松花江流域大型底栖动物生物完整性指数构建及其适用性

利用生物完整性指数评价河流健康状态,对于水环境管理决策具有重要的实践意义。基于大型底栖动物构建生物完整性指数(B-IBI),并评价松花江流域的水生态系统健康状况。在松花江主要干支流设定37个采样点,分别于2016年6、9月进行环境因子和大型底栖动物调查研究。最终从28个候选参数中确定了种类总数、摇蚊种类数、敏感种百分比、Hilsenhoff指数、Marglef指数作为核心参数构建B-IBI。通过0～10赋分法,计算得到了松花江流域全部采样点的生物完整性评价得分。结果显示,松花江流域内60%区域生物状态存在不同程度的损害。另外,B-IBI能够综合反映松花江大型底栖动物群落多样性、生境质量、理化水质等,具有一定的适用性。     

渤海湾大型底栖生物群落结构变化及原因探讨

根据近6年来的渤海湾大型底栖生物群落的资料,以及2011年的现场调查数据,从渤海湾底栖生物群落结构的变化特征出发,分析了其变化的过程和规律.同时结合渤海湾水域近几年来的水动力条件以及营养盐、溶解氧等水质特征变化,探讨底栖生物群落变化的原因.结果表明,渤海湾大型底栖生物的物种数、生物量、丰度、丰富度指数、多样性指数的高值区皆集中分布在海河口北侧离岸较远的海域,而低值区则基本集中分布近岸海域,且呈现由近岸向外海逐渐增加的趋势.渤海湾大型底栖生物群落变化可大体分为3个明显的时间节点:第一个时间节点为2005年和2008年,底栖生物群落无论总物种数、生物量和丰度都较高;第二个时间节点为2009年和2010年,底栖生物群落的上述指标值最低,表明这两年渤海湾受自然变化和人为因素干扰的程度加剧;2011年,由于渤海湾水域的各项强有力的环保措施的实施,底栖生物群落的上述指标值最高,说明其得到一定程度的恢复.渤海湾水域底栖生物群落变化受到该区域的物理因素、化学因素和生物因素的共同影响,变化特征也与各环境因素的变化基本吻合.     

重金属在河口区潮汐界面与盐度界面响应规律研究

河口潮汐、盐度、悬浮颗粒物特征因影响化学物质在水体与其他介质之间分配行为,使得咸淡水生物利用度上产生差别,造成咸淡水水质基准标准的差异.重金属如铜,锌,铅,镉和铬等指标由于广泛分布在淡水及海水中,在较高的浓度下可具毒性效应,是现行《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)和《海水水质标准》(GB 3097-1997)常规监测项目.本研究以大辽河口为例,探索这些重金属指标在咸淡水河口区衔接情况和响应规律.首先,基于生物、化学和地质地理相似性确定潮汐界面(TCI)和河海边界(FSI)的位置,划分为潮汐淡水区及混合区.其次,分析了一个潮汐周期内重金属指标的变化特征,以及潮汐淡水区及混合区内盐度和悬浮颗粒物对分配系数Kd的影响,结果表明砷、镉和铬等指标更易受盐度的影响,而锌、铜、铅和镍等指标更易受悬浮颗粒物和潮汐状态的影响.最后,结合潮汐状态和分配系数研究结果,根据这些指标在TCI和FSI的变化趋势,归纳为两类响应规律:第一类如砷、镉和铬等指标,这类指标在FSI具有明显的突变点;第二类如锌、铜、铅和镍等指标,从TCI开始发生变化.两类指标在水相-沉积相-颗粒相介质的分配行为表明颗粒相和沉积相具有相似的变化趋势,尤其颗粒相中的重金属浓度,取决于悬浮颗粒物的浓度,指标响应差异主要存在于水相中.通过本研究识别出易受不同环境因子(如盐度和SS)控制的敏感指标,提出需关注河口本身特征造成的指标背景差异的必要性,将有助于我国现行水质标准制定、修订工作的实施和开展.     

河流生态系统指示生物与生物监测:概念、方法及发展趋势

综述了河流生物监测的概念、常用指示生物与监测指标、国外相对完善的技术体系及发展趋势。大型底栖动物、着生藻类、鱼类是河流生物监测中最常使用的指示生物,可以单独使用,也可结合使用,详述了这些类群在河流生态系统中的重要地位及用于生物监测的优点。常用的监测指标包括生物多样性指数、生物指数、多参数指数、多变量指数及功能性指数。许多国家和地区(如英国、美国、欧盟等)都已经将生物监测纳入水环境管理系统,并开发出自己的技术体系。未来的河流生物监测中,功能性指数的应用会越来越多,分子技术的介入也会为提高分类辨识度和检测遗传多样性提供更为有效的途径。最后,思考并总结了国内河流生物监测的现状及趋势。     

镜泊湖浮游藻类功能群的演替特征及其影响因素

2013年5月、9月及10月采集了镜泊湖26个位点的浮游藻类,并对所采集的藻类进行了功能群划分.结果显示:镜泊湖的浮游藻类可以分为21个功能群,即C、D、F、G、H1、J、L_O、M、MP、N、P、S1、S2、S_N、T、W1、W2、X1、X2、X3、Y[限于篇幅,各功能群的代表性属（种）和生境特征见表 1].不同时期调查的藻类优势功能群存在明显差异,其中,D（适宜较浑浊的浅水水体）、J（适宜混合型高富营养浅水水体）、MP（适宜扰动频繁的浑浊型浅水水体）、X1（适宜混合程度较高的富营养浅水水体）在三次调查中的优势度均>0.02,成为镜泊湖的绝对优势功能群,镜泊湖藻类优势功能群不同时期的演替规律为5月的D+MP+X1+X2经9月的X1+P+MP+L_O+J转变成10月的X1+P+MP.CCA分析结果显示,镜泊湖藻类功能群分布受水环境因子影响较为明显.整体上,水温、ρ（DO）、SD、EC、ρ（COD_Mn）及ρ（NH₃-N）是影响镜泊湖藻类功能群分布格局的主要因素.      

基于大型底栖动物摄食群上的生态质量评价

基于2011年5月和9月航次获取的大型底栖动物和环境数据,采用建立在功能摄食群上的摄食均匀度指数（the feeding evenness index,j_FD）并辅以建立在群落结构指标上的多元AZTI海洋生物指数（Multivariate AZTI Marine Biological Index,M-AMBI）评价渤海湾生态质量状况.本研究将所有大型底栖动物划分为5个摄食群,但2个航次均未发现植食者.从物种丰富度的角度看,碎屑食者和肉食者占比最高;从栖息密度的角度看则是浮游生物食者占比最高,而杂食者则在上述两个指标中均占比最低.摄食均匀度指数值大都低于0.60,说明研究区大部分海域的大型底栖动物群落受到不同程度的干扰,生态环境质量较差,这可能与该海域所受到的人为干扰如陆源排污、围海造陆有关.与M-AMBI相比,二者指示的渤海湾生态质量状况基本一致,且均能敏感地响应渤海湾近岸河口至离岸海域的环境压力梯度.总体上来讲,j_FD适用于评价渤海湾的生态质量状况.     

环渤海潮间带秋季大型底栖动物生态学研究

对2008年9月在环渤海11个潮间带进行生态调查所获得的30个生物样品,以及对现场测定的温度,pH和ρ(DO)与沉积物样品分析的基础上,阐述了环渤海潮间带大型底栖动物群落的结构特点,并进一步分析了大型底栖动物与环境因子的关系. 调查共发现大型底栖动物76种,其中多毛类动物25种,软体动物24种,甲壳动物19种,其他类动物8种. 大型底栖动物的栖息密度和生物量分别为(367.40±187.30)m-2与(100.90±56.40)g/m2. 数据分析显示,环渤海潮间带大型底栖动物群落的优势种不明显,优势度大于1%的仅有4种,分别为托氏昌螺、四角蛤蜊、哈氏美人虾和中华近方蟹. 物种多样性指数则以位于渤海口的莱州湾最高,为1.909. 11个采样区域的大型底栖动物群落结构相似性总体较低,相似系数约为20%. 相关分析表明,大型底栖动物的种类数量、栖息密度和生物量与底质类型显著相关,而与温度,pH和ρ(DO)无明显的对应关系. 与历史资料相比,过去的30 a,环渤海潮间带大型底栖动物的种类数量因周围生存环境的变化以及污染等因素的影响而明显减少.      

渤海湾近岸海域春秋季网采浮游植物群落特征

根据2013年5月、9月对渤海湾近岸海域30个站位的调查,阐述了该海域浮游植物群落的结构特点,并进一步分析了浮游植物与环境因子的关系。春季调查共发现浮游植物2门47种（属）,秋季调查共发现浮游植物3门70种（属）,主要优势种为甲藻和硅藻;春季调查中夜光藻（Noctilucas cintillans）、圆筛藻（Coscinodiscus spp.）、虹彩圆筛藻（Coscinodiscus oculus-iridis）等成为浮游植物的优势类群,秋季调查中圆筛藻、梭状角藻（Ceratium fusus）、链状亚历山大藻（Alexandrium catenella）等成为浮游植物的优势类群。与历史资料相比,调查海域浮游植物群落中硅藻无论在种类还是数量上仍占有较大优势,但甲藻门的比例有所上升,尤其是赤潮藻叉状角藻（Ceratium furca）、梭状角藻、三角角藻（Ceratium tripos）、夜光藻的数量有所增加;细胞丰度的空间分布由浮游硅藻的分布所决定,其高值区分布在海河口附近。     

湖南东江湖表层沉积物重金属的空间分布、形态及生态风险

为全面了解东江湖重金属污染状况,于2021年9月对表层沉积物重金属含量和形态进行调查研究,对其污染程度和潜在生态风险进行评价.结果表明,ω（Cd）、ω（Pb）、ω（As）、ω（Cu）、ω（Zn）、ω（Ni）和ω（Cr）分别为：0.40~34.1、14.8~1688、6.99~1155、6.89~280、26.2~1739、6.29~55.4和23.3~44.8 mg ·kg^-1;空间分布极不均匀,Cd、Pb、As、Cu和Zn含量最大值均出现在毗邻瑶岗仙钨矿的站位.有效态金属所占比例较高,弱酸可提取态Cd占总量的46.7%~71.5%;可还原态Pb所占比例为46.8%~67.0%;虽然Cu、Zn、Ni和Cr均以残渣态为主要形态,但有效态占比分别为35%~68%、42%~72%、26%~51%和6%~30%.根据地累积指数I_geo,Cd普遍达到中度到重度污染程度,90%站位的Pb处于轻度及以上污染,30%站位的Zn、As和Cu处于轻度污染.潜在生态风险指数E_rⁱ显示,Cd存在较高及以上级别的潜在生态风险,其中80%调查站位的Cd具有极高的潜在生态风险;此外,毗邻瑶岗仙矿区的S7站位的As和Pb存在极高潜在生态风险,Cu存在中等潜在生态风险.综合潜在风险指数RI显示,所有调查站位均存在较高及以上程度的潜在生态风险,50%的调查站位存在极高的潜在生态风险.因此,东江湖表层沉积物存在严重的Cd、Pb、As、Cu和Zn等的复合重金属污染,生物有效性较高,存在很高的潜在生态风险.     

底栖生物完整性指数的构建及生物基准的确定

基于2009～2013年7个航次渤海湾天津段的大型底栖动物和水质、沉积物环境数据,结合国内外已有的研究结果,首次尝试采用AZTI海洋生物指数以及水质和沉积物质量确定参考点,同时采取标准化方法筛选生物指标,确定各指标的阈值分级标准,从而构建出生物完整性指数.取参考点生物完整性指数值的90%分位数作为基准值,得出该海域生物基准值为5.适用性验证结果表明,生物完整性指数能够较好地指示研究区受干扰的生态质量状况,较为敏感地响应营养盐及重金属压力,也适用于评价该区域的底栖生态质量状况.因此,采用生物完整性指数法来确定生物基准是合理可行的.