基于P-IBI的大清河流域水生态完整性评价

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大清河位于华北平原中部,是海河流域的重要支流,它既是保定及东淀地区的重要灌溉源,亦是雄安新区发展的重要支撑生态水体。本研究于2019年9月(秋季)和2020年6月(夏季)对大清河流域46个点位进行了理化因子测定及浮游植物调查,构建基于浮游植物完整性指数的河流健康评价指标体系(P-IBI),对各点位健康状况做出评估。并通过研究浮游植物完整性指数与环境因子的相关关系,探讨环境因子对河流浮游植物生物完整性的影响机制。此项研究不仅有助于大清河流域生态环境问题的分析,也有利于评估主要威胁因素对浮游植物多样性的影响,为大清河流域的保护和修复提供参考。研究结果如下:大清河流域浮游植物共计8门298种(属),包括绿藻门120种,硅藻门90种,蓝藻门41种,裸藻门28种,甲藻门6种,隐藻门6种,金藻门4种,黄藻门3种。夏季浮游植物共计8门169种(属),秋季共计7门210种(属)。浮游植物优势种(属)9种,其中蓝藻门4种:弯形尖头藻(Raphidiopsis curvata)、微囊藻属(Microcystis)、链状伪鱼腥藻(Pseudoanabaena catenata)、阿氏颤藻(Oscillatoria agardhii);硅藻门2种(属):小环藻属(Cyclotella)、舟形藻属(Navicula);隐藻门1种:卵形隐藻(Cryptomonas ovata);绿藻门2种(属):四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)、小球藻属(Chlorella)。夏季发现6种优势物种(属),包括蓝藻门2种、硅藻门2种、绿藻门2种,秋季发现5种优势种(属),包括蓝藻门3种、硅藻门1种、隐藻门1种。秋季各样点浮游植物平均细胞密度为764.00×10~4 cell/L,夏季为679.50×10~4 cell/L。秋季Margale丰富度指数、Shannon-Weaver多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpsom多样性指数的变化范围分别为0.49~2.45、0.62~4.49、0.13~0.98、0.12~0.95,夏季变化范围分别为0.67~3.28、2.19~4.70、0.46~0.94、0.54~0.95。由大清河流域浮游植物群落数据与水体环境因子的RDA分析结果显示,盐度、总溶解固体、电导率对浮游植物群落的分布产生了较大影响。根据水质指标及浮游植物调查数据构建基于浮游植物完整性指数评价体系。结果显示秋季大清河流域46个采样点中,健康样点为12个,亚健康样点10个,一般样点9个,较差样点7个,极差样点为8个。分河段来看,北拒马河为健康,易水河和南拒马河为亚健康,白沟河为一般,大清河-赵王新河和独流减河均为较差。夏季41个采样点中,10个采样点评价结果为健康,7个为亚健康,10个一般,12个较差,2个极差。分河段来看,北拒马河为亚健康,易水河为健康,南拒马河较差,白沟河为亚健康,大清河-赵王新河和独流减河均为较差。P-IBI值与水体环境的spearman相关性分析显示大清河流域P-IBI值与氨氮、总磷、水温、电导率、TDS、盐度皆成极显著负相关,其中与氨氮相关性最强。根据大清河流域的健康评价结果,对流域进行分区域、分季节精准施策。采取定时清淤、加强联通、生态补水、控制建设项目开发及污染源输入、加强河岸绿化建设等对策,以改善流域生态环境,保证流域生态功能。
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