浑太河流域鱼类生物完整性指数构建与应用

为了解决在不同区域和不同河流类型间等大尺度范围内F-IBI(鱼类生物完整性指数)评价方法体系的建立问题,以浑河-太子河(下称浑太河)流域为研究区域,构建符合区域性特征的生物完整性评价体系并进行应用研究. 于2014年5月对浑太河流域32个采样点的鱼类进行采样调查,根据鱼类群落特征的空间差异和浑太河流域水生态分区,将采样点分为中上游和下游区域两种类型. 通过综合栖息地和水质的标准化方法确定参照点和受损点,依据候选指标分布范围检验、敏感性分析和相关性检验,筛选出浑太河流域中上游F-IBI核心指标包括总物种数、Shannon-Wiener多样性指数、鲤形目鱼类物种数百分比、雅罗鱼亚科个体数百分比、鳅科鱼类物种数百分比、鲈形目鱼类物种数百分比、杂食性鱼类物种数百分比、肉食性鱼类物种数百分比、敏感性鱼类个体数百分比等9个指标;下游筛选出F-IBI核心指标包括总物种数、Shannon-Wiener多样性指数、鮈亚科鱼类物种数百分比、鲈形目鱼类物种数百分比、虾虎鱼科鱼类物种数百分比、中上层鱼类物种数百分比、东北特有鱼类物种数百分比、无脊椎动物食性鱼类物种数百分比、耐受性鱼类个体数百分比等9个指标. 分别提出了浑太河流域中上游和下游的参数标准化公式和健康评价标准,依此将浑太河流域健康状态划分为极好、好、一般、差和极差5个健康等级. 评价结果表明,浑太河流域健康状况整体偏差,在32个采样点中,健康状况处于差和极差的采样点占采样点总数的37.5%,一般的采样点占21.88%,仅有6.25%的采样点处于极好状态. Pearson相关性分析结果显示,F-IBI分值与电导率、ρ(BOD₅)、ρ(COD_Cr)、ρ(NH₃-N)和ρ(TN)均呈显著负相关,而与栖息地综合指数呈显著正相关,表明F-IBI可有效评估浑太河流域的健康状况.      

应用鱼类完整性指数F-IBI评价巢湖流域的主要河流健康

保护河流健康是河流生态管理的重要目标,鱼类对维护河流生态系统健康的作用重要且不可替代。依据2013年10月巢湖53个河流采样点的鱼类调查数据,采用假设参照值法构建鱼类生物完整性指数(F-IBI)的参照系统,进而评价河流健康状况。基于29个候选生物参数,通过参数与环境因子间的相关性分析、参数间的冗余分析及其分布范围分析,确定F-IBI由鱼类总物种数、鲤科鱼类物种数百分比、中下层鱼类物种数百分比、肉食性鱼类数量百分比、产粘性卵鱼类数量百分比和耐受性鱼类数量百分比等6个参数构成。利用比值法统一各参数量纲,F-IBI值即为各构成参数比值的累加,进而评价河流水生态健康的等级,其中亚健康的采样点占16.98%,健康状况一般的采样点占50.94%,健康状况较差的采样点占32.08%。此外,影响巢湖主要河流F-IBI的重要水环境变量是叶绿素a。对重点污染区域,修复水生态系统和制定科学合理的策略,是恢复巢湖流域生态健康的重要手段。     

赣江流域淡水生态系统完整性与健康状态的鱼类F-IBI值评价

河流生态系统是地球上最为复杂的生态系统之一，它触及到自然环境所有部分，且几乎与各方面的人类活动均存在直接或间接的联系。河流生态学中最具活力的领域之一就是生态系统健康研究。鱼类是最早建立的生物完整性和健康评价的生物类群，一直以来被广为应用。在调查赣江流域17条一级支流和干流的不同江段的鱼类资源之后，首次通过鱼类完整性指数（F IBI）来评价赣江流域生态系统的健康状态。研究结果表明：赣江流域近70%调查样点鱼类群落完整性处于一般的状态，25%调查样点处于较好状态，5%调查样点则处于差的状态；赣江水系各河流的鱼类群落完整性均处于差-一般的水平。总之，流域支干流的水生态系统健康处于差-一般的状态。认为鱼类完整性受损与人工筑坝和蓄水等人类活动密不可分。建议开展系列补救措施，如增加鱼道或鱼梯等     

基于鱼类生物完整性指数的上海苏州河水生态系统健康评价

苏州河横贯上海中心城区，曾是都市污染河流。为从生态学角度揭示苏州河的污染程度，笔者采用鱼类生物完整性指数（F-IBI）评价了苏州河水生态系统的健康状况。分别于2019年6月4—23日（夏季）和9月14—26日（秋季），租用专业渔船在苏州河13个断面采集样本，共采集到10 102尾鱼类，隶属于8目15科37属45种。以大莲湖为参照点，通过判别分析和关联度筛选，从5大类29个初选指标中筛选出10个指标，构建了苏州河F-IBI评价指标体系。分析结果表明：夏季干流上游的5个断面状况为"极好"或"好"，支流3个断面为"好"或"一般"，而干流下游的5个断面则为"差"或"极差"。秋季干流上游5个断面和支流3个断面与夏季的健康状况相似，下游断面则有所改善，仅武宁路桥为"极差"，其余均为"一般"或"差"。研究显示苏州河上游干流的水生态系统已基本恢复，而上游支流和下游干流还未建立健康稳定的水生态系统。建议苏州河环境综合整治第四期工程要更加注重治理岸上的污染源，同步实施干支流水系的污染治理，定期开展城区段淤泥清理，实施岸线的生态化改造。     

太子河流域不同水生态区鱼类群落分布与环境因子的关联性

为了研究影响鱼类群落分布的环境因子在不同水生态区间的差异性,基于太子河流域3个水生态区,于2010年8月调查了全流域53个采样点的鱼类群落分布及水体理化环境因子,利用F-IBI(鱼类完整性指数)对河流健康进行评价,并对影响太子河流域不同水生态区鱼类群落分布和河流健康的环境因子进行筛选分析. 结果表明:水生态Ⅰ区(上游山地区)整体表现为健康,Ⅱ区(中游丘陵区)以处于健康状况的采样点居多(45%),Ⅲ区(下游平原区)健康状况不佳,处于一般、差、极差等级的采样点占到90%. 通过比较不同水生态区良好(F-IBI≥50.03)和不健康(F-IBI≤37.06)状况对应采样点的环境因子发现,水生态Ⅰ区内ρ(TN)差异显著(P<0.05),Ⅱ区内表现为林地面积所占比例差异显著(P<0.05),Ⅲ区内海拔、ρ(TDS)(TDS为总溶解固体)的差异显著(P<0.05). 典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)结果显示,影响鱼类群落分布的环境因子在水生态Ⅰ区为平均流速(F=2.75, P=0.005),在Ⅱ区为林地面积所占比例(F=2.65, P=0.003),在Ⅲ区则为ρ(COD_Cr)(F=3.83, P=0.001)、平均流速(F=3.42, P<0.001)、ρ(TP)(F=3.46, P=0.001)和pH(F=2.90, P=0.002). 研究显示,在制订流域鱼类保护方案时,应当充分考虑不同水生态区特定环境因素的影响.      

基于鱼类生物完整性指数的浑河流域水生态健康评价

基于2010年5—6月浑河流域62个采样点的鱼类调查数据,应用F-IBI(鱼类生物完整性指数)体系评价浑河河流的生态健康状况. 从23个候选指标中筛选出适用于构建浑河流域F-IBI体系的6个指标,分别为总渔获量、雅罗鱼亚科种类所占比例、鳅科鱼类所占比例、经济鱼类所占比例、耐污物种所占比例和广布种所占比例. 采用比值法计算各指标的F-IBI值,根据所有采样点F-IBI值的75%分位数确定健康标准,对于小于所有采样点F-IBI值75%分位数的数据进行四等分,以确定浑河流域F-IBI体系的评价标准,依次分为健康、亚健康、一般、差和极差5个等级. 结果表明,处于健康、亚健康、一般、差、极差状态的采样点分别占采样点总数的22.58%、27.42%、24.19%、14.52%、11.59%,其中前三者所占比例为74.19%,健康状况为差和极差的采样点主要分布在以沈阳市区为分界的浑河流域下游. Pearson相关分析可知,F-IBI值与电导率呈负相关,而与栖息地质量指数呈正相关. 研究显示,浑河中上游河段的健康状况基本处于健康、亚健康和一般状态,而浑河下游的健康状况令人担忧,处于差和极差状态. 浑河下游恶劣的水生态状况主要是受到沈阳工业区的影响.