應(yīng)用底棲動(dòng)物完整性指數(shù)評(píng)價(jià)太湖生態(tài)健康*

蔡 琨，張 杰，徐兆安，吳東浩，張 詠，王備新

(1：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲(chóng)學(xué)系水生昆蟲(chóng)與溪流生態(tài)實(shí)驗(yàn)室，南京 210095) 2：太湖流域水文水資源監(jiān)測(cè)中心，無(wú)錫 214024) (3：江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，南京 210036)

近10年來(lái)，生物完整性指數(shù)(index of biotic integrity，IBI)，尤其是底棲動(dòng)物完整性指數(shù)(B-IBI)在國(guó)內(nèi)河溪生態(tài)健康評(píng)價(jià)研究[1-4]與管理實(shí)踐中的作用不斷得到認(rèn)可.但是，B-IBI指數(shù)在湖泊和水塘等靜水生態(tài)系統(tǒng)中的研究，無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外都比較少[5-12]，最主要的原因是湖泊參照點(diǎn)系統(tǒng)即受干擾最小樣點(diǎn)難以確定、底棲動(dòng)物采樣困難大[5]，以及底棲動(dòng)物物種發(fā)生和分布的時(shí)空變異很大[6].我國(guó)絕大部分與人類活動(dòng)密切相關(guān)的湖泊和水塘，已受到中等程度以上的干擾，致使構(gòu)建B-IBI過(guò)程中的參照系統(tǒng)難以科學(xué)確定.馬陶武等[10]、汪星等[11]和高欣等[12]首先采用依據(jù)生物指數(shù)來(lái)確定參照點(diǎn)和受損點(diǎn)，然后按照建立B-IBI指數(shù)的步驟分別構(gòu)建了太湖、洞庭湖和太湖流域的B-IBI指數(shù).這種方法雖然有一定的科學(xué)性，但存在循環(huán)論證的缺陷.渠曉東等[13]提出了采用標(biāo)準(zhǔn)化的水質(zhì)、生境、人類活動(dòng)強(qiáng)度和土地利用方式等客觀的方法來(lái)建立確定河溪參照點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)今后國(guó)內(nèi)河溪健康評(píng)價(jià)具有較好的參考價(jià)值.但在湖泊方面目前仍采用主觀的方法即專業(yè)判斷并結(jié)合理化結(jié)果來(lái)確定是參照點(diǎn)還是受損點(diǎn)[7].

開(kāi)展基于生物群落的湖泊生態(tài)健康監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)，是預(yù)警由生物群落引發(fā)的生態(tài)災(zāi)難和生態(tài)安全的有效手段之一.太湖底棲動(dòng)物具有明顯的時(shí)空分布特點(diǎn)[14-15]，其群落組成與結(jié)構(gòu)在不同湖區(qū)和不同季節(jié)間的差異較大，但現(xiàn)有研究關(guān)于太湖底棲動(dòng)物時(shí)間尺度變化規(guī)律的報(bào)道很少[15-16].而在利用底棲動(dòng)物完整性指數(shù)開(kāi)展水質(zhì)生物評(píng)價(jià)過(guò)程中，為了避免底棲動(dòng)物自身生長(zhǎng)規(guī)律對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，越來(lái)越多的研究者意識(shí)到采用多個(gè)季節(jié)或年際間的數(shù)據(jù)，將有助于提高所構(gòu)建的完整性指數(shù)的可靠性[17-20].

本研究的目的是明確太湖參照點(diǎn)系統(tǒng)的確定方法，初步篩選確定符合參照系統(tǒng)要求的參照樣點(diǎn)，并結(jié)合2010-2012年間太湖32個(gè)采樣點(diǎn)的季節(jié)性理化和生物數(shù)據(jù)，構(gòu)建適合太湖今后一段時(shí)期內(nèi)應(yīng)用的底棲動(dòng)物完整性指數(shù)——LTB-IBI(Lake Taihu benthic index of biotic integrity)，為太湖水生生態(tài)健康評(píng)價(jià)、管理和生態(tài)修復(fù)實(shí)踐評(píng)估提供技術(shù)參數(shù).

1 研究區(qū)域與方法

1.1 太湖概述

太湖(30°55′40″～31°32′58″N，119°52′32″～120°36′10″E)是我國(guó)第二大淡水湖，位于長(zhǎng)江下游長(zhǎng)江三角洲太湖平原.太湖水域面積2338km2，平均水深1.9m[21].自1980年以來(lái)，隨著太湖地區(qū)人口和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，太湖的富營(yíng)養(yǎng)化程度不斷加劇，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量不斷退化，并在2007年暴發(fā)了由藍(lán)藻“水華”引起的生態(tài)災(zāi)難[22]，湖泊生態(tài)健康受損嚴(yán)重.

圖1 太湖湖區(qū)劃分及采樣點(diǎn)Fig.1 Regions and sampling sites in Lake Taihu

1.2 太湖分區(qū)

淺水湖泊底質(zhì)是決定底棲動(dòng)物群落特征的關(guān)鍵環(huán)境變量[23]，底質(zhì)既可以被認(rèn)為是一種自然屬性，但同時(shí)又易受人類活動(dòng)干擾而發(fā)生改變.就太湖而言，湖心區(qū)受風(fēng)流擾動(dòng)最大，底質(zhì)以泥沙為主，且鮮有植物生長(zhǎng)[15].而其他區(qū)域一般都有較厚的以淤泥為主的沉積物，歷史上都有較豐富的水生植物生長(zhǎng)[24].因此，湖心區(qū)和非湖心區(qū)期望的健康狀態(tài)在本質(zhì)上明顯不同.鑒于此，本文將為湖心區(qū)和非湖心區(qū)分別建立B-IBI.結(jié)合實(shí)際采樣觀察，在32個(gè)樣點(diǎn)中，6個(gè)采樣點(diǎn)被劃為湖心區(qū)樣點(diǎn)，余下的26個(gè)樣點(diǎn)為非湖心區(qū)樣點(diǎn)(圖1).

1.3 底棲動(dòng)物和水樣

2010年春季至2012年秋季，對(duì)太湖32個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了共11次季節(jié)性水質(zhì)和底棲動(dòng)物調(diào)查.底棲動(dòng)物樣品均通過(guò)1/16m2彼得遜采泥器采集，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集2～3個(gè)樣方，其中2010-2011年為每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集2個(gè)樣方，2012年為3個(gè)樣方.底棲動(dòng)物樣品經(jīng)60目篩網(wǎng)篩洗后，用8%福爾馬林液固定保存，帶回實(shí)驗(yàn)室挑揀并鑒定至盡可能低的分類單元.將每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的每次調(diào)查作為獨(dú)立樣本，剔除未能采集到底棲動(dòng)物的樣本，最終得到339個(gè)有效樣本，其中非湖心區(qū)281個(gè)樣本，湖心區(qū)58個(gè)樣本.

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)水體的溶氧量和pH，氨氮、總氮、高錳酸鹽指數(shù)、總磷含量的測(cè)定參照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》[25].

本文所有統(tǒng)計(jì)分析均在SPSS 19.0中完成.

1.4 B-IBI構(gòu)建

B-IBI指數(shù)的建立方法包括4個(gè)重要步驟：(1) 研究區(qū)域生態(tài)分區(qū)、定義參照系統(tǒng)和確定參照系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)；(2) 開(kāi)展野外調(diào)查，獲取采樣點(diǎn)生物和環(huán)境數(shù)據(jù)；(3) 候選生物參數(shù)篩選.構(gòu)成B-IBI指數(shù)的各參數(shù)應(yīng)具有清楚的生物學(xué)意義，同時(shí)對(duì)干擾反應(yīng)敏感.具體篩選過(guò)程包括分布范圍分析、判別能力分析、生物與環(huán)境因子的響應(yīng)分析以及參數(shù)間的冗余分析；(4) 分值計(jì)算和B-IBI評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的建立.將通過(guò)篩選的參數(shù)統(tǒng)一計(jì)分標(biāo)準(zhǔn)并累加，得到B-IBI指數(shù).將其分布范圍劃分區(qū)間，得到樣點(diǎn)健康狀況的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn).

1.5 參照系統(tǒng)

本文定義太湖中干擾程度最小的系統(tǒng)(least minimally disturbed condition， LDC)作為建立IBI指數(shù)的參照系統(tǒng)，適當(dāng)參考最容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)法(best attainable condition， BAC)[26]的內(nèi)涵，參考太湖1960s的生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)[27]，結(jié)合目前太湖水環(huán)境質(zhì)量狀況，提出采用以下條件來(lái)確定參照系統(tǒng)(表1)：(1) 有水生植物且水生植物的種類大于2種，且優(yōu)勢(shì)植物種類以喜貧-中營(yíng)養(yǎng)型類群為主；(2) 氨氮和總磷滿足國(guó)家Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)；(3) 生境和底質(zhì)適宜底棲動(dòng)物生長(zhǎng)，其中非湖心區(qū)有豐富的沉積物且水生植物殘?bào)w含量較少，湖心區(qū)有相對(duì)較豐富的沉積層；(4) 樣點(diǎn)所在水體無(wú)航道、養(yǎng)殖和娛樂(lè)功能，受水文水利管理和工程的影響最小.非湖心區(qū)的參照點(diǎn)需同時(shí)滿足上述4個(gè)條件，經(jīng)過(guò)篩選，281個(gè)采樣結(jié)果中共有8個(gè)采樣結(jié)果符合參照點(diǎn)條件，其余作為受損樣點(diǎn).湖心區(qū)參照點(diǎn)需滿足第2、第3和第4個(gè)參照點(diǎn)條件，經(jīng)過(guò)篩選，有7個(gè)采樣結(jié)果符合.

表1 2010-2012年太湖參照和受損樣點(diǎn)的環(huán)境變量

2 結(jié)果與分析

本研究11次調(diào)查共采集鑒定出底棲動(dòng)物3門(軟體動(dòng)物門、環(huán)節(jié)動(dòng)物門、節(jié)肢動(dòng)物門)，7綱(腹足綱、瓣鰓綱、寡毛綱、多毛綱、甲殼綱、蛭綱、昆蟲(chóng)綱)，30科，68個(gè)分類單元，31647個(gè)個(gè)體.其中軟體動(dòng)物門21種(為表述方便，此處及下文將分類單元統(tǒng)一表述為種)，占30.88%；環(huán)節(jié)動(dòng)物門13種，占19.12%；節(jié)肢動(dòng)物門34種，其中甲殼綱6種(占8.82%)，昆蟲(chóng)綱28種(占41.18%).常見(jiàn)種(出現(xiàn)頻率50%以上)為河蜆、齒吻沙蠶和水絲蚓.

2.1 候選生物參數(shù)確定和篩選

2.1.1 候選生物參數(shù)確定和分布范圍分析 參照LBII指數(shù)[28]和LMII指數(shù)[7]及其他相關(guān)研究[18-20]所采用的參數(shù)及EPA推薦的常用生物參數(shù)，本文共選取了4個(gè)類別31個(gè)侯選參數(shù).通過(guò)計(jì)算和分析各參數(shù)值在樣點(diǎn)中的分布特點(diǎn)，其中，非湖心區(qū)的M4、M5、M6、M7、M8、M10、M12、M13、M14、M15、M16、M21、M22、M23、M24、M25、M26，湖心區(qū)的M4、M5、M6、M7、M8、M10、M12、M13、M14、M15、M16、M17、M18、M21、M22、M23、M24、M25、M29因自身數(shù)值很小、分布范圍太小或可預(yù)測(cè)環(huán)境變化值的范圍太小而被刪除，剩余參數(shù)進(jìn)入下一步計(jì)算(表2).

表2 31個(gè)候選生物參數(shù)

*表示參數(shù)進(jìn)入非湖心區(qū)下一步計(jì)算；Δ表示參數(shù)進(jìn)入湖心區(qū)下一步計(jì)算.

2.1.2 判別能力分析 參照和受損樣點(diǎn)間參數(shù)的Mann-Whitney非參數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果(表3)表明，非湖心區(qū)的M1、M2、M3、M9、M19、M20和M27這7個(gè)參數(shù)在參照和受損點(diǎn)間有顯著差異(P<0.05).湖心區(qū)的M1、M2、M3、M9、M19、M20和M27這7個(gè)參數(shù)在參照和受損點(diǎn)間有顯著差異(P<0.05).

表3 Mann-Whitney非參數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果

Tab.3 Results of Mann-Whitney test

參數(shù)非湖心區(qū)Z值P值參數(shù)湖心區(qū)Z值P值*M1-4.600<0.001*M1-4.285<0.001*M2-3.842<0.001*M2-3.4010.001*M3-4.271<0.001*M3-3.974<0.001*M9-3.796<0.001*M9-2.5830.010 M11-1.0320.302 M11-0.7040.481 M17-0.4330.665 M18-1.0950.273*M19-3.3950.001*M19-2.5420.011*M20-3.990<0.001*M20-3.498<0.001 M26-0.4660.642*M27-4.242<0.001*M27-4.171<0.001 M28-1.4910.136 M28-1.0180.309 M29-1.5350.125 M30-1.5260.127 M30-1.8890.059 M31-1.2480.212 M31-0.3460.729

*表示參數(shù)進(jìn)入下一步計(jì)算.2.1.3 與水體理化指標(biāo)的Spearman相關(guān)性分析 將水體溶解氧含量、pH值、氨氮含量、總氮含量、高錳酸鹽指數(shù)和總磷含量這6個(gè)理化參數(shù)按季節(jié)分別與通過(guò)判別能力分析的生物參數(shù)進(jìn)行Spearman相關(guān)性分析.如果生物參數(shù)在某一季節(jié)與其中一個(gè)理化參數(shù)顯著相關(guān)(P<0.05)，我們就認(rèn)為此生物參數(shù)與理化環(huán)境存在響應(yīng)而予以保留進(jìn)入下一步篩選.通過(guò)計(jì)算分析，非湖心區(qū)所有的7個(gè)生物參數(shù)、湖心區(qū)所有的7個(gè)生物參數(shù)都符合上述標(biāo)準(zhǔn).

2.1.4 生物參數(shù)之間的Pearson相關(guān)性分析 對(duì)經(jīng)過(guò)以上多步篩選得到的生物參數(shù)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，以檢驗(yàn)各指數(shù)所反映信息的獨(dú)立性，避免“冗余”.采用Maxted等的標(biāo)準(zhǔn)[29]，以|r|>0.80表示2個(gè)參數(shù)間高度相關(guān).對(duì)于高度相關(guān)的參數(shù)，只選取其中的1個(gè)就可以代表指數(shù)間包含的大部分信息.

非湖心區(qū)相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果(表4)表明，M1與M27高度相關(guān)，M1所包含的信息量最大，M1予以保留；考慮到M27是所剩唯一反映物種耐污能力的指數(shù)，且其他B-IBI構(gòu)成中都有關(guān)于耐污能力的指數(shù)，因此也予以保留；M3與M2、M19、M20均高度相關(guān)(r>0.8)且已知B-IBI構(gòu)成指數(shù)中少有采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)，因此，M3被刪除；M9因與M27高度相關(guān)也被刪除；M20同其他參數(shù)相關(guān)性均不顯著，予以保留.M19同M2的相關(guān)系數(shù)為-0.971(|r|>0.95，極相關(guān))且反映群落優(yōu)勢(shì)單元的M20被保留，因此刪除M19保留M2.經(jīng)過(guò)以上篩選，最終選定總分類單元數(shù)M1、Simpson多樣性指數(shù)M2、前3優(yōu)勢(shì)單元%M20、BMWP指數(shù)M27這4個(gè)指數(shù)來(lái)構(gòu)建非湖心區(qū)B-IBI.

表4 非湖心區(qū)7個(gè)生物參數(shù)之間的Pearson相關(guān)分析*

*下劃線表示兩參數(shù)高度相關(guān)，|r|>0.8.

湖心區(qū)Pearson相關(guān)分析結(jié)果(表5)表明，M1與M27高度相關(guān)，M1所包含的信息量最大，予以保留；M27是所剩唯一反映物種耐污能力的指數(shù)，也予以保留；M3與M2、M19、M20均高度相關(guān)，首先被刪除；M9、M20與其他指數(shù)均不相關(guān)，予以保留；M2與M19相關(guān)，反映群落優(yōu)勢(shì)性的指數(shù)，M20已被保留，刪除M19保留M2.經(jīng)過(guò)以上篩選，最終選定總分類單元數(shù)M1、Simpson多樣性指數(shù)M2、甲殼+軟體分類單元數(shù)M9、前3位優(yōu)勢(shì)單元%M20、BMWP指數(shù)M27這5個(gè)指數(shù)來(lái)構(gòu)建湖心區(qū)B-IBI.

2.2 分值計(jì)算與B-IBI健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)建立

本文采用比值法統(tǒng)一各參數(shù)評(píng)價(jià)量綱.干擾越強(qiáng)參數(shù)值越低，以該參數(shù)在所有樣本95%分位數(shù)值作為最佳值，該參數(shù)分值等于參數(shù)值除以最佳值；干擾越強(qiáng)值越高，以5%分位數(shù)值作最佳值，參數(shù)計(jì)算方法為：(最大值-參數(shù)值)/(最大值-最佳值).按表6公式計(jì)算各參數(shù)分值，分值范圍為0～1，大于1的記為1.將各參數(shù)的分值累加分別得到適用于太湖非湖心區(qū)和湖心區(qū)的LTB-IBI.將非湖心區(qū)和湖心區(qū)LTB-IBI指數(shù)值進(jìn)行Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)(KS-test)，驗(yàn)證其是否符合正態(tài)分布.結(jié)果表明，非湖心區(qū)P=0.740，湖心區(qū)P=0.986，說(shuō)明均符合正態(tài)分布.以非湖心區(qū)和湖心區(qū)樣點(diǎn)LTB-IBI值分布的95%分位數(shù)值為最佳值，將低于該值的分布范圍進(jìn)行4等分，其中靠近95%分位數(shù)值的一等分代表樣點(diǎn)處于健康狀態(tài).依照上述方法，計(jì)算劃定評(píng)價(jià)太湖非湖心區(qū)和湖心區(qū)生態(tài)系統(tǒng)不同健康程度的標(biāo)準(zhǔn)(表7).

表5 湖心區(qū)7個(gè)生物參數(shù)之間的Pearson相關(guān)分析*

*下劃線表示兩參數(shù)高度相關(guān)，|r|>0.8.

表6 比值法計(jì)算各參數(shù)分值的計(jì)算公式

表7 非湖心區(qū)和湖心區(qū)LTB-IBI指標(biāo)體系生態(tài)健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

3 太湖生態(tài)健康評(píng)價(jià)

本文構(gòu)建的LTB-IBI評(píng)價(jià)結(jié)果表明，2010-2012年，太湖生態(tài)健康質(zhì)量正在逐步恢復(fù)，特別是2012年的健康質(zhì)量明顯好于2010年和2011年.但同一年份4個(gè)季節(jié)間的生態(tài)健康質(zhì)量存在較大差異.其中2010年夏、秋季好于春季；2011年則是夏季最差，冬、春、秋季較好，但沒(méi)有明顯差異；2012年春、夏季最好，冬季其次，秋季最差(圖2).

圖2 2010年春季至2012年秋季LTB-IBI指數(shù)健康評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.2 The health assessment results of LTB-IBI from spring， 2010 to autumn， 2012

4 討論

4.1 參照系統(tǒng)

水質(zhì)生物評(píng)價(jià)研究與實(shí)踐中的參照系統(tǒng)是開(kāi)展水質(zhì)生物評(píng)價(jià)的基準(zhǔn).它并不是一個(gè)具體的數(shù)值，而是一個(gè)綜合了空間和時(shí)間尺度信息在內(nèi)的值的變化范圍.定義參照系統(tǒng)的常用方法有4種，分別是極少受干擾系統(tǒng)法(minimally disturbed condition， MDC)、干擾程度最小系統(tǒng)法(least minimally disturbed condition， LDC)、最容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)法(best attainable condition， BAC)和歷史系統(tǒng)法(historical condition， HC)[26].一般對(duì)于已普遍受到人類活動(dòng)干擾的水生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，LDC和BAC是最合適的方法.就參照系統(tǒng)的確定標(biāo)準(zhǔn)而言，受自然地理底質(zhì)狀況和自然環(huán)境梯度的不同以及人類干擾活動(dòng)類型和污染特點(diǎn)不同，不同地區(qū)確定參照系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)和值是有差異的[30-32].就太湖而言，本文綜合了LDC和BAC概念的內(nèi)涵來(lái)定義參照系統(tǒng).在具體的確定參照系統(tǒng)的條件方面，本文結(jié)合太湖底質(zhì)和自然干擾程度不同，分成了湖心區(qū)和非湖心區(qū)，將是否有明顯的人類活動(dòng)干擾痕跡、是否存在水生植物、水生植物的種類以及現(xiàn)在水生植物對(duì)水質(zhì)的敏感性作為判別水體受干擾程度的大小的指標(biāo)，并結(jié)合理化和底質(zhì)屬性指標(biāo)，用定量和定性相結(jié)合的方式來(lái)確定篩選參照系統(tǒng)的條件.這一方法是國(guó)內(nèi)外通用的方法，因?yàn)楦蓴_本身就是一個(gè)很寬泛的定義，泛指所有可能對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響的人類活動(dòng)方式.這樣的定義方法和確定參照系統(tǒng)的方法是否合適，是否可適用于長(zhǎng)江中下游流域的其他湖泊生態(tài)系統(tǒng)，還有待于進(jìn)一步的驗(yàn)證.

4.2 底棲動(dòng)物完整性指數(shù)與水生態(tài)健康評(píng)價(jià)

自Karr提出生物完整性指數(shù)并應(yīng)用于水生態(tài)健康評(píng)價(jià)實(shí)踐以來(lái)，生物完整性指數(shù)已成為應(yīng)用最廣泛的水生態(tài)健康評(píng)價(jià)生物參數(shù)[33].底棲動(dòng)物完整性指數(shù)成為所有生物完整性指數(shù)研究和應(yīng)用最多的指數(shù).我國(guó)開(kāi)展這方面的研究工作已近10年[1，3]，特別是近4年來(lái)的發(fā)展尤為快速.但是都仍局限于研究階段，真正付之于水生態(tài)環(huán)境管理實(shí)踐的幾乎沒(méi)有.

究其主要原因，作者認(rèn)為第一是目前建立的B-IBI與環(huán)境因子之間的響應(yīng)關(guān)系較弱.弱相關(guān)性致使我們難以確定B-IBI的變化是由何種(哪類)環(huán)境脅迫因子導(dǎo)致的，就無(wú)法開(kāi)展有效和有針對(duì)性的環(huán)境管理實(shí)踐.弱相關(guān)性的原因首先來(lái)自于影響B(tài)-IBI的環(huán)境因子太多.如太湖，除了水體中主要的水質(zhì)脅迫因子外，尚有我們無(wú)法定量測(cè)定的航運(yùn)、漁業(yè)捕撈和清淤工程以及這些干擾活動(dòng)的遺留效應(yīng)等.其次是我們?cè)跇?gòu)建過(guò)程中較少考慮較長(zhǎng)時(shí)間尺度對(duì)B-IBI指數(shù)的影響[17-19]，致使所構(gòu)建的B-IBI在構(gòu)建時(shí)間以后的評(píng)價(jià)實(shí)踐中的效果不理想.本文所構(gòu)建的非湖心區(qū)的LTB-IBI同樣并不是每個(gè)采樣季節(jié)都與理化因子顯著相關(guān)，若有也僅與1～3個(gè)因子有顯著相關(guān)性.進(jìn)一步分析LTB-IBI年均值與理化因子年均值的相關(guān)性表明，2010、2011和2012年都沒(méi)有顯著相關(guān)關(guān)系，但是這3年的LTB-IBI指數(shù)和總氮含量有較弱的顯著相關(guān)性(r=-0.207，P=0.064).這一結(jié)果基本符合太湖水體生態(tài)質(zhì)量退化與水體中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽富集高度相關(guān)的研究報(bào)道[34-35].這也說(shuō)明氮對(duì)太湖底棲動(dòng)物影響的重要性，暗示著在太湖，無(wú)論是底棲動(dòng)物群落的退化還是恢復(fù)，都是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程.這在一定程度上表明，我們?cè)诮庾gB-IBI指數(shù)的評(píng)價(jià)結(jié)果時(shí)，連續(xù)觀察數(shù)據(jù)的重要性.

第二個(gè)原因是底棲動(dòng)物自身特性決定的.首先生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)是生態(tài)學(xué)研究的前沿領(lǐng)域之一[36-37]，雖然目前關(guān)于如何來(lái)科學(xué)表征和評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)的健康仍然沒(méi)有一套科學(xué)的評(píng)價(jià)體系，即使在理論上有了一定的突破，如何操作也一直進(jìn)展緩慢.但是研究者們一致認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)系統(tǒng)至少包括兩大指標(biāo)體系：結(jié)構(gòu)指標(biāo)體系和與之相對(duì)應(yīng)的功能指標(biāo)體系[36].結(jié)構(gòu)和功能指標(biāo)體系的有機(jī)結(jié)合，應(yīng)該是今后水生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的重要研究?jī)?nèi)容[37].在結(jié)構(gòu)指標(biāo)體系中，生物學(xué)指標(biāo)只是其中之一.也就是說(shuō)希望通過(guò)一個(gè)生物學(xué)指標(biāo)來(lái)反映或代表整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的健康并不是全面和十分合適的.另外，在淡水生態(tài)系統(tǒng)中，在維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性方面，通常認(rèn)為處于食物鏈上層的魚類的作用要明顯強(qiáng)于底棲動(dòng)物[38].因此，有研究者已經(jīng)開(kāi)始采用多種生物來(lái)綜合評(píng)價(jià)水體生態(tài)健康狀況.而現(xiàn)有研究表明，相對(duì)于群落組成與結(jié)構(gòu)的參數(shù)而言，如Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和物種豐富度等，基于底棲動(dòng)物生物學(xué)屬性的群落功能多樣性指標(biāo)對(duì)脅迫響應(yīng)的一致性和可預(yù)測(cè)性更好[39].其次，底質(zhì)組成的異質(zhì)性和與水文相關(guān)的流速和深度等的異質(zhì)性，決定了底棲動(dòng)物空間分布的異質(zhì)性，大大增強(qiáng)了采集代表性樣品的難度，致使采樣誤差對(duì)結(jié)果的影響較大，增加了結(jié)果不確定性的誤差風(fēng)險(xiǎn)[6，40-41].在太湖，采用何種采樣方法、采集多少個(gè)樣方、樣方在采樣點(diǎn)的不同生境中如何分配等都有待進(jìn)一步的研究.最后，底棲動(dòng)物群落組成與結(jié)構(gòu)的地區(qū)差異性使我們無(wú)法直接應(yīng)用別的地區(qū)(區(qū)域)建成的且成功應(yīng)用的B-IBI指數(shù)，也無(wú)法進(jìn)行有效的比對(duì).更關(guān)鍵的是，在構(gòu)建B-IBI的過(guò)程中，我們一般認(rèn)為B-IBI所表征的底棲動(dòng)物群落質(zhì)量與生態(tài)系統(tǒng)健康之間存在著明確的因果關(guān)系，但實(shí)際狀況不一定同我們的假設(shè)一致，當(dāng)然也有可能是我們的分析方法不合適，使得不能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出人類活動(dòng)的影響[42].

總之，我們相信通過(guò)IBI指數(shù)評(píng)價(jià)水體的生物學(xué)質(zhì)量來(lái)反映水生態(tài)系統(tǒng)健康是科學(xué)的和合適的，也是優(yōu)于單個(gè)生物學(xué)指數(shù)的[42].但是，我們也必須清醒地認(rèn)識(shí)到IBI指數(shù)在我國(guó)淡水生態(tài)系統(tǒng)(溪流、河流、湖泊和濕地)健康評(píng)價(jià)實(shí)踐中存在的不足和面臨的問(wèn)題.為更好地發(fā)揮IBI在水生態(tài)環(huán)境管理中的重要作用，我們建議一方面不要夸大其作用與功能，另一方面，要采用更科學(xué)的方法來(lái)構(gòu)建IBI指數(shù).結(jié)合本文的研究結(jié)果，建議今后的研究中，需要著重注意以下3點(diǎn)：首先要明確定義參照系統(tǒng)；其次是建立科學(xué)和操作性強(qiáng)的確定參照系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)；最后就是要盡量采用連續(xù)觀察數(shù)據(jù).

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