田 鵬，錢(qián) 昶，林佳寧，代 陽(yáng)，張 遠(yuǎn)，丁 森，高 欣

1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，湖北 武漢 430070 2.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院a.環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;b.河流生態(tài)保護(hù)與修復(fù)研究室;c.中韓環(huán)境合作中心，北京 100012

河流生態(tài)系統(tǒng)可以提供水質(zhì)凈化、棲息地、生態(tài)廊道、水源供給、水產(chǎn)品供給和運(yùn)輸以及景觀娛樂(lè)等重要生態(tài)功能[1]，因此一個(gè)健康的河流生態(tài)系統(tǒng)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和保障條件[2]。當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展加劇了水質(zhì)惡化、生態(tài)水文情勢(shì)變化和物理?xiàng)⒌貑适?，造成河流的?yán)重退化[3-6]。因此，在制定河流保護(hù)恢復(fù)策略之前，對(duì)河流進(jìn)行健康評(píng)價(jià)，準(zhǔn)確分析造成退化的原因是必要基礎(chǔ)[7]。河流健康評(píng)價(jià)始于20世紀(jì)50年代，健康評(píng)價(jià)方法逐步由單指標(biāo)獨(dú)立評(píng)價(jià)發(fā)展到多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)[7]。生物完整性指數(shù)(IBI)是一種綜合評(píng)價(jià)河流健康狀況的生物指標(biāo)，基于河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，從生物學(xué)角度反映河流健康狀況[8]。相比以往的單因素生物評(píng)價(jià)指標(biāo)，IBI綜合了多類(lèi)型評(píng)價(jià)指數(shù)的信息，因此從理論上講具有全面性、敏感性和準(zhǔn)確性等優(yōu)點(diǎn)[9]。IBI最早基于溪流魚(yú)類(lèi)群落構(gòu)建評(píng)價(jià)體系[10]，后來(lái)關(guān)注的水生生物類(lèi)群逐步發(fā)展到藻類(lèi)[11-12]、浮游生物[13]、水生植物[14]和大型底棲動(dòng)物[15]，同時(shí)評(píng)價(jià)體系由河流發(fā)展到湖泊和濕地等其他生態(tài)系統(tǒng)[16-18]。由于大型底棲動(dòng)物物種分布廣泛，且不同物種對(duì)于環(huán)境干擾能夠表現(xiàn)出較大的適應(yīng)范圍和敏感差異性[19]，能很好地指示由于人類(lèi)干擾而引起的水生態(tài)系統(tǒng)的退化狀況，因此大型底棲動(dòng)物完整性在河流健康評(píng)價(jià)中得到了廣泛的應(yīng)用[20-21]。

國(guó)內(nèi)基于大型底棲動(dòng)物生物完整性指數(shù)(B-IBI)開(kāi)展了很多研究工作，根據(jù)研究區(qū)域的生物組成特征和流域環(huán)境壓力構(gòu)建了適用于該流域的評(píng)價(jià)體系(如針對(duì)長(zhǎng)江中下游等豐水型流域[22]和北方缺水型流域[20]開(kāi)展的研究，均有報(bào)道)。由于不同流域物種區(qū)系組成和環(huán)境干擾不盡相同，使用同一套評(píng)價(jià)體系勢(shì)必會(huì)使評(píng)價(jià)結(jié)果不準(zhǔn)確，因此構(gòu)建適用于某一流域的IBI評(píng)價(jià)體系是科學(xué)評(píng)價(jià)流域健康的重要基礎(chǔ)。灤河流域是典型的北方季節(jié)型流域[23]，同時(shí)也是京津冀重要的水源涵養(yǎng)區(qū)和生態(tài)廊道，其健康狀況對(duì)京津冀一體化發(fā)展有著重要意義。目前灤河流域已經(jīng)針對(duì)生態(tài)流量[23]、水資源利用[24]、氣候變化同人類(lèi)活動(dòng)影響[25]、水化學(xué)特征[26]、底泥和生物體重金屬分布[27]、土地利用變化[28]等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題開(kāi)展了研究，但基于B-IBI的河流健康評(píng)價(jià)工作鮮有報(bào)道。筆者通過(guò)構(gòu)建B-IBI評(píng)價(jià)體系，科學(xué)評(píng)價(jià)灤河流域水生態(tài)健康狀況，以期為流域水生態(tài)保護(hù)恢復(fù)和綜合管理提供理論和數(shù)據(jù)支持。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 研究區(qū)域概況

灤河流域發(fā)源于河北省張家口市巴彥古爾圖山北麓，流經(jīng)河北、內(nèi)蒙古、遼寧等省(自治區(qū))的25個(gè)市(縣、旗)，于河北省樂(lè)亭縣兜網(wǎng)鋪?zhàn)⑷氩澈?。流域總面積為5.55×104km2，河長(zhǎng)為888 km(圖1)。流域地處溫帶大陸性季風(fēng)區(qū)，多年平均氣溫約為7.6 ℃，多年平均降水量約為520 mm，降雨主要集中在6—9月。流域內(nèi)人類(lèi)活動(dòng)呈現(xiàn)梯度特征，人口密度自上游高原地區(qū)到中游丘陵和下游平原區(qū)逐漸增加，人類(lèi)活動(dòng)壓力也隨之增加。

圖1 灤河流域采樣點(diǎn)分布Fig.1 Distribution of sampling sites in the Luanhe River basin

1.2 樣品采集和測(cè)定

研究于2016年10—11月在灤河流域河北段共布設(shè)53個(gè)采樣點(diǎn)，主要覆蓋灤河流域干流及其一級(jí)支流?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查測(cè)定了水體理化因子并采集了大型底棲動(dòng)物樣品。每個(gè)采樣點(diǎn)隨機(jī)設(shè)定 100 m的采樣河段，對(duì)于可涉水河流，選擇3種不同生境類(lèi)型(流速、水深、底質(zhì)類(lèi)型相結(jié)合)的采樣斷面，使用索伯網(wǎng)(底面邊長(zhǎng)為0.3 m×0.3 m，網(wǎng)徑為0.5 mm)進(jìn)行采集；對(duì)于無(wú)法涉水的大型河流，使用1/16 m2彼得森采泥器采集3個(gè)平行樣品?，F(xiàn)場(chǎng)將所有樣品逐一挑揀出，并用95%的酒精保存后帶回實(shí)驗(yàn)室鑒定。所有樣品鑒定至盡可能低的分類(lèi)單元[19]，并進(jìn)行功能攝食類(lèi)群劃分[19]。

1.3 生境質(zhì)量評(píng)價(jià)

調(diào)查采樣點(diǎn)生境質(zhì)量評(píng)價(jià)主要參考鄭丙輝等提出的評(píng)價(jià)方法[29]，具體涵蓋底質(zhì)組成、棲境復(fù)雜性、流速和水深結(jié)合、堤岸穩(wěn)定性、河道變化、河水水量狀況、河岸植被多樣性、水質(zhì)狀況、人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度和河岸邊土壤利用類(lèi)型等10個(gè)方面。分項(xiàng)指標(biāo)滿分為20分，總分為200分。為了保證評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的一致性，所有采樣點(diǎn)生境評(píng)分均由一人完成。

1.4 研究方法

構(gòu)建B-IBI的基本步驟包括：①參照點(diǎn)與受損點(diǎn)篩選；②B-IBI候選指標(biāo)體系構(gòu)建；③通過(guò)分布范圍、判別能力和相關(guān)關(guān)系分析對(duì)候選評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行篩選；④B-IBI數(shù)值計(jì)算；⑤確定B-IBI評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)并對(duì)各個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行健康評(píng)價(jià)[7]。

1.4.1 參照點(diǎn)與受損點(diǎn)的篩選

表1 灤河流域B-IBI評(píng)價(jià)中參照點(diǎn)和受損點(diǎn)的篩選標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sieving criteria of reference sites and disturbed sites in the Luanhe River basin

1.4.2 B-IBI候選指標(biāo)體系建立

該次在灤河流域共采集并鑒定出大型底棲動(dòng)物206屬(種)，隸屬于5門(mén)8綱70科。為了體現(xiàn)大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的梯度變化特征，參考相關(guān)研究成果，分別從反映群落豐富度、底棲動(dòng)物種類(lèi)個(gè)體數(shù)量比例、生物耐污能力、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)、小生境質(zhì)量以及多樣性指數(shù)等6個(gè)方面構(gòu)建了候選指標(biāo)庫(kù)(表2)[31]。并參考相關(guān)研究對(duì)各候選指標(biāo)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算[20, 32-33]。

1.4.3 候選指標(biāo)分布范圍檢驗(yàn)

候選指標(biāo)確定后，對(duì)其進(jìn)行分布范圍檢驗(yàn)，如果候選指標(biāo)有超過(guò)95%的點(diǎn)位數(shù)值為零，則該指標(biāo)不適用于構(gòu)建B-IBI體系[7]。

1.4.4 候選指標(biāo)敏感性分析

利用箱線圖法分析候選指標(biāo)在參照點(diǎn)與受損點(diǎn)的分布情況。比較各候選指標(biāo)在參照點(diǎn)與受損點(diǎn)間箱體IQ(即25%～75%分位數(shù)范圍)的重疊情況[7]。若2個(gè)箱體中位數(shù)都在對(duì)方箱體之內(nèi)，則IQ等于0；若箱體部分重疊，其中一個(gè)中位數(shù)值在對(duì)方箱體范圍之外，另一個(gè)中位數(shù)值在對(duì)方箱體范圍之內(nèi)，則IQ等于1；若箱體部分重疊，但各自中位數(shù)值都在對(duì)方箱體范圍之外，則IQ等于2；若箱體沒(méi)有重疊，則IQ 等于3。保留IQ≥2的候選指標(biāo)進(jìn)行下一步分析。

1.4.5 候選指標(biāo)間冗余檢驗(yàn)

對(duì)經(jīng)敏感性分析篩選的候選指標(biāo)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，以檢驗(yàn)候選指標(biāo)的冗余。當(dāng)|r|>0.75時(shí)，如果2個(gè)候選指標(biāo)間生物信息重疊度高，需要?jiǎng)h除一個(gè)候選指標(biāo)[7]。經(jīng)過(guò)冗余檢驗(yàn)之后，最終獲得計(jì)算B-IBI的核心指標(biāo)。

1.4.6 B-IBI標(biāo)準(zhǔn)化方法

為統(tǒng)一評(píng)價(jià)量綱，對(duì)篩選的指標(biāo)進(jìn)行計(jì)分。研究采用三分制法計(jì)算生物指標(biāo)的分值。三分法計(jì)算核心指標(biāo)值在參照點(diǎn)的分布，對(duì)核心參數(shù)指標(biāo)值的評(píng)分方法進(jìn)行擬定[7]：①對(duì)于受到干擾而指標(biāo)值降低的參數(shù)，取其25%分位數(shù)為分界點(diǎn)，分界點(diǎn)以上為理想值，賦5分；對(duì)分界點(diǎn)以下指標(biāo)值進(jìn)行均分，上段賦3分，下段賦1分；②對(duì)于受到干擾而指標(biāo)值增加的參數(shù)，以75%分位數(shù)為分界點(diǎn)，分界點(diǎn)以下為理想值，賦5分；對(duì)分界點(diǎn)以上指標(biāo)值進(jìn)行均分，下段賦3分，上段賦1分。

1.4.7 健康評(píng)價(jià)

將計(jì)算后的核心指標(biāo)分值求和，獲得B-IBI值。健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以所有參照點(diǎn)IBI分值為依據(jù)，所有參照點(diǎn)IBI分值的75%分位數(shù)作為“健康”等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)小于75%分位數(shù)的數(shù)值進(jìn)行四等分，分別確定“亞健康”“一般”“差”和“極差”4個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)[7]。

1.4.8 B-IBI評(píng)價(jià)結(jié)果校驗(yàn)

為了進(jìn)一步驗(yàn)證核心指標(biāo)計(jì)算的B-IBI在灤河流域健康評(píng)價(jià)中的準(zhǔn)確性，利用非參數(shù)檢驗(yàn)分析B-IBI在參照點(diǎn)和受損點(diǎn)的差異性和分布情況，同時(shí)用該檢驗(yàn)方法分析不同B-IBI等級(jí)之間棲息地綜合得分的差異性。

表2 灤河流域B-IBI候選指標(biāo)體系及描述Table 2 Attributes and description of candidate metrics of B-IBI in the Luanhe River basin

注：EPT為蜉蝣目(Ephemeraptera，E)、襀翅目(Plecoptera，P)和毛翅目(Trichoptera，T)縮寫(xiě)。

1.4.9 數(shù)據(jù)處理方法

該研究所有數(shù)據(jù)均采用Excel軟件進(jìn)行預(yù)處理，運(yùn)用SPSS 21.0進(jìn)行Pearson和非參數(shù)檢驗(yàn)分析，箱線圖在Statistica 7.0軟件中完成。

2 研究結(jié)果

2.1 參照點(diǎn)與受損點(diǎn)的篩選

根據(jù)表1中所列標(biāo)準(zhǔn)對(duì)參照點(diǎn)和受損點(diǎn)進(jìn)行篩選。最終從53個(gè)采樣點(diǎn)中選出QLH01、LiuH01、DaiH01、ShiH01、ShiH02、ShaH02、TH01、TH02、PH01等9個(gè)參照點(diǎn)，LH02、MYTH02、YMH01、CH01、LiuH02、DH02等6個(gè)受損點(diǎn)。

2.2 候選指標(biāo)分布范圍檢驗(yàn)與敏感性分析

對(duì)所有候選指標(biāo)分布范圍檢驗(yàn)表明，M2、M3、M4、M5、M8、M14等6個(gè)候選指標(biāo)分布范圍過(guò)窄或出現(xiàn)零值過(guò)多，予以剔除。對(duì)剩余的30個(gè)候選指標(biāo)進(jìn)行敏感性分析發(fā)現(xiàn)，僅M1、M7、M12、M13、M25、M26、M27和M35等8個(gè)候選指標(biāo)的IQ≥2(圖2)，保留用于進(jìn)一步分析。

2.3 候選指標(biāo)相關(guān)性分析

對(duì)上述8個(gè)候選指標(biāo)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。結(jié)果顯示M1與M26、M12與M13顯著相關(guān)(P<0.01，|r|>0.75)，見(jiàn)表3。由于M26是根據(jù)科級(jí)分類(lèi)單元敏感值計(jì)算出來(lái)的，代表對(duì)干擾的耐受性，而M1指代的是群落中全部分類(lèi)單元數(shù)，2個(gè)指標(biāo)雖顯著相關(guān)，但指標(biāo)涵蓋信息不完全相同，因此保留M1和M26。由于EPT個(gè)體包含蜉蝣目個(gè)體、襀翅目個(gè)體和毛翅目個(gè)體，且EPT個(gè)體相對(duì)豐度更能反映灤河流域大型底棲動(dòng)物的整體特征，應(yīng)用更為普遍，故保留M12。最終采用M1、M7、M12、M25、M26、M27和M35來(lái)構(gòu)建灤河流域B-IBI。

圖2 8個(gè)候選指標(biāo)在參照點(diǎn)和受損點(diǎn)的箱線圖(R為參照點(diǎn)，D為受損點(diǎn))Fig.2 Box plots of 8 candidate metrics between reference and disturbed sites (R reference site,D disturbed site)

指標(biāo)M1M7M12M13M25M26M27M35M11.00M70.58??1.00M120.250.061.00M130.190.110.79??1.00M25-0.140.04-0.73??-0.74??1.00M260.76??0.210.62??0.54??-0.58??1.00M270.310.230.72??0.62??0.72??0.69??1.00M350.62??0.43??-0.040.050.240.38?0.021.00

注：“**”表示在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)；“*”表示在0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

2.4 灤河流域B-IBI健康評(píng)價(jià)

根據(jù)三分法和分位數(shù)法分別確定了灤河流域B-IBI核心指標(biāo)賦分標(biāo)準(zhǔn)(表4)和健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表5)，通過(guò)計(jì)算B-IBI值對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行健康評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果表明，灤河流域總體健康狀況為“一般”，有54.7%的采樣點(diǎn)處于“亞健康”狀態(tài)以下。具體來(lái)看，7個(gè)處于“健康”狀態(tài)，17個(gè)處于“亞健康”狀態(tài)，12個(gè)處于“一般”狀態(tài)，10個(gè)處于“差”狀態(tài)，7個(gè)處于“極差”狀態(tài)。

表4 灤河流域B-IBI核心指標(biāo)賦值標(biāo)準(zhǔn)Table 4 Scoring criteria for core attributes of B-IBI in the Luanhe River basin

表5 灤河流域B-IBI健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 5 Criteria of B-IBI healthy assessment in the Luanhe River basin

2.5 B-IBI評(píng)價(jià)結(jié)果校驗(yàn)

非參數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果顯示，灤河流域參照點(diǎn)B-IBI要顯著高于非參照點(diǎn)(P<0.05)，見(jiàn)圖3。校驗(yàn)結(jié)果表明，該研究所構(gòu)建的B-IBI評(píng)價(jià)體系適用于灤河流域的健康評(píng)價(jià)。

圖3 參照點(diǎn)和受損點(diǎn)的B-IBI值比較(R為參照點(diǎn)，D為受損點(diǎn))Fig.3 Comparison of B-IBI between reference and disturbed sites using box plots (R reference site,D disturbed site)

3 討論

研究針對(duì)灤河流域的主要干支流共53個(gè)采樣點(diǎn)開(kāi)展了水生態(tài)調(diào)查和生物完整性評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，53個(gè)采樣點(diǎn)中有54.7%的采樣點(diǎn)處于“亞健康”狀態(tài)以下(“一般”“差”和“極差”)，分別有18.9%和13.2%的采樣點(diǎn)健康狀況為“差”和“極差”。評(píng)價(jià)等級(jí)為“健康”和“亞健康”的采樣點(diǎn)多分布于承德市上游和冀東地區(qū)部分支流(如灤河干流上游部分、小灤河、伊遜河、武烈河、湯河以及戴河)。灤河流域上游森林植被覆蓋率較高，人口密度較少，因承德定位為旅游低碳型城市，近些年工業(yè)產(chǎn)值比例逐年降低[34]，所以除少量農(nóng)業(yè)之外，污染嚴(yán)重的工業(yè)企業(yè)分布較少，使得承德市轄區(qū)以上區(qū)域自然生態(tài)環(huán)境保持較好，這也是B-IBI評(píng)分較高的原因。分布于冀東地區(qū)的湯河和戴河均為自流入海河流，得益于秦皇島生態(tài)旅游城市的發(fā)展定位，對(duì)自然資源保護(hù)程度較高，因此生態(tài)環(huán)境狀況保持的也較好，B-IBI評(píng)分為“健康”和“亞健康”，以上研究結(jié)果與同流域的魚(yú)類(lèi)生物完整性評(píng)價(jià)結(jié)果較為相似。灤河流域B-IBI評(píng)價(jià)結(jié)果為“一般”“差”和“極差”的采樣點(diǎn)多分布在灤河干流承德市轄區(qū)和唐山市境內(nèi)的河流(如灤河干流下游區(qū)域、柳河、橫河、潵河、沙河和洋河等多條河流)。由于人口密集區(qū)多而帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境壓力也一并體現(xiàn)在生物完整性的評(píng)價(jià)當(dāng)中。為了防洪和景觀功能，城市河道通常會(huì)被人工硬化，造成河道天然基質(zhì)的退化，致使底棲動(dòng)物生存所需要的復(fù)雜微生境喪失，生物多樣性降低[35]。同時(shí)，城鎮(zhèn)生活污水和工農(nóng)業(yè)廢水的排入也會(huì)嚴(yán)重降低水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量[19]。灤河流域圍場(chǎng)滿族自治縣至下游遷安縣范圍的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，受生活污水和工業(yè)廢水的影響，該研究區(qū)域水質(zhì)退化嚴(yán)重，特別表現(xiàn)在氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽的污染[36]。同時(shí)，水體和沉積物中的新型污染物也是造成中下游水質(zhì)退化的主要原因。研究結(jié)果表明，灤河中游沉積物中的多環(huán)芳烴類(lèi)污染物已經(jīng)達(dá)到了對(duì)生物產(chǎn)生潛在危害的當(dāng)量[37]。

生物完整性評(píng)價(jià)結(jié)果可以指導(dǎo)水環(huán)境管理者做出有針對(duì)性的恢復(fù)和保護(hù)措施，因此其準(zhǔn)確性非常重要[7]。要保證IBI評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性需要有足夠多的參照點(diǎn)生物數(shù)據(jù)來(lái)支撐，同時(shí)還要保證所構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系具有科學(xué)性、代表性和敏感性，只有實(shí)現(xiàn)以上2個(gè)要求才能保障IBI評(píng)價(jià)體系和評(píng)價(jià)結(jié)果是客觀和準(zhǔn)確的。參照點(diǎn)的質(zhì)量和數(shù)量關(guān)系到評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確性[38]。由于當(dāng)前已經(jīng)很難找到未受人類(lèi)干擾的參照點(diǎn)，所以盡可能地提升參照點(diǎn)篩選標(biāo)準(zhǔn)是切實(shí)可行的方法。以往對(duì)于參照點(diǎn)的篩選多使用單一的水質(zhì)指標(biāo)來(lái)衡量，但由于環(huán)境要素對(duì)水生生物的影響作用機(jī)制較復(fù)雜，因此不僅要考慮水環(huán)境要素，還需要綜合考慮其他的物理生境和采樣點(diǎn)周邊綜合干擾壓力。研究參考周瑩等的研究結(jié)果[30]，將水質(zhì)、生境和采樣點(diǎn)周邊環(huán)境壓力3個(gè)要素相結(jié)合，盡可能保障其準(zhǔn)確性[7, 30, 38]。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建是基于所研究生物群落的結(jié)構(gòu)和功能，而最終的核心評(píng)價(jià)指標(biāo)也期望可以囊括所有類(lèi)型[10]。研究最終篩選出來(lái)的7個(gè)核心指標(biāo)主要為M1、M7、M12、M25、M26、M27和M35。其中，M1和M12是B-IBI評(píng)價(jià)當(dāng)中常用的指數(shù)，不僅經(jīng)常用在河流健康評(píng)價(jià)中[20]，在湖泊和濕地生態(tài)系統(tǒng)中也經(jīng)常作為核心評(píng)價(jià)指標(biāo)[17-18]。該研究結(jié)果顯示，有3個(gè)單因素評(píng)價(jià)指標(biāo)(M25、M26、M27)通過(guò)篩選進(jìn)入到核心計(jì)算指標(biāo)體系中。以上3個(gè)單因素評(píng)價(jià)指標(biāo)均是基于不同分類(lèi)階元(科級(jí)、屬級(jí)、種級(jí))的敏感和耐污特性而計(jì)算的[32-33]，結(jié)合同樣被篩選為核心指標(biāo)的M12來(lái)看，灤河流域大型底棲動(dòng)物物種和群落結(jié)構(gòu)組成在參照點(diǎn)和受損點(diǎn)差異性最大的還是清潔水體的指示物種——水生昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)，因此EPT等附石性水生昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)也是今后在灤河流域河流健康評(píng)價(jià)中需要重點(diǎn)關(guān)注的物種。該研究的核心指標(biāo)中并未有反映營(yíng)養(yǎng)級(jí)組成的指標(biāo)入選，分析其原因可能是撕食者多在郁閉度較高的山區(qū)溪流中生存，以河岸帶凋落物為食物來(lái)源[39]，而該次采樣由于條件限制，并未涉及較多的山地溪流，因此造成撕食者個(gè)體相對(duì)豐度在參照點(diǎn)和受損點(diǎn)無(wú)法區(qū)分開(kāi)。而濾食者和收集者的相對(duì)豐度在以往的研究中也較多地被證明并不能區(qū)分棲息地質(zhì)量不同的河流[19]。究其原因可能是上游溪流的底棲動(dòng)物群落中盡管多以水生昆蟲(chóng)為主，但攝食功能類(lèi)型也多以濾食者和收集者為主，而根據(jù)河流連續(xù)統(tǒng)理論(RCC)，隨著河流級(jí)別的增加，從上游到下游的過(guò)渡中，隨著外源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸入，底棲動(dòng)物則表現(xiàn)為濾食者和收集者占據(jù)主導(dǎo)位置，這是M28和M30無(wú)法在參照點(diǎn)和受損點(diǎn)中被區(qū)分開(kāi)的主要原因。

IBI評(píng)價(jià)體系是進(jìn)行河流健康常規(guī)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)的重要工具，因此該體系在研究區(qū)域是否具有適用性是判斷整套體系構(gòu)建成敗的關(guān)鍵。該研究結(jié)果顯示，參照點(diǎn)和受損點(diǎn)的IBI得分具有顯著的組間差異性，表明所構(gòu)建的B-IBI體系在灤河流域具有很好的適用性，同時(shí)也推薦河流管理部門(mén)可以將B-IBI引入常規(guī)河流監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)中。

4 結(jié)論

1)代表群落豐富度、生物耐污能力和生物多樣性的指標(biāo)更適合在灤河流域構(gòu)建IBI評(píng)價(jià)體系。

2)B-IBI評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，灤河流域整體健康狀況為“一般”，有54.7%的采樣點(diǎn)處于“亞健康”以下。健康狀況較好的區(qū)域位于承德市上游的主要干支流和冀東區(qū)域的部分支流。受經(jīng)濟(jì)發(fā)展結(jié)構(gòu)影響，流經(jīng)承德市和唐山市轄區(qū)范圍內(nèi)的河流健康狀況多為“差”和“極差”等級(jí)。

3)研究所構(gòu)建的評(píng)價(jià)體系是以一次采樣數(shù)據(jù)分析的研究結(jié)果，建議在今后的河流健康評(píng)價(jià)工作中更多地關(guān)注上游生境質(zhì)量較高的支流，進(jìn)一步對(duì)指標(biāo)適用性進(jìn)行校驗(yàn)并做出相應(yīng)的調(diào)整。