中国底栖动物水质生物监测指数和水质等级构建

水质生物监测是水生态环境质量管理的重要内容,构建实用性强的生物指数有助于推动中国的水质生物监测工作。根据江苏、浙江、辽宁、江西和湖南等省份的溪流与河流湖泊共计839个底栖动物数据,将中国已有的底栖动物科级分类单元水质敏感性分值打分表扩充和修订至159个科。采用统计法分别构建了符合中国可涉水水体(溪流等)和不可涉水水体(河流、湖泊等)底栖动物分值指数(Chinese Macroinvertebrate Score Index,CMSI)和底栖动物平均分值指数(Average Chinese Macroinvertebrate Score Index,ACMSI)及水质评价等级体系。CMSI和ACMSI与总氮、总磷、高锰酸盐指数和溶解氧之间Pearson相关性显著,表明研究构建的CMSI和ACMSI是可以反映水质变化的。建议通过实践进一步验证CMSI和ACMSI的可靠性和实用性。     

基于环境DNA技术的江苏省鱼类群落监测应用初探

鱼类是水生生态系统生物多样性的重要组成部分,为了解江苏省地表水监测断面鱼类群落结构特征,利用环境DNA宏条形码技术对2020年4-5月江苏省148个地表水监测断面的鱼类群落进行了调查.在环境DNA样品中共检测到鱼类可操作分类单元(OTU)418个,共注释到10目14科32属46种,其中鲤形目的鱼类有27种,序列占比达8...     

太湖流域水生生物群落结构与水生态质量状况分析

研究水生态环境功能的整体性是树立一个生命共同体的基础。本研究于2020年,对江苏省太湖流域49个水生态环境功能区水生态监控点位进行水质、底栖动物和浮游植物调查;评价了太湖流域水生态环境功能区底栖动物和浮游植物群落结构和其质量状况,分析了水质目标和水生态质量目标达标情况。研究结果表明,太湖流域57个点位共获得底栖动物物种94种,底栖动物群落前二位优势种为霍甫水丝蚓和河蚬,17个湖库点位共获得浮游植物物种247种,隶属7个门113属,硅藻门57种、蓝藻门51种、绿藻门107种、隐藻门7种、甲藻门9种、裸藻门15种和金藻门1种,优势种属于微囊藻属,太湖流域底栖动物、浮游植物群落结构呈向好发展趋势;太湖流域4个水生态功能分区中底栖动物、浮游藻类质量指数评价等级均为“一般”,均低于水质指数评价等级(“中”～“良”);对照2020年管理目标,太湖流域49个水生态环境功能分区水质目标达标率为81.6%,远高于水生态质量达标率(40.8%)。综上所述,本研究结果表明,水环境管理应尽快从水质目标管理向水质、水生态双重管理转变。     

基于欧洲航天局“哨兵-2A”卫星的太湖蓝藻遥感监测

欧洲航天局(ESA)2015年6月23日成功发射"哨兵-2A"卫星,该卫星搭载的多光谱成像仪(MSI)在可见光(VIS)至短波红外(SWIR)波长区间配置了多种光谱波段/地面分辨率组合,可以获取大范围、较短重访周期、较高空间分辨率(10 m)的遥感影像。以太湖2016年6月13日MSI数据为例,在完成大气校正的基础上,分析了太湖典型地物类型光谱特征,采用归一化植被指数(NDVI)结合叶绿素反射峰强度(ρchl)构建的综合阈值法对贡湖湾的蓝藻水华信息进行了提取实验。结果表明:"哨兵-2A"卫星MSI影像质量清晰,可精细地反映植被、蓝藻、水体等典型地物类型的光谱特征;ρchl指数对中-高蓝藻聚集区与水生植被、轻度蓝藻聚集区与混合水体具有较好的分离能力;利用综合阈值法提取贡湖湾中-高蓝藻聚集区面积为60.37 km2,主要分布在贡湖北部沿岸、湖心和南部沿岸。"藻-水"混悬体面积为79.49 km2,贡湖湾东部蓝藻水华相对较轻。     

江苏省太湖流域大型底栖无脊椎动物完整性业务化评价指数构建

为支撑流域水生态目标的业务化管理,提高水生态监测和评价的可操作性,突破物种分类鉴定的技术瓶颈,以大型底栖无脊椎动物为研究对象,在江苏省太湖流域布设120个采样点,于2013年1—3月、7—8月和10—11月开展3次监测。以最小干扰为参照状态,对涉及物种丰度、物种多度组成、耐污能力和摄食类群的72个候选指数进行分布范围、判别能力及相关性分析,结合指数获取的便利性及物种分类的难易程度,最终筛选出3个核心指数构成大型底栖无脊椎动物完整性业务化评价指数,其中湖荡、河流和水库的指数为软体动物分类单元数、优势分类单元相对多度和BMWP指数,溪流的指数为ETO分类单元数、前三位优势分类单元相对多度和BMWP指数。经验证,业务化指数与环境梯度有较好的响应关系,且可操作性强,具备开展业务化应用的前景。但目前的流域水生态目标管理尚处于摸索阶段,技术体系还须在业务化过程中不断修正和完善。     

基于“哨兵-3A”OLCI影像的太湖蓝藻水华荧光基线高度指数信号特征分析

利用新型遥感数据"哨兵-3A"卫星OLCI影像数据,基于其665,681和708 nm波段构建的"荧光基线高度"指数算法,采用SNAP 6.0遥感专业软件,计算了2017年不同季节4个典型日期太湖FLH的全湖分布及蓝藻水华区信号强度特征。以完成了瑞利散射及气体吸收订正的3个波段的遥感反射率数据计算FLH图像,结果表明,FLH数值的"负偏"程度与蓝藻水华强度有很好的对应关系,FLH值"负偏"越大,蓝藻水华越严重,可以作为比较不同季节水华强度的有效遥感指标;富营养化较严重、较为浑浊、以蓝藻为优势种的内陆水体与大洋清洁、非蓝藻优势浮游植物水体的FLH"正偏"信号特征迥异。     

蟒蛇河水域浮游植物调查与水生态评价

2012—2013年春(3月)、秋(9月)两季,从蟒蛇河上游大纵湖至下游新洋港大桥,共设置6个监测点位,调查浮游植物种类组成及群落结构,并利用群落结构指数等方法评价其水生态状况,结果表明:蟒蛇河水域共监测到浮游植物64种,以硅藻门、绿藻门和蓝藻门为主要门类;各监测点位浮游植物密度呈现秋季显著高于春季的季节性变化趋势;春、秋季节浮游植物优势种存在交叉演替的现象;蟒蛇河浮游植物多样性较好,指征水体污染程度为尚清洁;Shannon-wiener多样性指数、Margalef物种丰富度指数和Pielou均匀度指数数值均表现为春季高于秋季,且上、下游点位间差异不明显。     

南水北调江苏段沿线大型底栖动物群落结构及水生物评价

于2015年3月和7月,在南水北调江苏段沿线布设10个监测点,采集底栖动物30个分类单元,进行水生物学评价。结果表明,10个监测点底栖动物密度平均值为369个/m~2,优势种为霍甫水丝蚓、苏氏尾鳃蚓、克拉泊水丝蚓、梨形环棱螺、河蚬、铜锈环棱螺和方格短沟蜷,香农多样性指数均值为2. 14,BMWP指数均值为18,BI指数均值为7. 20。RDA分析结果显示,影响底栖动物的主要环境因子是DO、pH值和TN。指出,研究区总体水生态质量较好。     

应用生物完整性指数评价我国河流的生态健康

河流生态健康评价是开展流域水生态健康评估和管理的重要技术基础,生物完整性是评估流域生态完整性的重要构成指标.基于生物群落特征参数的多参数指数（MMI）和预测模型的样点物种组成观测值与期望值比值的O/E指数（O,观测值;E,期望值）,是应用最广泛的评价生物完整性的两个重要指数;美国和欧盟等都已建立完善的基于生物完整性指数评价水生态健康的国家和地方规范.本文综述了MMI和O/E指数的基本概念和构建方法,比较了两者的共同点和优缺点;回顾了两者的发展简史和国内外的应用现状,分析了目前我国对MMI和O/E指数研究与应用的现状和不足,并提出了国内未来研究和应用MMI与O/E指数的建议.