太湖水质评价中底栖动物综合生物指数的筛选及生物基准的确立

对太湖8个区域共60样点进行底栖大型无脊椎动物采样,共获得底栖动物24种,其中软体动物14种,节肢动物5种,甲壳动物5种.根据Hilsenhoff 生物指数确定了15个相对清洁的样点和45个污染样点,然后进行21种生物指数的综合评估,结果表明,总分类单元数、(甲壳动物 软体动物)分类单元数、%(甲壳动物 软体动物)、%腹足纲、Goodnight-Whitley指数、Hilsenhoff 生物指数和%直接收集者等7个底栖动物生物指数可以用作判别太湖水质的敏感生物指数.通过5, 3, 1记分法对6种生物指数统一量纲后,获得变化范围为7～35的综合生物指数,运用四分法划分了太湖水质判别的生物基准:7～14很差,15～21差,22～28一般,29～35好,并对60个样点进行重新记分,获得了太湖水质的基本生态分区现状,太湖的东南区属水质较好的区域,而西北区属水质较差的区域.该水质生物基准基本适合评价太湖不同区域的水质状况.     

应用底栖动物完整性指数B-IBI评价溪流健康

B-IBI指数是溪流生态系统健康评价常用指标之一。据安徽黄山地区溪流的33个底栖动物样点数据(11个参照点,22个受损点),对21个生物参数进行分布范围、Pearson相关性和判别能力分析,确定B-IBI指数由总分类单元数、EPT分类单元数、前3位优势分类单元%、粘附者%、敏感类群%和BI指数构成。分别用3分制、4分制和比值法统一各参数量纲,B-IBI指数值即为累加各构成指数的分值或比值。B-IBI箱线图分析表明,上述3种方法计算出的B-IBI值有较高判别能力(IQ=3),能很好地判别参照水体和受损水体,且3者之间具高相关性(r>0.90)。分别依据参照样点和所有样点B-IBI值建立健康评价标准,比较3分制、4分制和比值法对评价结果的准确性,表明用比值法统一各参数量纲并依据所有样点的B-IBI值建立的健康评价标准的准确性优于3分制和4分制法。建立了适合祁门县溪流生态系统健康评价B-IBI标准B-IBI>3.59健康,2.7～3.59亚健康,1.8～2.69一般,0.9～1.79差,B-IBI<0.9极差。祁门县21个样点的水体,14个健康,6个亚健康,1个一般。B-IBI与电导率(r=-0.62,p<0.01)和生境质量(r=0.65,p<0.01)显著相关。     

用河流生物指数评价秦淮河上游水质的研究

1999～2001年用D-形网半定量法采集了南京秦淮河上游21个样点的大型底栖无脊椎动物。12个底栖生物指数值的频数分布分析、Pearson相关分析和敏感性检测表明,总分类单元数、ET分类单元数、香农多样性指数、水生昆虫分类单元数和优势分类单元％最适合于秦淮河上游水质生物评价。采用5、3、1生物指数记分法统一量纲。提出了河流生物指数(RBI)概念,其值即为累加上述5个指数后的总分值,建立了河流生物指数评价秦淮河水质的标准,并对21个样点的水质进行重新评价,效果较单项生物指数如香农多样性指数评价结果更接近实际情况。     

基于大型底栖动物群落的上海市河道水质生物学评价

2011年夏秋季,在上海市全境83个河道断面开展了河道底栖动物采样,共获取底栖动物20个分类单位（种）。9个极严重污染断面未采集到活体生物,生境基本丧失。其余74个有活体生物断面,采用三种常用生物指数：Shannon-Wiener多样性指数、Hilsenhoff耐污指数、Goodnight修正指数分别进行计算及评价。Shannon-Wiener多样性指数判别为25个严重污染和49个重污染断面;Hilsenhoff耐污指数划分38个重污染、5个中污染和31个轻污染断面;Goodnight修正指数划分33个重污染、2个中污染和39个轻污染断面。与典型河道断面的水质理化指标监测值进行对照,Shannon-Weiner多样性指数对河道水质评价的准确度较低,Hilsenhoff生物指数和Goodnight修正指数的水质评价效率及准确度均较高,断面污染等级与水质理化指标基本对应。     

基于大型底栖无脊椎动物群落的上海市河道水质生物学评价

2011年夏秋季,在上海市全境83个河道断面开展了大型底栖无脊椎动物采样,共获取底栖动物20个分类单位(种).9个极严重污染断面未采集到活体大型底栖生物,生境基本丧失.其余74个有活体生物断面,采用三种常用生物指数:Shannon-Wiener多样性指数、Hilsenhoff耐污指数、Goodnight修正指数分别进行计算及评价.Shannon-Wiener多样性指数判别为25个严重污染和49个重污染断面;Hilsenhoff耐污指数划分38个重污染、5个中污染和31个轻污染断面;Goodnight修正指数划分33个重污染、2个中污染和39个轻污染断面.与典型河道断面的水质理化指标监测值进行对照,Shannon-Weiner多样性指数对河道水质评价的准确度较低,Hilsenhoff生物指数和Goodnight修正指数的水质评价效率及准确度均较高,断面污染等级与水质理化指标基本对应.     

洞庭源底栖动物种类分布及水质生物学评价

１９９５年枯水、平水、丰水期对洞庭湖设６个断面进行采样,共采到底栖动物５８种;其密度变幅为７８－５５４．５个／ｍ＾２;１０种常见种均成聚集分布。采用综合生物污染指数评价水体质量,结果显示洞庭湖整体水质受到轻度污染,评价结果与化学污染指数评价结果一致;各采样断面综合生物污染指数均明显大于１９８１－１９８２年的测量结果,表明水体质量变差。     

基于大型底栖无脊椎动物完整性指数的鄱阳湖湿地生态健康评价

湿地生态健康评价对于掌握湿地的健康状况、理解人类活动干扰对其影响及实施生态预警等有重要意义。鄱阳湖对于维持其流域甚至长江中下游的生态平衡十分重要,目前尚未建立起其较完善的生态健康评价指标体系。大型底栖无脊椎动物完整性指数(benthic macroinvertebrate-based index of biotic integrity, B-IBI)是广泛应用的湿地生态健康评价方法。基于30个采样点(7个参照点,23个受损点)的大型底栖无脊椎动物采样数据,构建鄱阳湖湿地的B-IBI指数,采用自然断点法划分非常健康、健康、一般、差和极差5个健康等级标准,据此评价湿地生态健康状况。研究表明:(1)基于B-IBI指数的鄱阳湖湿地生态健康评价结果为一般;(2)就采样点B-IBI分值而言,呈现出西部健康状况优于东部的格局,其中国家级自然保护区内状况较好,而工业区、城镇、农田及河流入湖口附近状况较差;(3)B-IBI指数与前期构建的景观发展强度指数(LDI)、栖息地环境质量指数(QHEI)以及植被完整性指数(V-IBI)具有显著相关性,表明基于不同指数的评价结果较为一致。本研究构建的B-IBI指数能为鄱阳湖湿地的生态健康评价和监测提供重要方法。     

黄河三角洲石油生产对东营湿地底栖动物群落结构和水质生物评价的影响

为了解石油开采对湿地生态系统的影响,2009年10月调查了黄河三角洲东营湿地34个样点的水体物理化学属性和大型底栖无脊椎动物群落结构。共获得3门6纲12目41科70属84个大型底栖无脊椎动物分类单元。Shannon-Wiener多样性指数(r=-0.446,P=0.02)和TN显著负相关,BI指数与理化指标无显著相关性;软体动物分类单元数与盐度(r=-0.422,P=0.028)显著负相关,与pH值(r=0.435,P=0.023)显著正相关;软体动物个体百分数同样与盐度(r=-0.395,P=0.041)呈显著负相关,与pH值(r=0.565,P=0.002)呈极显著正相关;寡毛类分类单元数与TN(r=0.524,P=0.005)极显著正相关。水体石油含量与生物指数无显著相关性。典范对应分析(CCA)显示,TN、pH、盐度是影响东营湿地底栖动物群落结构的主要环境变量,水体石油污染并不是主要的胁迫因子。寡毛类和软体动物是该地区对环境变化的主要指示生物类群。Shannon-Wiener多样性指数水质生物评价结果显示,溢洪河支流、广利河上游、挑河上游、东张水库属于清洁;轻污点位有9个,其余点位为中污或重污。     

洞庭湖底栖动物种类分布及水质生物学评价

1 995年枯水、平水、丰水期对洞庭湖设 6个断面进行采样 ,共采到底栖动物 58种 ;其密度变幅为 78～ 544 .5个 /m2 ;1 0种常见种均成聚集分布。采用综合生物污染指数评价水体质量 ,结果显示洞庭湖整体水质受到轻度污染 ,评价结果与化学污染指数评价结果一致 ;各采样断面综合生物污染指数均明显大于 1 981～ 1 982年的测量结果 ,表明水体质量变差     

大型无脊椎动物群落指数和群落数量指数在河流水质评价中的应用

本文介绍了新西兰常用的大型无脊椎动物群落指数(MCI)和大型无脊椎动物群落数量指数(QMCI)的原理及使用方法,并利用MCI和QMCI对新西兰惠灵顿地区40条河流53个监测点进行评价.结果表明:MCI和QMCI均与河流营养指标呈极显著相关关系,可用来监测和评价水体的营养污染状况;二者快速准确地监测出惠灵顿地区河流水质总体良好,但部分河流污染严重,并分析了污染的原因.MCI与QMCI存在极显著相关关系,但MCI与营养指标间的相关关系大于QMCI,可以准确地反映出水体中营养元素的富集状况.     

胶州湾大型底栖动物生物多样性现状

根据自1998年2月至2001年11月对胶州湾的10个站15个航次（每季度月一次）的大型底栖动物分布状况调查资料,报道了胶州湾大型底栖生物物种多样性现状,采用了香农-威纳指数、物种丰富度指数以及物种均匀度指数对胶州湾大型底栖生物的群落结构、种类组成、优势种以及数量动态趋势进行了分析。本次调查共采到底栖动物322种,其中多毛类44科133种,甲壳动物42科92种,棘皮动物仅有14种。各站获得平均种类数在8—26种之间,种类最少的出现在7号站,最多的出现在3号站。各站位香农-威纳指数也有很大差异,最大的是2001年11月的8号站,最小的则出现在2001年8月的9号站。7号站和9号站种类数、物种多样性指数及物种丰度指数均较低,这是因为它们位于水流较大的区域,且底质为粗砂。3号站虽然种类数较多,并具有较大的香农-威纳指数,但它的物种均匀度指数却非常低,这是因为3号站靠近菲律宾蛤仔养殖区域,蛤仔的高密度降低了均匀度指数。生物多样性除了受种的数量及其个体密度的影响外,还与多种环境因素有关,如水温,盐度、初级生产力等,人为因素（如污染、过度利用）对底栖生物影响非常大。目的在于为进一步研究胶州湾生物多样性变化及底栖生物资源的合理开发和持续利用提供科学依据和积累资料。     

付疃河流域中下游大型底栖动物群落结构与水质生物学评价

2018年12月-2019年10月对山东省日照市付疃河流域中下游大型底栖动物及相应水环境因子进行分季节的监测,并对底栖动物群落组成、多样性特征及与水质因子的相关性进行分析。结果表明,调查共采集底栖动物42种（环节动物14种、节肢动物20种、软体动物8种）,广泛分布物种为霍甫水丝蚓（Limnodrilus hoffmeisteri）、水丝蚓属（Limnodrilus sp.）及摇蚊属（Chironomus sp.）;底栖动物总密度呈春季 > 冬季 > 秋季 > 夏季;CCA （Canonical Correspondence Analysis）分析表明环节动物与COD、TP有显著正相关性,各门类与NH₃-N相关性差异较大;底栖动物多样性分布特征与河流水源结构有关。采用生物多样性指标、指示物种水质生物学指标进行水质评价,Shannon-Wiener指数、Margalef指数评级偏差,Pielou指数评级偏优,而指示物种水质生物学评价（Goodnight-Whitley指数、相对重要性指数及Wright指数）基本一致,整体平均处于中污染,评价过程仍须考虑河流及物种客观属性特征,得到更具适用性的评价管理方法。     

扬州宝应湖底栖大型无脊椎动物的生物多样性及其变化

底栖大型无脊椎动物作为水环境监测的重要指示生物,其群落结构和多样性能够有效地反映水环境的健康状况。为了更好地了解扬州宝应湖大型底栖动物的群落多样性,本文于2015–2019年对扬州宝应湖底栖大型无脊椎动物进行野外调查和采样,联合经典形态学和高通量测定DNA条形码方法进行物种鉴定,进一步分析了这些大型无脊椎动物群落结构和多样性的年度变化,并应用Shannon-Wiener指数(H′)和污染生物指数(bioticindex,BI)对水质状况进行生物评价。结果显示:共记录大型底栖动物3门5纲57种,其中软体动物门23种,隶属2纲9科(腹足纲7科15种,双壳纲2科8种);环节动物门寡毛纲12种,隶属2科;节肢动物门22种,隶属2纲6科(软甲纲4科5种,昆虫纲2科17种)。腹足纲是优势类群,5年间的密度占比均在65%以上。优势种是赤豆螺(Bithyniafuchsiana)、槲豆螺(B.misella)和长角涵螺(Alocinmalongicornis)。Margalef丰富度指数(2.27±0.28)、Simpson优势度指数(0.82±0.02)和Pielou均匀度指数(0.78±0.08)在5年间呈现明显的波动变化。对水质状况的生物评价结果表明,湖区水体环境在5年间均呈现不同程度的污染状态,这与过度围湖水产养殖等经济活动引起水体富营养化有一定关系。     

巢湖流域水质生物学评价——以大型底栖动物为例

由于长期暴露在自然环境中,底栖动物可整合不同时间尺度的物理、化学及生物信息,能反映污染物质对其造成的协同危害特征,因而被广泛应用于水体健康评价。为了弄清巢湖流域水体污染状况,于2009年4月对巢湖流域大型底栖动物进行采样调查。59个采样点中,鉴定出大型底栖动物共23种,其中:环节动物门6种,占26.1%;节肢动物门8种,占34.8%;软体动物门9种,占39.1%。尽管不同栖息环境中底栖动物的优势种有较大变化,但霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、苏氏尾鳃蚓(Branchiura sowerbyi)和铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)为整个巢湖流域优势物种。河流综合生物污染指数评价结果表明,巢湖流域水体均已受到不同程度的污染,南淝河的污染程度>白石山河>派河>巢湖湖体>柘皋河>杭埠河>裕溪河>丰乐河,这一结果与水质指标评价结果基本一致。     

基于底栖动物完整性指数及综合生物指数的乌伦古湖生态健康评价

基于2019—2021年乌伦古湖28个采样点底栖动物及环境因子的调查数据,采用底栖动物完整性指数(B-IBI)及综合生物指数(CBI)对乌伦古湖进行生态健康评价,并确定影响2种生物指数的关键环境因子。通过对34个候选指标的逐步筛选,最终确定M23(Family Biotic Index, FBI指数)、M24(Biological Monitoring Working Party, BMWP指数)、M26(直接收集者个体相对丰度)、M30(Shannon-Wiener指数)和M34(黏附者个体相对丰度)五个构成春季核心指标,M14(摇蚊个体相对丰度)、M21(耐污类群个体相对丰度)、M24、M30和M34五个构成夏季核心指标,M14、M24、M30和M34四个构成秋季核心指标。采用比值法统一指标量纲,基于参照点B-IBI指数分布的25%分位值作为健康评价标准。采用熵权法确定Margalef、Shannon-Wiener、Pielou、Simpson、FBI、BI(Biotic Index)、BMWP等7种生物指数的客观权重,累积加权构建CBI指数并以所有样点95%分位值作为健康评价标准。结果表明：B-IBI、CBI指数均认为中海子生态环境状况较为健康,73km小海子于健康至一般波动,骆驼脖子介于亚健康至较差状态,吉力湖和布伦托海湖西部整体处于一般至较差水平。时间角度上,乌伦古湖春、夏季的健康状况优于秋季。Spearman相关性分析表明,CBI、B-IBI指数及7种生物指数相关性良好。通径分析表明,高锰酸盐指数和亚硝态氮是共同影响B-IBI指数的关键环境因子,盐度和溶解氧是共同影响CBI指数的关键环境因子。冗余分析表明,盐度和无机氮是影响不同季节CBI、B-IBI指数的重要环境变量。完整性指数与综合生物指数的结合对乌伦古湖的生态健康评价参考性较高,未来应通过控制外源污染,限制富营养物质及有无机污染物的汇入,降低湖区水体矿化度等措施改善乌伦古湖的生态环境质量。     

茅埏岛不同生境大型底栖动物生物多样性

2012年11月—2013年10月,对浙江台州茅埏岛不同生境下的大型底栖动物进行了4次取样调查,比较了红树林、互花米草和光滩生境下大型底栖动物的生物多样性及季节变化。共检出大型底栖动物48种,隶属8门9纲28科,其中软体动物、节肢动物和环节动物占总物种数的83.3%。用定量取样的密度数据计算大型底栖动物的Shannon指数、Pielou指数、Margalef指数、Simpson指数和G-F多样性指数,结果表明:互花米草生境在物种种数和栖息密度上均低于光滩和红树林生境,物种种数在季节上春夏两季高于秋冬两季;从Shannon指数和G-F多样性指数上看,红树林生境下大型底栖动物的多样性高于光滩与互花米草生境;红树林间,红树幼林大型底栖动物物种多样性低于6年生和8年生红树林,而科属多样性高于后两者。生境和季节是影响大型底栖动物分布的重要因素。     

基于大型底栖动物生物完整性指数的天津市城市河流水生态健康评价

生物完整性指数整合了多个单指标对干扰的响应特征,因此在综合评价水生态健康状况时具有良好的指标稳定性和响应敏感性。使用生物完整性指数开展自然河流水生态健康评价案例较多,但由于水体特征差异性导致指标选取存在不同,因此针对城市河流的评价研究案例并不多见。在参考以往研究基础上,结合城市河流的独有特征,将可以反映生态系统功能的功能多样性指标纳入备选指标体系,构建了天津市城市河流大型底栖动物完整性评价指数并开展了水生态健康评价。基于2023年4月和9月的水生态监测数据,分析了天津市城市河流大型底栖动物群落结构在枯水期和丰水期之间的变化情况。结果表明,大型底栖动物群落组成表现出显著的季节差异（ANOSIM:P=0.006,R=0.107）,枯水期物种数要高于丰水期。梨形环棱螺(Bellamya purificata,Y_枯水期=0.208,Y_丰水期=0.192)、环棱螺属一种(Bellamya sp.,Y_枯水期=0.045,Y_丰水期=0.074)和纹沼螺(Parafossarulus striatulus,Y_枯水期=0.033,Y_丰水期=0.163)均是优势种,表现出季节稳定性。本研究构建了以水生昆虫分类单元数、BMWP指数、功能丰富度和功能分异度等为核心评价指标的天津市城市河流大型底栖动物生物完整性指数（IBI）。评价结果体现了在生物完整性的构建时引入功能参数的重要性。从空间分布看,上游河道保持了较好的生物完整性特征,而由于人类活动的介入导致中下游河道普遍偏差。从季节变化来看,不同地区的完整性变化存在差异,栖息地完整、植被覆盖度高和功能多样性高的参考点位对外部干扰的抵抗力和恢复力较好,因此受到的水文扰动小,而受损点位生物完整性普遍降低。营养盐和有机污染均影响了两个季节的IBI指数,而对于丰水期的大型底栖动物群落,水文变化也是不容忽视的重要因素。本研究结果从生物完整性角度为天津市河流生态系统的评价和保护修复提供了参考依据,同时也为其它类似河流生态系统提供了借鉴。     

张家界市澧水流域底栖动物群落结构及生物完整性评价

为掌握张家界市澧水流域生态健康状况,于2023年春季和秋季开展了两次全面的底栖动物群落结构调查。流域内共监测到底栖动物105种,隶属于4门8纲72科,全年平均密度为506 ind·m^-2,平均生物量为33.86 g·m^-2。秋季的底栖动物种类数、密度、生物量均高于春季。通过分布范围、判别能力、冗余度等方法对18个候选指标进行筛选,最后保留总分类单元数、Shannon指数、Hilsenhoff生物指数用于构建张家界市澧水流域底栖动物生物完整性指数（B-IBI）评价体系,确定优秀的标准值为2.00。结果表明：张家界市澧水流域中等及以上状态的样点达73.8%,且秋季的生态健康状况优于春季;流域整体的B-IBI值为1.55,流域整体生态健康状态良好。该B-IBI评价体系包含了丰富的信息,是春季和秋季底栖动物数据共建的评价体系,具有较强的可比性和实用性,为后续澧水流域的长期监测与评价奠定了基础。     

广东省6座水库及其入库河流底栖动物调查与综合评价

2010年8月对广东省6座水库及其入库河流的大型底栖无脊椎动物群落进行采样调查,并分别利用Goodnight-Whitley指数和BPI指数对水库及入库河流的水质进行评估。结果表明,水库共检出底栖动物13种,优势种为霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、苏氏尾鳃蚓(Branchiura sowerbyi)和八斑多足摇蚊(Polypedilum masudai),种类丰富度变动范围为2～5种,平均密度为277ind/m²,变动范围160～480ind/m²。入库河流的种类丰富度和密度均高于水库,共检出底栖动物28种,优势种为苏氏尾鳃蚓、霍甫水丝蚓、花翅前突摇蚊(Procladius choreus)和河蚬(Corbicula fluminea),种类丰富度变动范围为2～7种,底栖动物平均密度为382ind/m²,变动范围192～816ind/m²。水质评价结果表明,6座水库的水质状况总体良好,但入库河流均受到不同程度的污染,污染较为严重的黄岗河和黄羌河,其水库汤溪水库和公平水库也产生了污染。