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大型底栖无脊椎动物水质生物评价研究

王备新  
【摘要】: 本文研究了中国大型底栖无脊椎动物主要分类单元(科、属、种)的耐污值,初步确定了我国BI指数评价溪流和湖泊水质的标准。在天目山-大别山阔叶林生态区,建立了底栖动物生物完整性指数B-IBI溪流生态系统健康评价标准。并对溪流定量采样法(索伯网样)和半定量采样法(踢网样加D形抄网样)进行了比较研究 一、溪流底栖动物定量和半定量采样法比较研究 溪流底栖动物定量采样多用于溪流生态学研究,半定量采样法主要用于溪流水质生物评价研究。对定量采样法和半定量采样法在个体数、种类数和种类相似性及生物指数等方面关系的研究,为探讨半定量采样法的科学性和实用性,进一步完善水质快速生物评价采样法(半定量采样法)提供科学数据。 1.急流栖境中,半定量样本(踢网样)的个体数和种类数通常高于定量样本(索伯网样),但种类数无显著差异;静水-缓流栖境中,半定量样本(D形抄网样)的个体数和种类数一般也高于定量样本,且种类数有显著差异(z=-2.032,p<0.05)。 2.从种类相似性看,同一样点半定量样本(踢网样加D形抄网样)与定量样本(索伯网样)之间的相似性最高,平均为0.68,高于急流栖境中定量样与半定量样的种类相似性0.56,以及静水-缓流栖境中,定量样与半定量样的种类相似性0.45。 3.根据同一样点半定量样本和定量样本计算出的生物指数值之间无显著性差异。 由此可见,同一样点,半定量采样法(踢网样加D形抄网样)所获的个体数和种类数稍优于定量采样法(索伯网样),且种类数和生物指数无显著差异。因此,底栖动物水质生物评价中,用半定量采样法进行野外采样是完全可行的。 二、大型底栖无脊椎动物主要分类单元耐污值计算 1.从1998年至2002,在位于安徽绩溪县、休宁县境内的新安江水系上游支流、宁国县的青阳河、九华山九华河上游、祁门县境内的阊江水系和大北河水系以及宿松县趾风河,南京秦淮河流域和紫金山地区小水体设点采集大型底栖无脊椎动物样本,共获92个样本。通过文献检索,获安徽(1992)、北京(1982,1991)、湖南(1981,1986)和辽宁(1998)的底栖动物样本135个,合计227个样本。 2.通过计算和分析确定了152个底栖动物分类单元的耐污值。其中,依据Lenat计算耐污值的方法,确定了81个分类单元的耐污值,包括鞘翅目3科2属,广翅目1 科 2属,蚌游目 7科 14属,精翅目 2科 2属,毛翅目 6科 7属,靖蜒目 3科 1属,t 翅目 3科3亚科 12属,软体动物 2属 5种,环节动物 1属 4种,扁形动物 1属。并根 据采集经验和文献记载,核定了刀个分类单元(科、属)的耐污值。 创新点:国内首次采用统计分析的方法,利用辽宁、北京、安徽、江苏、湖南的 数据,确定了81 个底栖动物分类单元的耐污值,结束了我国只能通过引用国外已有 底栖动物分类单元耐污值进行水质生物评价的局面。 三、BI指数四iohc IndeX)水质生物评价研究 1.采用两种方法研究m指数划分水质级别的标准:(1)无污染样点的m指数值 法,以 75%分位数值作为最清洁水质标准,将高于此值的可能分布范围一等分,分别 代表不同的水质级别Zk)所有样点(污染与无污染样点)的 BI指数值法,以 5%分 位数值作为最清洁水质的标准,将高于此值的可能分布范围4等分,分别代表不同的 水质级别。根据方法(1),确定了*指数评价溪流水质级别标准:<2.97 t清洁, 2.98~4.对清洁,4.乃~6.轮轻污染,6.购一8.24中污染,>8.24重污染;采用方法(2), 确定TBI指数评价河流、湖泊水质级别标准:<5.5最清洁,5.5~6.6清洁,6.61-7.7 轻污染,7.71~8.8中污染,>8.8重污染。 2.对 BI指数湖泊水质评价标准的准确性进行了检验,结果表明,该标准对最清 洁水体和重污染水体的准确性较高。与理化指标关系的分析表明,与总磷h、化学 需氧量 CODcr和高锰酸盐指数IInn有较高的相关性,r值分别为 0.93,0.77 y 0.77, 与pH和电导率之间无相关性。 创新点:在国内首次用m指数建立了地区性水质级别评价标准,结束了我国没 有BI指数评价标准的历史。 四、底栖动物生物完整性指数Rm1溪流生态系统健康评价研究 根据位于天目山一大别山阔叶林生态区的 36个溪流样点(2个参照样点,24个受 损样点)的底栖动物数据,对21个候选指数:总分类单元数、*PT分类单元数、敏 感类群单元数、水生昆虫分类单元数、甲壳动物十软体动物分类单元数、摇蚊分类单 元数、香农多样性指数、优势分类单元%、前3位优势分类单元%、毛翅目%、蚌游 目%、双翅目叽、摇蚊%、耐污类群%、敏感类群%、(甲壳动物十软体动物)%、无足 类群%、集食者%、滤食者%、粘附者%和生物指数,进行了判别能力分析、Pearson 相关性分析和指数值与分值之间的转换,研究结果表明: 1.判别能力分析 多样性指数、总分类单元数、优势分类单元数、EPT分类单 元数、敏感类群单元数、水生昆虫分类单元数、前3位优势分类单元%、集食者%、 粘附者%、敏感类群%和 BI指数的 IQ都大于或等于 2


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