張 葵,王 軍,葛奕豪,謝 鵬,馬徐發(fā),周 瓊,*

1 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部淡水生物繁育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,武漢 430070 2 長江經(jīng)濟(jì)帶大宗水生生物產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展教育部工程研究中心,武漢 430070 3 云南大學(xué)國際河流與生態(tài)安全研究院,昆明 650500 4 中國科學(xué)院水生生物研究所,武漢 430072

生物完整性指數(shù)(Index of biotic integrity, IBI)是根據(jù)篩選后的多個(gè)生物參數(shù)評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。最初由Karr以魚類作為指示生物而提出的[1],隨后其研究對(duì)象逐步擴(kuò)展至大型底棲動(dòng)物[2]、藻類[3]、浮游生物[4]、水生植物[5]等生物類群,研究生境也由河流發(fā)展到湖泊[6]、水庫[7]和濕地[8]等生態(tài)系統(tǒng),其應(yīng)用范圍日益廣泛。大型底棲動(dòng)物作為河流生態(tài)系統(tǒng)中承上啟下的重要環(huán)節(jié),其分布范圍較廣,且不同物種對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力不盡相同[9]。因此,大型底棲動(dòng)物可以較好的指示人類活動(dòng)對(duì)河流健康狀況的影響,是構(gòu)建生物完整性指數(shù)的理想對(duì)象。

B-IBI最早由Kearans等[10]提出,后經(jīng)美國國家環(huán)保局倡導(dǎo)并發(fā)展成為世界范圍內(nèi)評(píng)價(jià)水體健康狀況的常規(guī)方法。我國自80年代已將大型底棲動(dòng)物用于河流水質(zhì)評(píng)價(jià)[11],王備新等[12]首次在國內(nèi)將B-IBI應(yīng)用于評(píng)價(jià)黃山地區(qū)溪流的健康狀況后,逐步在國內(nèi)河流的水體健康評(píng)價(jià)中得到廣泛應(yīng)用[13-14]。然而,現(xiàn)有的研究通常以一周年內(nèi)1—2個(gè)月份的調(diào)查結(jié)果為基礎(chǔ)構(gòu)建B-IBI體系[15-16],或者雖然開展了一周年的研究,但是在時(shí)間尺度上的分析較少[17]。河流生境中的各種理化因子在不同月份存在不同程度的變化,大型底棲動(dòng)物的分布呈現(xiàn)異質(zhì)性[16]。因此,為確保B-IBI用于評(píng)價(jià)河流健康狀況時(shí)的準(zhǔn)確性,從年內(nèi)不同月份和年際變化等時(shí)間尺度的角度來討論河流健康狀況是非常必要的。

伊犁河流域地處干旱少雨的中亞內(nèi)陸,河流兩岸是經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為集中的區(qū)域,同時(shí)橫跨中國和哈薩克斯坦兩國。跨境河流由于特殊的地緣性,其生態(tài)和環(huán)境改變所帶來的效應(yīng)往往是國家之間矛盾的焦點(diǎn)所在[18]。由于冰封期較長、地處偏遠(yuǎn)、交通不便等因素的影響,目前該流域水生生物方面的研究報(bào)道甚少,有關(guān)底棲動(dòng)物方面的研究僅限于于帥等的研究[19]。基于生物群落結(jié)構(gòu)的伊犁河水質(zhì)健康評(píng)價(jià)僅限于月份變化,缺少年際變化的分析[20-21]。本研究連續(xù)3年(2013—2015)按照不同月份對(duì)伊犁河的健康狀況進(jìn)行時(shí)間尺度上的評(píng)價(jià)分析,旨在通過構(gòu)建B-IBI體系,以期為伊犁河流域的環(huán)境監(jiān)測(cè)和漁業(yè)管理提供理論參考,同時(shí)探討時(shí)間尺度對(duì)河流B-IBI分值的影響。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

伊犁河地處我國西北邊陲,其主源特克斯河發(fā)源于天山汗騰格里峰,向東流經(jīng)喀德明山脈與鞏乃斯河匯合后,轉(zhuǎn)而向西流,與北岸的喀什河匯合后始稱伊犁河。伊犁河在中哈兩國界河——霍爾果斯河流出國境,最終注入哈薩克斯坦境內(nèi)的巴爾喀什湖[22]。流域內(nèi)整體地勢(shì)東高西低,處大西洋暖濕氣流的迎風(fēng)面,年平均降水417.66 mm,年平均氣溫10.4 ℃,屬溫帶大陸性氣候[23]。伊犁河全長1236.5 km,在中國境內(nèi)長442 km,流域面積5.6×104m2,年徑流量為117×108m3,是新疆水量第一大河流,通常在11月至次年3月冰封,次年4月解凍。伊犁河上游河段為支流(特克斯河、鞏乃斯河和喀什河),處于較為原始的區(qū)域,多高山急流,平均水深在1 m左右,水溫較低,底質(zhì)主要為礫石,流至河口處河道寬闊,水流平穩(wěn),底質(zhì)多為砂石,而至地勢(shì)平坦的伊犁河大橋處,水流更趨平緩,水深在2 m左右,底質(zhì)則以泥沙為主。

1.2 樣品的采集與處理

本研究于2013—2015年連續(xù)三年對(duì)伊犁河流域大型底棲動(dòng)物進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查,根據(jù)伊犁河冰封期與水文期的特點(diǎn),采樣月份設(shè)為每年5月、7月、8月及10月,共設(shè)8個(gè)采樣點(diǎn),其中特克斯河、鞏乃斯河、喀什河和伊犁河干流各2個(gè)。

在采集底棲動(dòng)物樣品時(shí),對(duì)于可涉水的采樣點(diǎn),使用索伯網(wǎng)(面積為0.09 m2,孔徑為0.5 mm)進(jìn)行采集；對(duì)于不可涉水的采樣點(diǎn),使用1/16 m2彼得森采泥器進(jìn)行采集,每個(gè)樣點(diǎn)采集3—5次。所采集的樣品現(xiàn)場(chǎng)通過60目網(wǎng)篩洗凈,并轉(zhuǎn)移至白瓷盤中挑揀。樣品通過10%的福爾馬林固定保存,帶回實(shí)驗(yàn)室鑒定、計(jì)數(shù)并稱其濕重。底棲動(dòng)物盡可能的鑒定到較低的分類單元[24-27],并對(duì)其功能群、耐污值等參數(shù)進(jìn)行評(píng)定劃分[28-31]。

1.3 B-IBI評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

1.3.1采樣點(diǎn)的劃分

構(gòu)建B-IBI評(píng)價(jià)體系,首先要確定參照點(diǎn)和受損點(diǎn),參照點(diǎn)是指無人為活動(dòng)干擾或者人為活動(dòng)干擾較小的點(diǎn),受損點(diǎn)是受到人類活動(dòng)干擾較大的點(diǎn)。結(jié)合伊犁河流域?qū)嶋H情況,采用經(jīng)驗(yàn)法[32-33]選取生境較好、受人為干擾較小的鞏乃斯河零公里、喀什河的喬爾瑪與尼勒克3個(gè)采樣點(diǎn)作為參照點(diǎn),昭蘇解放大橋、特克斯三鄉(xiāng)、鞏乃斯大橋、雅瑪渡和伊犁河大橋5個(gè)采樣點(diǎn)作為受損點(diǎn)(圖1)。根據(jù)三年的采樣情況,參照點(diǎn)的樣點(diǎn)數(shù)據(jù)共有34個(gè),受損點(diǎn)的樣點(diǎn)數(shù)據(jù)共有38個(gè),總計(jì)72個(gè)樣點(diǎn)數(shù)據(jù)。

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

1.3.2候選參數(shù)的確定

用于構(gòu)建B-IBI健康評(píng)價(jià)體系的候選參數(shù)較多,為了準(zhǔn)確且較為全面地評(píng)價(jià)伊犁河流域的水體健康狀況,結(jié)合伊犁河流域?qū)嶋H情況,同時(shí)參考王軍等在西北地區(qū)跨境河流的研究[13],本研究選取6個(gè)大類,包括群落豐富度、種類個(gè)體相對(duì)豐度、功能攝食群、耐污能力、小生境質(zhì)量和生物多樣性指數(shù)共30個(gè)指標(biāo)(表1)作為候選參數(shù)。

表1 伊犁河流域B-IBI體系候選參數(shù)及其對(duì)干擾的反應(yīng)

1.3.3候選參數(shù)的篩選

1)分布范圍檢驗(yàn)：候選參數(shù)中若有超過95%的點(diǎn)位數(shù)值為0的參數(shù),則其表現(xiàn)的信息指示作用不強(qiáng),不適合用于構(gòu)建B-IBI評(píng)價(jià)體系,予以剔除[15]。

2)判別能力分析：剩余參照點(diǎn)和受損點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行箱線圖對(duì)比分析,如果參照點(diǎn)和受損點(diǎn)的箱線圖范圍無重疊,則記為IQ(Inter quartile)=3；如重疊且兩者中位數(shù)值在對(duì)方箱線圖范圍外,則記為IQ=2；如重疊且兩者只有一個(gè)中位值在對(duì)方箱線圖范圍內(nèi),則記為IQ=1；如重疊且兩者中位值均在對(duì)方箱線圖范圍內(nèi),則記為IQ=0。保留IQ≥2的參數(shù)用于后續(xù)分析。

3)相關(guān)性分析：對(duì)于IQ≥2的參數(shù),進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析,相關(guān)系數(shù)|r|>0.75說明參數(shù)間反映的生物信息大部分是重疊的,根據(jù)兩參數(shù)的反應(yīng)信息的重要性,選擇性的保留其中一個(gè)參數(shù),最終與|r|≤0.75的候選參數(shù)一道作為本次伊犁河流域的B-IBI核心參數(shù)。

1.3.4B-IBI體系評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的建立

本研究采用比值法統(tǒng)一評(píng)價(jià)量綱。數(shù)值隨干擾增強(qiáng)而減小的參數(shù),以95%分位數(shù)為最佳期望值,參數(shù)分值為：實(shí)際值/最佳期望值；數(shù)值隨干擾增強(qiáng)而增加的參數(shù),以5%分位數(shù)為最佳期望值,參數(shù)分值為：(最大值-實(shí)際值)/(最大值-最佳期望值)。參數(shù)分值范圍應(yīng)在0—1之間,若大于1,則記為1。所有參數(shù)分值之和為該采樣點(diǎn)的B-IBI值。

以參照點(diǎn)B-IBI值分布的25%分位數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn),對(duì)其四等分,共得到5個(gè)范圍,分別代表不同的健康等級(jí),以此作為B-IBI體系的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

不同月份底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的非度量多維尺度分析(Non-metric multidimensional scaling, NMDS)通過R 3.6.3軟件完成。數(shù)值的分布范圍、箱線圖分析等在Excel 2016中進(jìn)行。Kruskal-Wallis檢驗(yàn)用于比較不同月份以及不同年份B-IBI的差異性,利用Mann-Whitney U檢驗(yàn)分析參照點(diǎn)和受損點(diǎn)的B-IBI的差異性及分布情況,確定B-IBI健康評(píng)價(jià)體系對(duì)伊犁河流域的適用性。Kruskal-Wallis與Mann-Whitney U檢驗(yàn)均在SPSS 22.0中進(jìn)行。

圖2 伊犁河不同月份大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)集合的非度量多維尺度分析圖Fig.2 Non-metric multidimensional scaling based on the community structure of benthic macroinvertebrates at different mouths in the Ili River

2 結(jié)果與分析

2.1 伊犁河流域底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征

本研究在2013—2015年期間共鑒定底棲動(dòng)物109種,其中水生昆蟲90種(82.6%),軟體動(dòng)物10種(9.2%),寡毛類3種(2.8%),甲殼動(dòng)物2種(1.8%),其他4種(3.6%)。水生昆蟲是本研究中絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)類群,在全流域均有分布。占有優(yōu)勢(shì)地位的種群主要有多足搖蚊(Polypedilumsp.)、蚋(Simuliumsp.)、扁蜉(Heptageniasp.)、高翔蜉(Epeorussp.)、四節(jié)蜉(Baetissp.)、短絲蜉(Siphlonurussp.)和短脈紋石蛾(Cheumatopsychesp.)?？傮w上,伊犁河流域底棲動(dòng)物物種豐富度較高,物種組成上以清潔種為主,說明水體健康狀況整體上較好。NMDS分析結(jié)果顯示(stress值為0.20),伊犁河不同月份的大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)相似度較高,在排序圖上區(qū)分不明顯(圖2)。

2.2 伊犁河流域B-IBI健康評(píng)價(jià)體系的建立

2.2.1候選參數(shù)分布范圍檢驗(yàn)和箱線圖分析

候選參數(shù)分布范圍檢驗(yàn)表明M11零值過多,不適合用于構(gòu)建B-IBI評(píng)價(jià)體系,予以舍棄。對(duì)剩余參數(shù)進(jìn)行箱線圖分析,僅M2、M8、M19、M21、M24和M26的IQ值大于或等于2(圖3),保留這些參數(shù)用于后續(xù)分析。

圖3 候選參數(shù)在參照點(diǎn)和受損點(diǎn)中的箱線圖Fig.3 Box plots of candidate metrics between the reference and impaired sitesEPT：蜉蝣目、襀翅目和毛翅目 Ephemeraptera, Plecoptera and Trichoptera；R：參照點(diǎn) Reference sites；I：受損點(diǎn) Impaired sites;M2 EPT分類單元數(shù);M8蜉蝣目個(gè)體相對(duì)豐度;M19耐污類群個(gè)體相對(duì)豐度;M21耐污類群分類單元相對(duì)豐度;M24 BI;M26黏附者個(gè)體相對(duì)豐度

2.2.2相關(guān)性分析

對(duì)保留的候選參數(shù)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析,結(jié)果顯示僅M19和M21的相關(guān)系數(shù)大于0.75(表2),考慮到個(gè)體相對(duì)豐度較分類單元相對(duì)豐度更常用于構(gòu)建B-IBI體系中[14,34],且個(gè)體相對(duì)豐度更能準(zhǔn)確的反應(yīng)生物信息,故保留M19,剔除M21。最終選出M2、M8、M19、M24、M26作為伊犁河流域的B-IBI核心參數(shù)。

表2 6個(gè)候選參數(shù)的Pearson指數(shù)相關(guān)性分析

2.2.3伊犁河流域B-IBI分值計(jì)算及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

采用比值法計(jì)算各核心參數(shù)的分值,然后累加得該點(diǎn)的B-IBI值。對(duì)參照點(diǎn)的25%分位的B-IBI值進(jìn)行四等分,共得到5個(gè)數(shù)值范圍,分別代表著不同的健康狀況,以此作為伊犁河大型底棲動(dòng)物完整性指數(shù)健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表3)。

表3 伊犁河流域B-IBI健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2.3 伊犁河流域B-IBI評(píng)價(jià)結(jié)果及其校驗(yàn)

綜合三年數(shù)據(jù)(表4),8個(gè)采樣點(diǎn)共計(jì)72份數(shù)據(jù)中,35份數(shù)據(jù)處于健康狀態(tài),占48.6%；15份數(shù)據(jù)處于亞健康狀態(tài),占20.8%；10份數(shù)據(jù)處于一般狀態(tài),占13.9%；9份數(shù)據(jù)處于較差狀態(tài),占12.5%；僅3份數(shù)據(jù)處于極差狀態(tài),占4.2%?；诟鞑蓸狱c(diǎn)的B-IBI綜合分析,伊犁河流域處于健康狀態(tài)的采樣點(diǎn)有4個(gè)(喀什河2個(gè),特克斯河與鞏乃斯河各1個(gè)),處于亞健康的樣點(diǎn)有2個(gè)(伊犁河干流和鞏乃斯河各1個(gè)),處于一般狀態(tài)的樣點(diǎn)有2個(gè)(伊犁河干流和特克斯河各1個(gè))。伊犁河流域河流整體處于亞健康狀態(tài)。

表4 伊犁河流域B-IBI評(píng)價(jià)結(jié)果

Kruskal-Wallis檢驗(yàn)表明,不同月份間的B-IBI值無顯著性差異(P>0.05),不同年份間的B-IBI值也無顯差異(P>0.05),但是2013年和2015年的B-IBI值差異顯著(P<0.05),B-IBI值有逐年上升的趨勢(shì)(圖4)。

圖4 不同月份及不同年份的B-IBI值比較Fig.4 Comparison of the B-IBI among different months and different years

參照點(diǎn)與受損點(diǎn)B-IBI值的Mann-Whitney U非參數(shù)檢驗(yàn)表明兩者之間存在顯著差異(P<0.05),參照點(diǎn)的B-IBI值顯著高于受損點(diǎn)(圖5),表明本研究所構(gòu)建的B-IBI健康評(píng)價(jià)體系適合用于伊犁河流域的水體健康評(píng)價(jià)。

圖5 參照點(diǎn)和受損點(diǎn)的B-IBI值比較 Fig.5 Comparison of the B-IBI between the reference and impaired sites

3 討論

3.1 大型底棲動(dòng)物完整性指數(shù)在伊犁河水質(zhì)健康評(píng)價(jià)中的適用性

選取參照點(diǎn)和受損點(diǎn)是構(gòu)建B-IBI水質(zhì)評(píng)價(jià)體系的關(guān)鍵步驟[35],然而如何確定參照點(diǎn)和受損點(diǎn)目前尚未形成統(tǒng)一的方法,已有的研究中所用方法不盡相同[36-38]。本研究中8個(gè)采樣點(diǎn)受人為干擾的程度差異顯著,采樣點(diǎn)之間的生境質(zhì)量對(duì)比明顯。因此,本研究根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法[28]選取了喀什河的喬爾瑪、尼勒克和鞏乃斯河的零公里等三個(gè)采樣點(diǎn)作為參照點(diǎn)?？κ埠恿饔虮簧指采w的區(qū)域占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),流域內(nèi)整體的生態(tài)環(huán)境較好[39]。人類活動(dòng)對(duì)鞏乃斯河的影響主要體現(xiàn)在人口密集的下游區(qū)域[40],而零公里位于鞏乃斯河上游,當(dāng)?shù)卣畬?duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)強(qiáng)烈,受人為干擾較小。雖然經(jīng)驗(yàn)法無法消除主觀誤差[41],但也有學(xué)者對(duì)比分析了標(biāo)準(zhǔn)化方法和經(jīng)驗(yàn)法選取參照點(diǎn)和受損點(diǎn)的B-IBI結(jié)果,兩者結(jié)果較為一致[42],本研究中非參數(shù)檢驗(yàn)的結(jié)果也表明了參照點(diǎn)選取的有效性(圖5)。

本研究選取的30個(gè)生物候選參數(shù)均對(duì)人為干擾較敏感[43-44],通過指數(shù)分布范圍、相關(guān)性分析和判別能力分析的篩選,M2、M8、M19、M24、M26最終確定為本研究的核心參數(shù),基本涵蓋了候選參數(shù)中的6個(gè)大類。采用比值法以參照點(diǎn)B-IBI值的25%分位數(shù)為基準(zhǔn),初步構(gòu)建了伊犁河流域健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。從候選參數(shù)的確定和篩選、B-IBI值的計(jì)算到評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的建立等方面,確保伊犁河流域B-IBI體系建立的有效性。

3.2 基于B-IBI的伊犁河健康評(píng)價(jià)結(jié)果及其不同月份和年際變化的分析

B-IBI分值的變化與環(huán)境和人為干擾有關(guān)[28],一般而言,由于存在季節(jié)變化,河流的水深、水溫、凋落葉的分布和流速等環(huán)境因子在不同的月份存在差異。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)在河流汛期各采樣點(diǎn)的B-IBI值明顯優(yōu)于其他時(shí)段[38],在以魚類為指示生物的IBI體系,不同的河流在旱季和雨季其IBI分值也有著不同的變化規(guī)律[45-46]。本研究中,相比于參照點(diǎn)長期處于健康或亞健康的狀態(tài),受損點(diǎn)健康狀況的變化要更加明顯(表4)。零公里和喬爾瑪兩個(gè)參照點(diǎn)均在河流上游的山區(qū),少有人類活動(dòng)的干擾,長期處于亞健康及健康狀態(tài)。參照點(diǎn)尼勒克的水質(zhì)情況則稍有波動(dòng),但在2014年5月之后水質(zhì)情況均為健康或亞健康,這可能與此處臨近鄉(xiāng)鎮(zhèn)、水質(zhì)間歇性的受到人類活動(dòng)影響有關(guān)。摒棄數(shù)據(jù)較少的特克斯三鄉(xiāng),其他四個(gè)受損點(diǎn)的健康狀況在時(shí)間尺度上出現(xiàn)了不同程度的波動(dòng),但是這種健康狀況的變化并沒有表現(xiàn)出季節(jié)規(guī)律性,這與太湖的研究類似[47]。伊犁河大橋、雅瑪渡、昭蘇解放大橋和鞏乃斯大橋等四個(gè)受損點(diǎn)均處于人類活動(dòng)頻繁的區(qū)域,人類活動(dòng)對(duì)河流健康狀況影響的不可控性可能是水質(zhì)健康狀況波動(dòng)的主要原因。綜合分析所有采樣點(diǎn)不同月份的B-IBI值,結(jié)果表明：特克斯三鄉(xiāng)、零公里、喬爾瑪和尼勒克四個(gè)采樣點(diǎn)處于健康狀態(tài),伊犁河大橋和鞏乃斯大橋處于亞健康狀態(tài),雅瑪渡和昭蘇解放大橋的健康評(píng)價(jià)一般,伊犁河整體健康狀況較好,這與韋麗麗等利用周叢藻類評(píng)價(jià)伊犁河水質(zhì)情況較為一致[20]。

盡管部分樣點(diǎn)的健康狀況在不同時(shí)間存在一定程度的變化,但綜合全流域樣點(diǎn),B-IBI值在不同月份間的差異并不顯著(圖4),伊犁河流域整體健康狀況不會(huì)明顯受到不同水文期的影響,本結(jié)果與在渭河流域的研究類似[48]。此外,本研究中不同月份的底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)相似度較高(圖2),結(jié)合B-IBI值在不同月份間不顯著的差異,進(jìn)一步說明本研究所選取的核心參數(shù)對(duì)伊犁河流域的B-IBI健康評(píng)價(jià)體系是非常適用的。

關(guān)于B-IBI年際變化的研究鮮有報(bào)道,但是有學(xué)者探討了魚類完整性指數(shù)(Fish index of biotic integrity, F-IBI)和BI的年際變化。劉明典等[49]用F-IBI評(píng)價(jià)長江中上游健康狀況時(shí),6年內(nèi)F-IBI值呈逐年下降的趨勢(shì),朱迪等[50]發(fā)現(xiàn)BI值在長江中游淺水湖泊不同年代間也有著下降的趨勢(shì),他們均將其歸因于人類活動(dòng)的逐年增強(qiáng)。本研究中,B-IBI值雖在三年間無顯著差異(P>0.05),但是2015年B-IBI值顯著高于2013年的B-IBI值(P<0.05),B-IBI值呈現(xiàn)逐年緩慢上升的趨勢(shì)(圖4)。伊犁河流域地處偏遠(yuǎn),受人類活動(dòng)干擾相對(duì)較小,而且流域內(nèi)有多個(gè)自然保護(hù)區(qū),當(dāng)?shù)厝藢?duì)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)較強(qiáng),本研究結(jié)果極有可能與這些因素有關(guān)。

有關(guān)B-IBI的研究,通常采用一次評(píng)價(jià)[15, 34,51],理論上,在不同水文期進(jìn)行重復(fù)采樣調(diào)查,可以提高評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性[52],Paller等[53]在IBI中的研究持有同樣的觀點(diǎn)。然而,就本研究而言,利用B-IBI評(píng)價(jià)河流整體健康狀況時(shí),不同月份的B-IBI值是沒有顯著差異的,而僅隔兩年,2013年與2015年的B-IBI值就產(chǎn)生顯著差異,說明河流的生物健康評(píng)價(jià)需開展持續(xù)的系統(tǒng)調(diào)查。如若利用B-IBI評(píng)價(jià)不同河段的健康狀況,由于受損點(diǎn)的健康狀況在時(shí)間尺度上存在不同程度的波動(dòng),僅由單次采樣得出的結(jié)果過于片面。因此,筆者建議在不同水文期進(jìn)行重復(fù)采樣,以提高評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。迄今為止,已有學(xué)者采用不同水文期的數(shù)據(jù)構(gòu)建B-IBI體系綜合評(píng)價(jià)河流的健康狀況,均取得了較好的效果[38,54-55]。

雖然本研究持續(xù)三年對(duì)伊犁河流域大型底棲動(dòng)物進(jìn)行采樣,在時(shí)間尺度上獲得充足的數(shù)據(jù),然而受地理?xiàng)l件的限制,本研究只選取了8個(gè)典型采樣點(diǎn),而B-IBI指數(shù)用于水質(zhì)評(píng)價(jià)需要多方面的數(shù)據(jù)支撐。因此,今后的研究應(yīng)設(shè)置更多的采樣點(diǎn),獲得更加系統(tǒng)的數(shù)據(jù),以期能更準(zhǔn)確的反映伊犁河流域的河流健康狀況,并在時(shí)間尺度上評(píng)價(jià)人類活動(dòng)對(duì)伊犁河流域生態(tài)環(huán)境的影響。

4 結(jié)論

1)B-IBI評(píng)價(jià)結(jié)果表明,伊犁河流域8個(gè)典型樣點(diǎn)中,6個(gè)采樣點(diǎn)健康狀況為健康或亞健康,2個(gè)采樣點(diǎn)為一般,總體上伊犁河流域水體健康狀況較好。Mann-Whitney U非參數(shù)檢驗(yàn)顯示：參照點(diǎn)的B-IBI值顯著高于受損點(diǎn),表明B-IBI評(píng)價(jià)伊犁河河流生態(tài)健康的適用性。

2)盡管部分采樣點(diǎn)的B-IBI值在時(shí)間上存在不同程度的變化,但是B-IBI值在不同月份間的差異并不顯著,伊犁河流域整體健康狀況沒有因不同水文期而產(chǎn)生變化。由于部分受損點(diǎn)的健康狀況存在較大波動(dòng),在評(píng)價(jià)不同河段的健康狀況時(shí),本研究建議在不同水文期進(jìn)行采樣,以提高評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。不同月份的群落結(jié)構(gòu)有著較高的相似性,進(jìn)一步說明本研究選取的河流健康評(píng)價(jià)體系對(duì)伊犁河有著很好的適用性。

3)2013—2015年B-IBI值年際差異不顯著,但是2013年與2015年的B-IBI值存在顯著差異,表明伊犁河流域健康狀況有著逐年變好的趨勢(shì)。河流的健康評(píng)價(jià)需要長期的監(jiān)測(cè)才能較為全面的反映河流的健康狀況。