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。     

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。     

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。     

江苏省太湖流域大型底栖无脊椎动物完整性业务化评价指数构建

为支撑流域水生态目标的业务化管理,提高水生态监测和评价的可操作性,突破物种分类鉴定的技术瓶颈,以大型底栖无脊椎动物为研究对象,在江苏省太湖流域布设120个采样点,于2013年1—3月、7—8月和10—11月开展3次监测。以最小干扰为参照状态,对涉及物种丰度、物种多度组成、耐污能力和摄食类群的72个候选指数进行分布范围、判别能力及相关性分析,结合指数获取的便利性及物种分类的难易程度,最终筛选出3个核心指数构成大型底栖无脊椎动物完整性业务化评价指数,其中湖荡、河流和水库的指数为软体动物分类单元数、优势分类单元相对多度和BMWP指数,溪流的指数为ETO分类单元数、前三位优势分类单元相对多度和BMWP指数。经验证,业务化指数与环境梯度有较好的响应关系,且可操作性强,具备开展业务化应用的前景。但目前的流域水生态目标管理尚处于摸索阶段,技术体系还须在业务化过程中不断修正和完善。     

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。     

连云港市泥砂质潮间带大型底栖动物群落调查

于2013年9月对连云港市某泥砂质潮间带3个站位的大型底栖动物进行调查,结果表明,有大型底栖动物57种,其中多毛类23种,甲壳类18种,软体动物10种,其他类群6种。该潮间带大型底栖动物的总平均丰度为2 119.1 m-2,总平均生物量为66.34 g/m2,其中光滑狭口螺(Stenothyra glabar)在高潮带的丰度高达3 082.7 m-2,整个潮间带丰度呈现由高潮带向低潮带逐渐降低的趋势。潮间带Shannon-Wiener多样性指数平均值3.26;整个调查潮间带的沉积物环境较清洁。     

基于环境DNA宏条形码的太湖流域底栖动物监测与生态健康评价

大型底栖动物是生态环境监测和评估的主要目标生物类群之一。环境DNA宏条形码技术的发展为提高底栖动物多样性监测的通量、精准性、标准化程度提供了新的机遇,但该方法在我国尚未有流域尺度的应用先例,其结果的可靠性和对生态环境健康状况的指示性有待检验。率先将环境DNA宏条形码技术用于太湖流域65个点位的底栖动物监测和流域生态健康评价,并与同步进行的形态学监测结果进行了比较。结果表明:①环境DNA方法能检出更多的底栖动物类群,在科、属、种水平上检出的分类单元数分别是形态学监测结果的106%、132%、155%;②基于环境DNA技术的检测方法能够很好地识别形态学监测结果中的优势物种,检出的科级、属级分类阶元能够覆盖形态学监测结果中90%以上的生物量和个体数,同时包含60%以上的物种数;③两种方法对同一物种的检出频次显著相关(R²>0.7,P<0.0001),总体检出一致率达72.3%;④在底栖动物完整性指数(B-IBI)方面,环境DNA方法与形态学方法的计算结果显著相关(R²=0.235,P<0.0001),94%的点位的B-IBI等级划分误差在1级以内,且两种方法的计算结果在底栖动物完整性的流域空间格局描绘上高度重合。综上所述,环境DNA宏条形码技术在太湖流域底栖动物群落监测和评价中的整体应用结果表明,环境DNA监测方法结果可靠,将其进一步规模化应用有望显著提高我国水生态系统生物监测结果的准确性和生态健康评价的技术水平。     

海州湾潮间带大型底栖动物多样性研究

2015年10月和11月调查了海州湾潮间带A、B 2个断面的大型底栖动物,共发现大型底栖动物29种,其中A断面发现19种,B断面23种;潮间带大型底栖动物的总平均丰度为1 790 m~(-2),总平均生物量185.11 g/m~2。A、B 2断面的丰度生物量差异较大,主要是由于2个断面底质类型不同造成的。潮间带Shannon-Wiener多样性指数平均值为2.90,波动为2.44~3.45,其沉积物环境存在轻度有机质污染。     

春、秋季灌河口潮间带大型底栖动物群落结构特征

为研究灌河口潮间带大型底栖动物群落结构的季节特征,于2021年5月（春季）和9月（秋季）对灌河口南北两岸的2个潮间带断面的大型底栖动物进行定量调查,共鉴定大型底栖动物7大类58种,其中环节动物30种,占比51.72%,为优势类群;软体动物12种,占比20.69%;节肢动物10种,占比17.24%;脊索动物和纽形动物各2种,分别占比3.45%;棘皮动物和星虫动物各1种,分别占比1.72%。春季大型底栖动物种数高于秋季,SEC2断面大型底栖动物种数高于SEC1。优势种分别为持真节虫（Euclymene annandalei）、齿吻沙蚕（Nephtys sp.）、双齿围沙蚕（Perinereis aibuhitensis）、四角蛤蜊（Mactra veneriformis）、天津厚蟹（Helice tientsinensis）、中华蜾蠃蜚（Corophium sinense）和两用孔纽虫（Amphiporus punctatulus）,其中四角蛤蜊在春、秋两季均为优势种。受优势种生活史特性及断面生境差异影响,SEC1断面的大型底栖动物密度和生物量均为春季较高,SEC2断面则为秋季较高;春、秋季的大型底栖动物密度平均值表现为SEC2＞SEC1,春季SEC1断面的生物量较高,秋季SEC2生物量较高。优势种的潮带分布呈现亚热带河口湿地特点,高潮带以多毛类动物为主,中低潮带以软体动物为主。2个断面的香农-维纳（Shannon-Wiener）多样性指数（H′）均值均为春季＞秋季, SEC1的W均值表现为秋季＞春季,SEC2的W均值则为春季＞秋季;春、秋季H′和W均值均为SEC1＞SEC2;灌河口潮间生态环境总体处于轻度污染状态,灌河口潮间带大型底栖动物群落总体处于轻度干扰状态。     

西北江下游河流底栖动物群落健康评价

2020年12月在西北江下游河流设置11个采样点,调查底栖动物群落结构,应用底栖动物完整性指数(B-IBI)评价河流健康状况,并分析B-IBI值与环境因子的关系.结果表明,参照点位的B-IBI值在0.59～4.00之间,处于中等—优状态;受损点位的B-IBI值在0～0.82之间,处于很差—良好状态,其中较差和很差状态占比为87.5％.氨氮浓度与B-IBI值呈现极显著的负相关性,降低水污染负荷是促进底栖动物群落恢复健康的有效途径.在水质已经实现好转的基础上,可通过营造河底卵石生境来促进底栖动物群落恢复,同时也应加强河岸带的修复.     

基于大型无脊椎动物完整性的赤水河健康评价体系构建

作为长江上游珍稀鱼类国家自然保护区的核心区,赤水河流域水系的健康状况虽颇受关注,但相关评价工作却较少。笔者结合现场调查(2016年)和历史数据(2007年),初步构建基于大型无脊椎动物群落的健康评价体系,对赤水河干流和部分支流的不同季节(春季和秋季)和不同河段(上中下游)的健康状况进行评估。指标筛选结果显示:赤水河上游河段在春季和秋季分别包括6、2个核心参数,中游河段分别包括5、4个,下游包括3、2个核心参数。通过四分法将健康状态划分为4个等级:健康、亚健康、一般和不健康。从整体上看,赤水河处于亚健康状态,且春季和秋季河流不同采样点健康状况有所差异,春季健康状况好于秋季。回归分析显示,BOD_5、COD_(Mn)以及NH~+_4-N是影响赤水河健康的主要环境因子。研究所构建的B-IBI评价指标较好地评估了赤水河的健康状况,可作为赤水河流域水体环境监测的有效手段之一。     

基于浮游植物生物完整性的北部湾生态健康评价

应用生物完整性理论和方法,研究基于浮游植物生物完整性指数(Phytoplanktonic Index of Biotic Integrity,P-IBI)在海湾生态评价中的方法构建,通过生境区域划分、评价因子选择、阈值确定等构建适合海湾的P-IBI生态健康评价指标体系,并以北部湾为例开展应用与验证。基于P-IBI的北部湾生态健康评价结果显示:3个水期中枯水期相对较好,丰水期次之,平水期最差,钦州市茅尾海海域内4个采样点在3个水期评价结果大部分为\"差\"和\"较差\",其余大部分采样点都在\"一般\"及以上。Spearman相关性分析显示,P-IBI均与水质类别正相关。研究结果表明P-IBI指数在北部湾生态健康评价应用与验证结果基本符合实际,应用P-IBI能够较好地开展海湾的生态健康评价,可因地制宜应用于近岸海域生态评价。     

Development and evaluation of the Lake Macroinvertebrate Integrity Index (LMII) for New Jersey lakes and reservoirs

In response to the recent focus by the U.S. EnvironmentalProtection Agency on bioassessment of lakes, a multimetric index was developed for New Jersey lakes and reservoirs using benthicmacroinvertebrates. Benthic samples were collected fromreference and impaired lakes with muck and intermediate sedimentsin central and northern New Jersey during summer 1997. We used astepwise process to evaluate properties of candidate metrics andselected five for the Lake Macroinvertebrate Integrity Index(LMII): Hilsenhoff Biotic Index (HBI), percent chironomidindividuals, percent collector-gatherer taxa, percentoligochaetes/leeches, and number of Diptera taxa. We scoredmetrics as the fraction of the best expected value (based on allsites) achieved at a site and summed them into the LMII. Evaluation of the LMII showed that it discriminated well betweenreference and impaired lakes and was strongly related to severalpotential stressors. Chemical and physical gradients distinguished between reference and impaired lakes, and the LMIIsummarized these gradients well. The LMII corresponded stronglywith land use, but some lakes with more urban land use stillachieved high scores. Based on a power analysis, the ability ofthe LMII to detect differences in condition was sensitive to thenumber of samples from each lake.     

沼泽湿地水生无脊椎动物完整性指数构建与健康评价

依据2017年5、7、9月对三江平原19处沼泽湿地(参照湿地6处,受损湿地13处)的水生无脊椎动物采样结果,应用生物完整性理论和方法,构建水生无脊椎动物完整性指数,评价三江平原沼泽湿地健康状况。通过对27个候选指标的分布范围、判别能力和相关性分析,筛选出总分类单元数、扁卷螺科百分比、龙虱科百分比、刮食者百分比4个指标构成水生无脊椎动物完整性指数核心指标。采用比值法计算各指标参数值,将各参数值加和得到水生无脊椎动物完整性指数值。根据参照湿地水生无脊椎动物完整性指数值的25%分位数值确定评价标准,对小于25%分位数的值进行三等分,确定三江平原沼泽湿地健康评价标准:≥2.58,无干扰;1.72～2.58,轻度干扰;0.86～1.72,中度干扰;0～0.86,重度干扰。结果表明:所调查的三江平原沼泽湿地有78.95%受到不同程度的干扰(其中47.37%受到了中重度干扰),21.05%属于无干扰。     

松花江流域水生态环境中生物与生境和化学要素间的关联 性研究

利用2012年松花江流域生物、生境和水质的调查数据,采用生物完整性指数(IBI)评价松花江流域的水生态环境质量,并着重对IBI评价结果与生境质量、水质间的关系及生物与生境和化学参数间的相关关系进行了分析。结果表明,松花江流域IBI评价结果与其生境质量存在显著正相关,与水质评价结果基本一致。生境质量及大多数生境参数均与多项生物参数间存在显著/极显著的相关关系;其次,COD、CODMn、BOD5、TN、TP等超标化学因子也与多项生物参数存在显著/极显著的相关关系,说明生境受损和有机污染压力是引起松花江流域水生态环境质量变化的主要压力。为恢复和改善松花江流域的水生态质量,研究建议针对流域生境质量和超标化学污染开展相应的保护和控制措施。     

An approach for identifying the causes of benthic degradation in Chesapeake Bay

We developed an index to differentiate between low dissolved oxygen effects and sediment contamination effects for sites classified as degraded by the Chesapeake Bay Benthic Index of Biotic Integrity (B-IBI), using discriminant analysis. We tested 126 metrics for differences between sites with low dissolved oxygen and sites with contaminated sediments. A total of 16 benthic community metrics met the variable selection criteria and were used to develop a discriminant function that classified degraded sites into one of two stress groups. The resulting discriminant function correctly classified 77% of the low dissolved oxygen sites and 80% of the contaminated sites in the validation data.