以底栖动物为指示物种对长江流域水生态进行评价

采用底栖动物作为指示物种对长江流域的水生态进行了调查研究和生态评价。在长江上游支流、中下游干流及沿江湖泊上选取36个代表性样点进行生态考察和底栖动物采样、鉴定和分析。采用Hilsenhoff生物指数和水化学分析对样点水质进行评价，对比分析了各样点底栖动物的结构组成及多样性。上游支流大部分样点水质清洁；中游干流及沿江湖泊水质受到轻度到中度污染；下游干流水质污染加重。底栖动物多样性在上游支流中最高，中游湖泊较高，干流中下游较低。总结得出了4种河床演变条件下的底栖动物群谱。上游支流河床稳定的河流底栖动物密度较大，物种丰富，多样性高；侵蚀下切的河流底栖动物密度、物种数和多样性较低；淤积抬升的河流底栖动物密度、物种数和多样性更低一些；河势散乱且河床运动剧烈的支流物种丰度和密度均很低甚至为零，生态条件差。     

Development and Application of an Agricultural Intensity Index to Invertebrate and Algal Metrics from Streams at Two Scales

Research was conducted at 28‐30 sites within eight study areas across the United States along a gradient of nutrient enrichment/agricultural land use between 2003 and 2007. Objectives were to test the application of an agricultural intensity index (AG‐Index) and compare among various invertebrate and algal metrics to determine indicators of nutrient enrichment nationally and within three regions. The agricultural index was based on total nitrogen and phosphorus input to the watershed, percent watershed agriculture, and percent riparian agriculture. Among data sources, agriculture within riparian zone showed significant differences among values generated from remote sensing or from higher resolution orthophotography; median values dropped significantly when estimated by orthophotography. Percent agriculture in the watershed consistently had lower correlations to invertebrate and algal metrics than the developed AG‐Index across all regions. Percent agriculture showed fewer pairwise comparisons that were significant than the same comparisons using the AG‐Index. Highest correlations to the AG‐Index regionally were ?0.75 for Ephemeroptera, Plecoptera, and Trichoptera richness (EPTR) and ?0.70 for algae Observed/Expected (O/E), nationally the highest was ?0.43 for EPTR vs. total nitrogen and ?0.62 for algae O/E vs. AG‐Index. Results suggest that analysis of metrics at national scale can often detect large differences in disturbance, but more detail and specificity is obtained by analyzing data at regional scales.     

基于O/E模型和化学-生物综合指数的淮河流域关键断面生态健康评价

由于人类对河流的过度开发利用,河流生态系统逐步退化,部分河流甚至已丧失生态服务功能.因此,客观评价河流生态系统健康状况,加强河流生态保护与修复是水环境管理的重要工作.本研究于2014—2015年度在淮河流域典型河段的9个关键断面展开了4次水生态状况调查,根据四季水质现状和底栖动物群落结构特征,分别应用O/E模型和化学-生物综合指数法对淮河流域河流生态健康进行评价.结果表明:淮河流域总氮污染严重,处于劣Ⅴ类标准;底栖动物群落结构简单,生物多样性较低,主要以腹足纲和昆虫纲为主且物种分布呈现显著的季节性差异;O/E指数在pc≥0和pc≥0.5阈值条件下的评价结果显示所有断面的健康等级均处于差或极差;除夏季外,化学-生物综合指数评价结果与O/E指数评价结果呈现较好的一致性.水质恶化是物种锐减的重要诱因,是水生态健康状况较差的主要限制因素.     

基于干扰梯度的钦江流域底栖动物完整性指数候选参数筛选

候选参数的科学筛选是构建底栖动物完整性指数的关键步骤.在缺乏足够参照样点的情况下,生物参数与环境梯度的响应关系是重要依据.以广西钦江流域冬季枯水期22个样点的环境和底栖动物数据为例,应用主成分分析法提取研究流域的环境梯度,进而采用多重回归分析确定对环境干扰敏感且预测性强的构成参数.相关性分析表明,38个候选参数中有12个参数与其他参数间的信息冗余性很高(|r|>0.80,P<0.05);余下的26个生物参数与环境梯度主成分Ⅰ(PCⅠ)、主成分Ⅱ(PCⅡ)和栖境质量参数的多重回归分析表明,有13个参数能和环境胁迫较好地响应(P<0.05).参考各指数的代表性和实用性,提出了适于构建该区域底栖动物完整性指数的8个生物参数:科级丰度、蜉蝣目丰度、鞘翅目丰度,EPT多度、优势种百分比,捕食者百分比,属级香农多样性指数和BI指数.本研究为类似情况下底栖动物完整性指数的构建提供了一个较好的解决途径.     

中国北方河流底栖动物群落季节性演替对水生态环境质量评价的影响

大型底栖动物是评价水生态质量最常用的生物类群,鉴于水生昆虫的生活史特点,在一年当中群落结构会发生季节性变化,如何利用底栖动物数据准确评价水生态质量状况,反映客观实际,值得探讨。将黑龙江省2012—2015年水生生物试点监测47个采样点的108组底栖动物数据进行比较,对群落结构的相似性、物种的更替率和BMWP指数评价结果进行分析,探讨群落的演替及BMWP指数的变化规律。结果表明不同时间采集的样品底栖动物群落之间存在较大差异,评价的结果也存在差异,越是水环境质量好的区域,这种差异越明显。利用底栖动物评价水生态状况,宜选择长时间段的多个采集数据,经统计整理后,利用复合样方(年均值)的特征,评价一段时间内(如以年为单位)的水生态质量状况,使评价结果更具准确性。     

浙江浦阳江大型底栖无脊椎动物物种多样性和生态功能恢复研究

为科学评估河流修复效果,研究修复河流中底栖动物物种多样性和生态功能恢复特征,以浙江省浦江县浦阳江干流为研究对象,分别对2个近自然河段、2个城区修复河段和3个郊区修复河段在修复后1,3,4和5年的水质和底栖动物恢复状况进行调查研究。采用广义最小二乘法(GLS)模型探索底栖动物物种多样性(总物种丰富度、EPT丰富度和Shannon-Wiener多样性指数)和功能多样性[功能丰富度、功能均匀度和Rao的二次熵指数(RaoQ)]与恢复年份和修复河段类型的相关性。结果表明,修复后河流的NH 3-N和TP浓度显著低于修复前(p<0.001),修复河段和整个调查河段的底栖动物物种多样性和功能多样性总体上随修复年份的增加呈上升趋势。GLS模型分析结果表明,相对于修复河段类型,修复年份对河流修复效果起着更为重要的作用,此外,郊区河段对修复后RaoQ功能多样性指数的改变作用显著(p<0.001)。提出,修复河段底栖动物多样性的恢复与恢复年份和河段受到的干扰类型密切相关。     

Equivalent roaded area as a measure of cumulative effect of logging

A watershed disturbance index developed by the USDA Forest Service called equivalent roaded area (ERA) was used to assess the cumulative effect from forest management in California's Sierra Nevada and Klamath mountain ranges. The basins' ERA index increased as logging and road-building occurred and then decreased over time as management ceased and vegetation recovered. A refinement of the standard index emphasized disturbances in sensitive, near-channel areas, and evaluated recovery periods of 20, 30, and 50 years. Shorter recovery periods yielded better correlations between recovering forest systems and aquatic response than the longer recovery period, as represented by ERA and diversity or dominance, respectively. The refined ERA index correlated more closely with macroinvertebrate dominance and diversity information that was available for part of the study period. A minimum ERA threshold of 5% was detected, below which no effect to the macroinvertebrate community was observed. Above this threshold, elevated ERA values were associated with a decline in macroinvertebrate diversity and an increase in dominance of the top five taxa. Use of an ERA technique that emphasizes near-channel areas and biological thresholds would contribute to the Forest Service's implementation of ecosystem management.     

澜沧江小湾水坝运行前后大型底栖动物群落及水质评价

为探究大型河流建坝前后大型底栖动物群落动态及水生态系统的变化情况,选取澜沧江中游小湾水坝库区及下游河段为研究区,结合流域梯级水坝建设规划,分别于2008年、2010年、2011年和2016年开展大型底栖动物定点采样调查,分析水坝运行前后大型底栖动物群落物种组成、密度、生物量、功能摄食群的变化,并开展水质评价和库区总生物量分析.结果表明:大型底栖动物群落优势种由适应自然河流急流生境的昆虫纲蜉蝣目、襀翅目和毛翅目（EPT种类）演变为适应水库静水环境的双翅目摇蚊科和寡毛纲种类;密度和生物量与蓄水前相比显著降低,表现为坝前静水区低于上游过渡区的分布格局;功能摄食群由掠食者种类占优势演变为收集者占优势;基于Goodnight-Whitley指数的水质评价结果表明,库区水质相比蓄水前有逐渐变差的趋势,坝前静水区与过渡区相比水质相对较差;库区大型底栖动物总生物量显著低于蓄水前自然河流时期.研究显示,由于澜沧江小湾水坝蓄水后生境条件的变化,库区大型底栖动物群落及其分布格局发生了明显变化,同时受澜沧江上游河段梯级开发的影响,库区大型底栖动物群落还处于动态变化过程中.      

溪流底栖动物定量与半定量采样法比较研究

溪流底栖动物定量和半定量采样法在个体数、物种数、物种相似性及生物指数方面的比较研究表明:(1)急流生境中,半定量样(踢网)的个体和物种数高于定量样(索伯网);静水-缓流生境中,半定量样(D形网)的个体和物种数一般高于定量样,且物种数有显著差异(z=-2.032,P<0.05).(2)同一样点半定量样(踢网加D形网)与定量样之间的物种相似性(平均为0.68)高于急流生境(0.56)和静水-缓流生境(0.45).(3)同一样点半定量样和定量样单独计算的生物指数值之间无显著差异.建议在应用溪流底栖动物开展水质生物评价时,可用半定量采样法完成野外采样.图4表1参8     

基于底栖动物群落相似性的黑水河替代生境的研究

金沙江下游（以下简称“金下”）是重要的鱼类种质资源保护区,也是长江大保护关注的重要区域.在当前金下几座大型梯级水电站逐渐投入运行的背景下,区域内的水生态保护问题受到广泛关注.本研究中通过对金下3条主要支流（黑水河、西溪河和赤水河）进行底栖动物群落相似性分析,并结合环境因子对其相似性格局的影响进行了分析,探讨黑水河作为金沙江替代生境的可能性.研究发现,三条河流底栖动物主要由蜉蝣目、毛翅目和双翅目组成,三条河流中绝对优势类群均为蜉蝣目.黑水河和赤水河底栖动物的密度、生物量和生物多样性总体上高于西溪河.底栖动物群落相似性比较发现,黑水河与赤水河的上游群落结构相似性较高,且均以四节蜉科的敏感种为主要优势类群,而与距离黑水河更近的西溪河则表现出较低的相似性.典范对应分析发现海拔和总氮是影响底栖动物群落结构最显著的因子（P < 0.05）,分别代表了区域尺度的因子和局域生境的特征.虽然赤水河上游总体上受总氮影响较高,但相较于其他地区,其群落结构依然与黑水河上游更为相似,可能归因于两条河流更相似的物理生境.这表明即便在较大的空间尺度上,局域微生境对底栖动物群落仍具有较强的塑造作用.黑水河因与生态状况良好的赤水河在底栖动物群落相似性、生物量以及多样性特征上均较为相似,可以推测黑水河在该区域内可作为替代生境承担部分生态功能.