渭河流域水生態(tài)系統(tǒng)群落結(jié)構(gòu)特征及其健康評價

徐宗學(xué)，武 瑋，3，殷旭旺（1.北京師范大學(xué)水科學(xué)研究院，北京 100875；2.水沙科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗室，北京 100875；3.濟(jì)南大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東濟(jì)南 250022；.大連海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，遼寧大連 116023）

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渭河流域水生態(tài)系統(tǒng)群落結(jié)構(gòu)特征及其健康評價

徐宗學(xué)1，2，武 瑋1，2，3，殷旭旺4
（1.北京師范大學(xué)水科學(xué)研究院，北京 100875；2.水沙科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗室，北京 100875；
3.濟(jì)南大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東濟(jì)南 250022；4.大連海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，遼寧大連 116023）

摘要：以渭河流域為對象，基于77個點(diǎn)位的水生態(tài)采樣和調(diào)查結(jié)果，分析了該流域干支流著生藻類、大型底棲動物和魚類3種生物類群群落結(jié)構(gòu)特征，采用生物完整性指數(shù)評價了渭河流域魚類、大型底棲動物和著生藻類的完整性，并對3種生物類群進(jìn)行評價分析與比較。結(jié)果表明：基于3種生物類群的水生態(tài)系統(tǒng)健康評價結(jié)果存在一定差異，主要是由于3種生物類群對環(huán)境變化的響應(yīng)各有不同，其中大型底棲動物的評價結(jié)果最好，其次為著生藻類，魚類健康評價結(jié)果最差。綜合來看，渭河流域水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況較差，受人類活動影響明顯，大體表現(xiàn)為從上游到下游健康狀況越來越差的趨勢。對于渭河流域，影響魚類、大型底棲動物和著生藻類的環(huán)境因子各有不同。通過系統(tǒng)全面地調(diào)查分析渭河流域不同生物類群的群落結(jié)構(gòu)，可為流域水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：生物完整性指數(shù)；魚類；底棲動物；著生藻類；渭河流域；群落結(jié)構(gòu)；健康評價

河流水生生物是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，受水文情勢、水環(huán)境質(zhì)量、底質(zhì)類型和棲息地環(huán)境的共同影響，可以反映不同時空尺度上各種物理、化學(xué)和生物的影響[1]，在河流生態(tài)學(xué)研究中具有越來越重要的作用。在河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價中，采用生物完整性指數(shù)（index of biotic integrity，IBI）評價水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況是目前應(yīng)用較為廣泛的方法[2]。

不同生物類群在河流生態(tài)系統(tǒng)中具有特殊的位置與生態(tài)功能，一定程度上能夠指示河流生態(tài)系統(tǒng)的變化。目前用于河流生物監(jiān)測與評價的生物類群包括細(xì)菌、浮游動物、著生藻類、大型底棲動物、高等水生植物、魚類等。著生藻類處于河流生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的始端，對污染物反應(yīng)靈敏，能夠為水質(zhì)變化提供早期預(yù)警信息，但無法反映整個季節(jié)或年份的環(huán)境效應(yīng)[3]。底棲動物影響水生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)物質(zhì)的分解與循環(huán)，對環(huán)境變化反應(yīng)敏感[4]。魚類處于食物鏈頂端，對環(huán)境變化比較敏感，能夠綜合表征河流水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況[5-6]。以著生藻類[7]、大型

底棲動物[8-9]及魚類[10-11]作為指示生物進(jìn)行河流健康評價的應(yīng)用較為廣泛。較多的研究主要針對某一種生物類群進(jìn)行生物完整性評價[11-12]，而采用多種生物類群描述水生態(tài)系統(tǒng)完整性的研究則相對較少[13-14]。國內(nèi)相關(guān)研究主要集中于遼河[15-16]、長江[17-18]和渭河流域[19-21]，但主要以單種生物類群為主。將3種生物類群評價結(jié)果進(jìn)行綜合考慮，能夠更加全面準(zhǔn)確地指示河流水生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。因此，本文選擇著生藻類、大型底棲動物及魚類3種生物類群，分別采用生物完整性指數(shù)評價渭河流域水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況，并對3種生物類群的評價結(jié)果進(jìn)行比較，研究結(jié)果對渭河流域水資源管理和生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1. 1 渭河流域概況

渭河是黃河的最大支流，發(fā)源于甘肅省渭源縣鳥鼠山，流域面積13. 43萬km2，總長度約為813 km，源頭至寶雞峽為上游，寶雞峽至咸陽為中游，咸陽至入黃口為下游。渭河流域?qū)儆诟珊蛋敫珊荡箨懶詺夂?，年平均氣溫?～13℃，年降水量為500～800mm，降水主要集中在6—9月。渭河為不對稱水系，南岸支流主要有榜沙河、藉河、石頭河、黑河、灃河等，多發(fā)源于秦嶺山區(qū)，水量豐富，是渭河徑流量的主要來源。北岸支流主要有涇河、北洛河、散渡河、葫蘆河、牛頭河、通關(guān)河、千河等，多流經(jīng)黃土高原，水土流失嚴(yán)重，水流中攜帶有大量泥沙，是渭河泥沙的主要來源，其中涇河和北洛河是渭河的第一、第二大支流，也是渭河支流中含沙量最大的兩條支流。

1. 2 采樣方法

渭河流域水生態(tài)調(diào)查于2011年10月、2012年4月和10月以及2013年4月分4次進(jìn)行，采樣點(diǎn)位共有77個，點(diǎn)位分布如圖1所示，其中2011年10月共采集45個點(diǎn)位，2012年4月共采集49個點(diǎn)位，2012年10月采集60個點(diǎn)位，2013年4月對這60個點(diǎn)位進(jìn)行重復(fù)性采樣。著生藻類、大型底棲動物和魚類的采集方法詳見參考文獻(xiàn)[19-21]，其中魚類鑒定的主要依據(jù)為秦嶺魚類志[22]。

圖1 渭河流域采樣點(diǎn)分布

水環(huán)境理化因子采用YSI 85水質(zhì)分析儀現(xiàn)場測定，包括電導(dǎo)率、鹽度和總?cè)芙庑怨腆wρ（TDS）。其他理化因子包括硬度ρ（Hardne）、堿度ρ（Alk）、高錳酸鹽指數(shù)ρ（CODMn）、總氮ρ（TN）、總磷ρ（TP）、懸浮物固體含量ρ（SS）等，根據(jù)GB3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》于實(shí)驗室內(nèi)測定。水文因子中流速、水深和流量采用流速儀（FP 111）現(xiàn)場測量，河寬采用測距儀（Leupold RX-IV）測定。

棲息地質(zhì)量評價采用棲息地環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)（qualitative habitat evaluation index，QHEI）于各采樣點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場打分，該指標(biāo)借鑒美國EPA快速生物評價手冊中的評價方法，確定了10個評價指標(biāo)，分別是底質(zhì)、棲境復(fù)雜性、流速與水深結(jié)合特征、堤岸穩(wěn)定性、河道變化、河水水量狀況、植被多樣性、水質(zhì)狀況、人類活動強(qiáng)度以及河岸土地利用類型，每項20分，總分為200分，分為4個等級（健康、較好、一般和較差），分?jǐn)?shù)越高代表棲息地環(huán)境質(zhì)量越好。所有點(diǎn)位的棲息地評分均由同一位調(diào)查者完成，以消除人為因素導(dǎo)致的評價結(jié)果不一致。評價指標(biāo)的判定標(biāo)準(zhǔn)詳見文獻(xiàn)[3]。

1. 3 數(shù)據(jù)分析與處理

采用目前應(yīng)用較多的生物完整性指數(shù)IBI分別對魚類、著生藻類和大型底棲動物進(jìn)行評價。首先構(gòu)建評價指標(biāo)體系，以魚類為例，采用分屬于5類屬性（包括物種組成及豐富度、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)、耐受性、繁殖共位群、魚類數(shù)量及健康狀況）且對環(huán)境變化反應(yīng)敏感的40個指標(biāo)作為候選指標(biāo)[23]，對候選指標(biāo)進(jìn)行分布范圍、判別能力和相關(guān)性分析的篩選。分布范圍的篩選是指剔除超過95%點(diǎn)位的樣點(diǎn)得分均為零的指標(biāo)。判別能力的篩選是選取對環(huán)境干擾響應(yīng)明顯的指標(biāo)，主要比較各候選指標(biāo)在參考點(diǎn)位和受損點(diǎn)位的數(shù)值在25%～75%分位數(shù)范圍內(nèi)的重疊狀況，通常采用箱體圖進(jìn)行判別。對通過箱體圖篩選出的參數(shù)兩兩進(jìn)行Pearson相關(guān)性檢驗，若相關(guān)系數(shù)r≥0. 9，則二者取其一即可。

參考點(diǎn)位的選取是生物完整性評價結(jié)果好壞的關(guān)鍵問題之一。本研究中，參考點(diǎn)位的選擇結(jié)合渭河流域?qū)嶋H情況，以人類干擾較少、水環(huán)境質(zhì)量較好且流域生境較為完整的區(qū)域作為參考點(diǎn)位，具體選擇方法參照文獻(xiàn)[23]，最終選擇W1、W5、W10、W12、W13、W14和W16點(diǎn)位作為參考點(diǎn)位，其余點(diǎn)位為受損點(diǎn)位。

根據(jù)以上分析確定IBI的核心指標(biāo)，為統(tǒng)一量綱，采用比值法[15]對指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，累加計算最終得到IBI得分。以參考點(diǎn)位IBI得分值分布的25%分位數(shù)作為健康評價的標(biāo)準(zhǔn)，若點(diǎn)位的IBI得分大于25%分位數(shù)，則表示該點(diǎn)位受到人類干擾很小，為健康水平，對小于25%分位數(shù)值的分布范圍進(jìn)行四等分，確定出健康、較好、一般、較差和極差5個等級的劃分標(biāo)準(zhǔn)。

2 水生生物群落結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，渭河流域共鑒定出魚類51種[21]，隸屬于5目10科33屬，其中鯉科魚類最多，共20屬22種，占魚類總數(shù)的43. 1%，鰍科4屬15種，占29. 4%，二者是渭河流域魚類群落結(jié)構(gòu)的主要組成。渭河流域從上游到下游魚類物種越來越豐富，群落結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，其中上游魚類32種，中游魚類39種，下游魚類42種。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，渭河流域共計鑒定出底棲動物102種[24]，其中2011年10月鑒定出底棲動物93種；2012年4月鑒定出底棲動物44種，隸屬于7綱16目56科，主要以水生昆蟲和軟體動物為主。共鑒定出著生藻類5門46屬248種[25]，其中硅藻門物種數(shù)最多，共計26屬221種，占物種總數(shù)的89%；綠藻門共計10屬16種，占物種總數(shù)的6%；藍(lán)藻門共計7屬8種，占物種總數(shù)的3%。

3 水生態(tài)系統(tǒng)健康評價

3. 1 基于魚類的水生態(tài)系統(tǒng)健康評價

結(jié)合渭河流域?qū)嶋H情況，參考相關(guān)文獻(xiàn)[5，15]，構(gòu)建了魚類完整性指數(shù)的候選指標(biāo)體系（表1）。通過分布范圍的篩選剔除了P4、P18、P22、P29、P30、P35 和P36這7個參數(shù)，對剩余的參數(shù)進(jìn)行曼惠特尼（Mann-Whitney）檢驗，發(fā)現(xiàn)參數(shù)P1、P2、P5、P8、P10、P13、P23、P25和P39在參考點(diǎn)位和受損點(diǎn)位之間存在顯著差異。采用箱體圖發(fā)現(xiàn)這9個參數(shù)在參考點(diǎn)位和受損點(diǎn)位之間重疊很少，能夠較好地指示人類干擾。Pearson檢驗發(fā)現(xiàn)P5與P1顯著相關(guān)，P13、P23與P10顯著相關(guān)，因此，剔除P5、P13和P23，最終確定魚類完整性指數(shù)的核心指標(biāo)有P1、P2、P8、P10、P25和P39，其箱體圖如圖2所示（圖中R代表參考點(diǎn)位，I代表受損點(diǎn)位）。以2011年10月魚類采樣數(shù)據(jù)為例，根據(jù)IBI得分劃分的水生態(tài)系統(tǒng)健康評價標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

基于魚類完整性指數(shù)的水生態(tài)系統(tǒng)健康評價結(jié)果如表3所示。從整個流域來看，渭河流域水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況較差，僅有7個點(diǎn)位處于健康水平，6個點(diǎn)位處于較好水平，其余點(diǎn)位均處于一般、較差和極差水平。從干流和支流來看，渭河干流的水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況優(yōu)于涇河和北洛河，渭河干流健康點(diǎn)位主要分布于渭河源頭及南岸支流點(diǎn)位，北岸支流健康狀況較差，除通關(guān)河（W10）和千河（W13）為健康水平，其余均為較差和極差水平。涇河水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況一般，其中涇河左岸支流均為較差或極差水平。北洛河水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況一般，河流源頭、北洛河下游健康狀況極差，可能是由于石油開采導(dǎo)致該地區(qū)水環(huán)境質(zhì)量較差[26]，對河流魚類的生存與繁殖產(chǎn)生了一定的影響。

表1 魚類完整性指數(shù)候選指標(biāo)

3. 2 基于大型底棲動物的水生態(tài)系統(tǒng)健康評價

圖2 渭河流域6個參數(shù)在參考點(diǎn)位與受損點(diǎn)位的箱體圖

表2 渭河流域水生態(tài)健康評價標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合渭河流域大型底棲動物群落特征，選取了分屬于5類屬性（包括群落豐富度、種類個體數(shù)量比例、生物耐污能力、功能攝食類群組成和小生境質(zhì)量）且對環(huán)境變化較為敏感的24個指標(biāo)作為候選指標(biāo)[24]，并對其進(jìn)行分布范圍、判別能力和相關(guān)性分析的篩選。通過箱體圖分析及Pearson相關(guān)性檢驗，最終篩選出5個參數(shù)作為構(gòu)建渭河流域基于底棲動物的生物完整性指數(shù)評價體系的核心參數(shù)：EPT分類單元數(shù)、敏感類群分類單元數(shù)、蜉蝣目個體相對豐度、搖蚊個體相對豐度、耐污個體相對豐度。通過比值法求和，得出渭河流域大型底棲動物完整性指數(shù)的評價標(biāo)準(zhǔn)。

渭河流域大型底棲動物生物完整性的評價結(jié)果如表3所示。從整個流域來看，基于大型底棲動物的水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況較好，45個點(diǎn)位中25個點(diǎn)位為健康水平，5個點(diǎn)位為較好水平，8個點(diǎn)位為一般水平，7個點(diǎn)位為較差或極差水平。從干流和支流來看，上游位于渭源市至天水市的渭河干流及其右岸支流、寶雞至西安的渭河右岸支流、涇河中游支流及北洛河下游河流的水生態(tài)健康狀況較好；涇河及北洛河水生態(tài)健康狀況一般；水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況較差或極差的區(qū)域主要位于渭河干流關(guān)中平原河段、渭河中上游左岸支流以及涇河下游地區(qū)。

表3 渭河流域水生態(tài)系統(tǒng)健康評價結(jié)果

3. 3 基于著生藻類的水生態(tài)系統(tǒng)健康評價

結(jié)合渭河流域著生藻類群落結(jié)構(gòu)特征，選取了分屬于6類屬性（包括物種豐富度、敏感類群、群落多樣性、相對豐度、生態(tài)型和密度與生物量）且對環(huán)境變化較為敏感的28個指標(biāo)作為候選指標(biāo)[19]，對此28個候選指標(biāo)進(jìn)行分布范圍、判別能力和相關(guān)性分析的篩選。通過箱體圖分析和Pearson相關(guān)性檢驗，最終篩選出6個參數(shù)作為構(gòu)建渭河流域基于著生藻類的生物完整性指數(shù)評價體系的核心參數(shù)：藍(lán)藻總分類單元數(shù)、硅藻屬總數(shù)、均勻性指數(shù)、橋彎藻百分比、硅藻百分比、著生藻類密度?；谥孱惿锿暾灾笖?shù)的渭河水生態(tài)系統(tǒng)健康標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

渭河流域著生藻類生物完整性評價結(jié)果如表3所示。結(jié)果顯示，從整個流域來看，渭河流域水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況一般，45個采樣點(diǎn)位中，3個點(diǎn)位為健康水平，12個點(diǎn)位為較好水平，18個點(diǎn)位為一般水平，12個點(diǎn)位為較差或極差水平。上游位于渭源市至天水市的渭河干流及其右岸支流、寶雞至西安渭河右岸支流的水生態(tài)健康程度較好；涇河和北洛河水生態(tài)健康狀況一般；水生態(tài)系統(tǒng)健康程度較差或極差的區(qū)域主要位于渭河干流天水市至寶雞市河段、渭河干流關(guān)中平原河段、渭河左岸支流以及北洛河下游地區(qū)。

3. 4 3種生物類群評價結(jié)果對比

通過上述分析發(fā)現(xiàn)，基于魚類、大型底棲動物和著生藻類進(jìn)行水生態(tài)系統(tǒng)健康評價的結(jié)果存在一定差異，主要是由于3種生物類群對環(huán)境變化的響應(yīng)不同。從整個流域來看（圖3），基于大型底棲動物的健康評價結(jié)果較好，主要集中在健康水平，超過50%的點(diǎn)位為健康水平?；谥孱惖慕】翟u價結(jié)果一般，主要集中在較好和一般水平，其中較好水平有12個點(diǎn)位，一般水平有18個點(diǎn)位?；隰~類的健康評價結(jié)果較差，主要集中在一般、較差和極差3個等級，其中11個點(diǎn)位為一般水平，10個點(diǎn)位為較差水平，11個點(diǎn)位為極差水平。綜合3種生物類群，基于大型底棲動物的水生態(tài)系統(tǒng)健康評價結(jié)果最好，魚類的健康評價結(jié)果最差，著生藻類的健康評價結(jié)果居于二者之間。從干流和支流來看，渭河干流和涇河大型底棲動物的評價等級高于魚類和著生藻類，而魚類與著生藻類的評價等級相差不大；對于北洛河，大型底棲動物的評價結(jié)果高于魚類和著生藻類，而著生藻類的評價結(jié)果高于魚類。

對渭河干流和支流（涇河、北洛河）分別采用Pearson相關(guān)性分析，分析魚類、大型底棲動物和著生藻類評價結(jié)果的相關(guān)性，結(jié)果如表4所示。從全流域來看，3種生物類群評價結(jié)果的相關(guān)性較差，魚類和著生藻類、著生藻類和大型底棲動物評價結(jié)果的相關(guān)系數(shù)幾乎相同，魚類和大型底棲動物評價結(jié)果相關(guān)性較差，即3種類群評價結(jié)果的一致性不高。從干支流來看，渭河干流魚類和著生藻類的相關(guān)性最高，相關(guān)系數(shù)為0. 48，其次是魚類和大型底棲動物，相關(guān)系數(shù)為0. 35，大型底棲動物和著生藻類的相關(guān)性最差，相關(guān)系數(shù)為0. 29。對于涇河，著生藻類和大型底棲動物的相關(guān)系數(shù)最高，達(dá)到0. 81，即涇河2種生物類群對環(huán)境干擾的響應(yīng)較為一致，可以僅選用二者其一作為指示生物來評價涇河健康狀況，魚類和著生藻類評價結(jié)果呈負(fù)相關(guān)，說明魚類和著生藻類對不同干擾因子的響應(yīng)不同，而魚類和大型底棲動物的相關(guān)性最差，亦為負(fù)相關(guān)。對于北洛河，魚類和著生藻類的相關(guān)系數(shù)最高，為0. 59，而大型底棲動物與魚類、著生藻類呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0. 24和-0. 13，即在北洛河，魚類和著生藻類的評價結(jié)果較為一致。綜上所述，對于不同尺度而言，3種生物類群評價結(jié)果的一致性存在差異，這與Bae等[27]的研究結(jié)果較為一致。大尺度上通常會將不同干擾因子之間的影響相互抵消，而小尺度上更能將某一項環(huán)境干擾因子放大，從而可以通過生物類群的評價結(jié)果確定干擾因子對其的影響。另外，3種生物類群對干擾因子的響應(yīng)不同也是導(dǎo)致評價結(jié)果不一致的原因，著生藻類可能對富營養(yǎng)化水平的響應(yīng)更敏感，魚類對平原河流水文地貌的變化響應(yīng)更明顯，而河段尺度上底棲動物可能對水文地貌特征的改變更為敏感[28]。

圖3 渭河流域不同生物類群健康評價結(jié)果對比

表4 渭河流域魚類、大型底棲動物和著生藻類完整性指數(shù)與環(huán)境因子的逐步線性回歸結(jié)果

綜合上述分析，以2011年10月為例，對于渭河干流，魚類和著生藻類的評價結(jié)果較為一致；對于涇河，大型底棲動物和著生藻類的評價結(jié)果一致性較高，在未來生物評價中可以僅選用二者之一作為指示生物；對于北洛河，魚類和著生藻類評價結(jié)果一致性較高。若要研究不同生物類群與不同環(huán)境干擾因子的關(guān)系，則需要在小尺度上做進(jìn)一步研究。

4 影響不同生物類群的主要環(huán)境因子分析

將不同生物類群的IBI數(shù)值與水質(zhì)因子和棲息地環(huán)境因子做逐步線性相關(guān)分析，結(jié)果如表5所示。對于渭河流域，基于魚類的IBI與棲息地環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)、鹽度和ρ（TP）線性相關(guān)，說明影響魚類完整性狀況的主要環(huán)境因子是棲息地環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)、鹽度和總磷?；诖笮偷讞锏腎BI與電導(dǎo)率和水深呈線性負(fù)相關(guān)，說明影響大型底棲動物完整性狀況的主要環(huán)境因子是電導(dǎo)率和水深?；谥孱惖腎BI與ρ（TDS）和ρ（Alk）呈線性負(fù)相關(guān)，說明影響著生藻類完整性狀況的主要環(huán)境因子是總?cè)芙庑怨腆w和堿度。對于渭河干流，基于魚類的IBI與棲息地環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)和ρ（TDS）線性相關(guān)，其中與棲息地環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)呈正相關(guān)，與ρ（TDS）呈負(fù)相關(guān)，說明影響渭河魚類完整性狀況的主要環(huán)境因子是棲息地環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)和總?cè)芙庑怨腆w?；诖笮偷讞锏腎BI則與鹽度呈線性負(fù)相關(guān)，即鹽度越高，大型底棲動物的完整性指數(shù)越低?；谥孱惖腎BI與ρ（Alk）呈線性負(fù)相關(guān)，即堿度越高，著生藻類完整性指數(shù)越低。對于涇河，基于魚類的IBI與河深呈顯著正相關(guān)關(guān)系，即水深越深，魚類完整性指數(shù)越高?；诖笮偷讞锏腎BI、基于著生藻類的IBI均與河寬呈線性負(fù)相關(guān)，即河道越寬，兩類生物類群的完整性指數(shù)越低。對于北洛河，由于采樣點(diǎn)位較少，未建立顯著的線性關(guān)系?；隰~類的IBI和基于大型底棲生物的IBI無顯著影響的環(huán)境因子，而基于著生藻類的IBI與ρ（TDS）和流量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但無顯著的線性關(guān)系存在。由此可見，在不同尺度上，影響某一生物類群的主要環(huán)境因子各有不同，同時影響不同生物類群的環(huán)境因子也不同，這與以往研究結(jié)果類似[29]。這主要是由于河流中影響不同生物類群的環(huán)境因子較多，難以區(qū)分主要的環(huán)境因子，而不同環(huán)境因子之間的相互作用又增加了識別不同生物類群環(huán)境因子的難度。

表5 渭河流域魚類、大型底棲動物和著生藻類完整性指數(shù)與環(huán)境因子的逐步線性回歸結(jié)果

5 結(jié) 論

a.渭河流域共鑒定出魚類51種，隸屬于5目10科33屬，其中鯉科魚類最多，共20屬22種，占魚類總數(shù)的43. 1%，鰍科4屬15種，占29. 4%，二者是渭河流域魚類群落結(jié)構(gòu)的主要組成。鑒定出底棲動物102種，其中2011年10月鑒定出底棲動物93種；2012年4月鑒定出底棲動物44種，隸屬于7綱16目56科，主要以水生昆蟲和軟體動物為主。著生藻類共計5門46屬248種，其中硅藻門物種數(shù)最多，共計26屬221種，占物種總數(shù)的89%，綠藻門共計10屬16種，占物種總數(shù)的6%，藍(lán)藻門共計7屬8種，占物種總數(shù)的3%。

b.采用生物完整性指數(shù)法評價渭河流域水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況較為合理，但基于3種生物類群的評價結(jié)果存在一定的差異。在全流域上評價結(jié)果一致性不高，但在干支流上，不同生物類群的評價結(jié)果的一致性較為顯著。渭河干流魚類和著生藻類的評價結(jié)果較為一致，涇河大型底棲動物和著生藻類的評價結(jié)果一致性較高，北洛河水系魚類和著生藻類評價結(jié)果一致性較高。

c.不同河流影響不同生物類群的主要環(huán)境因子不同。對于渭河干流，影響魚類完整性指數(shù)的主要環(huán)境因子是棲息地環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)和總?cè)芙庑怨腆w，影響大型底棲動物完整性指數(shù)的主要環(huán)境因子是鹽度，影響著生藻類完整性指數(shù)的主要環(huán)境因子是堿度；對于涇河，影響魚類完整性的主要環(huán)境因子是水深，影響大型底棲動物和著生藻類完整性指數(shù)的主要環(huán)境因子是河寬；對于北洛河，環(huán)境因子對魚類和大型底棲動物完整性指數(shù)的影響均不顯著，影響著生藻類完整性指數(shù)的主要環(huán)境因子是總?cè)芙庑怨腆w和流量。

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第27屆全國水動力學(xué)研討會暨第5屆海峽兩岸水動力學(xué)研討會在河海大學(xué)舉行

2015年11月6至8日，由河海大學(xué)水利水電學(xué)院、環(huán)境學(xué)院、《水動力學(xué)研究與進(jìn)展》編輯部、上海船舶與海洋工程學(xué)會船舶力學(xué)專業(yè)委員會等單位共同承辦的第27屆全國水動力學(xué)研討會暨第5屆海峽兩岸水動力學(xué)研討會在河海大學(xué)舉行。河海大學(xué)副校長唐洪武教授出席開幕式并致辭。來自海峽兩岸的高等院校、科研院所及相關(guān)企業(yè)的250余位專家學(xué)者參加會議。研討會共設(shè)8個主題報告，141個學(xué)術(shù)報告，內(nèi)容涵蓋水動力學(xué)及其應(yīng)用的各個方面，共有192篇論文收錄于第27屆全國水動力學(xué)研討會論文集中，45篇論文收錄于第5屆海峽兩岸水動力學(xué)研討會論文集中。周培源基金會理事長周如萍女士參加活動，并頒發(fā)第二屆周培源水動力學(xué)獎。本次會議還首次設(shè)立了高被引論文獎和優(yōu)秀學(xué)生論文獎。

（本刊編輯部供稿）

Community structure characteristics and health assessment of aquatic ecosystem in Weihe Basin，China/ /

XU Zongxue1，2，WU Wei1，2，3，YIN Xuwang4（1. College of Water Sciences，Beijing Normal University，Beijing 100875，China；2. Key Laboratory of Water and Sediment Sciences，Beijing 100875，China；3. School of Resources and Environment，University of Jinan，Jinan 250022，China；4. College of Fisheries and Life Science，Dalian Ocean University，Dalian 116023，China）

Abstract：The community structures of periphytic algae，macroinvertebrates，and fish in the main streams and tributaries of the Weihe Basin were investigated based on aquatic ecological sampling and survey results from 77 sampling sites. An index of biotic integrity（IBI）was used to evaluate the biological integrity of the three organism groups. The results show that the health assessment results of the Weihe Basin differ with different organism groups，due to their particular responses to environmental disturbance. It was found that the assessment results based on macroinvertebrates were the best，followed by those based on periphytic algae，and the results based on fish were the worst. Generally，the health status of the aquatic ecosystem in the Weihe Basin was poor due to the high level of human disturbance. Throughout the basin，there was a tendency for the health status upstream to be better than that downstream. The main environmental variables that influence the integrity of fish，macroinvertebrates，and periphytic algae in the Weihe Basin were different from one another. Comprehensive investigation of community structure of different organism groups in the Weihe Basin will provide important scientific support for future aquatic ecosystem restoration.

Key words：index of biotic integrity；fish；zoobenthos；periphytic algae；Weihe Basin；community structure；health assessment

收稿日期：（2015 11 12 編輯：駱超）

作者簡介：徐宗學(xué)（1962—），男，教授，主要從事水文學(xué)及水資源研究。E-mail：zxxu@ bnu. edu. cn

基金項目：國家自然科學(xué)基金（51279005）

中圖分類號：X821

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1006 7647（2016）01 0023 08