监测方法研究进展及在黄河流域的应用实践

水生态监测能够为水生态环境监督、管理和保护提供重要的数据和技术支撑。加强黄河水生态监测,维护流域水生态系统健康,对促进黄河流域高质量发展具有重要意义。从常规水质监测、生境监测和生物监测3个方面,分析了中国水生态监测方法的研究进展及在黄河流域的应用实践。结合黄河流域水生态监测尤其是生物监测相对滞后的现状,探讨了流域水生态监测的发展方向。建议加快黄河流域水生态监测能力建设,建立适用于黄河流域的水生态监测与评价标准体系,探索新兴监测技术与传统技术的有机结合。     

Assessment of Benthic Infaunal Condition on the Mainland Shelf of Southern California

Benthic infauna were sampled from 251 Southern California Bight (SCB) mainland shelf sites in the summer of 1994. Sample sites were selected using a stratified random design, with the primary strata being depth zone, geography, and proximity to point and non-point discharges. Benthic infaunal condition was assessed using the Benthic Response Index (BRI), and by comparing dominant taxa and community parameters (e.g., number of taxa) among strata. Ninety-one percent of sediments in the SCB were found to contain healthy benthic communities. Most stations with altered benthos were located near river mouths, in Santa Monica Bay, or on the Palos Verdes Shelf. Deviations at sites with altered benthic communities were mostly limited to minor changes in species composition, rather than to large declines in diversity or abundance.     

The ecological condition of south Florida estuaries

An assessment of the ecological condition ofsouth Florida estuaries based on regional probabilisticmonitoring was conducted during the summer of 1995. Samples anddata were collected on water and sediment quality, benthos, andfish tissue contaminants. Elevated concentrations of metals andpesticides were measured in both sediments and fish tissue withsome exceedances of guidance values. Bottom dissolved oxygenlevels over 23–37% of the area were below state criteria. Eighty-eight percent of surface waters had greater than10% penetration of ambient light to a depth of 1.0 m. Ninepercent of the area studied in South Florida exhibited degradedbiology and impaired use based on a calculated index ofecological condition. Using the probability-based monitoringdesign, useful information of this type can be provided toresource managers regarding estuarine condition on a regional scale.     

生物技术行业废弃物排放现状及调查评价

由于生物技术的特殊性,生物技术行业所产生生物废弃物的环境排放,对人体健康和生态环境可能带来安全隐患。目前对生物技术行业产生的生物废弃物监管也尚未形成专门的法规和监测评估体系。在实地调研和实验分析的基础上,归纳分析了上海生物技术行业生物废弃物排放种类和管理现状,探讨了生物废弃物的监测评价技术。     

我国水生态评价研究脉络与热点趋势探析——基于CiteSpace联合VOSviewer的文献计量及可视化研究

以中国知网数据库 2002—2022 年水生态评价科学论文为研究对象,利用文献计量工具 CiteSpace 和 VOSviewer,对水生态评价相关研究文献进行可视化分析,重点分析了我国在该领域的基础研究情况、研究热点和研究趋势。结果表明:①国内关于水生态评价研究的文献的发表量总体呈波动上升的年度变化趋势,反映出该研究领域具有重要的科学价值。②国内相关研究整体趋于成熟,核心作者群已初步成形,但学者间尚未形成有效的合作交流网络,这在一定程度上制约了研究水平的进一步提升。③高校和科研院所是开展水生态评价研究的核心力量,但各研究机构间的融合性不足,合作有待加强。④构建适宜我国国情的水生态评价体系是目前该领域的研究热点,包括评价指标的选取与评价方法的建立等方面,涉及多个学科领域的理论知识与研究方法。⑤未来,浮游植物等生物类群在水生态评价中的指示作用、水生生物群落结构的完整性、熵权法在多指标综合评价方面的应用等研究领域具有较大的拓展空间。同时,研究会朝着更加细分的领域深化,向理论和实践相结合的方向发展。     

滦河流域大型底栖动物生物完整性指数健康评价

生物完整性指数能够综合反映河流健康状况,是管理者制定科学保护恢复策略的有效评价工具。为全面了解滦河流域水生态健康状况,于2016年10—11月在滦河流域布设53个采样点,同时监测环境数据和大型底栖动物物种数据。通过构建底栖动物生物完整性指数(B-IBI)体系,对53个采样点进行生物完整性健康评价。B-IBI计算结果显示,滦河流域53个采样点中,\"健康\"和\"亚健康\"等级共有24个,\"一般\"等级有12个,\"差\"等级有10个,\"极差\"等级有7个。\"健康\"和\"亚健康\"的采样点多分布在承德市上游和冀东地区的部分干流和支流,而中下游大部分采样点表现为\"差\"和\"极差\"的健康状况。非参数检验结果显示,参照点B-IBI要显著高于受损点,表明所构建的B-IBI评价体系适用于在滦河流域开展河流健康评价。