湖荡区大型底栖无脊椎动物评价方法适用性探讨—以长三角一体化示范区为例

doi:10.3969/j.issn.1000-5641.2023.06.013

华东师范大学学报（自然科学版） ›› 2023, Vol. 2023 ›› Issue (6): 134-144.doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2023.06.013

湖荡区大型底栖无脊椎动物评价方法适用性探讨—以长三角一体化示范区为例

秦红¹(), 翟凌阁², 徐枫³, 王翠¹, 成沔¹, 刘垚燚², 车越^2,*()

1. 上海市青浦区水文勘测队, 上海　201799
2. 华东师范大学上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室, 上海　200241
3. 太湖流域水文水资源监测中心(太湖流域水环境监测中心), 江苏无锡　214024

收稿日期:2022-05-09 接受日期:2022-08-09 出版日期:2023-11-25 发布日期:2023-11-23
通讯作者: 车越 E-mail:13817333325@163.com;yche@des.ecnu.edu.cn
作者简介:秦　红, 女, 高级工程师, 研究方向为水环境监测. E-mail: 13817333325@163.com
基金资助:
上海市“科技创新行动计划”社会发展科技领域课题 (21DZ1202702)

Applicability of benthic macroinvertebrate evaluation methods in lake-swamp areas: An example in the Yangtze River Delta integration demonstration zone

Hong QIN¹(), Lingge ZHAI², Feng XU³, Cui WANG¹, Mian CHENG¹, Yaoyi LIU², Yue CHE^2,*()

1. Shanghai Qingpu District Hydrographic Survey Team, Shanghai　201799, China
2. Shanghai Key Lab for Urban Ecological Processes and Eco-Restoration, East China Normal University, Shanghai　200241, China
3. Taihu Basin Hydrology and Water Resources Monitoring Center (Taihu Basin Water Environment Monitoring Centre), Wuxi, Jiangsu　214024, China

Received:2022-05-09 Accepted:2022-08-09 Online:2023-11-25 Published:2023-11-23
Contact: Yue CHE E-mail:13817333325@163.com;yche@des.ecnu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

开展了青浦区西部地区大型底栖无脊椎动物调查, 基于底栖生物完整性指数 (benthic index of biotic integrity, B-IBI) 评价体系, 评价了区域水生态健康状况, 分析了B-IBI指数与水质指标及相关指数的关系, 探讨了B-IBI指数在湖荡地区的适用性. 结果表明: 研究区域水生态健康状况总体良好, 健康及亚健康样点占比67.7%, 湖泊及湖荡区域的B-IBI指数多优于河流; B-IBI指数对水体有机污染、富营养化有较好的指示作用; 各评价指数之间具有显著相关性, 但B-IBI指数与丰富度指数、多样性指数评价结果有所差异; B-IBI指数在湖荡区水生态评价中具有很好的适用性.

关键词: 大型底栖无脊椎动物, 生物完整性指数, 湖荡, 长三角, 水生态评价

Abstract:

In this study, a benthic macroinvertebrates survey was conducted in the western Qingpu District. The Benthic Index of Biotic Integrity (B-IBI) was used to assess the regional water ecological health. The relationship between B-IBI and water quality indicators, including related indices, was analyzed, and the applicability of B-IBI in lake-swamp areas was explored. The results showed that the water ecological health of the study area was good overall, the proportion of healthy and sub-healthy sample sites was 67.7%, and B-IBI indexes of the lake-swamp areas are better than those of rivers. The B-IBI index can effectively indicate organic pollution and eutrophication in water bodies. In addition, a significant correlation among the biological indices was found, despite the differences in evaluation results. We conclude that the B-IBI index has good applicability for the water ecology assessment of lake-swamp areas.

Key words: benthic macroinvertebrates, biotic integrity index, lake-swamp, Yangtze River Delta, water ecology assessment

中图分类号:

X826

秦红, 翟凌阁, 徐枫, 王翠, 成沔, 刘垚燚, 车越. 湖荡区大型底栖无脊椎动物评价方法适用性探讨—以长三角一体化示范区为例[J]. 华东师范大学学报（自然科学版）, 2023, 2023(6): 134-144.

Hong QIN, Lingge ZHAI, Feng XU, Cui WANG, Mian CHENG, Yaoyi LIU, Yue CHE. Applicability of benthic macroinvertebrate evaluation methods in lake-swamp areas: An example in the Yangtze River Delta integration demonstration zone[J]. Journal of East China Normal University(Natural Science), 2023, 2023(6): 134-144.

图/表 12

图1

表1

研究区域采样点位信息"

所属范围	河/湖名称	样点名称	站点编码	所属范围	河/湖名称	样点名称	站点编码
淀山湖	淀山湖	朝阳桥	63480730	淀山湖	淀山湖	赵田湖中心	QPhp8708
	淀山湖	灯标2	63480680		淀山湖	淀山湖南2	63480700
	淀山湖	灯标4	63480690		淀山湖	西旺港	63480750
	淀山湖	淀山湖北3	63480660		淀山湖	西闸	63480760
	淀山湖	淀山湖北4	63480670		淀山湖	淀山湖北2	63480650
	淀山湖	汪洋湖	63480720		淀山湖	向阳桥	63480740
	淀山湖	千墩	63480710		淀山湖	淀山湖北1	QPhp8714
元荡湖荡区	元荡	元荡江苏境内	QPhp8815	元荡湖荡区	元荡	元荡上海境内	63403720
“蓝色珠链”湖荡区	北横港-小葑漾	北横港-小葑漾施工便桥	63480810	“蓝色珠链”湖荡区	大葑漾	大葑漾湖心	63487840
	火泽荡	火泽荡湖心	63487550		小葑漾	小葑漾湖心	63487850
	西白荡-大葑漾	东方红大桥	QPhp7019		任屯漾	任屯漾湖心	QPhp8224
	南白荡	南白荡湖心	QPhp8320		大莲湖	大莲湖湖心	QPhp7125
	西白荡	西白荡湖心	QPhp8021
主要河道	急水港	急水港中段	QP8726	主要河道	大蒸塘	蒸浦大桥	63480200
	汪洋港	汪洋港中段	63487570		范塘	朱枫公路和尚泾桥	63480900
	急水港	急水港大桥	63480800		泖阳港	松蒸公路泖阳港桥	63480890
	许七江	许七江陈新路桥	63487580		拦路港	朱枫公路东方红大桥	63480170
	北横港	莲西大桥	63480810		拦路港	河祝桥	QP8447
主要河道	北横港	大莲湖闸水文站	QP8631	主要河道	拦路港	太阳岛东泖河桥	QP8448
	石塘港	石塘港桥	63487560		沈巷中心河	朱枫公路新开河桥	63486780
	莲盛竖河	莲钱路桥	63487520		朱泖河	康业路朱泖河桥	63486650
	南横港	经济城桥	QP9234		西大盈港	崧泽大道西大盈港桥	QP8951
	南横港	南横港桥	63480820		西大盈港	青赵公路桥	63480860
	太浦河	太浦河大桥	63403190		莲墩港	庙头桥	SJ17653
	太浦河	东蔡大桥	QP8337		华田泾	沈砖公路西大盈桥	63480840
	太浦河	金泽水文站	63403200		淀山港	沪青平公路淀山港桥	63486660
	东塘港	朱枫公路东塘港桥	63487500		淀浦河	漕港桥	63480300
	东塘港	练南路西塘港桥	QP1540		淀浦河	南港大桥	63480310
	俞汇塘	朱枫公路曹芳泾桥	63487490		新塘江	港周路新塘江桥	63486790
	大蒸塘	大蒸港桥	63480190		朱昆河	淀山湖大道朱昆河桥	63486640

表1

表2

图2

图3

表3

表4

表5

图4

图5

表6

图6

参考文献 33

1	郝弟, 张淑荣, 丁爱中, 等.. 河流生态系统服务功能研究进展. 南水北调与水利科技, 2012, 10 (1): 106- 111.
2	庞治国, 王世岩, 胡明罡.. 河流生态系统健康评价及展望. 中国水利水电科学研究院学报, 2006, (2): 151- 155.
3	BARBOUR M T, GERRITSEN J, SNYDER B D, et al. Rapid Bioassessment Protocols Foruse in Streams and Wadable Rivers: Periphyton, Benthic Invertebrates and Fish [M]. Washington DC: United States Environmental Protection Agency Office of Water, 1999.
4	KARR J R.. Assessment of biotic integrity using fish communities. Fisheries, 1981, 6 (6): 21- 27.
5	MERETA S T, BOETS P, MEESTER L D, et al.. Development of a multimetric index based on benthic macroinvertebrates for the assessment of natural wetlands in Southwest Ethiopia. Ecological Indicators, 2013, 29 (6): 510- 521.
6	FIERRO P, ARISMENDI I, HUGHES R M, et al.. A benthic macroinvertebrate multimetric index for Chilean Mediterranean streams. Ecological Indicators, 2018, 91 (8): 13- 23.
7	HERMAN M R, NEJADHASHEMI A P.. A review of macroinvertebrate and fish-based stream health indices. Ecohydrology & Hydrobiology, 2015, 15 (2): 53- 67.
8	吴东浩, 王备新, 张咏, 等.. 底栖动物生物指数水质评价进展及在中国的应用前景. 南京农业大学学报, 2011, 34 (2): 129- 134.
9	王备新, 杨莲芳, 胡本进, 等.. 应用底栖动物完整性指数B-IBI评价溪流健康. 生态学报, 2005, (6): 1481- 1490.
10	张远, 徐成斌, 马溪平, 等.. 辽河流域河流底栖动物完整性评价指标与标准. 环境科学学报, 2007, (6): 919- 927.
11	张宇航, 渠晓东, 王少明, 等.. 浑河流域底栖动物生物完整性指数构建与健康评价. 长江流域资源与环境, 2020, 29 (6): 1374- 1386.
12	王瑜, 李黎, 林岿璇, 等.. 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. 中国环境监测, 2019, 35 (4): 20- 30.
13	蔡琨, 张杰, 徐兆安, 等.. 应用底栖动物完整性指数评价太湖生态健康. 湖泊科学, 2014, 26 (1): 74- 82.
14	游清徽, 刘玲玲, 方娜, 等.. 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. 生态学报, 2019, 39 (18): 6631- 6641.
15	吕光俊, 熊邦喜, 刘敏, 等.. 不同营养类型水库大型底栖动物的群落结构特征及其水质评价. 生态学报, 2009, 29 (10): 5339- 5349.
16	周晓蔚, 王丽萍, 郑丙辉, 等.. 基于底栖动物完整性指数的河口健康评价. 环境科学, 2009, 30 (1): 242- 247.
17	徐红玲, 潘继征, 徐力刚, 等.. 太湖流域湖荡湿地生态系统健康评价. 湖泊科学, 2019, 31 (5): 1279- 1288.
18	迟明慧, 马迎群, 赵艳民, 等.. 嘉兴市北部湖荡区水生态系统健康评价. 环境科学与技术, 2020, 43 (8): 177- 184.
19	林妙丽, 陈诚, 张建华, 等.. 基于PSR的围圩养殖区湖泊湖荡群水生态系统健康评价. 环境科学学报, 2021, 41 (10): 4315- 4324.
20	吴东浩, 徐兆安, 王备新, 等.. 大型底栖无脊椎动物不同分类阶元对水生态评价的影响. 环境科学研究, 2012, 25 (1): 24- 29.
21	刘月英. 中国经济动物志·淡水软体动物 [M]. 北京: 科学出版社, 1979.
22	HILSENHOFF W L.. Rapid field assessment of organic pollution with a family-level biotic index. Journal of the North American Benthological Society, 1988, 7 (1): 65- 68.
23	ARMITAGE P D, MOSS D, WRIGHT J F, et al.. The performance of a new biological water quality score system based on macroinvertebrates over a wide range of unpolluted running-water sites. Water Research, 1983, 17 (3): 333- 347.
24	BARBOUR M T, GERRITSEN J, GRIFFITH G E, et al.. A framework for biological criteria for Florida streams using benthic macroinvertebrates. Journal of the North American Benthological Society, 1996, 15 (2): 185- 211.
25	张汲伟, 蔡琨, 于海燕, 等.. 中国底栖动物水质生物监测指数和水质等级构建. 中国环境监测, 2018, 34 (6): 10- 18.
26	冷龙龙, 渠晓东, 张海萍, 等.. 不同大型底栖动物快速生物评价指数对河流水质指示比较. 环境科学研究, 2016, 29 (6): 819- 828.
27	盛萧, 毛建忠, 曹然, 等.. 基于 5 种大型底栖动物评价指数的河流生态健康评价. 水资源保护, 2017, 33 (1): 75- 82.
28	HERING D, MOOG O, SANDIN L, et al. Overview and application of the AQEM assessment system [J]. Hydrobiologia, 2004, 516: 1-2.
29	STRONG W L.. Biased richness and evenness relationships within Shannon–Wiener index values. Ecological Indicators, 2016, 67, 703- 713.
30	BIAN B, ZHOU Y, FANG B B.. Distribution of heavy metals and benthic macroinvertebrates: Impacts from typical inflow river sediments in the Taihu Basin, China. Ecological Indicators, 2016, 69, 348- 359.
31	徐祖信. 河流污染治理规划理论与实践 [M]. 北京: 中国环境科学出版社, 2003.
32	RUARO R, GUBIANI É A, HUGHES R M, et a1. Global trends and challenges in multimetric indices of biological condition [J]. Ecological Indicators. 2020, 110(3): 105862.
33	YOU Q, YANG W, JIANA M, et al.. A comparison of metric scoring and health status classification methods to evaluate benthic macroinvertebrate-based index of biotic integrity performance in Poyang Lake wetland. Science of The Total Environment, 2020, 761, 144112.

序号	生物指标	对干扰的反应	序号	生物指标	对干扰的反应
M1	个体数量	减小	M17	软体动物生物量百分比	减小
M2	分类单元数 (种类数)	减小	M18	水丝蚓生物量百分比	增大
M3	甲壳动物数量百分比	减小	M19	耐污类群 (V≥7) 分类单元数	增大
M4	(甲壳动物 + 软体动物) 数量百分比	减小	M20	兼性类群 (3<V<7) 分类单元数	减小
M5	软体动物数量百分比	减小	M21	耐污类群数量百分比	增大
M6	寡毛类动物数量百分比	增大	M22	兼性类群数量百分比	减小
M7	(寡毛类动物 + 蛭纲) 数量百分比	增大	M23	耐污类群分类单元数百分比	增大
M8	多毛类动物数量百分比	减小	M24	兼性类群分类单元数百分比	减小
M9	端足类动物数量百分比	减小	M25	BI 指数值	增大
M10	非昆虫类数量百分比	增大	M26	集食者数量百分比	增大
M11	颤蚓目数量百分比	增大	M27	刮食者数量百分比	减小
M12	甲壳动物分类单元数百分比	减小	M28	集食者分类单元数	增大
M13	软体动物分类单元数百分比	减小	M29	刮食者分类单元数	减小
M14	(甲壳动物 + 软体动物) 分类单元数百分比	减小	M30	集食者分类单元数百分比	增大
M15	寡毛类动物生物量百分比	增大	M31	刮食者分类单元数百分比	减小
M16	多毛类动物生物量百分比	减小

	M2	M20	M24	M25	M28	M29
M2	1
M20	0.927**	1
M24	0.249	0.506**	1
M25	–0.187	–0.218	–0.019	1
M28	0.523**	0.615**	0.355**	–0.151	1
M29	0.668**	0.459**	–0.136	–0.067	–0.182	1

生物指标	X_max	X_0.95	X_0.05	分值计算公式
分类单元数 (M2)	12	11.1	1	M2/11.1
兼性类群分类单元数百分比 (M24)	1	1.0	0.5	M24
BI 指数值 (M25)	8.59	8.29	4.51	(8.59–M25)/4.08
集食者分类单元数 (M28)	5	3.1	0	(5–M28)/5
刮食者分类单元数 (M29)	9	7	0	M29/7

健康等级	极差	较差	一般	亚健康	健康
B-IBI分值	[0, 0.87)	[0.87, 1.74)	[1.74, 2.60)	[2.60, 3.47)	≥ 3.47

	丰富度指数 (D)	多样性指数 (H')	GBI	BI	B-IBI
丰富度指数 (D)	1
多样性指数 (H')	0.867**	1
GBI	0.387**	0.441**	1
BI	–0.495**	–0.587**	–0.846**	1
B-IBI	0.703**	0.641**	0.678**	–0.631**	1

湖荡区大型底栖无脊椎动物评价方法适用性探讨—以长三角一体化示范区为例

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