釜溪河浮游植物生物完整性指數構建與生態系統健康評價

摘要：對釜溪河生態系統健康狀況進行評價，識別制約生態系統健康的主要因素，為針對性開展水生態環境保護修復提供科學支撐。2020年11月（秋季）、2021年3月（春季）和2021年8月（夏季）在沱江典型支流釜溪河流域主要水系上下游的7個代表性河段13個點位進行浮游植物群落和水質、棲息地質量監測，采用浮游植物生物完整性指數（P-IBI）進行河流生態系統健康評價。從釜溪河共鑒定出浮游植物7門103種，包括綠藻門40種、硅藻門28種、藍藻門16種、裸藻門12種、甲藻門3種、隱藻門2種、金藻門2種。根據水質狀況及棲息地質量劃分參照點與受損點，對物種組成、相對豐富度、群落多樣性和生產力等18個浮游植物生物參數進行分布范圍分析、判別能力分析及相關性分析，篩選出硅藻總分類單元數、硅藻比例和硅藻GI指數3個核心生物參數構建釜溪河P-IBI，通過比值法計算P-IBI分值并基于4分制法明確健康評價標準。結果表明：由于從上游至下游人類活動影響增強導致河流生態系統健康受損程度逐漸加劇，釜溪河生態系統整體為亞健康狀態；其中，釜溪河支流上游河段為非常健康，中下游河段為亞健康-不健康，釜溪河下游干流為不健康-病態；河流健康程度秋季gt;春季gt;夏季。Pearson相關性分析顯示P-IBI與總磷、高錳酸鹽指數顯著負相關（Plt;0.05），與棲息地質量呈正相關（Pgt;0.05），表明P-IBI對釜溪河水質污染和棲息地人為破壞具有一定指示作用。應進一步削減流域污染源、優化水動力條件和河流生態系統結構，以改善釜溪河健康狀況。

關鍵詞：浮游植物；生物完整性指數；河流健康評價；棲息地質量；釜溪河

中圖分類號：X826" " " " 文獻標志碼：A" " " " 文章編號：1674-3075（2025）02-0204-10

河流生態系統對生物圈的物質循環和能量平衡起著重要作用，是區域社會經濟發展的重要支撐。但由于社會經濟快速發展，生產生活開發利用導致河流生態系統自然結構功能受損，河流生態退化嚴重，水生態系統健康受到威脅，河流生態系統健康評價及其管理應用逐漸引起各界的廣泛關注（Singh amp; Saxena，2018；孫然好等，2020；González-Paz et al，2022）。河流生態系統健康評價是進行河流污染治理、水資源保護和生態修復的前提，將水生態系統健康評價納入河流日常監管體系，有助于系統地、科學地開展河流水生態環境綜合管理（鮑艷磊等，2021；歐陽莉莉等，2021）。

綜合指標體系法和指示生物法是目前最常用的河流生態系統健康評價方法，前者主要基于河流水文水質、物理結構、生物和社會服務功能等多種指標來綜合反映河流生態系統健康，但具有所需數據量大、參數量化難度大等缺點（鄧曉軍等，2014；鮑艷磊等，2021）；指示生物法則常選用浮游生物、魚類、底棲無脊椎動物等對環境變化敏感的生物類群，來評價河流生態系統的健康狀況（周上博等，2013；Wu et al，2014）。其中，浮游植物是河流生態系統的主要生產者，其群落結構功能的完整性直接影響上層食物鏈結構及整個生態系統穩定，能夠迅速靈敏地反映水生態系統的變化特征（蔡琨等，2016；黎明民等，2018；劉園園等，2020）。因此，基于浮游植物生物完整性指數（phytoplankton index of biotic integrity，P-IBI），利用群落組成、多樣性和生長特征等參數量化浮游植物群落結構功能特征，是指示評價河流、湖泊生態系統健康狀況的可靠手段（Kane et al，2009；蔡琨等，2016；李博韜等，2020）。

釜溪河是沱江最大的一級支流，近年來水質總體呈好轉趨勢（楊茜等，2022），但由于流域內人口和產業集中、水資源開發利用強度大，水系梯級開發閘壩攔蓄程度高，主要水系沿線建有上游水庫4座、系列堰閘27個，導致河流水動力條件嚴重弱化、生態基流不足，水生態環境改善成效并不穩固（梁媛，2019；魏峣等，2021），特別是季節性藻類水華導致的河流富營養化問題逐漸凸顯，威脅著釜溪河生態環境健康和供水安全。因此，為進一步改善水生態環境質量、加強流域綜合管理，有必要對釜溪河生態系統健康現狀進行綜合評價。本研究通過構建釜溪河P-IBI指數對河流生態系統健康狀況進行評價，并結合棲息地環境和水環境質量調查，識別制約釜溪河生態系統健康的主要因素，以期為針對性開展水生態環境保護修復提供科學支撐。

1" "材料與方法

1.1" "研究區概況及采樣點設置

釜溪河位于沱江下游右岸，上源又稱威遠河，發源于內江市威遠縣倆母山東北麓，與其最大支流旭水河在自貢匯合，干流全長197 km，流經自貢主城區，于富順縣匯入沱江。釜溪河流域面積3 490 km2，流域內氣候屬亞熱帶溫潤季風氣候，年平均氣溫17.0～18.0 ℃，多年平均降雨量為990.8 mm，主汛期（6—8月）降水占年降雨量53%～59%（鮑林林等，2021）。主要水系威遠河、旭水河和釜溪河干流建有系列水庫、船閘，梯級閘壩攔蓄導致河道水動力條件嚴重弱化，非汛期水體平均流速小于0.5 m/s。選取釜溪河流域主要水系上下游的7個代表性河段作為研究對象，各河段及監測點位布設如圖1所示，其中河段1位于釜溪河干流上游，河段2和5分別位于威遠縣和貢井區城區，河段3和4位于農業耕作區，河段6和7位于釜溪河干流中游和下游的城鎮區域。

1.2" "樣品采集與處理

1.2.1" "水體理化指標" "2020年11月（秋季）、2021年3月（春季）和2021年8月（夏季），在7個代表性河段13個點位進行水樣監測，采用便攜式溶解氧儀現場測定河流水體溶解氧（DO），并在各河道斷面的中央（有橋）或一側（無橋）采集0～0.5 m表層水體樣品。每個點位取2 L水樣48 h內送回實驗室，測定化學需氧量CODCr（重鉻酸鹽法HJ 828—2017）、高錳酸鹽指數CODMn（酸性法GB 11892—89）、氨氮NH3-N（納氏試劑分光光度法HJ 535—2009）、總磷TP（鉬酸銨分光光度法GB 11893—89）指標。

1.2.2" "浮游植物" "浮游植物樣品采集與水質水體樣品采集同時進行，使用采水器取表層水體1 L，加入5 mL魯哥試劑固定，樣品經自然沉淀48 h后去掉上清液濃縮至50 mL，以檢測浮游植物種類組成及測定群落密度（Perbiche-Neves et al，2011；Wang et al，2014；張潔和楊娟，2017）。浮游植物種類鑒定主要參考《中國淡水藻類》（胡鴻鈞等，1980）和《中國內陸水域常見藻類圖譜》（水利部水文局等，2012）。

1.3" "研究方法

1.3.1" "河流棲息地質量評價" "開展現場監測的同時，對反映河流棲息地質量的6個指標（河流縱向連通指數、底質組成、棲境復雜性、岸邊帶狀況、河道內人類活動強度、緩沖帶土地利用）進行調研。按照優（5分）、良（4分）、中（3分）、差（2分）和極差（1分）的評價標準，對河流棲息地質量指標進行打分（An et al，2002；鄭丙輝等，2007；Yang et al，2018），各指標加和得到河流棲息地質量指數（qualitative habitat evaluation index，QHEI），QHEI的值在5～30之間，綜合評價等級劃分為優（24≤QHEI≤30）、良（18≤QHEIlt;24）、中（12≤QHEIlt;18）、差（6≤QHEIlt;12）和極差（5≤QHEIlt;6）5個級別。

1.3.2" "P-IBI評價體系" "（1）參照點選擇。對比河流的主要水質指標和QHEI分布特征，選擇水質較好、人為干擾較小的點位為參照點，其余點位為受損點（Wu et al，2014；夏會娟等，2018）。

（2）候選生物參數確定。參考國內外已有研究，選取對環境干擾響應敏感、生物學意義清楚的生物參數作為P-IBI評價體系的候選參數，主要包括物種組成、相對豐富度、群落多樣性和生產力等方面的生物參數（Wu，1999；李博韜等，2020；劉園園等，2020），18個浮游植物候選參數基本特征如表1所示。

（3）核心生物參數篩選。采用分布范圍分析、判別能力分析和相關性分析，篩除對干擾反應不靈敏、信息重復的參數（蔡琨等，2016；宋蒙蒙等，2020；張葵等，2021）。首先采用分布范圍分析，篩除在所有樣點中的分布范圍存在過多零值（≥95%）、表現信息指示作用不強的參數，然后利用箱形圖進行判別能力分析，對比參照點與受損點的箱形圖IQ值（25%～75%分位數的箱體重疊情況）：箱體沒有重疊（IQ=3）、兩箱體有重疊但中位線不在對方箱體內（IQ=2）、任意一方中位線在對方箱體內（IQlt;2），保留IQ≥2的參數，最后對符合上述條件的參數再進行Pearson相關性分析，對于相關系數大于0.75、包含生態信息相似程度高、獨立性較低的2個參數，刪去其中一個。

（4）P-IBI指數計算和評價標準。采用比值法對篩選出的參數進行標準化賦分（蔡琨等，2016），對于隨人為干擾增加而升高的參數，賦分=（最大值－參數值）÷（最大值－最佳值），其中最大值為該參數的最大值，參數值為欲進行賦分的某一參數，最佳值為該參數5%分位值；對于隨人為干擾增加而降低的參數，賦分=（參數值－最小值）÷（最佳值－最小值），其中最小值為該參數的最小值，參數值為欲進行賦分的某一參數，最佳值為該參數95%分位值。參數分值范圍應在0～1之間，若大于1，則記為1。所有參數賦分相加得到河流各監測點位的P-IBI指數值，以P-IBI值的95%分位數為最佳值，將低于該值的數值范圍4等分，劃分健康評價等級為非常健康、健康、亞健康、不健康和病態（粟一帆等，2019）。

1.4" "統計分析

在SPSS16.0軟件中采用ANOVA方差分析（t檢驗）或非參數統計法（mann-whitney U檢驗）進行差異性分析，采用Pearson相關性進行參數間的相關關系分析。通過主成分分析（principal component analysis，PCA）揭示環境質量變化特征，進行參照點和受損點篩選，PCA雙軸圖采用R 4.1.2軟件完成。其余圖片繪制在OriginPro 8和ArcMap 10.6軟件中完成。

2" "結果與分析

2.1" "浮游植物群落結構特征

釜溪河流域主要河流各監測河段的浮游植物群落特征如圖2所示。3次采樣鑒定出浮游植物7門類共103個分類單元（以下統稱種），其中綠藻門40種，占比38.8%；硅藻門28種，占比27.2%；藍藻門16種，占比15.5%；裸藻門12種，占比11.7%；以及甲藻門3種、隱藻門2種和金藻門2種，共占比6.8%。春、夏、秋季的浮游植物種類分別為59種、75種和62種，浮游植物密度分別為1.33×105～6.08×106個/L、3.12×106～2.35×108個/L和1.52×105～2.65×106個/L，各季節浮游植物密度存在顯著差異：夏季gt;春季gt;秋季（Plt;0.05）；其中，春季浮游植物優勢種為嚙蝕隱藻（Cryptomonas erosa）、多甲藻（Peridinium perardiforme）、小環藻（Cyclotella sp.）、具尾藍隱藻（Chroomonas caudata Geitler）等，夏季的優勢種為微囊藻（Microcytis sp.）、顫藻（Oscillatoria sp.）、空星藻（Coelastrum sphasricum）和細鞘絲藻（Leptolyngbya sp.）等，秋季的優勢種為席藻（Phormidium sp.）、細小平裂藻（Merismopedia minima）、顫藻（Oscillatoria sp.）和鞘絲藻（Lyngbya sp.）等。

2.2" "P-IBI指數的健康評價

2.2.1" "參照點和受損點" "釜溪河流域各河段監測點位主要水環境因子3次監測的平均值和QHEI值如表2所示。其中，河段2～7水體的NH3-N、CODCr和CODMn超出《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）Ⅲ類標準限值，河流耗氧有機物污染較重。各河段QHEI值在13～20范圍內變化，指示河流棲息地環境質量處于亞健康（中）-健康（良）水平。

基于春、夏、秋3季各采樣點39次監測調研情況進行PCA分析，結果見圖3。PCA前兩軸共解釋了49.2%的環境變量，環境變量與樣點雙軸圖顯示位于上游的C1、X1和Q1點位與TP、NH3-N、CODCr、CODMn負相關，與DO、QHEI正相關，表明該3點位的水環境質量較好、棲息地環境受人為干擾相對較小，篩選作為釜溪河浮游植物生物完整性指數評價體系構建的參照點，則其余36點位為受損點。

2.2.2" "核心生物參數篩選" "浮游植物18個候選生物參數均通過分布范圍檢驗。采用箱形圖進行判別能力分析挑選出IQ≥2的參數（圖4），即硅藻總分類單元數（M4）、硅藻比例（M10）和硅藻GI指數（M12）。Pearson相關性分析表明這3個參數的相關系數均小于0.75，可作為核心參數來構建釜溪河P-IBI指數。

2.2.3" "釜溪河P-IBI指數健康評價結果" "釜溪河浮游植物生物完整性P-IBI指數的評價標準和不同季節生態系統健康評價結果見圖5。參照點的P-IBI值顯著高于受損點（Plt;0.05），評價結果主要為健康、非常健康；受損點則主要處于亞健康、不健康狀態，各點位平均P-IBI值為秋季gt;春季gt;夏季，春季和秋季的P-IBI值顯著高于夏季（Plt;0.05），秋季和春季評價為亞健康，夏季為不健康。總體看來，釜溪河生態系統健康狀況為亞健康。各河段3個季節平均的P-IBI值評價結果見圖6，威遠河上游河段1的P-IBI評價結果為非常健康，威遠河中游河段2為非常健康-亞健康，威遠河下游河段3為健康-不健康，旭水河中游河段4和下游河段5為亞健康-不健康，釜溪河干流上游河段6和下游河段7均為不健康-病態。可見，浮游植物完整性指示的釜溪河流域主要水系生態系統健康狀況為威遠河gt;旭水河gt;釜溪河干流，從上游至下游生態系統健康受損程度逐漸升高。

2.3" "P-IBI與水環境因子、QHEI的相關性

不同季節釜溪河P-IBI指數與河流主要水體理化參數和QHEI的相關性分析（表3）表明，年均P-IBI指數與水體CODMn和TP濃度顯著負相關（Plt;0.05），其中春季的P-IBI與CODMn呈極顯著負相關（Plt;0.01），夏季的P-IBI與TP呈顯著負相關（Plt;0.05），而P-IBI與QHEI存在一定的正相關關系（Pgt;0.05）。可見，P-IBI指數評價的釜溪河生態系統健康狀況對河流水質污染和棲息地人為破壞具有一定指示作用。

3" "討論

3.1" "釜溪河生態系統健康狀況及其主要影響因素

浮游植物指示釜溪河生態健康狀況總體為亞健康，3個季節的健康狀況為秋季（亞健康）優于春季（亞健康），夏季（不健康）最差。已有研究表明采用浮游植物生物完整性指數評價河流、湖泊的健康狀況均在夏季最差（楊薇等，2019；馬廷婷等，2021；楊銳婧和馮民權，2021），這可能與浮游植物群落結構的季節性變化相關。河流浮游植物生長主要受到營養物質、光照、溫度和水動力條件等因素影響。釜溪河水體氮、磷等營養物質含量較高、梯級船閘攔蓄河流水動力條件弱（張明錦等，2020；鮑林林等，2021；魏峣等，2021），加之春、夏季溫度和日照時長逐漸升高，有利于藍藻門和綠藻門等非硅藻類浮游植物暴發性生長，浮游植物群落多樣性隨之降低（蔡琨等，2018；Wijewardene et al，2021），進而導致水生態環境質量惡化。從空間上看來，浮游植物指示的釜溪河健康狀況從上游至下游受損程度逐漸加劇。基于底棲動物生物完整性和綜合指標體系法等相關研究也表明，由于城市人口聚集、工業發展、水利水電工程等影響，河流中下游的污染物質負荷、水資源矛盾及水系連通性等問題較上游突出，進而導致河流健康狀況呈現明顯空間異質性，且越往下游健康狀況越差（粟一帆等，2019；張宇航等，2020；歐陽莉莉等，2021）。

浮游植物指示的釜溪河生態系統健康狀況時空變化特征，也表明了自然氣候條件和人類活動干擾對河流生態系統健康的雙重影響。其中，人類活動導致的污染排放、水文情勢改變、生物棲息地破壞等通常是損害河流生態系統健康的主要因素（孫然好等，2020；Juvigny-Khenafou et al，2021）。釜溪河流域人類活動壓力較大，水污染治理基礎設施不健全，導致河流水質改善成效不穩定，特別是水體耗氧有機物相關指標超出了《地表水環境質量標準（GB 3838—2002）》Ⅲ類標準限值；流域本身水資源匱乏、生態流量不足，加之梯級閘壩的攔蓄影響，導致河流自然的水文情勢及生物棲息地嚴重破壞。相關性分析也表明指示釜溪河生態系統健康狀況的浮游植物生物完整性指數與水環境質量指標呈顯著負相關，而與河流棲息地質量指數呈正相關（表3）。因此，進一步改善水環境質量和棲息地環境狀況，并保障生態流量，是恢復釜溪河生態系統健康的關鍵。

3.2" "P-IBI在釜溪河的適用性和局限性

已有研究表明，浮游植物生物完整性指數P-IBI在相對靜止的水體如水庫、湖泊、海灣等更為適用（蔡琨等，2016；黎明民等，2018；楊薇等，2019；劉園園等，2020），而在流動性較高的河流中，浮游植物樣本受到采樣點代表性和采樣均一性的影響，難以反映采樣點長時間的生態系統健康狀況。釜溪河主要水系威遠河、旭水河及釜溪河干流建有梯級閘壩，河流“湖庫化”程度較高，結合P-IBI與水質、棲息地質量的相關性來看，采用P-IBI對釜溪河生態系統健康進行評價具有一定適用性。作為生態系統的初級生產者，浮游植物對環境變化反應靈敏，能在短時間內做出響應，可以通過優化采樣時間、采樣頻次進一步完善釜溪河浮游植物生物完整性評價體系，以更加科學合理地反映釜溪河生態系統健康狀況。此外，釜溪河P-IBI核心參數主要篩選出了硅藻類指標，主要是硅藻分布廣泛、對環境變化敏感，常用于水體質量監測評價，對生態系統健康的指示性強（周上博等，2013；于潘等，2022）。下一步研究應深入探討不同浮游植物種類、著生藻類、底棲動物等不同生物對河流健康指示作用的代表性和適用性。

指示生物法評價水生態系統健康過程中參照點選取是開展水質生物評價的基準，直接影響生物完整性指數的核心參數構建和評價結果。通常，參照點應選用受脅迫最小的水體樣點，即沒有明顯人類活動干擾、水環境質量較好的區域（Wu et al，2014；夏會娟等，2018；李博韜等，2020）。受自然地理狀況、人類活動干擾類型和污染特點差別等因素影響，不同地區的參照系統標準有差異。但是，目前河流受人類活動干擾程度普遍較高，難以找到完全無干擾的、能代表全流域水系的參照點位。因此，本研究基于水環境質量和棲息地質量特征，選擇了受人類活動干擾相對較小、水環境質量較好的水系上游點，作為釜溪河生態系統健康評價的參照點，評價結果難以完整反映相對于自然狀態下釜溪河生態系統健康狀況的變化。在后續研究和管理工作中，可借助歷史監測數據以及可靠的生態模型確定河流真實參照狀態，或者根據現有最佳狀態以及生態環境治理目標作為參照狀態（金小偉等，2017），將有助于在釜溪河進行生態系統保護修復實踐。

4" "結論

（1）春、夏、秋3季在釜溪河流域主要水系中鑒定出浮游植物7門103種。選取物種組成、相對豐富度、群落多樣性和生產力4類屬性的18個浮游植物生物參數，通過分布范圍分析、判別能力分析及Pearson相關性分析進行參數篩選，構建了適合釜溪河的浮游植物生物完整性指數的指標體系。

（2）采用比值法計算各河段P-IBI值，表明釜溪河生態系統健康處于亞健康狀態，且從上游至下游河流生態系統健康受損程度逐漸升高。其中，威遠河上游河段處于非常健康狀態，威遠河中下游河段為非常健康-不健康，旭水河中下游河段為亞健康-不健康，而釜溪河干流為不健康-病態；季節分布看來，釜溪河健康狀況為秋季gt;春季gt;夏季。

（3）相關性分析發現釜溪河浮游植物生物完整性與河流水質總磷、高錳酸鹽指數顯著負相關（Plt;0.05），而與棲息地質量正相關（Pgt;0.05）。釜溪河生態系統保護修復，需進一步控制污染源輸入、優化水動力條件，以改善河流水環境質量和棲息地環境狀況。

參考文獻

鮑林林， 錢駿， 佟洪金， 等， 2021. 筑壩渠化河流氮磷遷移特征及其對富營養化的響應[J]. 生態學雜志， 40（12）：3998-4007.

BAO L L， QIAN J， TONG H J， et al， 2021. Transport characteristics of nitrogen and phosphorus in dammed channelized rivers and their responses to eutrophication[J]. Chinese Journal of Ecology， 40（12）：3998-4007.

鮑艷磊， 田冰， 張瑜， 等， 2021. 雄安新區河流健康評價[J]. 生態學報， 41（15）：5988-5997.

BAO Y L， TIAN B， ZHANG Y， et al， 2021. River health assessment in Xiongan New Area[J]. Acta Ecologica Sinica， 41（15）：5988-5997.

蔡琨， 陸維青， 牛志春， 等， 2018. 洮滆水系湖泊春季浮游植物群落結構和水質生物學評價[J]. 環境監測管理與技術， 30（3）：37-41.

CAI K， LU W Q， NIU Z C， et al， 2018. Phytoplankton community structure and biological assessment in lakes of Taoge river system in spring[J]. The Administration and Technique of Environmental Monitoring， 30（3）：37-41.

蔡琨， 秦春燕， 李繼影， 等， 2016. 基于浮游植物生物完整性指數的湖泊生態系統評價：以2012年冬季太湖為例[J]. 生態學報， 36（5）：1431-1441.

CAI K， QIN C Y， LI J Y， et al， 2016. Preliminary study on phytoplanktonic index of biotic integrity （P-IBI） assessment for lake ecosystem health： a case of Taihu Lake in winter， 2012[J]. Acta Ecologica Sinica， 36（5）：1431-1441.

鄧曉軍， 許有鵬， 翟祿新， 等， 2014. 城市河流健康評價指標體系構建及其應用[J]. 生態學報， 34（4）：993-1001.

DENG X J， XU Y P， ZHAI L X， et al， 2014. Establishment and application of the index system for urban river health assessment[J]. Acta Ecologica Sinica， 34（4）：993-1001.

胡鴻鈞， 李堯英， 魏印心， 等， 1980. 中國淡水藻類[M]. 上海：上海科學技術出版社.

金小偉， 王業耀， 王備新， 等， 2017. 我國流域水生態完整性評價方法構建[J]. 中國環境監測， 33（1）：75-81.

JIN X W， WANG Y Y， WANG B X， et al， 2017. Methods development for monitoring and assessment of ecological integrity of surface waters in China[J]. Environmental Monitoring in China， 33（1）：75-81.

黎明民， 駱鑫， 付家想， 等， 2018. 基于浮游植物生物完整性的北部灣生態健康評價[J]. 中國環境監測， 34（6）：113-121.

LI M M， LUO X， FU J X， et al， 2018. Study on phytoplanktonic index of biotic integrity （P-IBI） assessment for marine ecosystem health： a case of Beibu gulf[J]. Environmental Monitoring in China， 34（6）：113-121.

李博韜， 劉凌， 朱燕， 等， 2020. 利用浮游植物生物完整性對河流健康進行評價[J]. 人民黃河， 42（6）：73-78.

LI B T， LIU L， ZHU Y， et al， 2020. Assessment of river health by using phytoplanktonic index of biotic integrity[J]. Yellow River， 42（6）：73-78.

梁媛， 2019. 自貢市釜溪河流域環境容量分析[J]. 中國戰略新興產業（理論版）， （13）：83-85.

劉園園， 阿依巧麗， 張森瑞， 等， 2020. 著生藻類和浮游藻類在三峽庫區河流健康評價中的適宜性比較研究[J]. 生態學報， 40（11）：3833-3843.

LIU Y Y， AYI Q L， ZHANG S R， et al， 2020. Comparative study on the suitability of periphytic algae and phytoplankton in river health assessment[J]. Acta Ecologica Sinica， 40（11）：3833-3843.

馬廷婷， 范亞民， 李寬意， 等， 2021. 基于浮游植物完整性指數的太湖主要河口生態健康評價[J]. 生態與農村環境學報， 37（4）：501-508.

MA Y T， FAN Y M， LI K Y， et al， 2021. Ecological health assessment of main estuaries of Lake Taihu based on phytoplankton index of biotic integrity[J]. Journal of Ecology and Rural Environment， 37（4）：501-508.

歐陽莉莉， 韓遷， 何鑫， 等， 2021. 岷江成都段水生態健康評價研究[J]. 環境科學研究， 34（7）：1654-1662.

OUYANG L L， HAN Q， HE X， et al， 2021. Health assessment of Min River in Chengdu section[J]. Research of Environmental Sciences， 34（7）：1654-1662.

水利部水文局， 長江流域水環境監測中心， 2012. 中國內陸水域常見藻類圖譜[M]. 武漢：長江出版社.

宋蒙蒙， 田爽， 盧奧然， 等， 2020. 渭河河流生態系統完整性評價體系的構建[J]. 大連海洋大學學報， 35（2）：288-295.

SONG M M， TIAN S， LU A R， et al， 2020. Establishment of evaluation system of an ecosystem integrity in Weihe River[J]. Journal of Dalian Ocean University， 35（2）：288-295.

粟一帆， 李衛明， 艾志強， 等， 2019. 漢江中下游生態系統健康評價指標體系構建及其應用[J]. 生態學報， 39（11）：3895-3907.

SU Y F， LI W M， AI Z Q， et al， 2019. Establishment and application of the index system for health assessment of the middle and lower reaches of the Hanjiang River[J]. Acta Ecologica Sinica， 39（11）：3895-3907.

孫然好， 魏琳沅， 張海萍， 等， 2020. 河流生態系統健康研究現狀與展望：基于文獻計量研究[J]. 生態學報， 40（10）：3526-3536.

SUN R H， WEI L Y， ZHANG H P， et al， 2020. A review on river ecosystem health research： based on bibliometric research[J]. Acta Ecologica Sinica， 40（10）：3526-3536.

魏峣， 陳卓爾， 楊明方， 等， 2021. 基于Logistic回歸模型的低溶解氧風險因素與成因分析：以釜溪河（自貢段）為例[J]. 四川環境， 40（5）：179-185.

夏會娟， 孔維靜， 王汩， 等， 2018. 北京市北運河水系水生植物群落結構與生物完整性[J]. 應用與環境生物學報， 24（2）：260-268.

XIA H J， KONG W J， WANG G， et al， 2018. Community structure and biotic integrity of aquatic plants along the North Canal in Beijing[J]. Chinese Journal of Applied and Environmental Biology， 24（2）：260-268.

楊茜， 何軍， 劉忠鵬， 等， 2022. 自貢市釜溪河流域2011—2020年水質特征分析[J]. 四川環境 41（2）：103-109.

楊銳婧， 馮民權， 2021. 浮游植物完整性指數與水體富營養化相關性研究：以漳澤水庫為例[J]. 黑龍江大學工程學報， 12（3）：198-208.

楊薇， 田藝苑， 張兆衡， 等， 2019. 近60年來白洋淀浮游植物群落演變及生物完整性評價[J]. 環境生態學， （8）：1-9.

于潘， 張黎烜， 尤慶敏， 等， 2022. 綜合硅藻指數的建立及其在淡水生態評價中的應用[J]. 環境科學研究， 35（9）：2165-2174.

YU P， ZHANG L X， YOU Q M， et al， 2022. Establishment and application of comprehensive diatom index in freshwater ecological assessment[J]. Research of Environmental Sciences， 35（9）：2165-2174.

張潔， 楊娟， 2017. 三峽庫區汛期浮游藻類與水質特征研究[J]. 生態科學， 36（1）：55-63.

ZHANG J， YANG J， 2017. A study on phytoplankton and water quality characteristics in the Three Gorges Reservoir at flood season[J]. Ecological Science， 36（1）：55-63.

張葵， 王軍， 葛奕豪， 等， 2021. 基于大型底棲動物完整性指數的伊犁河健康評價及其對時間尺度變化的響應[J]. 生態學報， 41（14）：5868-5878.

ZHANG K， WANG J， GE Y H， et al， 2021. Health assessment of the Ili River based on benthic index of biotic integrity （B-IBI） and the effects of different months and years[J]. Acta Ecologica Sinica， 41（14）：5868-5878.

張明錦， 陳昌華， 郭光貴， 2020. 沱江流域（自貢市）2013—2018年水質時空變化特征分析及評價[J]. 四川環境， 39（2）：128-132.

張宇航， 渠曉東， 王少明， 等， 2020. 渾河流域底棲動物生物完整性指數構建與健康評價[J]. 長江流域資源與環境， 29（6）：1374-1386.

ZHANG Y H， QU X D， WANG S M， et al， 2020. River health assessment of Hun River Basin based on benthic index of biological integrity[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin， 29（6）：1374-1386.

鄭丙輝， 張遠， 李英博， 2007. 遼河流域河流棲息地評價指標與評價方法研究[J]. 環境科學學報， 27（6）：928-936.

ZHENG B H， ZHANG Y， LI Y B， 2007. Study of indicators and methods for river habitat assessment of Liao River Basin[J]. Acta Scientiae Circumstantiae， 27（6）：928-936.

周上博， 袁興中， 劉紅， 等， 2013. 基于不同指示生物的河流健康評價研究進展[J]. 生態學雜志， 32（8）：2211-2219.

ZHOU S B， YUAN X Z， LIU H， et al， 2013. River health assessment based on different biological indicators： a review[J]. Chinese Journal of Ecology， 32（8）：2211-2219.

AN K G， PARK S S， SHIN J Y， 2002. An evaluation of a river health using the index of biological integrity along with relations to chemical and habitat conditions[J]. Environment International， 28（5）：411-420.

GONZáLEZ-PAZ L， DELGADO C， PARDO I， 2022. How good is good ecological status？ A test across river typologies， diatom indices and biological elements[J]. Science of the Total Environment， 815：152901.

JUVIGNY-KHENAFOU N P D， PIGGOTT J J， ATKINSON D， et al， 2021. Impacts of multiple anthropogenic stressors on stream macroinvertebrate community composition and functional diversity[J]. Ecology and Evolution， 11（1）：133-152.

KANE D D， GORDON S I， MUNAWAR M， et al， 2009. The planktonic index of biotic integrity （P-IBI）： An approach for assessing lake ecosystem health[J]. Ecological Indicators， 9（6）：1234-1247.

PERBICHE-NEVES G， FERREIRA R A R， NOGUEIRA M G， 2011. Phytoplankton structure in two contrasting cascade reservoirs （Paranapanema River， Southeast Brazil）[J]. Biologia， 66（6）：967-976.

SINGH P K， SAXENA S， 2018. Towards developing a river health index[J]. Ecological Indicators， 85：999-1011.

WANG F S， WANG B L， LIU C Q， et al， 2014. Changes in nutrient ratios and phytoplankton community structure caused by hydropower development in the Maotiao River， China[J]. Environmental Geochemistry and Health， 36（3）：595-603.

WIJEWARDENE L， WU N， QU Y， et al， 2021. Influences of pesticides， nutrients， and local environmental variables on phytoplankton communities in lentic small water bodies in a German lowland agricultural area[J]. Science of the Total Environment， 780：146481.

WU J T， 1999. A generic index of diatom assemblages as bioindicator of pollution in the Keelung River of Taiwan[J]. Hydrobiologia， 397：79-87.

WU W， XU Z X， YIN X W， et al， 2014. Assessment of ecosystem health based on fish assemblages in the Wei River basin， China[J]. Environmental Monitoring and Assessment， 186（6）：3701-3716.

YANG T， WANG S， LI X P， et al， 2018. River habitat assessment for ecological restoration of Wei River Basin， China[J]. Environmental Science and Pollution Research， 25（17）：17077-17090.

（責任編輯" "熊美華" "崔莎莎）

Construction of a Phytoplankton Index of Biotic Integrity （P-IBI） and Ecosystem Health Assessment for Fuxi River

LIAO Ruixue， BAO Linlin， CHEN Jie， TONG Hongjin， SHI Hongle

（Sichuan Academy of Environmental Sciences， Chengdu" "610041， P.R. China）

Abstract：Phytoplankton is the primary producer in aquatic ecosystems and rapidly and sensitively reflects changes in the river ecological environment and health status. In this study， Fuxi River， a typical tributary of Tuojiang River， was selected for a case study， and we assessed the ecological health of Fuxi River based on a phytoplankton index of biotic integrity （P-IBI） constructed as part of this study. In November 2020， and March and August 2021， the phytoplankton community， water quality and habitat quality were investigated at 13 sites of 7 river segments in the mainstem of Fuxi River and its tributaries. A total of 103 phytoplankton species from 7 phyla were identified， including 40 Chlorophyta， 28 Bacillariophyta， 16 Cyanophyta， 12 Euglenophyta， 3 Pyrrophyta， 2 Cryptophyta and 2 Chrysophyta. First， the reference sites and impaired sites were separated according to water quality and habitat condition. Then， 18 candidate phytoplankton parameters， related to species composition， relative richness， community diversity and productivity were assessed using distribution range analysis， discriminant analysis and Pearson correlation. Three core biological parameters （total taxon number of diatoms， proportion of diatoms， and the GI index of diatoms） were then selected and used to construct the P-IBI for Fuxi River. Finally， the P-IBI score for each site was calculated by the ratio method and the ecosystem health status of each site was defined based on a 4-point scale and graded （very healthy， healthy， subhealthy， unhealthy， very unhealthy）. Results show that river ecosystem health in Fuxi River basin was generally sub-healthy， and gradually deteriorated from the upper reaches to the lower reaches due to the increase in human activities. The ecosystem health status was very healthy in the upper reaches of Fuxi River tributaries， sub-healthy to unhealthy in the middle and lower reaches of the tributaries， and unhealthy to very unhealthy for lower mainstream Fuxi River. River health was better in autumn than in spring， and worst in summer. Pearson correlation analysis revealed significant negative correlations between P-IBI and total phosphorus and the permanganate index （Plt;0.05）， and P-IBI was positively correlated with the qualitative habitat evaluation index （QHEI） （Pgt;0.05）. Thus， the P-IBI is a good indicator of water quality and habitat condition in Fuxi River. To improve the health status of Fuxi River， we recommend further reductions in pollutant inputs， optimizing hydrodynamic conditions and improving habitat structure.

Key words： phytoplankton; index of biotic integrity （IBI）; river health assessment; habitat quality; Fuxi River

基金項目：四川省環境廳固體類、應急類科研項目（2021-028）；長江生態環境保護修復聯合研究二期項目（2022-LHYJ-02-0509-02）；四川省科技計劃項目（2021ZHYZ0003）。

作者簡介：廖瑞雪，1982年生，女，研究方向為環境規劃及水環境管理。E-mail：schkyghs@163.com

通信作者：史鴻樂，1980年生，男，研究方向為區域生態環境保護管理和生態修復。E-mail：10302101@qq.com