水质生物评价指数筛选以南京紫金山地区小水体为例
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水质的性状和评价指标水是生命之源,也是人类生活中不可或缺的重要资源。
而水质则直接影响着人们的健康和生活质量。
因此,了解水质的性状和评价指标对于保护水资源、提高生活品质具有重要意义。
一、水的性状水在自然界中以液体形态存在,具有一些特殊的性状。
1. 透明度与浊度透明度是指光线在水中传播时遇到的阻力,水越清澈透明度越高。
而浊度则是指水中悬浮固体颗粒的浓度,浊度高表示水质较差。
2. 色度水的颜色可以反映水中的溶解物质浓度,如铁、锰等溶解物质会使水呈现黄、红等颜色。
3. 温度水的温度对于水生生物的生长和繁殖具有重要影响。
不同水体的温度会因地理和季节因素而有所不同。
4. pH值pH值衡量了水体中酸、碱性物质的浓度。
pH值在7以下为酸性,7以上为碱性,7为中性。
二、水质的评价指标为了客观评价水质是否符合标准,科学家们制定了一系列的水质评价指标。
1. pH值pH值不仅反映了水体中的酸碱性,还关系到水中许多化学反应的进行,不同pH值会影响水中生物的存活。
2. 溶解氧(DO)溶解氧是水中氧气的含量,对于水生生物的生存至关重要,其浓度过低会导致水中生物窒息。
3. 高锰酸盐指数(CODMn)高锰酸盐指数衡量了水中有机物的含量,高CODMn值表示水中的有机物较多,会影响水的透明度和氧气的溶解。
4. 总硬度总硬度反映了水中的钙、镁离子浓度,较高的总硬度会引发水垢问题,同时也会对水生生物造成危害。
5. 氨氮和亚硝酸盐氮氨氮和亚硝酸盐氮是水体中重要的氮污染指标,其浓度过高会引起水中富营养化,导致藻类大量繁殖。
6. 重金属重金属对水质的影响很大,如铅、汞等重金属的超标会对人体健康造成严重威胁。
除了以上几个指标外,还有磷酸盐、硝酸盐、悬浮物、细菌等指标也被广泛应用于水质评价中。
三、保护水质的重要性水是人类生活必需的资源,保护水质对于人类生存和健康至关重要。
首先,优质的水质对于人体健康至关重要。
水中污染物的摄入会导致各种健康问题,如肠胃疾病、皮肤过敏等。
流域生态系统健康评价方法河流水生态质量评价要结合河流生态环境实际情况,遵循水生生物类群栖息及生存规律,并充分考虑水域环境的自然地理条件、生物类群的时间变化特点、工作目的及人员的技术水平,从而选择评价类群的评价方法。
要评价一条河流的水生态环境质量的方法,先要确定水生态环境质量评价的要素,并确定参照状态。
一般来讲,主要的评价要素包括水体理化参数、物理生境和生物类群,而生物类群又包括大型底栖动物和着生藻类两大类。
今天我们一起来了解水生态环境质量评价的主要方法。
01水质评价水质评价方法是将参照地表水环境质量标准(GB3838-2002)基本项目划分水质类别并进行单因子评价后的水体,根据水质类别进行赋分,I~V类水质类别的水体分别依次赋分5~1分。
02生境评价生境评价同样是赋分法。
首先通过调查获得生境监测数据,并按照栖息地生境评价计分表对参数分别评分(生境评价打分标准见表1)并累加各项参数总值,最后对获得的评价栖息地生境质量分值H进行赋分,赋分标准见表2。
表1 生境栖息地打分标准表2 河流栖息地生境质量的分级评价标准03生物评价生物评价方法有很多,我们从中筛选出6种在我国生物评价中常用的方法,展开介绍。
01BMWP计分系统BMWP记分系统以大型底栖动物为指示生物,其原理是基于不同的大型底栖动物对有机污染(如富营养化)有不同的敏感性/耐受性,按照各个类群的耐受程度给予分值。
按照分值分布范围,对监测位点水体质量状况进行评价。
BMWP分值越大表明水体质量越好。
BMWP将大型底栖动物以科为单位划分,每个科对应一个分值,采样点BMWP分值为样品各科对应分值之和。
将样点分值按照评价标准表(表3)划分等级,即为样点等级。
表3 BMWP分值评价标准02Chandler生物指数Chandler生物指数(CBI)依据大型底栖无脊椎动物类群对水体污染的敏感性及各类群出现的多度分别给予记分。
按照分值分布范围,对监测位点水体质量状况进行评价。
水环境质量评价与监测方法水环境是人类的生命之源,保护水环境对于维护生态平衡和人类健康至关重要。
为了科学评价和监测水体质量,一系列的评价方法和监测技术被广泛应用。
本文将介绍水环境质量评价与监测方法的相关内容。
一、目前常见的水环境质量评价方法1.物理化学指标评价法物理化学指标评价法是通过对水体的物理和化学特性进行测定和分析,从而对水体质量进行评价的方法。
常用的指标包括pH值、溶解氧、浊度、氨氮、总磷、总氮等。
这些指标可以直接反映水体的物理化学特性,并通过与相关的水质标准进行比较来评价水体的质量等级。
2.生物学指标评价法生物学指标评价法是通过对水中生物群落的结构、数量和生态功能进行研究,来评价水体质量的方法。
常用的生物学指标包括浮游植物、底栖动物、水生昆虫、鱼类等。
这些生物指标反映了水体生态系统的健康状况和生态平衡程度,可以提供全面而准确的水质信息。
3.综合指数评价法综合指数评价法是将多个水质指标综合起来进行评价的方法。
常用的综合指数评价方法有水质类别划分法、质量综合指数法等。
这些方法通过对多个水质指标进行权重计算和综合评定,得出一个综合的水质类别或质量评价结果。
综合指数评价法能够综合考虑水体的物理、化学和生物学指标,提供全面而客观的水质评价结果。
二、水环境质量监测方法1.实地监测法实地监测法是通过直接实地采样和分析水样,来监测水环境质量的方法。
实地监测可以得到真实、准确的水质数据,并能够及时发现和解决水质问题。
实地监测需要配备专业的采样设备和分析仪器,确保样品的采集和分析过程科学可靠。
2.遥感监测法遥感监测法是通过卫星遥感技术对水体进行远程监测的方法。
遥感技术可以获取大范围、高分辨率的水质信息,并且能够实现长时间连续监测。
遥感监测方法还可以通过对遥感图像的分析,提取水质参数和水环境特征,为水环境管理提供科学依据。
3.传感器监测法传感器监测法是通过安装传感器设备对水体进行实时监测的方法。
传感器监测设备可以实时、连续地监测水质参数,并将数据传输到中心监测系统,实现对水环境的在线监测和远程控制。
南京农业大学学报2呻3.26(4):46~50Journ础酊Ⅳn耐RgA盯删tHr缸E‰而e"i即
水质生物评价指数筛选——以南京紫金山地区小水体为例
王备新,陆爽,杨莲芳(南京农业大学农业部病虫监测与治理重点开放实验室,江苏南京210095)
摘要:调查了南京紫金山地区7个小水体lo个样点的底牺动物,采用Pear80n相关系数分析了14个生物指数唰的相关性,从中筛选f{j6个相关性低的指数较适合于紫金山地区小水体生物评价,即生物指数(BI)、总分类单元数、摇蚊%、摇蚊分类单元数、(甲壳动物+软体动物)%和ET分类单元数。6个指数与理化指标总氮(TH)、总磷(TP)、商锰酸盐指数(I。。)、化学需氧量(c0D。。)间的sI’ea咖an相关性分析表明,TP和BI以及下P和(甲壳动物+软体动物)%之删均有很高的相关性(r=0928和r=一0.985)。
关饕词:生物评价;底栖动物;指数;紫金山中图分类号:x832文献标识码:A文章编号:10002030(2003)()40046
05
AstudyontheselectionofmetricsinwaterquaUty
bioassessment—Acasestudyonsmallwaterbodies
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Agriculture
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Keywords:bioaBse88men‘;b叽thjcmacminve咖br山8;me试c8;z巧inshanMountain
紫金山地区位于南京市东郊,是南京著名的风景和名胜古迹游览区。近年来由于旅游资源的不断开发,以及周边房地产建设的兴起,紫金山地区内的小水体受到的环境胁迫不断加剧。本研究旨在通过分析紫金山地区小水体底栖动物群落结构和功能特点,获得一组可用于该地区水质生物评价的底栖生物指数,为该地区小水体水质评价和保护提供生物学数据。
l材料与方法1.1野外调查2002年7月调查了紫金山地区7个小水体lo个样点的底栖动物(表1)。月牙湖、前湖、白马湖、紫霞湖和水榭为软底底质,均用Peterson采泥器(1/16m2)采集,每个样点采2个平行样。黄马水库、
收稿日期:2∞3—05—20基金项目:国家自然科学基金资助项目(39770113);南京农业大学青年基金项目(y200208)作者简介:工备新(1970一),博士.讲师,主要从事底栖动物生态学和水质生物评价研究。E删n:恻gbei砌@由鼬edu
万方数据第4期王备新等:水质生物评价指数筛选——以南京紫金山地区小水体为例。47’军民友谊水库为石块硬底,用D型网(宽o.3m,40目)在沿岸区采集,累计采集距离为10m…。样品经40目铜筛筛洗后,所获寡毛类动物用8%的甲醛溶液固定,甲壳动物、软体动物、水生昆虫及其他生物用75%的酒精固定,并带回实验室鉴定和计数。1.2室内鉴定和数据处理底栖动物标本大部分鉴定至种,少数鉴定至科、属,区分到种,并记录每个分类单元的数量,将其折算成每平方米个体数。多样性指数、G00dnight指数和GoodnigIl卜whitley指数的计算参见杨潼等”。的方法,BI指数(bioticindex,BI)的计算方法见文献[3],摇蚊%、总分类单元数、摇蚊分类单元数、ET分类单元数、(甲壳动物+软体动物)分类单元数、水生昆虫分类单元数、优势分类单元%、前3位优势分类单元%、(甲壳动物+软体动物)%、双翅目%、集食者%、刮食者%等的计算参考B“bour等㈧的方法。生物指数间的Pearson相关分析和生物指数与理化指标间的spearman相关分析均在sPss11.5中完成。
2结果与分析2.1采样结果调查共获底栖动物42种2476头,其中环节动物5种l351头,分别占总数的11.9%和54.6%节肢动物27种l024头,占64.3%和41.3%;软体动物lO种101头,占23.8%和4.1%(表1)。表l各样点底栖动物种类及密度分布TablelⅨstrnlu“㈣ofspeckd咖ityofb皿tll鹏.msites个-m。2
万方数据南京疵业大学学报第26卷续表lTablel
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种类spe…州s2吣s4蛄s6s7s8辨s10
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太沼螺mrⅡ,0Ⅲ,u2…,w
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sl:白马湖Balmahu;s2:前湖北NorlhofQlanh“;嘟:前湖两w抖IufQiarL】1“;s4:水榭shujm;粥:紫霞湖zlxjHh“;s6:月牙湖
南出水n‰JthoutletofY畔yahu;s7:月爿‘湖中段Mld·】IeofYuey8b“;s8:月牙湖北进水口Nonh
ml“ofYu。yaI|”;∞:黄马水库H…g_
m鹕huIk“:s10:军民友谊水库Junmmyo“ylshulkuTh㈣川e雌如ll…
2.2生物指数的筛选采用多个生物指数评价水质的目的是从不同角度综合反映水体质量,但在具体使用过程中,需要对候选生物指数进行筛选,以筛除重复信息量大的一组生物指数中的多个指数。目前,最简单的方法是根据各个生物指数对不同污染类型敏感性的差异,对所选生物指数进行Pearson相关分析,若生物指数问的相关系数r>o.75或r<一O.75,表明这些指数所反应信息中的大部分是相同的,只要选择其中一个就可以说明问题;而对相关性r>一o75或r<o.75的生物指数,则可直接用于水质生物评价。通过上述筛选,就可获得一组较合理的生物指数用来共同评价水质”1。本研究的lo个样点中,除紫霞湖和军民友谊水库没有明显的污染源影响外,其他样点主要受到生活污水和少量工业废水污染,污染程度不等。参考国内外研究人员在湖泊水质生物评价研究中所用生物指数”“1+选择并计算了各样点14种生物指数值(表2)。表2各样点生物指数值和部分样点理化指标Table2Metric憎luesillan硝tes蛐dphy破calandchemi吼lfacto幅ins岫esitcs
生物指数和理化指标’slS2s3斟s5S6s7s8f;9slo
496246000“1004402823l8072O“c0DLr/“g。L“3632151125l7IM。/rIIg·L“876.74.423595.4TP/…I.o0590580()40020.1002TN/w·L一‘3“267l84.322】3249’MetrlPsan(Iphygicdandch哪icd缸lom川:B1指数BJoticlndel;M2:香农多样性指数shannon—wjenefindel;M3:coodnjght-wⅦ1w指数G00I㈨曲l_whm。yhk。;M4:【bodni曲【指数f二州{nighlindel;M5:摇蚁%ch㈣…埘ae%;M6:总分类单元数T0【alnumb…·“aⅫ;M7:优势分类单元%Do“n蚰t【ax—on%;M8:(甲壳动物+戢体动物)%(Molkc日+cnJ8m删)%;M9:(甲壳动物+软体动物)分类单无数(Moll响-a十crLI柏cea)m8;Mlo:ET分类甲元数ETt“8;Mll:摇蚊分类单元数ch㈣nlj·】“Pla】c8;M12:水生昆虫分类单7亡数Nnofaq洲tici愀‘;M13:前3位优势分类单元%nLmed…naⅢta)【a%;M14:双翅目%J)iIlIe甩%;coDn:化学需氧量;IM。:高猛酸盐指数;TP:总磷;TN:总氯。nP…asfoU一14个生物指数问的Pearson相关分析结果表明(表3),有3组生物指数问的相关性高于O.8:(1)BI指数(MI)、香农多样性指数(M2)、优势分类单元%(M7)和前3位优势分类单元%(M13);跎妯mm跖扣∞射嘶■卫nmU9nn●O56n0鹕韶¨”斟蚰叭%科吼nnnm60n2022nU犯啉舯"加%町∞乱●mnA6n00O22幔m鼹叭弛弛甜卯∞∞魄&in旺n5nm●O22Ln盯拍“舭勰让舭i200nmnm23●8n0∞拍mⅢ跖鲫∞刚踮t土nnn9nn●O56nm硼跎博坫料∞叭晰甜出n0nm60吼2O;nn盯傩蚰伸如M卯蜘或Lnnn6n0OO22吼m%叭弛蛆甜以叩∞魄乱●nnm5
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