大型底栖无脊椎动物BMWP评价系统修订与适用性研究

来源 :大连海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhouyonge
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我国水环境管理一直以水环境质量作为管理目标,现阶段在我国水生态文明建设的背景下,水生态状况已经成为生态环境管理的重要目标。国外对于水生态状况主要借助于水生生物指标进行评价。欧洲在上世纪初就建立生生物了基于水的评价方法,此后由于大型底栖无脊椎动物分布广、易采集、鉴定资料丰富、评价指数多样等优点,逐步发展成为水质生物评价的主要工具。BMWP评价系统是河流监测中常用的指标之一,其分类要求简单易行。然而,在不同区系环境下,大型底栖无脊椎动物的群落组成存在变异,且同一科级分类单元在不同生境条件下对有机污染的反应也不相同。太子河流域大型底栖无脊椎动物群落组成多样,上下游水质水文环境差异显著,需要进行BMWP评价系统本土化修订研究。因此,本研究针对太子河流域特征,借鉴国外大型底栖无脊椎动物科级敏感值的修订方法,形成了不同版本的BMWP评价系统。通过对水质参数的响应关系进行筛选,本研究筛选出了一套适合评价太子河流域健康状况的BMWP评价系统和标准。对比分析选取的BMWP评价系统与其他生物评价指标,发现该评价系统更适合于在太子河流域进行生态状况评价。为了推广修订后的BMWP评价系统的应用,将该评价系统应用于浑河和西辽河,结果表明该评价系统在浑河具有一定的适用性,但在西辽河不太适用。本研究成果不仅可以为东北地区河流生态状况评价提供本土化的评分依据和评价标准,而且为我国水生态环境管理提供了技术支撑。为了筛选适用于太子河流域的BMWP评价系统,使用PCA主成分分析挑选出主要影响太子河流域水质的参数,即氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、溶解氧(DO)和总磷(TP)。基于不同修订后的大型底栖无脊椎动物BMWP评价系统与水质参数的响应关系得出,基于墨西哥方法的科级敏感值修订方法更适合评价太子河河流健康状况。根据主成分分析(PCA1)结果将流域水质综合压力范围划分为五个等级,并根据响应模型来确定修订后BMWP评价系统的评价等级和标准。为了探究修订后的BMWP评价系统在太子河流域的适用性,通过使用冗余分析(RDA)比较该评价系统与Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数、FBI指数、EPT-Fa%指数在水质评价方面的异同。比较不同生物指数随水质等级的变化趋势,以及不同生物指数评价等级间水质参数的变化趋势。使用箱线图结合Kruskal-Wallis非参数检验进行分析,发现修订后的BMWP评价系统在各生物评价指数中表现良好,对于河流水质评价具有重要的应用价值。采用多元线性回归分析构建了修订后的BMWP评价系统与水质参数的回归模型。利用该模型计算得到太子河修订后BMWP评价系统预测值(BMWP-Mexpected)。使用散点图建立修订后BMWP评价系统的观测值(BMWP-Mobserved)与预测值(BMWP-Mexpected)之间的线性关系,并根据95%预测区间,探究该系统在太子河流域数据基础上应用于其他河流的可行性。结果表明修订后的BMWP评价系统能够较好地适用于浑河,但无法应用于西辽河。建议在使用该评价系统前,应结合具体河流的实际情况进行修订,以实现更加精准的评价。
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