基于鱼类生物完整性指数的拒马河北京段河流健康评价

拒马河是北京周边具有独特生物多样性的河流,目前面临很多水生态环境问题.鱼类生物完整性指数(F-IBI)是评价河流生态健康的重要方法.本研究于2018年5月和10月,在拒马河北京段设置9个采样点,利用地笼和刺网进行调查,共获得鱼类样本2001尾,隶属于4目9科.根据采样情况,初步设置了5大类21个初选指标,经过对指标完整性、相关性和取值范围分析,筛选得出6个评价指标:鱼类总物种数(M1)、鲤科占总种数的百分比(M3)、中上层鱼种类数百分比(M9)、杂食性鱼类种类数百分比(M13)、产粘性卵鱼类种类数百分比(M19)和鱼类总个体数(M20),构建了适用于拒马河的F-IBI指标体系,运用该体系对拒马河北京段的河流健康状况进行了评价,并将F-IBI与几个主要水环境参数和拦河坝相关数据进行了相关性分析.研究结果表明,拒马河北京段河流健康整体处于较差水平,F-IBI与水质理化因子无显著相关性,与参数"采样点与上游最近拦河坝的距离"呈显著相关.结果表明,拒马河北京段河流健康指数的关键影响因素不是水质理化因子,可能与拦河坝导致的河流片段化有关.     

新疆伊犁河大型底栖动物群落及水质生物评价

利用大型底栖动物进行河流生态系统健康评价是一种有效且能够综合反映河流生态系统变化的生物评价方法,对于河流监测、管理与保护具有重要指导作用.2014年7月和2015年7月对新疆伊犁河支流喀什河和巩乃斯河共17个样点的大型底栖动物群落进行调查分析,共采集大型底栖动物19 735头,分10目39科81属(种),其中水生昆虫、软体动物和寡毛类分别占93.8%、2.5%和3.7%.采用Shannon-Wiener指数、Pielou指数、Margalef指数、BMWP记分系统和ASPT记分系统对伊犁河进行水质健康评价.结果表明伊犁河河流健康状况整体较好,但不同河段间的水质健康等级差异较大.其中喀什河水质健康等级为亚健康和健康的河段占35.6%,差与极差的河段占20.0%;巩乃斯河水质健康等级为亚健康和健康的河段占84.0%,不存在健康等级为差和极差的样点.其中ASPT记分系统和Pielou指数评价结果在灵敏度上稍差,ShannonWiener指数、Margalef指数和BMWP记分系统更适合伊犁河地区的水质生物评价.     

基于河流环境与生物复合指标评价辽北地区河流生态系统健康

基于河流环境与生物指标,构建了适用于以农田和城镇等土地利用格局为主的平原地区河流健康综合评价指数(River health comprehensive assessment index,RHCAI),该指数主要由河流水文、河流形态、河岸带状况、水体理化参数以及水生生物5大类指标构成.考虑到生物因子对河流干扰的敏感性和准确性较高,利用层次分析法适当提高了生物指标的权重.以辽北地区辽河、浑河及其支流为例,利用RHCAI对其健康状况进行了评价,结果表明,该区域河流的健康状态处于"一般"到"亚健康"水平,在被评价河流中,卧龙湖入湖河流的得分最高,接近"健康"水平,而北沙河、蒲河、柳河与东马莲河的健康状态相对较差.河流是淡水资源的重要载体,对其健康状态的科学评价可以为河流的生态修复、水资源的合理开发利用及流域的可持续发展决策提供重要的科学依据和有益借鉴.     

基于河口生物完整性指数评价上海周边海域健康状况的初步研究

近些年来由于水域污染、过度捕捞以及栖息地破坏等原因,河口生态系统的健康状态不断恶化。为研究河口健康状况,利用上海周边海域2016年春季仔、稚鱼DNA条形码鉴定结果,运用河口生物完整性指数(EBI),对上海周边海域的健康状况进行评价,为河口生态修复后评估、河口生态系统健康评估提供技术支持。根据鱼类种类组成特征、可获得数据的类型,初步建立了适合上海周边海域的EBI体系。确定了鱼类浮游生物总种类数、底栖鱼种类数、水层鱼种类数、低耐污种数、高耐污种类数百分比、杂食性种类数百分比、虫食性种类数百分比、肉食性种类数百分比、鱼类取样个体数、外来或天然杂交种种类数百分比等10个作为评价指标。根据各站点数据之间的差距分3个层次赋值,采用1、3、5赋值法计算各采样点EBI值,并将河口生物完整性划分为9个等级对河口进行评价。结果显示,通过DNA条形码的分析,本次调查获得仔、稚鱼样品有18个种,鉴定到属有1个属。由EBI计算所得,所有站点EBI均值为27.6,变化范围在0~41之间;根据EBI等级划分标准,上海周边海域健康状况处于一般到极差的水平。杭州湾北岸EBI值等级为一般,舟山附近海域EBI值等级为差,而长江口海域EBI值等级为差-极差。研究表明,EBI方法在海洋生态系统健康评价过程中表现出良好的效果,为今后深入开展河口生态修复效果评估研究提供了科学依据。     

基于大型底栖动物完整性指数(B-IBI)的永定河水系生态健康评价

永定河是京津冀区域重要水源涵养区和生态屏障,为了解永定河水系的水生态健康状况,2016年对永定河水系大型底栖动物进行调查,共布设样点30个,采集到底栖动物38种,其中水生昆虫33种(摇蚊科16种),环节动物门3种,软体动物2种。从耐污值(Tolerance Value,TV)看,TV≤3的敏感类群所占百分比为13.2%,TV≥7的耐污类群所占百分比为44.7%。从类群出现频率看,出现频率最高的3个种分别为霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、德永雕翅摇蚊(Glyptotendipes tokunagai)和云集多足摇蚊(Polypedilum nubifer),分别为46.7%、40.0%和36.7%,3个物种均为耐污值较高的种类。采用底栖动物完整性指数(Benthic Index of Biotic Integrity,B-IBI)方法评价永定河水系生态健康状况。通过分布范围分析、判别能力检验及相关性分析等,确定永定河水系生态状况评价B-IBI的核心指标体系,包括总分类单元数、摇蚊分类单元数和BI指数(Botic Index)3个指标。根据比值法,以参照点25%分位数确定永定河水系底栖动物完整性评价标准。根据参照点25%分位数确定永定河水系底栖动物完整性评价标准,即B-IBI2.13为健康,1.60~2.13为亚健康,1.06~1.60为一般,0.53~1.06为较差,0~0.53为极差。B-IBI评价结果显示,永定河水系6.7%河段处于健康状态,23.3%河段处于亚健康状态,36.7%河段处于一般状态,20.0%河段处于较差和13.3%处于极差状态。除官厅水库坝上和宁车沽闸下外,其余样点的底栖动物完整性均受到不同程度的损害,表明永定河水系水体的健康状况整体不容乐观。     

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人湖支流——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个样点都位于昌江于流,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.     

上海地区河流健康评价方法探讨

界定了河流健康的概念,基于对国外河流健康表征指标的剖析,尝试从河流水文、河流形态、河岸带状况、水质理化参数以及河流生物5方面对河流健康进行评价,初步提出由5个1级指标、17个2级指标架构的城市河流健康评价体系.通过国际调研、标准对照、专家咨询等方法制定相关评价标准,基于简明的评价模型将河流健康状况划分为很健康、健康、亚健康、不健康和病态5个等级.以上海中心城区某河流为例,对其健康状况进行评价.     

宜兴市莲花荡水系整治工程前后生态健康评价

以入太湖莲花荡水系为研究对象,结合2015年4个季度9个采样点的水质学、生物学共7个指标生态调查数据,采用多指标综合评价法,从生物完整性、化学完整性2个方面评价了莲花荡水系整治工程前后的生态健康状况。结果表明,2015年第1、2季度健康状况较差,健康的样点个数分别为3和1,在2015年6月开展清淤工程及集约化畜禽产业整改后,3、4季度健康状况明显改善,健康样点个数分别达到9和7。影响莲花荡水系化学完整性的主要水质指标是TN、TP,3、4季度TN仍超出地表水Ⅴ类标准,处于严重病态,TP为地表IV类标准,处于病态。影响莲花荡水系生物完整性的主要因子是底栖动物,仅监测到20种耐污能力较高的底栖动物物种,而未发现清洁物种。为了进一步改善莲花荡水系生态健康状况,建议开展沿岸农村生活污水的截污治理、农业面源的生态拦阻等污染源控工程,辅以生态岸带建设及湖滨带生态修复等工程。     

基于大型底栖动物完整性指数B-IBI的东江流域水生态健康评价

为系统评价中国华南地区东江流域河流生态系统健康水平,以大型底栖动物为指示生物,基于96个大型底栖动物样点(16个参照点和80个受损点)数据,对24个底栖候选生物学指数值的分布范围、相关关系和判别能力进行分析,从中筛选出EPT分类单元数、双翅目分类单元数、寡毛类个体百分比、撕食者个体百分比、BMWP分数、ASPT分数构成东江流域的B-IBI(benthic-index of biotic integrity,底栖动物完整性指数)评价体系,采用比值法统一量纲计算B-IBI值,并依据B-IBI值分布的95%分位数法建立健康评价标准:B-IBI4.78为极好,3.04B-IBI≤4.78为好,2.17B-IBI≤3.04为一般,1.80B-IBI≤2.17为差,B-IBI≤1.80为极差。评价结果表明,96个采样点中4个为"极好";17个为"好";21个为"一般";24个为"差";30个为"极差"。综合来看,整个流域B-IBI评价结果的空间分异规律性较强,"极好"和"好"样点主要分布在中上游山地源头溪流和支流;"一般"级别样点在全流域均有分布;"差"和"极差"样点主要集中在下游高度城市化的平原区及河网区。健康等级差异变化基本呈现为由源头溪流类型—山地丘陵过渡类型—平原河流类型逐渐变差的趋势特征。B-IBI值与坡度呈线性相关关系(R~2=0.22,P=0.000 5);与海拔(R~2=0.36,P=0.007)、城市覆盖比(R~2=0.23,P=0.000 7)、森林覆盖比(R~2=0.27,P=0.000 6)呈指数相关关系。B-IBI适用性较好,可作为东江流域水体环境监测的一种有效手段,同时为东江流域科学管理提供科学依据。     

北京市北运河水系水生植物群落结构与生物完整性

为促进城市河流的管理和保护,于2015年6月对北京市北运河水系的49个样点开展水生植物群落调查,在此基础上通过分布范围、判别能力和相关分析从备选指标中筛选适宜评价的核心指标,利用比值法计算各核心指标并累加求平均值得到各样点的植被生物完整性(VIBI).从北运河水系共采集到36种水生植物,其中湿生植物14种,挺水植物13种,沉水植物6种,浮叶植物2种,漂浮植物1种.北运河水系的水生植物群落物种多样性较低,28个调查样点无水生植物生长,其中包括9个断流河段.21个有水生植物生长的河段中5个为健康(VIBI0.60),5个为良好(0.60VIBI0.38),7个为一般(0.38VIBI0.23),4个为较差(VIBI0.23).根据VIBI的空间分布,上游沙河和温榆河以及远郊的凤河VIBI较高,而下游清河、坝河和凉水河等支流的VIBI较低.相关分析表明栖息地环境质量、栖境多样性、河岸植被多样性是影响北京市北运河水系VIBI的主要因素.综上所述,受人类活动的干扰,北运河水系的水生植物物种多样性低,其中人类干扰小的支流植被生物完整性较高,而人类干扰严重的支流植被生物完整性较低.     

River therapy

Environmental Chemistry Letters -     

汉江上游金水河流域河水的化学特征

本文以汉江上游金水河流域为研究区域,通过对大气降水、河水的水化学及氢氧稳定同位素分析,揭示河水水化学特征及其补给来源.结果表明,(1)流域内大气降水和河水的水化学类型为Ca2+-HCO3-型,主要占优势的阴阳离子分别为HCO3-和Ca2+;(2)河水水质总体表征良好,其离子、金属及微量元素和营养盐的含量较低;(3)河水的δD和δ18O关系表明,河流的主要补给来源为大气降水.     

松花江、黑龙江水中可溶性铁与有机质含量的相关性

以黑龙江和松花江为研究对象,分析了河水中可溶性铁含量的分布特征及其与有机质含量、pH值的关系.结果表明,黑龙江、松花江水体中可溶性铁质量浓度分别为0.10～0.62和0.11～0.73 mg·L-1,Fe2+质量浓度分别为0.01～0.16和0.04～0.35 mg·L-1.松花江水体中可溶性铁、Fe2+浓度平均值均略高于黑龙江.同一年份内水体可溶性铁含量峰值以平水期居多.黑龙江水体CODCr与Fe2+含量呈显著负相关,松花江水体CODCr与可溶性铁含量呈显著正相关.松花江水体中BOD5、pH值与Fe2+含量呈显著负相关.人为来源的难生物降解有机质的大量输入提高了河水中铁离子的络合容量,使水中可溶性铁和有机络合铁含量增加.     

Rehabilitating China's Largest Inland River

Abstract:  Wetlands are particularly important for conserving China's biodiversity but riparian wetlands in the Tarim River basin in western China have been reduced by 46% during the last 3 decades. The world's largest habitat for Populus euphratica , which is in the Tarim River basin, significantly shrank. To protect and restore the deteriorated ecosystems along the Tarim River and its associated wetlands, China's government initiated a multimillion dollar river restoration project to release water from upper dams to the dried-up lower reaches of the Tarim River starting in 2000. We monitored the responses of groundwater and vegetation to water recharge in the lower reaches of the river from 2000 to 2006 by establishing nine 1000-m-long transects perpendicular to the river at intervals of 20–45 km along the 320-km river course below the Daxihaizi Reservoir, the source of water conveyance, to Lake Taitema, the terminus of the Tarim River. Water recharges from the Daxihaizi Reservoir to the lower reaches of the Tarim River significantly increased groundwater levels and vegetation coverage at all monitoring sites along the river. The mean canopy size of the endangered plant species P. euphratica doubled after 6 years of water recharge. Some rare migrating birds returned to rest on the restored wetlands in summer along the lower reaches of the Tarim River. The biggest challenge facing decision makers, however, is to balance water allocation and water rights between agricultural and natural ecosystems in a sustainable way. A large number of inhabitants in the Tarim Basin depend on these limited water resources for a living. At the same time, the endangered ecosystems need to be protected. Given the ecological, socioeconomic, and sociopolitical realities in the Tarim Basin, adaptive water policies and strategies are needed for water allocation in these areas of limited water resources.     

双台子河与大辽河表层水体微塑料特征与分布研究

微塑料是全球新兴环境热点问题之一.据估算,80％的海洋微塑料来于陆源输入,而河流被认为是陆源微塑料输入海洋的主要路径之一.为揭示辽河流域水体微塑料污染特征、空间分布及其对渤海微塑料污染的潜在贡献,本文基于密度分离原理并利用傅里叶变换红外光谱方法,研究了双台子河与大辽河下游至入海口(盘锦段)河道表层水体微塑料丰度、材质组成、形态特征与粒径分布特征.结果显示:从材质上分析,2条河流共检出了17种高分子聚合物,其中以聚乙烯占比最高,分别占双台子河和大辽河表层微塑料总量的38％和32％;从形态上分析,碎片微塑料(533.08～674.25μm)和纤维微塑料(1054.87～1450.76μm)分别占2条河流检出微塑料总量的80％以上,颗粒微塑料(100.26～241.3μm)占比则低于10％,并且没有检出形状规则的塑料微珠;从丰度上分析,双台子河((4.52±0.76)个·L-1)与大辽河((4.74±0.67)个·L-1)表层水体微塑料丰度之间无显著差异(P>0.05),并且各点之间也没有明显的变化趋势(P>0.05).以上研究结果表明,双台子河与大辽河表层水体微塑料污染特征相似,这为开展渤海微塑料溯源和风险管理提供了直接依据.     

Restoration of the Kishon River

The Kishon River, which is now an industrial sewage canal, may be turned into a recreational area in two stages, and by approximately 20 million dollar investment.

Stage A: The wastewater is treated in order to avoid polluted effluents from entering the river.

Stage B: The river water is treated in order to turn the river into a recreational area.     

Biotransformations of Chlorophenols in River Sediments

The accumulation of chlorophenols, including 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP), 2,4,6-trichlorophenol (2,4,6-TCP) and pentachlorophenol (PCP), from river sediments from southern Taiwan were studied. Through simple or more exhaustive extractions, the results showed that 99% of the samples containing 2,4,6-TCP and PCP could be removed by simple extraction. the concentrations were found to range from non-detectable to 16.60 ngg¹ for 2,4,6-TCP and to 25.02 ngg¹ for PCP. Partition coefficients (K_p) were 0.71, 0.74 mlg¹ for 2,4,6-TCP, 1.35 and 1.41 mlg¹ for PCP. Biodegradation by DCP-adapted or unadapted anaerobes in sediment was carried out. During 21 days' incubation, the complete degradation time for 2,4,6-TCP in DCP-adapted anaerobic, unadapted anaerobic, and unadapted aerobic conditions were found to be 9, 10, 12 days for N3 sediment, and 8, 10, 11 days for N6 sediment, respectively; for PCP it was 19 days, without degradation, 14 days for N3 sediment, and 13, 17, 10 days for N6 sediment, respectively. the biodegradable products were identified as 2,3,4,5-tetrachlorophenol (2,3,4,5-TeCP), 3,4,5-TCP, 3,5-DCP, 3-MCP, phenol, methylphenol, and benzoate for PCP, and 2,4-DCP, 4-MCP, phenol, methylphenol, and benzoate for 2,4,6-TCP.