基于浮游生物完整性指标的的流域水环境生态学基准制定技术,供应,水专项,管理技术
技术简介/摘要
浮游生物是水体中的一个重要生物群落,它的覆盖面广、繁殖快、对环境的变化敏感、处于营养金字塔的底层,在野外调研中最容易采集,可以作为指示生物群落。因此我们可以基于浮游生物群落变化对生态环境压力的响应关系来确定生态学基准。
二、工艺流程
基于参照点确定流域的浮游生物完整性指标,最后通过生态完整性指数与生态学基准指标的压力-响应关系,运用综合指数法计算得到生态学基准值。
本研究主要包括以下几个步骤:①确定流域水环境生态学基准参照点(RS)的理化完整性指标(Index of Water Integrity,IWI)、浮游植物完整性指标(Index of Plankton Integrity,IPI)、浮游动物完整性指标(Index of Zooplankton Integrity,IZI);②参照点各完整性指标BOX分布图;③按照5%、25%、75%、95%把BOX图中的数值分布范围划分为三个值区间,并将RS的各个完整性指标值按所处区间进行赋值;④采用等权重法将RS的各生态学基准指标得分相加,得到反映每个RS的IWI、IPI、IZI的分数;⑤再根据IWI、IPI、IZI得分做出BOX图,并把90分位数值作为该完整性指数的基准值建议值;⑥将反映RS的IWI、IPI、IZI基准值建议值等权重相加,得到反映生态完整性的生态学基准值建议值(Index of Ecological Integrity,IEI)。三、关键技术方法
(1)浮游生物完整性指标
① 浮游植物完整性指标
人类的干扰会造成浮游植物种类和数量的变化,蓝藻、绿藻及硅藻是河流、湖泊中的常见藻类,并会对人类的胁迫压力作出响应,因此可以将这些藻类所占比例的变化作为基准变量指标。另外可以选择浮游植物种类数、浮游植物多样性指数、优势度指数以及生物量或初级生产力的变化作为浮游植物的基准变量指标。各个基准变量指标以及选择的依据如表1所示。
表1 河流、湖泊(水库)浮游植物完整性指标
指标 |
选择依据 |
蓝藻比例 (cyanobacteria) |
富营养化状态下比例增加 |
绿藻比例(green) |
富营养化状态下比例增加 |
硅藻比例(diatoms) |
富营养化状态下比例降低 |
种类数 |
随压力增加而降低 |
多样性指数(H) |
随压力增加而降低 |
优势度指数(D) |
随压力增加而升高 |
叶绿素营养状态指数TSI(chl) |
随营养物质浓度的增加而增加 |
藻类生长潜力(AGP) |
随营养物质浓度的增加而增加 |
① 浮游动物完整性指标
浮游动物是河流、湖泊(水库)生态系统中非常重要的一个生态类群,在淡水生态系统中有着承上启下的作用。在人类的干扰下,浮游动物类群的数量和结构也会发生变化。可以选择作为浮游动物完整性变量的指标以及选择依据如表2所示。
表2 河流、湖泊(水库)浮游动物完整性指标
指标 |
选择依据 |
轮虫比例 |
随捕食压力增加而降低 |
种类数 |
随压力增加而降低 |
优势度指数(D) |
随压力增加而升高 |
多样性指数(H) |
随压力增加而降低 |
丰富度指数(d) |
随压力增加而降低 |
浮游动物摄食率 |
随压力增加而降低 |
根据河流、湖泊的实际调查情况及实际数据获取情况,也可以将底栖大型无脊椎动物、鱼类以及沉水植物纳入河流、湖泊(水库)的生态学基准变量指标体系。
(2)赋值方法
浮游植物完整性指标包括几种典型藻类的百分比、种类数、多样性指数、优势度指数、叶绿素a、藻类生长潜力等;浮游动物完整性指标包括指示生物(常用轮虫)的百分比、多样性指数、丰富度指数、优势度指数、摄食率等。
在每个流域的采样点中,选取水质状况较好的几个,作为该水域生态学基准
推广应用案例
实际应用案例介绍:本课题运用所建立的水生态学基准技术,采用综合指数法计算出了太湖和辽河流域(包括辽河口)浮游生物多样性指数、总氮、氨氮、叶绿素a和溶解氧的生态学基准建议值,目前正在进行基准值的验证工作。
联系单位:南开大学环境科学与工程学院
联系人:朱琳
联系电话:022-23504379
E-mail:zhulin@nankai.edu.cn
地 址:天津市南开区卫津路94号
工艺流程图: