浮选剂污染河段大型底栖无脊椎动物的群落特征及其对水质的评价

利用大型底栖动物的群落结构及其行为反应对有毒化合物——浮选剂污染河段水质进行评价,并提出了受浮选剂污染的污水生物系统评价标准.结果表明,主要污染物丁基磺药对涡虫(Dugesia gonocephala)的24h LC_51为78ppm.根据受污河段底栖动物群落的变化和涡虫在各断面河水中的行为反应,浮选剂污水生物系统可以划分成α-多污带,β-多污带,α-中污带,β-中污带和寡污带。并对所提出的浮选剂污水生物系统进行了讨论。     

太湖流域河流及溪流大型底栖动物群落结构及影响因素

2012年10月对太湖流域93个样点大型底栖动物进行调查,分析西部丘陵水生态功能区和东部平原水生态功能区底栖动物群落结构及其与环境因子的关系.共采集到底栖动物104种,隶属4门8纲19目46科85属.各样点的底栖动物总密度差别很大,介于1.33~39080ind./m2.西部丘陵区的物种丰富度、物种多样性均高于东部平原区.东部平原区的优势种主要为铜锈环棱螺和霍甫水丝蚓等耐污种,而西部丘陵区的优势种中包括清洁种(毛翅目和蜉蝣目幼虫).相似性分析结果表明2个生态区底栖动物群落具有显著差异,铜锈环棱螺、霍甫水丝蚓、锯齿新米虾、大沼螺、苏氏尾鳃蚓等是造成2生态区之间群落结构差异的主要原因.典范对应分析结果表明影响底栖动物群落结构的主要因素为栖境多样性、营养状态及底质异质性.Goodnight-Whitley指数和BPI指数评价结果表明西部丘陵区整体处于轻污染状态,而东部平原区大部分采样点处于轻污染状态和中污染状态,部分采样点处于重污染状态.     

广西红水河大型底栖动物群落结构时空分布特征

为了解广西红水河流域大型底栖动物群落结构状况,于2013年春季(4月)、夏季(7月)、秋季(11月)对红水河流域13个采样点进行了调查. 采集并鉴定出大型底栖动物179个分类单元,隶属7纲20目66科. 其中水生昆虫种类数所占比例最高(79.3%),软体动物次之(15.1%). 各季节大型底栖动物个体数表现为夏季>春季>秋季. 依据大型底栖动物群落组成相似性,利用聚类分析将13个采样点分为2组. 组1采样点主要分布于岩滩水库和红水河干流,组2采样点主要分布于各个支流,2组采样点在无度量多维标定排序轴上分布差异明显. 指示种分析结果显示,组1指示种为马速达多足摇蚊(Polypedilum masudai),组2指示种以宜兴似动蜉(Cinygmina yixingensis)敏感物种为主. 功能摄食类群研究结果表明,红水河大型底栖动物以刮食者占绝对优势,其个体数占总个体数的比例为36.45%,撕食者(6.15%)和杂食者(3.25%)所占比例较小. 单因素方差分析结果显示,其他类(包括软甲纲、蛭纲以及蜱螨亚纲)和捕食者相对丰度存在季节性差异(P<0.05). T检验结果表明,收集者、捕食者和杂食者存在组间差异(P<0.05).      

影响浑太河流域大型底栖动物群落结构的环境因子分析

于2012年5~6月对浑太河流域66个采样点的大型底栖动物进行调查采样.共采集到大型底栖动物72(属)种,其中水生昆虫51(属)种,占70.83%,环节动物7(属)种,占9.72%;节肢动物(属)4种,占5.56%;软体动物(属)10种,占13.89%.首先,采用相关分析从6类28个候选指标中筛选出EPT分类单元数、优势分类单元个体相对丰度、蜉蝣目相对丰度、毛翅目相对丰度、软体动物相对丰度、扁蜉科/蜉蝣目相对丰度、纹石蛾科/毛翅目相对丰度、寡毛类动物相对丰度、敏感类群相对丰度、耐污类群相对丰度、收集者相对丰度、黏附者相对丰度、香农-威纳多样性指数共13个指标用于表征浑太河流域大型底栖动物群落结构特征.然后,利用RDA方法分析了自然环境因子和反映人类活动压力的环境因子对大型底栖动物空间分异的影响.利用偏冗余分析(pRDA)比较了自然环境因子与人类活动压力因子对底栖动物群落结构影响的大小,以及流域、河岸缓冲区和河段尺度人类活动压力因子对大型底栖动物的影响.结果表明,所有环境因子可解释底栖动物群落结构空间变异的72.23%.纳入分析的人类活动压力因子解释了底栖动物群落结构空间变异的48.9%,纳入分析的自然环境因子解释了底栖动物群落结构空间变异的11.8%.河段尺度人类活动压力因子对底栖动物群落结构空间分异影响最显著.河段尺度人类活动压力因子可解释底栖动物群落结构空间分异的35.3%,其中,显著环境因子p H、栖息地质量、总氮、高锰酸盐指数、硬度、电导率、总溶解颗粒物和氨氮分别解释了4%、3.6%、1.8%、1.7%、1.7%、0.9%、0.9%和0.9%的底栖动物群落结构空间分异.河岸缓冲区和流域尺度土地利用对大型底栖动物空间分异的贡献分别为10%和7%.最后,采用相关分析比较了流域和河岸缓冲区尺度土地利用与水质、水文、栖息地质量以及底质的关系,结果表明流域尺度土地利用能更好地表征河流水质、水文、栖息地质量以及底质状况,也说明不同尺度环境因子对大型底栖动物群落结构的影响有联合效应.     

永定河底栖动物生物完整性指数构建与健康评价

构建大型底栖动物生物完整性指数是河流健康评价与河流修复的重要步骤.根据2017年4月永定河流域23个采样点的大型底栖动物生物监测数据,基于监测点水质状况与栖息地质量综合评估指数得分,选择潮白河水系大型底栖动物类群相似且人为干扰较小的5个监测点作为参照区域,构建永定河B-IBI（大型底栖动物生物完整性指数）.通过对大型底栖动物33个生物参数的分布范围检验、判别能力分析和Spearman相关性检验,最终确定永定河B-IBI由总分类单元数、蜉蝣目（E）-襀翅目（P）-毛翅目（T）个体相对丰度、优势分类单元个体相对丰度、摇蚊科个体相对丰度、敏感类群分类单元数、科级耐污指数（family biotic index,FBI值）等6个核心参数构成.采用生物完整性研究中常用的比值法和三分法构建的B-IBI评价得分体系.结果表明,两种方法计算出的B-IBI均具有较高的判别能力,均能较好地判别参照水体和受损水体的健康状况,二者具有较高的相关性和一致性（R>0.90）.永定河河流健康评价结果表明,洋河、桑干河和永定河干流监测点B-IBI平均得分分别为1.97、1.86和1.78,妫水河B-IBI平均值为2.48,23个采样点中有16个处于较差状态,7个处于一般状态.相关性分析表明,B-IBI指数与栖息地质量综合评估指数得分、ρ（DO）呈显著正相关,与ρ（NH₄+）、浊度、电导率呈显著负相关,表明B-IBI指数对于栖息地人为干扰和水质污染均具有较强的指示作用.研究显示,永定河大型底栖动物生物完整性基本丧失,全流域底栖动物群落呈现全面退化趋势,识别影响大型底栖动物群落的关键要素、恢复永定河河流生态系统结构和功能研究亟待开展.      

大型底栖动物生物评价指数比较与应用

采用不同生物指数评价河流健康,结果往往有差异,如何识别各种生物指数的关系和适用性成为亟待解决的问题.基于太子河流域大型底栖动物群落研究,比较了5种大型底栖动物生物指数评价结果的差异.结果表明,5种指数具有极显著的相关性,但由于健康等级划分标准差异,造成不同指数的健康评价等级存在一定差异.同时分析了不同指数对不同类型人为活动影响的敏感性,研究其在河流健康评价中的适用性.结果表明在太子河流域中,BI指数与土地利用类型和溶氧具有较好的相关关系,对这两类的干扰具有较好的指示作用;FBI指数对酸污染和氨氮污染具有较强的指示作用;ASPT指数与耗氧相关的水质指标有较强的负相关;B-IBI指数与总氮呈显著的负相关关系,可较好指示氮污染,而且B-IBI指数与其他类型人为干扰活动均呈显著的相关关系,对土地利用和水质污染也具有较好的指示作用.综上所述,大型底栖动物BI指数和ASPT指数应该分别适用于评价流域土地利用和水化学指标对河流生态系统的影响,而B-IBI可用于评估多种类型人为干扰活动.     

流域景观格局对大型底栖动物群落结构的影响研究——以太子河山区段为例

为研究太子河山区段大型底栖动物群落结构与陆地景观因子之间的相互关系,以水生态调查和遥感解译数据为基础,采用主成分分析和回归分析的方法分析了景观格局指数与大型底栖动物群落结构指数的关系,结果表明:大型底栖动物的物种数、EPT科级分类单元数(蜉蝣目、襀翅目、毛翅目)和ASPT指数与景观聚集度指数、最大斑块指数、连通度指数呈显著正相关,与景观香农多样性指数、分离度指数、景观形状指数呈显著负相关。研究结果反映了流域景观斑块的破碎化和人为干扰会对底栖动物群落结构产生负面影响,可以指导以保护河流大型底栖动物群落为目标的流域景观格局优化。     

太子河流域大型底栖动物群落结构空间分布特征

根据2009年5月太子河流域大型底栖动物野外调查结果,分别采用聚类分析(CA)、偏典范对应分析(pCCA)和指示种分析等方法,探讨了大型底栖动物在太子河流域的空间分布特征,确定了影响该流域大型底栖动物空间分布的主要环境要素,分析了不同生态区中大型底栖动物的群落差异. 结果显示,太子河流域大型底栖动物群落的空间分布差异明显,可将其划为3个空间分布区,即上游山地生态区、中游丘陵生态区和下游平原生态区;土地利用、水污染、河道物理特征和基本水质指标是影响该流域大型底栖动物群落分布的主要环境要素,总体解释率约为36.6%. 表明太子河流域大型底栖动物受到多种人为活动的干扰.      

贵州草海沉积物重金属分布及其对底栖动物群落的影响

基于原子吸收和ICP-MS,研究了贵州威宁草海4种重金属Zn、Pb、Cd、Ni的分布规律,并分析了其对底栖动物群落结构的影响.结果表明,表层沉积物中Zn、Pb、Cd 3种重金属含量已超过加拿大环境质量标准,超标样品量分别达到样品总数的82%、65%和47%,可能和周边历史上大规模的土法炼锌有关;草海表层水及孔隙水4种重金属含量均未超过国家I类地表水质量标准,表明污染的沉积物对水体重金属含量影响有限.表层沉积物中Zn、Pb、Cd均表现出湖中心及上游湖口含量更高的趋势,并和有机质呈显著正相关关系(r=0.837, P < 0.01; r=0.785, P < 0.01; r=0.780, P < 0.01),表明有机质在Zn、Pb、Cd的迁移和沉积中扮演了重要角色.在湖心沉积物柱中,Zn、Pb、Cd 3种重金属从剖面上部约10cm往上均有逐渐升高富集的趋势,与草海周边近几十年的大规模土法炼锌历史吻合.不管在表层沉积物还是在沉积物柱中Ni都呈现与其它3种重金属相反的分布规律,可能与Ni主要来源于自然背景有关.底栖动物群落结构调查表明,周边采样点比湖内采样点的底栖动物种类更为丰富,栖息密度也更大,这可能与草海湖内采样点重金属含量远高于湖周边采样点有关,具体影响及机制需要进一步深入研究.     

广东大宝山矿区周围土壤重金属污染状况评价

在大宝山矿区及周边四个区域(Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区)共采集土壤表层样品52件。针对不同采样点和不同区段的整体研究,文章在单因子指数的基础上对研究区重金属复合污染分别采用内梅罗指数和综合污染负荷法综合进行研究。矿区土壤中重金属元素污染程度有差异,其中Cr、Ni、Hg、Sn、Pb、Zn、As等重金属元素无或轻污染,Cu、Cd等则对该区土壤环境有较大影响。研究矿区内4个地段土壤重金属污染的总体状况研究结果显示,Ⅳ区(矿部区)土壤污染最为严重,其次为Ⅲ区(鸡笼铺区)和Ⅰ区(沙溪镇区),Ⅱ区(梅子坑区)相对较轻。     

基于自组织神经网络和K-means的场地地下水污染特征分析与分区管控研究

该研究基于自组织神经网络(SOM)和K-means方法,以华中地区某铬渣污染场地为研究对象,探讨了SOM+K-means方法应用于场地地下水污染分区管控的可能性。通过监测数据的描述性统计分析场地地下水污染特征,发现Cr (Ⅵ)、COD_Mn、SO₄2-、TDS、NO₃-、NH₃-N、Mn为研究区的主要污染物。基于SOM+K-means分析挖掘,并基于空间插值方法,将研究区地下水分为4类区域,并识别出每类区域需重点关注的污染指标。结果显示:类别Ⅰ需关注NO₃-;类别Ⅱ需关注Cr (Ⅵ)、COD_Mn、NO₃、TDS、NH₃--N;类别Ⅲ需关注SO₄2-;类别Ⅳ需关注Mn。该方法可较好地应用于地下水污染分区管控,对场地地下水污染防治具有指导意义。     

PRB技术对PCBs及重金属污染地下水的试验研究

可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier PRB)技术是原位修复污染土壤及地下水的新型技术。试验以多氯联苯(PCBs)及重金属为靶污染物,设计3个PRB反应装置:柱Ⅰ、柱Ⅱ、柱Ⅲ,分别以还原铁粉、废料生铁、废料生铁与活性炭的混合物为反应介质,对PRB技术治理PCBs及重金属污染的地下水的可行性进行试验研究。试验结果表明:进入稳定期,柱Ⅰ、柱Ⅱ、柱Ⅲ对PCBs的去除效率分别为98%,97%,96%;对重金属(Cr、Cd、Pb、As)的去除效率均在97%以上。通过各柱处理,出水水质均达到地下水水质Ⅲ标准。说明PRB技术治理PCBs及重金属污染的土壤及地下水是可行的。     

富营养化指数法在中国近岸海域的应用

系统研究了40多年来海水富营养化指数E定义的发展,进而整理了近10 a来应用富营养指数法评价中国近岸海域水质状态的富营养化指数E值,计算了我国Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ类海水水质标准所对应的E的最大临界值分别为:1.3、6、10.7和25;并阐明了河口近岸海域环境中海水产生富营养化E高值的原因。结果显示,中国近岸海域富营养化指数E值的范围在0~137.84;中国近岸海域出现E的高值不仅与港口海湾所处的自然地理环境有关,也与人为因素有关;人为排放的氮磷营养盐是导致海水富营养化的主要因素。     

海河流域河流滨岸带入侵植物等级与分布特征

为了解海河流域河流生态系统的退化程度,进而为河流植被修复提供支撑,对河流滨岸带植被入侵物种开展调查,并分析其入侵等级、分布规律及成因. 调查了海河流域九大水系滨岸带402个样地的植物物种信息和主要环境因子,参照《中国入侵植物名录》确定入侵植物名单,根据物种的出现频率和以该物种为优势种的样地所占比例来评价植物入侵等级,并分析物种入侵与环境因子之间的关系. 结果表明:①海河流域河流滨岸带入侵植物共有48种,其中一年生草本植物占72.9%,并且以菊科、苋科、禾本科物种数最多. ②Ⅰ级入侵种为反枝苋(Amaranthus retroflexusn)、苘麻(Abutilon theophrasti)、小藜(Chenopodium serotinum)、鬼针草(Bidens pilosa)和鳢肠(Eclipta prostrata)共5个物种,出现频率超过25%;Ⅱ级入侵种为小蓬草(Conyza canadensis)、大狼杷草(Bidens frondosa)、圆叶牵牛(Pharbitis purpurea)等共11种;Ⅲ级入侵种共32种. ③各水系平均出现入侵植物23种,其中子牙河水系入侵植物种数最多,为33种;其次为滦河水系,为25种;漳卫河水系最少,为15种. ④海拔和堤外土地类型与植物入侵强度相关性最大,海拔与入侵植物的关系主要通过人口压力相关联.      

乐安江河滩表层土中重金属的分布和残留分析

流经亚洲最大露天铜矿(德兴铜矿)的乐安江,其三条支流被由采矿行为而产生的酸性矿山废水AMD和一个活性炭厂排出的废液所污染,以至其河滩表层土中有高浓度的Cd、Cu、Pb、Zn。根据中国土壤环境质量标准判断,乐安江河滩表层土有4个地方被Cu所污染,3个地方被Pb和Zn所污染。而对于Cd、Cr、Ni来讲,所有采样点的浓度都比较低。4个高浓度金属离子的采样点表层土表明了它们受到了人为活动的污染。计算出的污染指数也表明受到污染的表层土呈局部分布,与4个污染源(德兴铜矿、银山铅锌矿、火力发电站和捕鱼区、金属高炉)的位置相对应。尽管4个污染源中的后面两个被清理有十几年了,但历史遗留下来的污染物仍残留在表层土中。     

城市河流沉水植物与大型底栖动物群落的关系

城市河流渠道化造成河流水生态系统普遍退化,重建水生生物栖息地,修复城市河流水生态系统成为近年来的研究热点.针对水生植物修复对大型底栖动物群落演替影响的科学问题,选择北京清河4个沉水植物修复河段为研究区域,于2012~2013年期间开展河流大型水生植物与大型底栖动物的季节动态监测,利用聚类分析、排序分析和方差分析比较水生植物修复区和对照区的大型底栖动物群落差异.研究结果表明采用沉水植物修复对大型底栖动物的密度、生物多样性和群落结构的稳定恢复具有显著效果,但不同叶片形态的沉水植物中底栖动物的密度、物种数、生物多样性和功能摄食类群的组间方差不显著,表明采用不同形态植被修复对大型底栖动物群落的恢复和次生演替的生态效应较为一致.大型底栖动物以直接收集者为绝对优势类群,表明沉水植物通过稳定局部微生境的底质和流速条件,为大型底栖动物提供更为适宜的生境条件,促进河流沉积物中的有机质转化.     

渭河流域鱼类群落结构特征及其受环境因子的影响分析

本文以渭河流域为研究区,调查了全流域45个点位的鱼类群落和水环境理化特征,采用聚类分析确定渭河流域主要的鱼类群落分布类型,并运用典范对应分析方法(Canonical correspondence analysis,CCA)识别影响渭河流域鱼类群落结构的主要环境因子.本次鱼类调查共鉴定出鱼类36种,其中,鲤科和鳅科是构成渭河流域鱼类群落的主要类群.鱼类聚类结果显示,群落结构可分为3组,第1组主要分布在渭河源头及上游支流,鱼类以陕西高原鳅(Triplophysa shaanxiensis)、岷县高原鳅(Triplophysa minxianensis)为优势物种,包括拉式鱥(Phoxinus lagowskii)、北方花鳅(Cobitis granoei)等敏感物种,耐受物种分布极少;第2组主要分布在渭河上游和泾洛河上游,鱼类以达里湖高原鳅(Triplophysa dalaica)、背斑高原鳅(Triplophysa stoliczkae dorsonotata)、棒花鱼(Abbottina rivularis)为优势物种,包括少数拉式鱥等敏感种;第3组主要分布在渭河中下游,鱼类以泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)、马口鱼(Opsariichthys bidens)、麦穗鱼(Pseudorasbora parva)、棒花鱼和鲫(Carassius auratus)等江河平原鱼类为主,耐受物种较多.CCA分析结果显示,影响渭河流域的主要环境因子有海拔高度、溶解氧含量、流速、高锰酸盐指数、砂/淤泥/粘土所占比例和草地所占比例.而对于不同的指示物种,影响其分布的主要环境因子也各有不同.本研究是继20世纪80年代以来首次对渭河全流域进行水生态调查,并分析渭河流域鱼类的群落结构特征,可为流域水生态系统恢复提供重要的科学依据.     

基于标识指数与敏感性分析的洞庭湖滨湖区地下水重金属污染评价

以洞庭湖滨湖区城西垸为例,采用基于熵权的综合标识指数模型,探讨了滨湖区地下水中各重金属污染现状,分析了综合评价结果对各评价因子的敏感性程度,并针对不同评价方法的评价结果进行了对比. 结果表明:基于GB/T 14848—1993《地下水水环境质量标准》Ⅲ类水质标准,研究区ρ(Pb)、ρ(Fe)、ρ(Mn)的超标率均达到67%,最差水质类别分别为劣Ⅴ类、Ⅳ类和Ⅴ类;地下水重金属污染空间变异明显,其中湘江西支地下水污染最为严重,综合标识指数(4.126)最大,属于Ⅳ类水质,洞庭湖区次之,湘江东支地下水污染程度最轻(3.515),并且两支流地下水由上游至下游呈污染逐渐减轻的趋势;敏感性分析表明,综合评价结果对ρ(Pb)和ρ(Mn)的敏感性较强,敏感性系数分别为0.0539和0.0479,说明Pb、Mn是影响城西垸地下水水质变化的主要重金属污染物.