基于不同指示生物的山區(qū)河流水質(zhì)評(píng)價(jià)研究
——以唐家河國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)為例

何欣曼，李 錦，曾 燏，張富斌,2，向伶俐，毛 聆，馬 佳

(1.西華師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，國(guó)家淡水漁業(yè)工程技術(shù)研究中心(武漢)西南分中心，四川南充 637000；2.西華師范大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，四川南充 637009)

水是生命之源，也是人類(lèi)賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。山區(qū)河流是水資源的重要組成部分，受人類(lèi)干擾強(qiáng)度弱，污染少，水質(zhì)優(yōu)良，其被保護(hù)和科學(xué)利用的重要性日益受到全社會(huì)的重視。水質(zhì)評(píng)價(jià)，是治理水體污染和保護(hù)水環(huán)境的前提和基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的水質(zhì)評(píng)價(jià)方法主要是基于水質(zhì)理化監(jiān)測(cè)值來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)的瞬時(shí)狀況，難以有效地反映污染物與水環(huán)境之間的連續(xù)影響和累積作用。水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)則是利用浮游動(dòng)物、浮游植物、大型底棲動(dòng)物和魚(yú)類(lèi)等指示生物來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)狀況，其敏感性高、客觀性強(qiáng)、能最大程度上反映水環(huán)境質(zhì)量狀況，克服了理化檢測(cè)的局限性和繁瑣性，因此在國(guó)內(nèi)外被廣泛應(yīng)用。不同的指示生物代表了食物鏈的不同環(huán)節(jié)，對(duì)污染物的敏感程度不同，指示生物的選擇與水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)的結(jié)果有密切關(guān)系，因此如何選擇合適、有效的指示生物是水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。但是目前大多數(shù)研究者在水質(zhì)評(píng)價(jià)研究中，選用的指示生物并不統(tǒng)一，也沒(méi)有具體的標(biāo)準(zhǔn)和參考，因此有必要深入探究不同流域生物水質(zhì)評(píng)價(jià)的最適指示生物。

唐家河國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于四川省青川縣境內(nèi)，主要保護(hù)對(duì)象為大熊貓及森林生態(tài)系統(tǒng)，區(qū)內(nèi)水系發(fā)達(dá)，大小支流眾多，比降大，水資源豐富，河水湍急、水溫低，河床底質(zhì)類(lèi)型以鵝卵石為主，為典型的川西山區(qū)河流，也是冷水性魚(yú)類(lèi)優(yōu)良的棲息地。隨著保護(hù)區(qū)科研活動(dòng)、旅游業(yè)和鄉(xiāng)村建設(shè)等的快速發(fā)展，唐家河保護(hù)區(qū)河流受到了不同程度的影響，目前相關(guān)的研究主要集中在動(dòng)物、植物、生態(tài)旅游建設(shè)等方面，而針對(duì)水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究，鮮有報(bào)道。因此我們選用浮游植物、浮游動(dòng)物和底棲動(dòng)物三類(lèi)代表性水生生物作為指示生物，在分析其群落特征的基礎(chǔ)上，評(píng)價(jià)典型山區(qū)河流唐家河的水質(zhì)本底狀況，同時(shí)從指示生物一般標(biāo)準(zhǔn)符合度和水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確度兩個(gè)方面，探討唐家河山區(qū)河流水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)中的最適指示生物，以期為此類(lèi)型的山區(qū)河流水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)和唐家河水環(huán)境保護(hù)提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)位設(shè)置

根據(jù)生態(tài)旅游空間規(guī)劃、河流地理位置和走向，將唐家河劃分為旅游區(qū)(S1～S8)、科研交流區(qū)(S9～S12)和居民區(qū)(S13～S14)三個(gè)河段，共設(shè)置14個(gè)采樣點(diǎn)位(圖1)，于2019年10月和2020年10月對(duì)各樣點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查采樣，每個(gè)采樣斷面經(jīng)緯度及海拔高度通過(guò)全球定位系統(tǒng)(MAGELLAN explorist-200)來(lái)記錄。

圖1 研究區(qū)地理位置Fig.1 Geographical location of the study area

1.2 基于指示生物的水質(zhì)評(píng)價(jià)

1.2.1 樣品采集與處理

5項(xiàng)水質(zhì)理化因子的測(cè)定：使用HACH多參數(shù)水質(zhì)分析儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定溶解氧含量(DO)、水溫(WT)和pH，采用便攜式多參數(shù)水質(zhì)分析儀測(cè)定磷酸鹽和氨氮(NH-N)，分析方法參照《國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)監(jiān)測(cè)任務(wù)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)(試行)》。

浮游植物和浮游動(dòng)物樣品的定性采集：使用25號(hào)(孔徑0.064 mm)浮游生物網(wǎng)，在離水面0.5 m處按照“∞”字形緩慢拖拽3～4 min，將網(wǎng)頭中的水樣轉(zhuǎn)移至標(biāo)本瓶中，用4%～5%甲醛溶液固定并搖勻。

浮游植物樣品定量采集：用采水器采集不同深度混合定量樣品1 L，加入體積比為1.5%的魯氏碘液固定，靜置48 h后濃縮到25 mL，觀察時(shí)搖勻，參考《中國(guó)淡水藻類(lèi)——系統(tǒng)、分類(lèi)及生態(tài)》在顯微鏡下進(jìn)行計(jì)數(shù)和鑒定。

浮游動(dòng)物樣品定量采集：用采水器在水深約0.5 m處采集水樣10 L，通過(guò)25號(hào)浮游生物網(wǎng)過(guò)濾，用4%～5%甲醛溶液固定并搖勻。參考《水生生物學(xué)》方法在顯微鏡下進(jìn)行計(jì)數(shù)和鑒定。

底棲動(dòng)物樣品采集：主要使用索伯網(wǎng)(開(kāi)口面積約為500 cm)和D形網(wǎng)(采樣邊長(zhǎng)30 cm)，采集后使用225 孔/cm的網(wǎng)篩在水中清洗，收集到采樣瓶中，用5%的福爾馬林固定。參考《淡水微型生物與底棲動(dòng)物圖譜》在顯微鏡和解剖鏡下進(jìn)行計(jì)數(shù)和鑒定。

1.2.2 水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)方法

分別利用三類(lèi)指示生物的Shannon-Wiener物種多樣性指數(shù)(′)、Margalef物種豐富度指數(shù)()以及Pielou均勻度指數(shù)()，運(yùn)用模糊集合逆向關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)化處理各個(gè)生物指數(shù)，得到模糊隸屬函數(shù)μ()，值μ()即為生物污染分指數(shù)，再運(yùn)用環(huán)境質(zhì)量混合加權(quán)模式，計(jì)算綜合生物指數(shù)，根據(jù)值確定水質(zhì)污染程度，這克服了單項(xiàng)生物指數(shù)評(píng)價(jià)水質(zhì)的單一性和不確定性，計(jì)算公式如下：

以上是我校開(kāi)設(shè)營(yíng)養(yǎng)學(xué)專(zhuān)業(yè)的困境與思考，相信不同的院校會(huì)存著或多或少的通病，以及自己的短板。互相借鑒，互相學(xué)習(xí)，才能促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)學(xué)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的不斷進(jìn)步。健康的促進(jìn)不能只靠治療，要靠預(yù)防，而營(yíng)養(yǎng)則是預(yù)防醫(yī)學(xué)的利器。

1.3 三類(lèi)指示生物的適合度比較

為了探究最適合唐家河水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)的指示生物，我們分別從指示生物的符合度和水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確度兩個(gè)方面進(jìn)行比較研究。

符合度比較：將三類(lèi)指示生物各自的特征與PHILLIPS等和HAUG等所確定的標(biāo)準(zhǔn)特征相比較，來(lái)確定符合度高低。因其不涉及指示生物體內(nèi)污染物濃度的相關(guān)內(nèi)容，所以選定耐受性(累積一定量的污染物不死亡)、生活方式(固著生活，可代表污染區(qū))、數(shù)量(足夠豐富，能重復(fù)采樣)、年齡(壽命足夠長(zhǎng)，存在不同年齡組個(gè)體)、生長(zhǎng)(個(gè)體能提供適量的組織或細(xì)胞樣品進(jìn)行分析)、采樣(易于采樣，實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)容易存活)、分布(能在半咸水中存活)等7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)特征為本研究的比較特征。不同指示生物相關(guān)的特征指標(biāo)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采樣、文獻(xiàn)查閱和直觀性比較等方法獲取。

準(zhǔn)確度比較：首先通過(guò)“多數(shù)原則”來(lái)確定各樣點(diǎn)的水質(zhì)理論等級(jí)，其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下：在某一樣點(diǎn)中三類(lèi)指示生物的評(píng)價(jià)等級(jí)中有兩種及以上結(jié)果相同時(shí)，該結(jié)果為其水質(zhì)評(píng)價(jià)的理論等級(jí)，當(dāng)三類(lèi)指示生物的評(píng)價(jià)結(jié)果都不一樣時(shí)，則中間等級(jí)的評(píng)價(jià)結(jié)果為其水質(zhì)評(píng)價(jià)的理論等級(jí)(注意此處的水質(zhì)理論等級(jí)只是一種判別方法，并不代表該樣點(diǎn)的真實(shí)水質(zhì)評(píng)價(jià)等級(jí))。然后將三類(lèi)指示生物的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果與理論等級(jí)相比較，來(lái)確定準(zhǔn)確度高低，與理論等級(jí)差異越小，其準(zhǔn)確度越高。最后用Mann-Whitney U秩和檢驗(yàn)來(lái)比較三類(lèi)指示生物的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果與水質(zhì)理論等級(jí)是否存在顯著差異(因各樣點(diǎn)的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果為等級(jí)差異的順序變量數(shù)據(jù)，所以選用非參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法)，統(tǒng)計(jì)分析均在SPSS 21.0軟件中進(jìn)行。

2 結(jié)果

2.1 三類(lèi)指示生物的群落結(jié)構(gòu)及組成

唐家河共采集到浮游植物6 門(mén)42 科44 屬51 種，平均密度為19.21×10ind /L。其中硅藻門(mén)為優(yōu)勢(shì)類(lèi)群，有26 種，占浮游植物總種數(shù)的51.1%；綠藻門(mén)有13種，占總種數(shù)25.5%；藍(lán)藻門(mén)有3 種，占總種數(shù)的5.9%；隱藻門(mén)2 種，占總種數(shù)的3.8%；裸藻門(mén)3 種，占總種數(shù)的5.9%；甲藻門(mén)4 種，占總種數(shù)的7.8%(見(jiàn)圖2)。其中出現(xiàn)頻率最高的種類(lèi)有脆桿藻()、針桿藻()、橋彎藻()、異極藻()，幾乎存在于所有樣點(diǎn)。

浮游動(dòng)物共4 門(mén)9 科12 屬19 種，平均密度為13.21 ind/L。其中原生動(dòng)物為優(yōu)勢(shì)類(lèi)群，有12 種，瓶累枝蟲(chóng)()、淡水薄鈴蟲(chóng)()、鐘蟲(chóng)()、湖沼砂壺蟲(chóng)()、長(zhǎng)筒擬鈴蟲(chóng)()等占總種數(shù)的632；枝角類(lèi)3 種，蚤狀溞()、角突網(wǎng)紋溞()、長(zhǎng)額象鼻溞()共占總種數(shù)的158；橈足類(lèi)2 種，特異蕩漂水蚤()、球狀許水蚤()共占總種數(shù)的105；輪蟲(chóng)有2種，螺形龜甲輪蟲(chóng)()、萼花臂尾輪蟲(chóng)()共占總種數(shù)的10.5%(見(jiàn)圖2)。

底棲動(dòng)物共3 門(mén)15 科17屬23 種，平均密度為135.71 ind/m。其中節(jié)肢動(dòng)物(主要是水生昆蟲(chóng))為優(yōu)勢(shì)類(lèi)群，有14 屬20 種，占總種數(shù)的87%；環(huán)節(jié)動(dòng)物有2屬2種，占總種數(shù)的8.7%；軟體動(dòng)物有1屬1種，占總種數(shù)的4.3%(見(jiàn)圖2)。在節(jié)肢動(dòng)物中，毛翅目種類(lèi)最多有6種，襀翅目和蜉蝣目各有4種，是底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的主要組成部分。其中小短石蛾屬()、短脈紋石蛾屬()、紋石蛾屬()、四節(jié)蜉屬()、扁蜉屬()、鈍襀屬()、劍襀屬()分布廣泛，而環(huán)節(jié)動(dòng)物的石蛭屬()和扁蛭屬()，以及軟體動(dòng)物中的蜆屬()分布范圍較窄僅在S 7、S14出現(xiàn)過(guò)。

圖2 三類(lèi)指示生物的群落組成結(jié)構(gòu)Fig.2 Community composition of three types of indicator organisms

圖3 三類(lèi)指示生物的物種數(shù)與平均密度Fig.3 Number of species and average density of three types of indicator organisms FZ代表浮游植物，F(xiàn)D代表浮游動(dòng)物，DX代表底棲動(dòng)物，下同

2.2 山區(qū)河流的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果

唐家河水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)的理論等級(jí)為中污染，不同研究區(qū)域所受污染程度不完全相同，其中旅游區(qū)為中度偏輕污染，科研區(qū)為中度偏重污染，居民區(qū)為中污染，不同采樣點(diǎn)的評(píng)價(jià)結(jié)果也并不完全一致。其中78.57%的采樣點(diǎn)(共11個(gè)采樣點(diǎn))水質(zhì)理論等級(jí)為不同程度的中污染，14.29%的采樣點(diǎn)理論等級(jí)為輕污染(S1和S3)，7.14%的采樣點(diǎn)為重污染(S10)。水質(zhì)理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果顯示，唐家河年平均水溫12.2 ℃，pH7.07～8.0，符合典型山區(qū)河流水質(zhì)特征，具體結(jié)果見(jiàn)表1和表2。

表1 各采樣點(diǎn)水體理化參數(shù)Tab.1 Physical and chemical parameters of water bodies at each sampling point

基于不同指示生物的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果也存在較大差異。整體上看，浮游植物和底棲動(dòng)物的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果相同，均表現(xiàn)為不同程度的中污染，浮游動(dòng)物的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果則表現(xiàn)為中度偏重度污染，但Mann-Whitney U秩和檢驗(yàn)結(jié)果表明水質(zhì)理論等級(jí)與三類(lèi)指示生物的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果并不存在顯著差異。樣點(diǎn)上看，基于底棲動(dòng)物的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果中，

只有S11的水質(zhì)評(píng)價(jià)等級(jí)為重污染，其余樣點(diǎn)的水質(zhì)評(píng)價(jià)等級(jí)均為不同程度的中污染；基于浮游植物的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果中，只有S6的水質(zhì)評(píng)價(jià)等級(jí)為清潔，S1、S3和S9均為輕污染，S10為重污染，其余9個(gè)樣點(diǎn)則為不同程度的中污染；基于浮游動(dòng)物的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果中，重污染等級(jí)的樣點(diǎn)最多，有7個(gè)，S1、S3和S7均為輕污染，S2、S4、S11以及S13為不同程度的中污染(見(jiàn)表2)。

表2 各樣點(diǎn)綜合生物指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.2 Comprehensive biological index evaluation results of each sample point

2.3 三類(lèi)指示生物的適合度比較

三類(lèi)指示生物在唐家河水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)中的適合度存在差異。符合度比較結(jié)果表明：底棲動(dòng)物完全符合所有標(biāo)準(zhǔn)特征，符合度為100%，浮游植物與浮游動(dòng)物均有3個(gè)特征不符合標(biāo)準(zhǔn)特征，符合度僅57.1%(見(jiàn)表3)；準(zhǔn)確度比較結(jié)果表明：基于底棲動(dòng)物(DQ)的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確度最高，與理論等級(jí)的一致率為64.29%，相差一個(gè)等級(jí)的比例為28.57%，相差兩個(gè)等級(jí)的比例為7.14%，其次是浮游植物，相差一個(gè)等級(jí)的占35.72%，相差兩個(gè)等級(jí)的占7.14%，剩下57.14%的結(jié)果與理論等級(jí)一致，最低的是浮游動(dòng)物(FD)，與理論等級(jí)的一致率僅有28.57%，50%的結(jié)果與理論等級(jí)相差一級(jí)，剩余21.43%相差兩級(jí)(見(jiàn)圖4)。

表3 三類(lèi)指示生物的一般標(biāo)準(zhǔn)符合度Tab.3 General criteria compliance for the three categories of indicator organisms

圖4 不同評(píng)價(jià)方法與理論等級(jí)的整體比較結(jié)果Fig.4 Overall comparison results of different evaluation methods and theoretical levels

在不同采樣河段中，三類(lèi)指示生物特征符合度的比較結(jié)果與上述結(jié)果相同，但在準(zhǔn)確度比較結(jié)果上存在較大差異。如在旅游區(qū)河段中，基于底棲動(dòng)物的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確度最高，達(dá)到75%，其次是浮游植物，準(zhǔn)確度為50%，最低是浮游動(dòng)物，僅有37.5%；在科研交流區(qū)河段中，浮游植物和底棲動(dòng)物水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確度相同，均為50%，浮游動(dòng)物最低，僅為25%；在居民區(qū)河段中，浮游植物與底棲動(dòng)物水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確度也相同，均為100%，而浮游動(dòng)物水質(zhì)評(píng)價(jià)準(zhǔn)確度與理論等級(jí)卻完全不同，相差一級(jí)與相差兩級(jí)的比例各占50%(見(jiàn)圖5)。

圖5 不同評(píng)價(jià)方法與理論等級(jí)的區(qū)域比較結(jié)果Fig.5 Regional comparison results of different evaluation methods and theoretical levels

基于上述符合度和準(zhǔn)確度的比較結(jié)果可知，在三類(lèi)指示生物中，底棲動(dòng)物100%符合指示生物的標(biāo)準(zhǔn)特征，且整體水質(zhì)評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確度也是最高的，是最適合唐家河山區(qū)河流水質(zhì)評(píng)價(jià)的指示生物，其次是浮游植物，最后是浮游動(dòng)物。

3 討論

3.1 唐家河三類(lèi)代表性水生生物群落特征

浮游植物是水生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者，是水體生產(chǎn)力的重要體現(xiàn)。作為水質(zhì)評(píng)價(jià)常用的指示生物，在不同營(yíng)養(yǎng)型水體中，浮游植物的物種組成以及優(yōu)勢(shì)類(lèi)群存在差異。如接近富營(yíng)養(yǎng)型水體的汾河太原河段和湯溪水庫(kù)的浮游植物群落中均以藍(lán)藻門(mén)為優(yōu)勢(shì)類(lèi)群，而新西河水庫(kù)、鎮(zhèn)北水庫(kù)等9座中營(yíng)養(yǎng)型水庫(kù)則以硅藻-綠藻為優(yōu)勢(shì)類(lèi)群，在貧營(yíng)養(yǎng)型水體丹江口水庫(kù)中，硅藻門(mén)為主要優(yōu)勢(shì)類(lèi)群，藍(lán)藻門(mén)次之。本研究結(jié)果顯示唐家河浮游植物以硅藻、綠藻為主要類(lèi)群，硅藻為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)類(lèi)群(圖2)，群落結(jié)構(gòu)在種類(lèi)組成上與中-貧營(yíng)養(yǎng)型水體較為相似?；诟∮沃参锏乃|(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，S1、S3和S 9的水質(zhì)評(píng)價(jià)為輕污染，S6的水質(zhì)評(píng)價(jià)為清潔，其他樣點(diǎn)多數(shù)為β-中污染。唐家河流域位于國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，各種人為污染相對(duì)較少(特別是旅游區(qū)，位于自然保護(hù)區(qū)較深處)，氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽的輸入與輸出平衡機(jī)制未受到嚴(yán)重的破壞，以硅藻為優(yōu)勢(shì)類(lèi)群的浮游植物，其群落結(jié)構(gòu)特征也與當(dāng)前水體營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型相符。

浮游動(dòng)物作為次級(jí)生產(chǎn)力在水生態(tài)系統(tǒng)中起著重要的作用，其群落結(jié)構(gòu)受多種環(huán)境因子的綜合影響，而水溫、透明度和pH等環(huán)境因子是直接影響浮游動(dòng)物群落的因子。每一種浮游動(dòng)物都有最適合其生長(zhǎng)繁殖的溫度范圍，水體中浮游動(dòng)物的種類(lèi)和生物量等與溫度呈正相關(guān)，如輪蟲(chóng)的數(shù)量高峰一般在20 ℃以上的水環(huán)境中；水體透明度越高，浮游動(dòng)物的種群數(shù)量和豐度就會(huì)越低；調(diào)查水域的pH值會(huì)極大地影響浮游動(dòng)物的群落分布，如大多數(shù)原生動(dòng)物適宜的pH為6.6～7.5，水質(zhì)為中性或微堿性，而在微堿性或堿性的水體中，輪蟲(chóng)種類(lèi)較少。研究區(qū)域共采集到浮游動(dòng)物4門(mén)9科12屬19種，原生動(dòng)物為優(yōu)勢(shì)類(lèi)群，其中輪蟲(chóng)僅有2種。唐家河是典型的山區(qū)河流，水溫常年較低，年平均水溫12.2 ℃，水質(zhì)pH值7.07～8.00，微堿性(表1)，屬于原生動(dòng)物生存的適宜水溫和pH，而水體的透明度高，限制了大多數(shù)浮游動(dòng)物的生長(zhǎng)和繁殖。同其它兩種指示生物相比，其物種數(shù)量和豐度均較低，導(dǎo)致綜合生物指數(shù)偏高，水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果出現(xiàn)較大的偏差。

底棲動(dòng)物是水生態(tài)系統(tǒng)食物鏈中的重要組成部分，其游泳能力較弱，區(qū)域性強(qiáng)，且多生活在底泥中，能反映水體較長(zhǎng)時(shí)間的變化，是評(píng)價(jià)和檢測(cè)水體有機(jī)污染的重要指示生物。如受有機(jī)污染較為嚴(yán)重的溫榆河中，底棲動(dòng)物以顫蚓科、搖蚊科等耐污種為優(yōu)勢(shì)類(lèi)群；李再培等研究發(fā)現(xiàn)松花江底棲動(dòng)物群落特征與不同河段的有機(jī)污染程度高度一致，如未受到有機(jī)污染的朱順屯河段以毛翅目、蜉蝣目以及蜻蜓目為底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)類(lèi)群，兼有代表清潔型水體的襀翅目，輕度污染的大頂子山河段的優(yōu)勢(shì)種群為毛翅目和蜉蝣目，而重度污染的阿什河、呼蘭河則以耐有機(jī)污染的顫蚓、石蛭及某些螺類(lèi)為主。在唐家河底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)中以毛翅目、蜉蝣目和襀翅目為優(yōu)勢(shì)種群，樣點(diǎn)S7、S14(圖2)偶見(jiàn)石蛭、蜆屬等耐污種，耐污種的出現(xiàn)表明唐家河水質(zhì)已受到有機(jī)污染。基于底棲動(dòng)物的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果也表明，唐家河整體水質(zhì)受到了有機(jī)污染，特別是科研交流區(qū)的部分樣點(diǎn)(S11、S12)的有機(jī)污染較嚴(yán)重，其原因可能是這兩個(gè)點(diǎn)較其它樣點(diǎn)更靠近居民區(qū)，受野生動(dòng)物(動(dòng)物尸體、糞便等)和人口活動(dòng)(農(nóng)業(yè)污染、生活污染等)的疊加影響，從而導(dǎo)致該區(qū)域部分樣點(diǎn)的氨氮含量較高。

3.2 指示生物的選取及評(píng)價(jià)結(jié)果的比較

指示生物的選擇是水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵，但如何選擇適宜的指示生物則缺乏相關(guān)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致在不同類(lèi)型水體的水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)中，不同研究者選擇的指示生物差異較大。如在溪流中，蔣小明等選擇底棲動(dòng)物，孟立霞等則選擇浮游動(dòng)物和浮游植物；在大型河流干流中，黃旭蕾等使用底棲動(dòng)物，而丁一桐等使用浮游動(dòng)物；在湖泊型河流中，夏瑩霏等選擇浮游植物，陳麗平等選擇底棲動(dòng)物。甚至在同一類(lèi)型水體中也會(huì)出現(xiàn)選用不同指示生物來(lái)開(kāi)展水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)的情況，而評(píng)價(jià)結(jié)果也不盡相同。如天津市團(tuán)泊水庫(kù)中基于底棲動(dòng)物的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果屬于中度到重度污染水平，而浮游動(dòng)物則顯示為屬于重度污染水平；在松花江哈爾濱段的水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)研究中，基于大型底棲動(dòng)物的評(píng)價(jià)結(jié)果為中重度污染，而基于浮游動(dòng)物的評(píng)價(jià)結(jié)果為中度污染。本研究同時(shí)選擇三類(lèi)指示生物，對(duì)山區(qū)河流唐家河開(kāi)展水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)，比較不同指示生物水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果的差異，從符合度和準(zhǔn)確度兩方面來(lái)探討如何選擇最適合此類(lèi)型流域水質(zhì)評(píng)價(jià)的指示生物。

本研究結(jié)果顯示，唐家河水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)的理論等級(jí)為中污染，整體而言，在三類(lèi)指示生物中，底棲動(dòng)物是最適合唐家河水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)的指示生物，其符合所有指示生物選擇的一般標(biāo)準(zhǔn)，且水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確度也最高，為64.29%，其次是浮游植物，最后是浮游動(dòng)物。其原因可能與唐家河流域特征和水質(zhì)現(xiàn)狀相關(guān)，其一，唐家河山區(qū)河流水流湍急，浮游動(dòng)物和浮游植物多無(wú)游泳能力，不能抵抗水流沖擊，難以全面、準(zhǔn)確地反映水質(zhì)狀況；其二，唐家河屬于國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，少量氮、磷及有機(jī)污染物主要來(lái)源于野生動(dòng)物糞便、旅游業(yè)發(fā)展以及本地居民日常生活，而底棲動(dòng)物和浮游植物對(duì)此類(lèi)污染物有較高的敏感性。不同研究區(qū)域的水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)準(zhǔn)確度比較結(jié)果，也進(jìn)一步證實(shí)了上述推測(cè)。如在污染最少的旅游區(qū)河段中，基于底棲動(dòng)物的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確度最高，達(dá)到了75%。但隨著不同調(diào)查區(qū)域的水文情勢(shì)(水流速、水溫等)和污染程度的不同，三類(lèi)指示生物在不同研究區(qū)域的評(píng)價(jià)結(jié)果間的一致性關(guān)系也出現(xiàn)了變化，如隨著污染的增加，基于底棲動(dòng)物和浮游植物的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確度，在科研交流區(qū)河段和居民區(qū)河段則完全相同。

水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)成本低、綜合性高、且能反映水環(huán)境質(zhì)量的長(zhǎng)期狀況和歷史狀況，因此其受到越來(lái)越多的關(guān)注和重視。指示生物的選擇對(duì)水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果有重要的影響，不同指示生物因本身特性的異同，其對(duì)不同類(lèi)型環(huán)境變化(污染物種類(lèi)、污染事件等)的敏感性有較大差異，會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果不同。本研究以唐家河為研究對(duì)象，結(jié)果顯示底棲動(dòng)物是流速高、水溫低、污染少(有機(jī)污染)類(lèi)型的山區(qū)河流水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)最適宜的指示生物。同時(shí)在不同研究河段中，除居民區(qū)河段基于浮游植物與底棲動(dòng)物的準(zhǔn)確度與理論等級(jí)相同外，其余河段三類(lèi)指示生物的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果均同理論等級(jí)存在一定的差異。因此，在水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià)研究的工作中，針對(duì)水生生物群落多樣、水體污染物類(lèi)型繁多的復(fù)雜水體，需要根據(jù)水體特性選擇多種指示生物來(lái)全面、客觀地反映水體的真實(shí)狀況，必要時(shí)還可以增加水體重點(diǎn)污染物監(jiān)測(cè)理化指標(biāo)分析。