松花江底栖动物分布规律及与理化评价差异研究

2012—2015年对松花江干流11个断面21个点位进行底栖动物群落监测,在7种单一指数评价的基础上运用简单的叠加法进行综合评价,并与常规理化监测与评价进行了比较。结果显示,与2012年相比,2013年松花江干流底栖动物物种较丰富,各点位评价结果有所提升;2015年摆渡镇-同江段多为清洁等级,水环境生态质量稳中趋好,下游改善明显。结果显示,生物学评价与理化评价存在明显的差异,在水质改善的过程中生物学评价更灵敏、更显著。     

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。     

用底栖动物评价底质

以底栖动物作为底层水环境和底泥环境长期影响的指标,利用生物指数和种群结构的变化对底质进行评价和分析。     

2012—2019年松花江干流底栖动物群落变化及其对水环境因子的响应

底栖动物是水生态系统的重要组成部分,其群落特征通常用来评价水生态环境质量。研究了2012—2019年松花江干流水生态环境质量状况、变化趋势,并应用冗余分析(RDA)探究底栖动物群落结构特征与水环境因子之间的响应关系。结果表明:8年间共鉴定出底栖动物246个分类单元,隶属于4门、9纲、25目、58科、69属,其中水生昆虫的EPT物种为99个分类单元,占总物种数的40.24%;水生昆虫的其他物种为68个分类单元,占总物种数的27.64%;软体动物为36个分类单元,占总物种数的14.63%;环节动物为25个分类单元,占总物种数的10.16%;甲壳动物为18个分类单元,占总物种数的7.32%。底栖动物密度总体呈上升趋势,种类组成总体有所增多,其中环节动物、软体动物和甲壳动物有向水生昆虫转变的趋势,群落结构相对稳定且主要以水生昆虫占比最多,底栖动物密度平均值为5.97×10³个/m²,变化范围为2.86×10³~8.98×10³个/m²,优势科(属)主要为小蜉属Ephemerella、小寡脉蜉属Oligoneuriella、扁蜉属Heptagenia、等蜉属Isonychia、纹石蛾科Hydropsychidae、缺叉多距石蛾属Polycentropus、摇蚊科Chironomidae和圆田螺属Cipangopaludina等。生物指数评价结果多数为"中等"及以上,评价结果趋于稳定,且下游评价结果好于上游。松花江干流的水环境质量变化阶段性明显,溶解氧含量升高,氨氮呈下降趋势,其余指标呈波动变化。冗余分析(RDA)结果表明:影响松花江干流底栖动物群落结构变化的主要环境因子是随时间推移而变化的,其中溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、总磷、氨氮和总氮等指标是影响该监测区域底栖动物群落分布的重要环境因子。     

胶州湾大型底栖动物的次级生产力

基于国外大型底栖动物次级生产力的评估方法,结合国内研究现状,选取了3种Brey模型对胶州湾大型底栖动物的次级生产力进行估算,通过2015—2017年连续3个季度对胶州湾海域大型底栖动物的调查,最终结果表明:胶州湾大型底栖动物的次级生产力与其他海域相比具备较高的水平,次级生产力的季节性变化明显,其中夏季为最高;湾内高值区位于湾顶中部红岛以南到向西偏移至大沽河口和红石崖附近。分析发现历年来大型底栖动物群落的物种组成基本保持稳定,菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)资源的变化是造成次级生产力变化的最主要因素。研究推荐使用Brey(2012)模型来估算胶州湾大型底栖动物次级生产力,春、夏、秋季的估算结果分别为880.17、1 537.64、458.33 kJ/(m~2·a)。     

基于底栖动物完整性指数的常州武南区域水生态健康评价

通过2018年对常州市武南区域26个点位的水质和底栖动物的调查及分析,并基于底栖动物完整性指数（B-IBI）对该区域水生态健康状况进行评价。结果表明：武南区域中部及京杭运河以北氮、磷污染严重。该区域共发现底栖动物78种,隶属3门7纲21目36科62属,物种数和个体密度均表现出显著的时空变化性,耐污种霍普水丝蚓（Limnodrilus hoffmeisteri）为优势种。该区域水生态健康评价等级以一般和中为主。B-IBI与TN、TP存在显著相关性,NH3-N与底栖动物的群落结构显著相关。氮、磷污染是影响底栖动物多样性及水生态健康评价等级提升的重要因素。     

底栖动物在哈素海水质评价中的应用

通过对哈素海1989年度丰、平水期7个样点底栖动物的采集调查,共鉴定出底栖动物34种(属),初步摸清了哈素海丰、平水期不同样点底栖动物群落结构特点及其数量变动情况,并根据调查所获得的生态学资料,分别应用Beck生物指数、Goodnight生物指数、Glcason生物指数及Shannon多样性指数对哈素海水质进行了生物学评价。     

入太湖河道大型底栖动物群落结构及水质生物学评价

于2020年9月在太滆运河、漕桥河、徐家大塘和竺山湾布设14个监测点位,调查入太湖河道底栖动物群落结构,并采用Goodnight修正指数（GBI）、生物学污染指数（BPI）和多样性指数（H）进行水质生物学评价。结果表明,研究区域共检出底栖动物6纲18种,霍甫水丝蚓（Limnodrilus hoffmeisteri）和中国长足摇蚊（Tanypus chinensis）为优势种,生物多样性由高到低为竺山湾（H=1.20）＞徐家大塘（H=1.09）＞太滆运河（H=0.67）＞漕桥河（H=0.33）。典范对应分析显示,总氮、正磷酸盐等因子与寡毛类生物量呈正相关,叶绿素a、IMn与摇蚊幼虫生物量呈正相关。生物学评价表明,太滆运河处于中重度污染状态,漕桥河、徐家大塘和竺山湾处于中度污染状态。     

滦河流域大型底栖动物生物完整性指数健康评价

生物完整性指数能够综合反映河流健康状况,是管理者制定科学保护恢复策略的有效评价工具。为全面了解滦河流域水生态健康状况,于2016年10—11月在滦河流域布设53个采样点,同时监测环境数据和大型底栖动物物种数据。通过构建底栖动物生物完整性指数(B-IBI)体系,对53个采样点进行生物完整性健康评价。B-IBI计算结果显示,滦河流域53个采样点中,"健康"和"亚健康"等级共有24个,"一般"等级有12个,"差"等级有10个,"极差"等级有7个。"健康"和"亚健康"的采样点多分布在承德市上游和冀东地区的部分干流和支流,而中下游大部分采样点表现为"差"和"极差"的健康状况。非参数检验结果显示,参照点B-IBI要显著高于受损点,表明所构建的B-IBI评价体系适用于在滦河流域开展河流健康评价。     

监测和评价浑江水质的底栖动物指标体系研究

在浑江六个断面采集到底栖动物(4门、6纲、12目、34科、57属)84种,列出了相关名录。通过运用描述对比法、指示生物法、生物指数法对浑江采样水体的水质进行了底栖动物学综合评价。在此基础上建立了监测和评价浑江水质的底栖动物指标体系,并探讨了河流水体污染生态学中的底栖动物与水质状况的相关性和对水质状况的指示性及利用该体系监测评价浑江水质的实用性。     

松花江流域水生态环境质量评价研究

采用生物完整性指数(IBI)法评价松花江流域的水生态环境质量。对25个候选生物参数进行敏感度分析、Pearson相关性分析,最终筛选出由总分类单元数、EPT分类单元数、EPT密度、敏感种分类单元比例、敏感物种数量、Hilsenhoff生物指数(HBI)6个核心参数构成的IBI评价指标。采用95%分位数法建立了IBI评价标准,将IBI评价结果划分为5个等级:大于35.84为优,26.88~35.84为良好,17.92~26.88为一般,8.96~17.92为较差,小于8.96为很差。结果表明,建立的IBI评价方法适用于松花江流域水生态环境质量评价,松花江流域各位点30.0%生物状况为优和良好,23.3%为一般;46.7%为较差和很差,说明流域内近一半区域的水生态质量存在不同程度的受损。流域生境质量主要处于一般-良好的状态;水质处于轻度污染。     

无定河流域浮游动物群落结构特征及水质生物评价

为探究无定河流域浮游动物群落结构特征及其水质状况,于2021年春秋季对无定河干流、6条支流及3个淤地坝水体展开生态调查。共鉴定出浮游动物125种,其中原生动物40种、轮虫54种、枝角类15种、桡足类16种,秋季物种数(103种)高于春季(76种),均以小型浮游动物为主。浮游动物优势种共31种,以臂尾轮虫和龟甲轮虫等富营养型水体指示生物居多,春季优势种优势度整体高于秋季。春季浮游动物平均密度(360.9个/L)和平均生物量(0.600 mg/L)均高于秋季(83.6个/L、0.298 mg/L),且春秋季淤地坝水体中浮游动物平均密度和生物量均高于河流。非度量多维尺度分析也表明:河流与淤地坝2种水体中的浮游动物群落分布存在差异,采用冗余分析进一步探明,主要差异为河流和淤地坝2种水体中影响浮游动物群落分布的环境因子不同,其中化学指标(溶解氧、盐度、亚硝氮、硝态氮、溶解磷、叶绿素a)和物理指标(水深、透明度、浊度)分别是影响河流和淤地坝水体中浮游动物群落结构的主要环境因子。水质生物评价结果显示,春秋季水质均为无定河干流最优,支流次之,淤地坝水质最差,且干流中下游水质优于上游。     

2001-2015年松花江流域水污染变化特征研究

利用2001-2015年松花江流域国家监测网30个可比断面监测数据,从流域和断面水质变化、各项指标超标情况和浓度变化、污染负荷等方面分析了松花江流域水质变化情况。结果表明,松花江流域水质总体呈好转趋势,特别是2007年以来有比较明显的改善。该流域长期以来主要污染指标为高锰酸盐指数、石油类、五日生化需氧量和氨氮。高锰酸盐指数、石油类和五日生化需氧量污染均有明显改善,但氨氮污染改善不明显。在继续加强COD排放总量控制的基础上,有效削减氨氮排放是促进松花江水质改善的重点。     

松花江哈尔滨段藻类植物分布及其与环境因子的关系

松花江哈尔滨段流域是哈尔滨市重要的水源地,也是松花江重要的组成部分,其生态环境问题一直受到国内外学者密切关注,且近年来松花江哈尔滨段水体改善程度较为明显,流域内水体变化程度越来越受到相关学者和民众的重视,研究松花江哈尔滨段水体变化趋势意义明显。该研究的创新性在于运用典范对应分析(CCA)探究藻类植物与环境因子变化的关系,并运用欧洲硅藻数据库(EDDI)验证主要环境因子的准确性。国内现行的一些常规理化指标单独评价水体质量较为单一,不能更好地满足现行的水环境管理要求,并且对于水环境的变化反应效果及准确度较低。该研究运用相关理化指标数据和藻类植物的种类及丰度等的年际变化,实现从单一理化指标评价改善为理化和生物指标双重评价,从而更加具体地反映出松花江哈尔滨段水体状况的变化趋势。     

基于SWAT模型的松花江流域哈尔滨段径流量模拟

应用SWAT模型对朱顺屯—大顶子山断面(66 km)的松花江流域进行小区域径流模拟,选取2010—2013年的月实测数据进行参数的率定和验证,并对模型几个重要参数敏感性分析,总结参数取值变化对模拟结果的影响规律。结果表明:模拟结果的相对误差(Re)、相关系数(R2)和月径流模拟效率系数(Ens)分别为0.09、0.84、0.78,均在保证值范围内,说明SWAT模型适用于小范围流域内分布式水文模型的建立,对松花江哈尔滨段水文模型的建立具有指导作用。     

Distribution and contamination assessment of heavy metals in sediment of the Second Songhua River, China

The Second Songhua River was subjected to a large amount of raw or primary effluent from chemical industries in Jilin city in 1960s to 1970s, resulting in serious mercury pollution. However, an understanding of other trace metal pollution has remained unclear. The objective of this study was to investigate trace metal contamination in the sediment of the river. Bottom sediment samples were taken in the river between Jilin city and Haerbin city in 2005. An uncontaminated sediment profile was taken in the Nen River at the same time. Total concentrations of Al, Fe, Mg, Ca, K, Na, Ti, Mn, V, Sc, Co, Cu, Cr, Ni, Pb and Zn in the sediment samples were measured by ICP-MS or ICP-OES, following digestion with various acids. Concentrations of Co, Cu, Cr, Ni, Pb and Zn in the surface sediments were 5.1–14.7, 18.5–78.9, 2.4–75.4, 7.2–29.0, 13.5–124.4, and 21.8–403.1 mg/kg, respectively, generally decreasing along the course of the river from Jilin city to Haerbin city. Background concentrations of trace metals were reconstructed by geochemical normalization to a conservative element scandium. Results showed that concentrations of Co, Cr, and Ni in the sediment were generally only slightly higher than or equal to their background values, while concentrations of Cu, Pb, and Zn in the some sediment samples were significantly higher than their background values. In detail, the sediment at Jilin city was moderately contaminated by Cu, and the sediment of the Second Songhua River was moderately contaminated by Pb and Zn. The top layer (0–10 cm depth) and bottom layers (30–46 cm depth) of one sediment profile at Wukeshu town were generally moderately polluted by Pb and Zn. Synthetically, the surface sediment in the studied river section was classified as natural sediment without ecological risk by the sediment pollution index (SPI) of Cu, Cr, Ni, Pb and Zn. Only the 30–45 cm depth of the sediment profile at Wukeshu town was classified as low polluted sediment by the SPI of these metals, recording a historical contamination of the river in the 1960s to 1970s. This buried contamination of trace metals might pose a potential risk to water column under disturbance of sediment. Foundation item: The National Basic Research Priorities Program of China (2004CB418502)     

邻苯二甲酸酯在松花江吉林段水体中的分布规律

邻苯二甲酸酯是一类含有苯环的有机污染物,易在生物体内富集,所以开展水体中邻苯二甲酸酯的分布规律研究至关重要。对松花江吉林段2008年3月份不同监测断面的水体进行监测,通过GC-MS定性分析和GC定量分析,确定该江段水体邻苯二甲酸酯类污染物的分布规律、污染状况与污染水平。研究结果表明,松花江吉林段水体中主要的邻苯二甲酸酯类污染物是邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯,其分布的总体趋势是更易存在于水相中。     

流溪河大型底栖动物群落结构及其影响因素

为了探究流溪河大型底栖动物的群落结构特征和关键影响因素,于2016年4月(平水期)、7月(丰水期)和11月(枯水期)对流溪河的14个采样断面进行了生态调查,共鉴定出133种大型底栖动物,隶属于55科127属。大型底栖动物平均密度和生物量分别为213 ind./m²和20. 02 g/m²,寡毛类和水生昆虫的密度占优势,软体动物的生物量占优势。此外,结果表明流溪河大型底栖动物群落结构具有明显的时空变化。在空间方面,从上游至下游大型底栖动物种类数呈现逐渐减少的趋势,并且支流的大型底栖动物种类数高于干流;从上游至下游大型底栖动物密度和生物量变化无规律,支流大型底栖动物的密度明显高于干流,而生物量却明显低于干流;上游的大型底栖动物Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数均高于下游,支流的大型底栖动物Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数均高于干流,而Pielou均匀度指数是支流低于干流。在时间方面,平水期至枯水期大型底栖动物种类数呈现逐渐增加的趋势;密度分布为平水期>枯水期>丰水期,生...