基于河流环境与生物复合指标评价辽北地区河流生态系统健康

基于河流环境与生物指标,构建了适用于以农田和城镇等土地利用格局为主的平原地区河流健康综合评价指数(River health comprehensive assessment index,RHCAI),该指数主要由河流水文、河流形态、河岸带状况、水体理化参数以及水生生物5大类指标构成.考虑到生物因子对河流干扰的敏感性和准确性较高,利用层次分析法适当提高了生物指标的权重.以辽北地区辽河、浑河及其支流为例,利用RHCAI对其健康状况进行了评价,结果表明,该区域河流的健康状态处于"一般"到"亚健康"水平,在被评价河流中,卧龙湖入湖河流的得分最高,接近"健康"水平,而北沙河、蒲河、柳河与东马莲河的健康状态相对较差.河流是淡水资源的重要载体,对其健康状态的科学评价可以为河流的生态修复、水资源的合理开发利用及流域的可持续发展决策提供重要的科学依据和有益借鉴.     

新疆伊犁河大型底栖动物群落及水质生物评价

利用大型底栖动物进行河流生态系统健康评价是一种有效且能够综合反映河流生态系统变化的生物评价方法,对于河流监测、管理与保护具有重要指导作用.2014年7月和2015年7月对新疆伊犁河支流喀什河和巩乃斯河共17个样点的大型底栖动物群落进行调查分析,共采集大型底栖动物19 735头,分10目39科81属(种),其中水生昆虫、软体动物和寡毛类分别占93.8%、2.5%和3.7%.采用Shannon-Wiener指数、Pielou指数、Margalef指数、BMWP记分系统和ASPT记分系统对伊犁河进行水质健康评价.结果表明伊犁河河流健康状况整体较好,但不同河段间的水质健康等级差异较大.其中喀什河水质健康等级为亚健康和健康的河段占35.6%,差与极差的河段占20.0%;巩乃斯河水质健康等级为亚健康和健康的河段占84.0%,不存在健康等级为差和极差的样点.其中ASPT记分系统和Pielou指数评价结果在灵敏度上稍差,ShannonWiener指数、Margalef指数和BMWP记分系统更适合伊犁河地区的水质生物评价.     

神农架林区河流生态系统健康评价

为监测神农架林区河流健康状况及人为活动对其水体理化特征和生物群落的影响,基于水质类别、大型底栖动物Shannon-Wiener多样性指数及BMWP记分系统(Biological Monitoring Working Party Score System)对神农架林区河流生态系统健康进行评价.结果显示,水质、大型底栖动物Shannon-Wiener多样性指数以及BMWP记分系统评价为健康的样点比例分别为36.67%、63.30%和50%.大型底栖动物Shannon-Wiener多样性指数和BMWP记分系统2种评价方法的结果存在极显著的相关性(P0.01),具有较好的一致性.3种评价方法均显示亚健康或健康状态的样点比例达到了66.67%,表明神农架林区河流生态系统总体健康状况良好,但部分样点受到了一定程度的污染与干扰.     

应用鱼类生物完整性指数评价荔浦河河流健康

生物完整性指数是河流生态系统健康评价主要方法之一。为评价荔浦河河流健康状况,选择鱼类作为指示生物,构建了基于鱼类生物完整性指标体系。2017年1月、4月、7月和10月对荔浦河4次采样共采集到鱼类21 192尾,经鉴定共计94种,隶属于6目17科62属。以S1(修仁镇)、S10(马岭镇)、S11(双江镇)作为参考点,经过分布范围分析、箱体图判别能力分析及相关性分析等指标筛选过程从25个候选指标筛选出5个指标,即鱼类总物种数、Shannon-Wiener多样性指数、肉食性鱼类数量百分比、敏感性鱼类数量百分比、产漂浮型卵鱼类数量百分比。将荔浦河河流健康等级分为"健康"、"一般"、"较差"、"极差"和"无鱼"5个等级。结果表明,荔浦河青山镇、荔浦县及蒲芦乡河段健康状态为"一般"水平,东昌镇、龙怀乡、杜莫镇及新坪镇河段健康状态为"较差"水平,茶城乡河段健康状态为"极差"水平。筑坝工程、架桥工程和修路工程等人类活动导致荔浦河支流上的健康状况比干流更差。上述研究结果可为荔浦河的河流管理和保护提供理论依据和技术支持。     

乐安河-鄱阳湖段湿地表土重金属污染风险及水生植物群落多样性评价

以鄱阳湖重要支流饶河-乐安河段及其入鄱阳湖口的典型湿地作为研究区,采用单因子污染指数法、地累积指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态危害指数法评价湿地表土重金属Cu、Pb和Cd的污染风险,分析比较不同评价方法的优缺点,并结合各样地水生植物群落的调查结果,分析水生植物群落物种多样性与底质重金属污染的相关性.结果表明,乐安河-鄱阳湖段湿地表土重金属污染以Cu污染为主,Pb和Cd污染程度相对较弱,Cu污染的主要来源为铜矿开采区汇入大坞河的酸性重金属废水.4种评价方法对乐安河段上游受矿区酸性废水污染较严重的6个样点的评价结果表现出一致性,均为极度污染;而对重金属污染相对较弱区域的评价结果则出现微弱差异,总体表现为自乐安河中游至下游,各样点重金属污染的生态风险等级逐渐降低.4种评价方法中潜在生态危害法的评价结果较为客观.各样点水生植物群落物种多样性与综合潜在生态危害指数、Cu的单项潜在生态危害指数呈显著负相关.     

基于鱼类生物完整性指数的拒马河北京段河流健康评价

拒马河是北京周边具有独特生物多样性的河流,目前面临很多水生态环境问题.鱼类生物完整性指数(F-IBI)是评价河流生态健康的重要方法.本研究于2018年5月和10月,在拒马河北京段设置9个采样点,利用地笼和刺网进行调查,共获得鱼类样本2001尾,隶属于4目9科.根据采样情况,初步设置了5大类21个初选指标,经过对指标完整性、相关性和取值范围分析,筛选得出6个评价指标:鱼类总物种数(M1)、鲤科占总种数的百分比(M3)、中上层鱼种类数百分比(M9)、杂食性鱼类种类数百分比(M13)、产粘性卵鱼类种类数百分比(M19)和鱼类总个体数(M20),构建了适用于拒马河的F-IBI指标体系,运用该体系对拒马河北京段的河流健康状况进行了评价,并将F-IBI与几个主要水环境参数和拦河坝相关数据进行了相关性分析.研究结果表明,拒马河北京段河流健康整体处于较差水平,F-IBI与水质理化因子无显著相关性,与参数"采样点与上游最近拦河坝的距离"呈显著相关.结果表明,拒马河北京段河流健康指数的关键影响因素不是水质理化因子,可能与拦河坝导致的河流片段化有关.     

上海地区河流健康评价方法探讨

界定了河流健康的概念,基于对国外河流健康表征指标的剖析,尝试从河流水文、河流形态、河岸带状况、水质理化参数以及河流生物5方面对河流健康进行评价,初步提出由5个1级指标、17个2级指标架构的城市河流健康评价体系.通过国际调研、标准对照、专家咨询等方法制定相关评价标准,基于简明的评价模型将河流健康状况划分为很健康、健康、亚健康、不健康和病态5个等级.以上海中心城区某河流为例,对其健康状况进行评价.     

基于环境管理的河流健康评价体系的研究进展

随着河流环境的逐渐退化,其自然功能和社会功能都受到了严重的威胁,河流健康评价的研究也逐渐成为河流生态研究的热点之一。河流健康评价体系能够明确河流的健康状态,为环境管理和生态修复提高理论基础,同时提高环境管理和生态修复的针对性和有效性。然而,环境管理也是河流健康评价体系的制定基准和目标。文章从国内外研究对河流健康的内涵和河流健康评价的指标体系两个方面进行了综述和分析。目前,国际上对于河流健康的内涵逐渐由仅关注自然功能,向与社会功能等方面结合的方向扩充。河流健康评价指标体系主要有两种：一是指示物种评价法,二是指标综合体系评价法。通过比较这两种方法的发展和优劣,我国更适宜于指标综合体系评价方法,有助于环境管理措施的制定。最后,通过结合和借鉴国内外已有的研究成果,构建了针对我国国情的、基于环境管理的河流健康评价理论框架。     

海门市蛎岈山牡蛎礁海洋特别保护区生态系统健康评价

在分析海门市蛎岈山牡蛎礁海洋特别保护区海域生态系统现状及特点基础上,构建了包含环境、结构、稳定性3个方面24个指标的海洋特别保护区生态系统健康评价指标体系,并采用熵权综合指数模型和模糊综合评价模型对保护区的生态系统健康状况进行评价及对比分析。熵权综合指数法评价结果表明,保护区生态系统处于健康趋向亚健康的状态;熵权模糊综合模型评价结果表明,保护区生态系统处于健康状态。由于模糊综合评价模型能反映保护区各生态要素的健康状况,其评价结论更趋近于保护区客观现状,更适用于海洋保护区健康评价。     

北京市北运河水系水生植物群落结构与生物完整性

为促进城市河流的管理和保护,于2015年6月对北京市北运河水系的49个样点开展水生植物群落调查,在此基础上通过分布范围、判别能力和相关分析从备选指标中筛选适宜评价的核心指标,利用比值法计算各核心指标并累加求平均值得到各样点的植被生物完整性(VIBI).从北运河水系共采集到36种水生植物,其中湿生植物14种,挺水植物13种,沉水植物6种,浮叶植物2种,漂浮植物1种.北运河水系的水生植物群落物种多样性较低,28个调查样点无水生植物生长,其中包括9个断流河段.21个有水生植物生长的河段中5个为健康(VIBI0.60),5个为良好(0.60VIBI0.38),7个为一般(0.38VIBI0.23),4个为较差(VIBI0.23).根据VIBI的空间分布,上游沙河和温榆河以及远郊的凤河VIBI较高,而下游清河、坝河和凉水河等支流的VIBI较低.相关分析表明栖息地环境质量、栖境多样性、河岸植被多样性是影响北京市北运河水系VIBI的主要因素.综上所述,受人类活动的干扰,北运河水系的水生植物物种多样性低,其中人类干扰小的支流植被生物完整性较高,而人类干扰严重的支流植被生物完整性较低.     

River therapy

Environmental Chemistry Letters -     

汉江上游金水河流域河水的化学特征

本文以汉江上游金水河流域为研究区域,通过对大气降水、河水的水化学及氢氧稳定同位素分析,揭示河水水化学特征及其补给来源.结果表明,(1)流域内大气降水和河水的水化学类型为Ca2+-HCO3-型,主要占优势的阴阳离子分别为HCO3-和Ca2+;(2)河水水质总体表征良好,其离子、金属及微量元素和营养盐的含量较低;(3)河水的δD和δ18O关系表明,河流的主要补给来源为大气降水.     

松花江、黑龙江水中可溶性铁与有机质含量的相关性

以黑龙江和松花江为研究对象,分析了河水中可溶性铁含量的分布特征及其与有机质含量、pH值的关系.结果表明,黑龙江、松花江水体中可溶性铁质量浓度分别为0.10～0.62和0.11～0.73 mg·L-1,Fe2+质量浓度分别为0.01～0.16和0.04～0.35 mg·L-1.松花江水体中可溶性铁、Fe2+浓度平均值均略高于黑龙江.同一年份内水体可溶性铁含量峰值以平水期居多.黑龙江水体CODCr与Fe2+含量呈显著负相关,松花江水体CODCr与可溶性铁含量呈显著正相关.松花江水体中BOD5、pH值与Fe2+含量呈显著负相关.人为来源的难生物降解有机质的大量输入提高了河水中铁离子的络合容量,使水中可溶性铁和有机络合铁含量增加.     

Rehabilitating China's Largest Inland River

Abstract:  Wetlands are particularly important for conserving China's biodiversity but riparian wetlands in the Tarim River basin in western China have been reduced by 46% during the last 3 decades. The world's largest habitat for Populus euphratica , which is in the Tarim River basin, significantly shrank. To protect and restore the deteriorated ecosystems along the Tarim River and its associated wetlands, China's government initiated a multimillion dollar river restoration project to release water from upper dams to the dried-up lower reaches of the Tarim River starting in 2000. We monitored the responses of groundwater and vegetation to water recharge in the lower reaches of the river from 2000 to 2006 by establishing nine 1000-m-long transects perpendicular to the river at intervals of 20–45 km along the 320-km river course below the Daxihaizi Reservoir, the source of water conveyance, to Lake Taitema, the terminus of the Tarim River. Water recharges from the Daxihaizi Reservoir to the lower reaches of the Tarim River significantly increased groundwater levels and vegetation coverage at all monitoring sites along the river. The mean canopy size of the endangered plant species P. euphratica doubled after 6 years of water recharge. Some rare migrating birds returned to rest on the restored wetlands in summer along the lower reaches of the Tarim River. The biggest challenge facing decision makers, however, is to balance water allocation and water rights between agricultural and natural ecosystems in a sustainable way. A large number of inhabitants in the Tarim Basin depend on these limited water resources for a living. At the same time, the endangered ecosystems need to be protected. Given the ecological, socioeconomic, and sociopolitical realities in the Tarim Basin, adaptive water policies and strategies are needed for water allocation in these areas of limited water resources.     

双台子河与大辽河表层水体微塑料特征与分布研究

微塑料是全球新兴环境热点问题之一.据估算,80％的海洋微塑料来于陆源输入,而河流被认为是陆源微塑料输入海洋的主要路径之一.为揭示辽河流域水体微塑料污染特征、空间分布及其对渤海微塑料污染的潜在贡献,本文基于密度分离原理并利用傅里叶变换红外光谱方法,研究了双台子河与大辽河下游至入海口(盘锦段)河道表层水体微塑料丰度、材质组成、形态特征与粒径分布特征.结果显示:从材质上分析,2条河流共检出了17种高分子聚合物,其中以聚乙烯占比最高,分别占双台子河和大辽河表层微塑料总量的38％和32％;从形态上分析,碎片微塑料(533.08～674.25μm)和纤维微塑料(1054.87～1450.76μm)分别占2条河流检出微塑料总量的80％以上,颗粒微塑料(100.26～241.3μm)占比则低于10％,并且没有检出形状规则的塑料微珠;从丰度上分析,双台子河((4.52±0.76)个·L-1)与大辽河((4.74±0.67)个·L-1)表层水体微塑料丰度之间无显著差异(P>0.05),并且各点之间也没有明显的变化趋势(P>0.05).以上研究结果表明,双台子河与大辽河表层水体微塑料污染特征相似,这为开展渤海微塑料溯源和风险管理提供了直接依据.     

Restoration of the Kishon River

The Kishon River, which is now an industrial sewage canal, may be turned into a recreational area in two stages, and by approximately 20 million dollar investment.

Stage A: The wastewater is treated in order to avoid polluted effluents from entering the river.

Stage B: The river water is treated in order to turn the river into a recreational area.     

Biotransformations of Chlorophenols in River Sediments

The accumulation of chlorophenols, including 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP), 2,4,6-trichlorophenol (2,4,6-TCP) and pentachlorophenol (PCP), from river sediments from southern Taiwan were studied. Through simple or more exhaustive extractions, the results showed that 99% of the samples containing 2,4,6-TCP and PCP could be removed by simple extraction. the concentrations were found to range from non-detectable to 16.60 ngg¹ for 2,4,6-TCP and to 25.02 ngg¹ for PCP. Partition coefficients (K_p) were 0.71, 0.74 mlg¹ for 2,4,6-TCP, 1.35 and 1.41 mlg¹ for PCP. Biodegradation by DCP-adapted or unadapted anaerobes in sediment was carried out. During 21 days' incubation, the complete degradation time for 2,4,6-TCP in DCP-adapted anaerobic, unadapted anaerobic, and unadapted aerobic conditions were found to be 9, 10, 12 days for N3 sediment, and 8, 10, 11 days for N6 sediment, respectively; for PCP it was 19 days, without degradation, 14 days for N3 sediment, and 13, 17, 10 days for N6 sediment, respectively. the biodegradable products were identified as 2,3,4,5-tetrachlorophenol (2,3,4,5-TeCP), 3,4,5-TCP, 3,5-DCP, 3-MCP, phenol, methylphenol, and benzoate for PCP, and 2,4-DCP, 4-MCP, phenol, methylphenol, and benzoate for 2,4,6-TCP.