淮河水生態健康評估方法初探

胡瑾 楊剛 陳曦 王林 孫健 俞瑾

淮河水生態健康評估方法初探

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1 引言

當前淮河流域正處在經濟快速發展時期，生態環境面臨著巨大壓力，水生態問題越來越突出。淮河流域經多年治理，水環境狀況得到有效控制，部分河段水體功能得到一定恢復，但與國家水污染防治目標和水生態系統健康目標之間仍存在一些差距。為了更加有效地對水資源進行評價、管理和利用，且為制定淮河流域水資源管理政策和水資源保護對策提供可靠的科學依據，本文對淮河干流水生態健康評估技術進行了探討。

2 研究范圍

研究范圍為淮河干流。分別在2010年春季（5月）和秋季（10月）對淮河干流進行了水生態調查。根據研究工作的需要以及淮河干流省界重點采樣斷面的布設現狀，本次采樣共設置15個調查斷面，分別是淮濱大橋、王家壩、南照淮河大橋、臨淮崗、魯臺孜、淮南飲用水取水處、蚌埠閘上飲用水取水處、臨淮關、小柳巷、老子山、蔣壩、洪澤湖湖心、二河口、溧河洼和成子湖。

3 水生態健康方法選擇

3.1 多生物指數的篩選

由于水質評價的生物指數具有一定的使用條件和局限性，需要在實際評價的基礎上進行分析篩選，確定哪項指標可以很好地用于淮河干流的水質評價，從而準確地評價淮河干流的水生態現狀。

表1 淮河干流水質主要理化因子PCA分析第一主軸得分

綜合水質理化、浮游動植物、底棲生物監測結果以及評價，表明Shannon-wiener指數、Margalef指數、Simpson指數等評價水質也存在評價結果偏頗的問題，如臨淮崗用以上3個多樣性指數進行評價，水質均處于嚴重污染狀態，這與實際狀況不符。

Goodnight-Whitley修訂生物指數存在評價結果過高的問題，理由是淮河干流以上斷面寡毛類較為常見，自老子山進入洪澤湖區后寡毛類幾乎難見其蹤影，多毛類和河蜆較為常見，成為湖區的優勢種，湖區用Goodnight-Whitley修訂生物指數進行水質評價難以反映湖區水質的真實情況，而老子山以上斷面用該指數進行評價存在因季節因素波動過大問題。

軸分：通過對DO、高錳酸鹽指數、氨氮、總磷、氟化物和總氮等共計6個水質理化參數進行主成分分析，以第一主軸代表環境梯度，詳見表1。

梯度相關性：與BPI指數進行相關性分析，結果表明BPI指數與環境梯度的相關性較強（見表2）。用統計軟件SPSS17.0經Spearman相關性檢驗，5月BPI指數與5月環境梯度相關系數為-0.745（P=0.002），10月 BPI指數與10月環境梯度相關系數為-0.464（p=0.095）。BPI指數平均值與5月和10月環境梯度相關性均達到顯著性水平。這表明BPI指數用于淮河干流水質評價能較好地反映淮河真實的水質狀態。其余生物指數如Goodnight-Whitley修訂生物指數、HBI生物指數和多樣性指數與環境梯度相關性均較差。因此多生物指數中BPI指數被篩選出來，作為淮河干流水生態健康評估的評估因子。

表2 BPI指數與環境梯度相關性分析

3.2 底棲硅藻指數的篩選

（1）優勢種谷皮菱形藻（Nitzschia palea）情況

通常意義上優勢度大于或等于2.00%時為優勢種，在淮河干流各樣品中谷皮菱形藻（Nitzschia palea）的總體百分含量為16.69%，其次是閉合菱形藻（Nitzschiaclausii）為10.47%，藍綠舟形藻（Naviculaveneta）8.59%，亞小型舟形藻（Navicula subminuscula）8.59%，隱頭舟形藻（Naviculacryptocephala）7.66%。因此，專門對谷皮菱形藻在各樣點中的豐度進行分析，該藻在各采樣點兩個不同的時間點上分布差異不明顯，但是斷面與斷面之間的分布有差異。各點中該藻豐度值在8.74%～29.39%，平均為16.61%。最小值出現在10月的老子山斷面，最高值出現在10月的淮濱斷面。

根據硅藻軟件Omnidia5.3測試，谷皮菱形藻（Nitzschia palea）的各種生態指數中pH值偏中性，VanDam指數和Hofman指數都顯示該藻類生活在腐質度和富營養化程度都較高的水域中。

（2）指示種與硅藻指數相關性

根據3種硅藻指數對流域內水質狀況進行評價，指示種和硅藻指數的評價結果相同，相關性較好。污染指示種與硅藻指數能夠較一致地反應淮河干流的水質情況，說明硅藻指數能夠對淮河干流水質現狀進行準確的評估，可作為水生態健康評估的評估因子。

3 評估方法

通過監測評價以及各生物指數的篩選，可以得出：

（1）底棲動物指數評價中BPI指數用于淮河干流水質評價能較好地反映淮河真實的水質狀態。其余生物指數如Goodnight-Whitley修訂生物指數、HBI生物指數和多樣性指數與環境梯度相關性均較差。BPI指數適宜運用于淮河干流生態健康評估。

（2）運用底棲硅藻生物學評價指數TDI、IPS和IBD可以對淮河干流水環境狀況進行準確的分析。

根據篩選分析底棲生物指數BPI以及底棲硅藻指數TDI、IPS和IBD適合做為評估因子，建立淮河干流水生態健康評估方法。整合底棲動物BPI指數以及底棲硅藻生物指數便可以建立起適合淮河干流的生態健康評估方法，依托以上幾種底棲生物指數可以對淮河干流的生態現狀進行準確真實的分析評價

1.淮河流域水資源保護局淮河流域水環境監測中心 2330012.淮河水利委員會治淮工程建設管理局 233001）