松花江流域水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)研究

陰 琨，李中宇，趙 然，許人驥，白 雪，劉廷良，呂怡兵，滕恩江，楊 琦，王業(yè)耀

1．中國地質(zhì)大學(xué)，北京 100083

2．中國環(huán)境監(jiān)測總站，國家環(huán)境保護(hù)環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012

3．黑龍江省環(huán)境監(jiān)測中心站，黑龍江 哈爾濱 150056

河流是一類非常重要的自然生態(tài)系統(tǒng)，如果河流水質(zhì)遭到污染或者水利工程的影響，會(huì)使自然狀態(tài)的河流結(jié)構(gòu)受到不同程度的破壞，生物多樣性喪失，諸多生態(tài)功能也因此而減弱或喪失［1］。20世紀(jì)七八十年代，各國針對河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和河流中水生生物的保護(hù)，發(fā)展出多種評價(jià)方法［2］，如美國的快速生物評價(jià)方案(RBPs)中利用的生物完整性指數(shù)(IBI)評價(jià)法［3-4］，歐盟水框架指令(WFD)中的多要素評價(jià)系統(tǒng)［5］，英國和澳大利亞的河流預(yù)測、分類系統(tǒng)［6-10］。

Karr［4］于1981年提出了基于河流魚類完整性指數(shù)(F-IBI)的評價(jià)方法，并對生物完整性進(jìn)行了定義，即支持和維持一個(gè)具有物種組成、多樣性和功能性組織的，平衡的、完整的、有適應(yīng)性的生物群落的能力［11］。在一個(gè)流動(dòng)的水系統(tǒng)中，生物完整性依賴于河道的水流、能量輸入、水質(zhì)質(zhì)量、生物間的相互作用和生境結(jié)構(gòu)［12-13］。所以生物完整性可以反映河流的生態(tài)質(zhì)量狀況。隨著IBI應(yīng)用研究的深入，IBI已經(jīng)被發(fā)展出不同生物類群的完整性指數(shù)，如大型底棲動(dòng)物［14］、硅藻［15］、浮游動(dòng)物和浮游植物［16］等，被應(yīng)用到在可涉類河流、不可涉類大型河流及不同尺度范圍的評價(jià)研究中。國內(nèi)學(xué)者在東江［17］、遼河流域［18］和漓江［19］開展了利用生物完整性指數(shù)的評價(jià)研究。

松花江是我國七大河流之一，隨著松花江沿岸工業(yè)的迅速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，工業(yè)廢水和生活污水排放量增加，流域開發(fā)日益加劇，使松花江流域水環(huán)境污染越來越嚴(yán)重［20］。本文為了研究松花江流域目前的河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況，開展了完整性指數(shù)的評價(jià)研究，建立了適用于松花江流域水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)的生物完整性指數(shù)，為松花江流域水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化的監(jiān)測和評價(jià)提供了科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)域與研究方法

選擇IBI法評價(jià)松花江流域的水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。IBI法可利用大型底棲動(dòng)物、藻類的多項(xiàng)參數(shù)信息，從生物完整性角度進(jìn)行評價(jià)。IBI法涵蓋的信息相對于單個(gè)生物指數(shù)評價(jià)法更全面、豐富，可以得到更科學(xué)、更有針對性的評價(jià)結(jié)果。方法的重點(diǎn)在于確定參照位點(diǎn)和選擇候選生物參數(shù)。參照條件可采用已有文獻(xiàn)方法，也可根據(jù)研究區(qū)情況具體確定。候選生物參數(shù)必須符合的條件:①與研究的生物類群或生物群落以及指定的項(xiàng)目目標(biāo)具有生態(tài)相關(guān)性;②對環(huán)境壓力具有敏感性，其響應(yīng)能夠與自然變化區(qū)分開。根據(jù)中國環(huán)境監(jiān)測總站發(fā)布的《河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)技術(shù)指南(試行)》中提供的參數(shù)選擇方法，一般選擇以下六大類代表性參數(shù):代表生物類群多樣性或多樣化的豐富度參數(shù);代表優(yōu)勢度的物種組成參數(shù);代表敏感性的耐受性參數(shù);生物多樣性參數(shù);代表取食策略及功能團(tuán)的食性或習(xí)性參數(shù);生物量參數(shù)。在得到的候選參數(shù)基礎(chǔ)上嚴(yán)格按照敏感性、相關(guān)性等篩選參數(shù)的方法進(jìn)行，即可得到用于流域評價(jià)的核心參數(shù)，建立針對各流域有專一性的IBI評價(jià)體系。

1.1 研究區(qū)域

以松花江流域?yàn)檠芯繀^(qū)域，研究的河流包括黑龍江、松花江干流、牡丹江、嫩江、梧桐河和第二松花江。松花江流域跨黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古，流域面積為5.333×105km2，松花江干流的年平均氣溫為2～4℃，流域內(nèi)多年平均降水量為500～700 mm，降水期主要集中在6—9月，水面封凍期為11月初至次年4月初［20-21］。底質(zhì)多以泥沙、碎石和卵石為主，水質(zhì)輕微渾濁，具有有機(jī)毒物污染的典型性特征［22］。

1.2 研究方法

1.2.1 樣品的采集和分析

2012年6—7月，對研究區(qū)30個(gè)采樣位點(diǎn)(圖1，S1～S30分別為松花江口上、東港、江南屯、呼蘭河口下、梧桐河口內(nèi)、小二溝、寶山、博霍頭、瀑布下、江橋、佳木斯上、佳木斯下、同江、阿什河口下、大頂子山、柴河、巴林、成吉思汗、拉哈、瀏園、富上、溪浪口、寶龍橋、劉珍屯、南樓、松花江村、松林、朱順屯、大山、肇源)進(jìn)行了底棲動(dòng)物和著生藻類的采樣調(diào)查。底棲動(dòng)物和著生藻類的采樣分析參照EPA RBP方法［23］及《水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版增補(bǔ)版)》［24］。水質(zhì)指標(biāo)的監(jiān)測數(shù)據(jù)來自2012年1—9月的全國地表水監(jiān)測數(shù)據(jù)。

1.2.2 參照位點(diǎn)的確定

由于參照狀態(tài)的確定在實(shí)際操作中尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)［19］，主要是依據(jù)土地使用方式、生境質(zhì)量和水質(zhì)理化指標(biāo)確定參照狀態(tài)［25］。本文參照位點(diǎn)按照以下2個(gè)原則確定:①生境狀況 (無明顯受人類活動(dòng)干擾跡象;其上游無點(diǎn)污染源，河岸植被帶較好)，根據(jù)EPA RBP方法中生境評分標(biāo)準(zhǔn)對生境質(zhì)量進(jìn)行評分［23］，其中人類活動(dòng)和土地利用一項(xiàng)得分大于13分。②有襀翅目昆蟲存在［26］。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析和指數(shù)建立

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H)參考文獻(xiàn)［18］;Margalef指數(shù)(d)參考文獻(xiàn)［27］;Hilsenhoff指數(shù)(HBI)參考文獻(xiàn)［28］;生物學(xué)污染指數(shù)(BPI)參考文獻(xiàn)［29］;BMWP記分系統(tǒng)參考文獻(xiàn)［30］;pielou 均勻度指數(shù)(J)參考文獻(xiàn)［31］;Palmer指數(shù)參考文獻(xiàn)［32］。

圖1 采樣位點(diǎn)分布圖

生物各參數(shù)間的Pearson相關(guān)分析在SPSS 15.0中完成。

1)采用箱線圖(box-plot)及IQ值記分法［33］，對參照位點(diǎn)和監(jiān)測位點(diǎn)的候選參數(shù)進(jìn)行敏感性分析。選擇IQ≥2的參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析。

2)對候選指數(shù)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，參照Butcher等的方法［34］，參數(shù)間的相關(guān)系數(shù)|r|＞0.75時(shí)，則選擇其中一個(gè);|r|＜0.75的參數(shù)，可直接保留。

3)采用0～10賦分法［35］對篩選出的核心參數(shù)進(jìn)行記分，統(tǒng)一量綱。

4)將各個(gè)核心參數(shù)記分值加合計(jì)算IBI。

5)IBI的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，采用所有位點(diǎn)指數(shù)值分布的95%分位數(shù)法:以95%分位數(shù)為最佳值，低于該值的分布范圍進(jìn)行5等分，評價(jià)等級(jí)按照指數(shù)分值由高到低分別定義為優(yōu)、良好、一般、較差、很差。

2 結(jié)果與討論

2.1 種類與分布

2.1.1 底棲動(dòng)物

本次調(diào)查監(jiān)測到底棲動(dòng)物共76個(gè)分類單元，隸屬于水生昆蟲、軟體動(dòng)物、甲殼動(dòng)物和環(huán)節(jié)動(dòng)物4個(gè)門類中的47個(gè)科，主要以水生昆蟲數(shù)量和種類最多。黑龍江的松花江口上、東港斷面分別監(jiān)測到底棲動(dòng)物17、15個(gè)分類單元，優(yōu)勢種分別為等爪蜉屬、大紋石蠶屬，數(shù)量占總數(shù)的45%、79%。松花江干流10個(gè)斷面監(jiān)測到的底棲動(dòng)物分類單元數(shù)為6～16個(gè)，優(yōu)勢種主要為搖蚊科、大紋石蠶屬、多距石蠶屬、細(xì)蜉屬，優(yōu)勢物種數(shù)量占22%～74%。牡丹江的柴河、大山分別監(jiān)測到底棲動(dòng)物3、4個(gè)分類單元，黑龍江短溝蜷、搖蚊科為優(yōu)勢物種，數(shù)量占總數(shù)的63%、86%。嫩江9個(gè)斷面監(jiān)測到的底棲動(dòng)物分類單元數(shù)為4～10個(gè)，優(yōu)勢物種主要是紋石蠶屬、低頭石蠶屬、小裳蜉、醫(yī)蛭屬，優(yōu)勢物種數(shù)量占31% ～64%。梧桐河的梧桐河口內(nèi)斷面監(jiān)測到底棲動(dòng)物分類單元18個(gè)，數(shù)量占61%的東北田螺為優(yōu)勢物種。第二松花江7個(gè)斷面監(jiān)測到的底棲動(dòng)物分類單元數(shù)為0～8個(gè)，其中寶龍橋沒有監(jiān)測到底棲動(dòng)物，優(yōu)勢物種分別為綠石蠅科、鉤蝦科、無齒蚌、黑龍江短溝蜷、水絲蚓屬、顫蚓屬，優(yōu)勢物種數(shù)量占 50% ～100%。

2.1.2 著生藻類

本次調(diào)查監(jiān)測到著生藻類4個(gè)門類，主要以硅藻門和綠藻門植物為主，以異極藻、舟形藻、小球藻、針桿藻、卵形藻為主要優(yōu)勢物種。黑龍江的松花江口上、東港斷面分別監(jiān)測到著生藻類27、13個(gè)屬，隸屬3個(gè)門，分別以硅藻門和綠藻門數(shù)量最多;藻類細(xì)胞密度分別為68 613、6 973個(gè)/cm2。松花江干流的10個(gè)斷面中佳木斯下、同江、肇源、阿什河口下、大頂子山斷面分別監(jiān)測到著生藻類 19、14、22、12、11 個(gè)屬，隸屬4個(gè)門，以硅藻門和綠藻門數(shù)量最多，所有斷面藻類細(xì)胞密度為107～70 107個(gè)/cm2。牡丹江的柴河、大山分別監(jiān)測到著生藻類11、10個(gè)屬，隸屬4個(gè)門，均以硅藻門數(shù)量最多;細(xì)胞密度分別為10 400、22 800個(gè)/cm2。嫩江的9個(gè)斷面中小二溝、寶山、富上、江橋斷面分別監(jiān)測到13、10、13、19個(gè)屬，分別隸屬于3個(gè)門，均以硅藻門數(shù)量最多，所有斷面細(xì)胞密度為8 114～124 480個(gè)/cm2。梧桐河的梧桐河口內(nèi)斷面監(jiān)測到著生藻類19個(gè)屬，隸屬3個(gè)門，以硅藻門數(shù)量最多，細(xì)胞密度為15 696個(gè)/cm2。第二松花江的7個(gè)斷面中瀑布下、寶龍橋、南樓斷面分別監(jiān)測到著生藻類10、8、13個(gè)屬，隸屬3個(gè)門，分別以藍(lán)藻門和硅藻門數(shù)量最多，所有斷面細(xì)胞密度為93～250 500個(gè)/cm2。

2.2 IBI的建立和評價(jià)結(jié)果

根據(jù)參照位點(diǎn)的確定方法，從30個(gè)采樣點(diǎn)中篩選出10個(gè)位點(diǎn)作為參照位點(diǎn)，為S1～S10;S11～S30共20個(gè)位點(diǎn)存在一定程度的受損情況，作為監(jiān)測位點(diǎn)。通過IBI建立的參數(shù)篩選方法，對底棲動(dòng)物總分類單元數(shù)(M1)、密度(M2)、優(yōu)勢種比例(M3)、EPT分類單元數(shù)(M4)、EPT密度(M5)、搖蚊分類單元數(shù)(M6)、敏感種分類單元數(shù)(M7)、敏感種分類單元比例(M8)、敏感種數(shù)量(M9)、敏感種數(shù)量比例(M10)、耐污種分類單元數(shù)(M11)、耐污種分類單元比例(M12)、耐污種數(shù)量(M13)、耐污種數(shù)量比例(M14)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(M15)、Margalef豐富度指數(shù)(M16)、Hilsenhoff生物指數(shù)(HBI，M17)、生物學(xué)污染指數(shù)(BPI，M18)、著生藻類總分類單元數(shù)(M19)、密度(M20)、優(yōu)勢種的污染指數(shù)值(M21)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù) (M22)、Pielou均勻度指數(shù)(M23)、Palmer指數(shù)(M24)、BMWP記分系統(tǒng)(M25)共25個(gè)候選參數(shù)進(jìn)行敏感性分析，得出 M1、M4、M5、M7、M8、M9、M10、M17、M25 9個(gè)參數(shù)的敏感性比較好(見圖2)，可以區(qū)分干擾位點(diǎn)和未干擾位點(diǎn)的生物質(zhì)量狀況，將9個(gè)參數(shù)進(jìn)行下一步相關(guān)性分析。

對以上敏感度較好的9個(gè)參數(shù)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，結(jié)果如表1所示，M5、M9的|r|＜0.75，可以直接保留參與評價(jià);另有4組參數(shù)的|r|＞0.75，需要從這4組中篩選去除重復(fù)信息的參數(shù):M1與 M4、M7、M25;M4 與 M7、M25;M7 與M8、M25;M10與M17。M1攜帶的信息量大，保留M1;M4反映了敏感種的信息，保留M4;上一組舍去了M7和M25，此組保留M8;M17反映了物種耐污程度的信息，保留M17。所以最后篩選出M1、M4、M5、M8、M9、M17 作為核心參數(shù)構(gòu)成松花江IBI評價(jià)的指標(biāo)。

表1 9個(gè)參數(shù)的Pearson相關(guān)性分析結(jié)果

圖2 9個(gè)參數(shù)的箱線圖分析結(jié)果

這6項(xiàng)核心指標(biāo)包含了物種種類、敏感物種豐度、敏感物種種類和比例及物種耐污程度等幾方面的信息。其中總分類單元數(shù)、EPT分類單元數(shù)、敏感種豐度等這些指標(biāo)也是在遼河、漓江等其他水體常用到的 IBI評價(jià)指標(biāo)［17，36-39］。

采用0～10賦分法將篩選出的6個(gè)核心參數(shù)統(tǒng)一量綱，計(jì)算各參數(shù)的分值，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2、表3，將統(tǒng)一量綱后的參數(shù)值加合計(jì)算IBI總分(見表3)。采用所有位點(diǎn)指數(shù)值分布的95%分位數(shù)法，劃分IBI的評價(jià)等級(jí)，評價(jià)等級(jí)按照指數(shù)分值由高到低分別定義為優(yōu)、良好、一般、較差、很差。

表2 參數(shù)的分值統(tǒng)計(jì)結(jié)果

表3 各采樣位點(diǎn)IBI評價(jià)結(jié)果、水質(zhì)類別和生境質(zhì)量

根據(jù)表4中IBI評價(jià)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，對30個(gè)位點(diǎn)的水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了評價(jià)，評價(jià)結(jié)果如表4所示。目前松花江流域各位點(diǎn)30.0%水生態(tài)質(zhì)量狀況為優(yōu)和良好，23.3%為一般;46.7%為較差和很差，說明流域內(nèi)近一半?yún)^(qū)域的水生態(tài)質(zhì)量存在不同程度的受損。

表4 IBI評價(jià)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

IBI法是一個(gè)可以對復(fù)雜系統(tǒng)的生物狀態(tài)進(jìn)行評價(jià)的有效的評價(jià)方法，目前已經(jīng)在國內(nèi)外多條河流中得到廣泛應(yīng)用［40］。本文對建立的IBI評價(jià)體系進(jìn)行有效性的驗(yàn)證分析。從參照位點(diǎn)和監(jiān)測位點(diǎn)IBI的箱線圖比較結(jié)果(見圖3)可以看出，2個(gè)箱體沒有重疊區(qū)域，說明建立的IBI評價(jià)指標(biāo)可以有效區(qū)分未顯著受干擾位點(diǎn)(參照位點(diǎn))與受干擾位點(diǎn)(監(jiān)測位點(diǎn))的狀態(tài)，評價(jià)指標(biāo)適用于松花江流域的水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)。同時(shí)，在IBI法的研究中，還建立了以人類活動(dòng)和土地利用一項(xiàng)得分大于13分及有襀翅目昆蟲存在2個(gè)原則來確定參照位點(diǎn)的方法，有效性驗(yàn)證結(jié)果也說明這2個(gè)原則適用于松花江流域的河流評價(jià)。由于IBI法評價(jià)的準(zhǔn)確度依賴參照狀態(tài)的確定［41］，已有多位學(xué)者提出了不同的原則來確定參照位點(diǎn)［18，36］，但是目前國內(nèi)外都缺少標(biāo)準(zhǔn)來定義和確定參照狀態(tài)［42］，本研究中的確定原則在其他河流中的適用性還需要進(jìn)一步的研究。

2.3 生境與水質(zhì)質(zhì)量狀況

根據(jù)表4數(shù)據(jù)分析顯示，松花江流域有一半調(diào)查位點(diǎn)的生境質(zhì)量處于一般狀態(tài)，比例為53%;30%的位點(diǎn)生境質(zhì)量達(dá)到了良好狀態(tài)，另有17%的位點(diǎn)生境狀態(tài)比較差，這部分位點(diǎn)受到干擾和破壞比較重?？傮w上分析，松花江流域生境質(zhì)量主要處于一般－良好的狀態(tài)，一部分位點(diǎn)生境狀況受破壞比較重。

水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)(見表3)表明，松花江流域III類水質(zhì)的達(dá)標(biāo)率為67%，IV類和劣V類超標(biāo)位點(diǎn)所占比例為33%。雖有個(gè)別位點(diǎn)污染比較重，總體水質(zhì)仍以III類為主，處于輕度污染狀態(tài)。超標(biāo)項(xiàng)目為 CODMn、BOD5、NH3-N、COD、TN、TP 等指示有機(jī)污染和N、P營養(yǎng)元素污染的化學(xué)因子。

2.4 水生生物和水環(huán)境狀況的歷史變化

松花江干流哈爾濱江段，據(jù)白羽軍等［43］的研究數(shù)據(jù)顯示，在1991—1999年著生藻類以硅藻和綠藻為主，優(yōu)勢種以直鏈藻、小環(huán)藻、舟形藻等寡污帶-中污帶指示種為主，水體存在污染但污染較輕。本研究調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，該江段優(yōu)勢物種仍以中污帶指示種小球藻、針桿藻為主。藻類Pielou均勻度指數(shù)值為0.82～1.01，水體質(zhì)量為輕污染或無污染狀態(tài)。同時(shí)，底棲動(dòng)物優(yōu)勢物種以細(xì)蜉屬、大紋石蠶屬等耐污性一般的物種為主，一般和敏感種類占絕大多數(shù)，說明水環(huán)境污染程度比較輕。綜合分析，目前哈爾濱江段水生生物狀態(tài)趨于好轉(zhuǎn)，水環(huán)境狀況以一般-輕污染為主，呈現(xiàn)改善的趨勢。

蘆晏生［44］的研究表明，1980—1982 年佳木斯江段著生藻類主要出現(xiàn)綠裸藻、衣藻及硅藻門的一些耐污種。污染生物指數(shù)表明水體質(zhì)量處于多污帶。本次調(diào)查中，佳木斯江段著生藻類以寡污帶指示種異極藻為主，Pielou均勻度指數(shù)評價(jià)水體質(zhì)量處于輕污染-中污染狀態(tài)。底棲動(dòng)物BPI評價(jià)水體質(zhì)量處于β-中污染狀態(tài)。總體分析，相較于20世紀(jì)80年代，目前松花江佳木斯段水生生物狀態(tài)和水環(huán)境狀況都有不同程度的改善。

牡丹江段，在本次調(diào)查中著生藻類香濃多樣性指數(shù)評價(jià)水體質(zhì)量為輕污染-清潔狀態(tài)。底棲動(dòng)物BPI評價(jià)水體質(zhì)量為輕污染-中污染?？傮w上，2012年牡丹江處在輕污染的狀況。據(jù)王立華等［45］的調(diào)查數(shù)據(jù)，在1994—1995年牡丹江藻類Menhinich多樣性指數(shù)評價(jià)水體質(zhì)量為輕污染到重污染狀態(tài)，1994—1995年，牡丹江水環(huán)境狀況處于由β-中污染向α-中污染過渡。說明松花江流域牡丹江的水環(huán)境狀況較20世紀(jì)90年代末得到比較明顯的改善。

根據(jù) 1980—1982 年的生物調(diào)查數(shù)據(jù)［44］，嫩江和第二松花江下游2個(gè)江段以魚腥藻等β-中污染帶生物居多，水體質(zhì)量處于β-中污染狀態(tài)。本次調(diào)查中，嫩江的著生藻類以指示寡污-中污的藻為優(yōu)勢種，Pielou均勻度指數(shù)評價(jià)嫩江干流主要為中污染狀態(tài)，其支流為輕污染-無污染的狀態(tài)。底棲動(dòng)物優(yōu)勢種以耐污性敏感或一般的種類為主，BPI主要為0.1～0.4，水體質(zhì)量為清潔-輕污染狀態(tài)。第二松花江以指示耐污-中污染的藻為優(yōu)勢種，Pielou均勻度指數(shù)評價(jià)第二松花江的水體質(zhì)量以輕污染為主。其下游底棲動(dòng)物優(yōu)勢種為指示耐污種。BPI評價(jià)顯示，下游水體質(zhì)量處于中污染-重污染狀態(tài)，上游質(zhì)量較上游好，處于輕污染狀態(tài)?？傮w分析，目前嫩江的水生生物狀態(tài)和水環(huán)境狀況均較好，比20世紀(jì)80年代有了明顯的改善;第二松花江下游污染較重，上游水環(huán)境質(zhì)量相對良好。

綜合分析，松花江流域各江段的水生生物狀況以及水環(huán)境質(zhì)量都呈現(xiàn)不同程度的改善。目前松花江流域主要處于一般到輕度污染的狀態(tài)。分析認(rèn)為，這些變化與近年“十一五”、“十二五”連續(xù)10年開展的松花江污染治理和水環(huán)境保護(hù)工作有關(guān)系。研究結(jié)果也表明，保護(hù)和治理工作使松花江流域各江段水環(huán)境質(zhì)量得到了逐步的改善。

3 結(jié)論

對松花江流域30個(gè)位點(diǎn)的生物群落采樣調(diào)查結(jié)果顯示，著生藻類主要分布在硅藻門、綠藻門、藍(lán)藻門3個(gè)門類。底棲動(dòng)物主要分布在水生昆蟲、軟體動(dòng)物、甲殼動(dòng)物和環(huán)節(jié)動(dòng)物4個(gè)門類，優(yōu)勢物種為等爪蜉屬、大紋石蠶屬、搖蚊科、紋石蠶屬、低頭石蠶屬、多距石蠶屬等水生昆蟲。與歷史數(shù)據(jù)比較，目前松花江流域各河段的水生生物狀況及水環(huán)境質(zhì)量均有不同程度的改善。

建立的IBI評價(jià)結(jié)果顯示，松花江流域各位點(diǎn)30.0%水生態(tài)質(zhì)量為優(yōu)和良好，23.3%為一般，46.7%為較差和很差，說明流域內(nèi)近一半?yún)^(qū)域的水生態(tài)質(zhì)量存在不同程度的受損。松花江流域生境質(zhì)量主要處于一般-良好的狀態(tài);水質(zhì)以III類為主，超標(biāo)因子主要為有機(jī)污染和N、P營養(yǎng)元素。

致謝:衷心感謝黑龍江省環(huán)境監(jiān)測中心站及相關(guān)各市環(huán)境監(jiān)測站、吉林省環(huán)境監(jiān)測中心站及相關(guān)各市環(huán)境監(jiān)測站、呼倫貝爾市環(huán)境監(jiān)測站在基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)方面的支持和幫助!

［1］Poff L N，Allan D J，Bain B M，et al．The natural flow regime，a paradigm for river conservation and restoration［J］．Bioscience，1997，47:769-784．

［2］王業(yè)耀，陰琨，楊琦，等．河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)方法研究與應(yīng)用進(jìn)展［J］．中國環(huán)境監(jiān)測總站，2014，20(4):1-9．

［3］Barbour M T，Gerritsen J，Snyder B D，et al．Rapid bioassessment protocols for use in streams and wadeable rivers:pe-riphyton，benthic macroinvertebratesand fish，second edition ［M］． Washington DC:US Enviroment Protection Agency，1999:1-10．

［4］Karr J P．Assessment of biotic integrity using fish communities［J］．Fisheries，1981，6(6):21-27．

［5］Martin Griffiths．歐盟水框架指令手冊［M］．北京:中國水利水電出版社，2008．

［6］曾小瑱，車越，吳阿娜．3種河流健康綜合性評價(jià)方法的比較［J］．中國給水排水，2007，23(4):92-96．

［7］Wright J F，Sutcliffe D W，F(xiàn)urse M T．Assessing the biological quality of freshwaters:RIVPACS and other techniques［M］．Ambleside，Cumbria，UK:Freshwater Biological Association，2000．

［8］Smith M J，Kay W R，Edward H D，et al．AusRivAS:using macroinvertebrates to assess ecological condition of riversin Western Australia ［J］． Freshwater Biology，1999，41:269-282．

［9］Hart B T，Davies P E，Humphrey C L，etal．Application ofthe Australian riverbioassessment system(AUSRIVAS)in the Brantas River，East Java，Indonesia［J］．Journal of Environmental Management，2001，62:93-100．

［10］Wright J F，Armitage P D，F(xiàn)urse M T．Prediction of inverte-brate communities using stream measurements［J］．Regul Rivers:Re-search ＆ Management，1989，4(2):147-155．

［11］Karr J R，Dudley D R．Ecological perspective on water quality goals［J］．Environ Manage，1981，5:55-68．

［12］Karr J R．Biological integrity:A long neglected aspect ofwaterresource management［J］． Ecological Appications，1991，1:66-84．

［13］Karr J R，F(xiàn)ausch K D，Angermeier P L，et al．Assessing biological integrity in running waters:a method and its rationale［J］．Illinois Natural History Survey Special Publication，1986，5:1-28．

［14］Ligeiro R，Hughes R M，Kaufmann P R，et al．Defining quantitativestream disturbance gradients and the additive role of habitat variation to explain macroinvertebrate taxa richness［J］．Ecol Ind，2013，25:45-57．

［15］Lane C R，Brown M T．Diatoms as indicators of isolated herbaceous wetland condition in Florida，USA［J］．Ecol Ind，2007，7:521-540．

［16］Kane D D，Gordon S I，Munawar M，et al．The planktonic index of biotic integrity(P-IBI): an approach for assessing lake ecosystem health［J］．Ecol Ind，2009，9:1 234-1 247．

［17］Yintao Jia，Xiaoyun Sui，Yifeng Chen．Development of a fish-Based index of biotic integrity for wadeable streamsin southern China ［J］． Environmental Management，2013，52:995-1 008．

［18］李國忱，汪星，劉錄三，等．基于硅藻完整性指數(shù)的遼河上游水質(zhì)生物學(xué)評價(jià)［J］．環(huán)境科學(xué)研究，2012，25(8):852-858．

［19］王備新，楊蓮芳，胡本進(jìn)，等．應(yīng)用底棲動(dòng)物完整性指數(shù) B-IBI評價(jià)溪流健康［J］．生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，25(6):1 481-1 490．

［20］張靜．松花江哈爾濱段大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及水質(zhì)生物學(xué)評價(jià)研究［D］．哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)，2010．

［21］閆齊．松花江哈爾濱段浮游植物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境影響評價(jià)研究［D］．哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)，2011．

［22］劉巍．松花江有毒有機(jī)物污染特征與行為研究［J］．水電站設(shè)計(jì)，2002，18(4):46-49．

［23］Barbour M T，Gerritsen J，Snyder B D，et al．Rapid bioassessment protocols for use in streams and wadeable rivers:pe-riphyton，benthic macroinvertebratesand fish，second edition ［M］． Washington DC:US Enviroment Protection Agency，1999．

［24］原國家環(huán)境保護(hù)總局．水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版增補(bǔ)版)［M］．北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002．

［25］Maxted JR，BarbourM T，Gerritsen J，etal．Assessment framework for mid-Atlantic coastal plain streams using benthic macroinvertebrates［J］．J N Am Benthol Soc，2000，19(1):128-144．

［26］張杰，蔡德所，曹艷霞，等．評價(jià)漓江健康的RIVPACS預(yù)測模型研究［J］．湖泊科學(xué)，2011，23(1):73-79．

［27］Margalef D R．Information theory in ecology［J］．General Systems，1958，3:36-71．

［28］謝志才，張君倩，陳靜，等．東洞庭湖保護(hù)區(qū)大型底棲動(dòng)物空間分布格局及水質(zhì)評價(jià)［J］．湖泊科學(xué)，2007，19(3):289-298．

［29］王博，劉全儒，周云龍，等．東江干流底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與水質(zhì)生物學(xué)評價(jià)［J］．水生態(tài)學(xué)雜志，2011，5:43-49．

［30］AmponPayakka，Taeng-OnPrommi． TheUseof BMWP and ASPT Biotic Score as Biological Monitoring of Streams in Northern Thailand［J］．Journal of Applied Sciences in Environmental Sanitation，2014，9(1):7-16．

［31］李芳芳，董芳，段夢，等．大遼河各站點(diǎn)污染指示藻類名錄［J］．生態(tài)學(xué)雜志，2011，30(11):2 489-2 496．

［32］王鳳娟．巢湖東半湖浮游生物與水質(zhì)狀況及營養(yǎng)類型評價(jià)［D］．安徽:安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007．

［33］Barbour M T，Gerritsen J，Griffith G E，et al．A framework for biological criteria for Florida streams using benthic macroinvertebrates［J］．Journal of the North American Benthological Society，1996，15:185-211．

［34］Butcher J T，Stewart P M，Simon T P．A Benthic Community Index for streams in the Northern Lakes and forests ecoregion［J］．Ecological Indicators，2003，3:181-193．

［35］Hill B，HerlihyA，KaufmannP，etal． Useof periphyton assemblage data as an index of biotic integrity ［J］． Journalofthe North American Benthological Society，2000，19:50-67．

［36］曹艷霞，張杰，蔡德所，等．應(yīng)用底棲無脊椎動(dòng)物完整性指數(shù)評價(jià)漓江水系健康狀況［J］．水資源保護(hù)，2010，26(2):13-17．

［37］張楠，孟偉，張遠(yuǎn)，等．遼河流域河流生態(tài)系統(tǒng)健康的多指標(biāo)評價(jià)方法［J］．環(huán)境科學(xué)研究，2009，22(2):162-170．

［38］張遠(yuǎn)，徐成斌，馬溪平，等．遼河流域河流底棲動(dòng)物完整性評價(jià)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)［J］．環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2007，27(6):919-927．

［39］Yung Chul Jun，Doo Hee Won，Soo Hyung Lee，et al．A Multimetric Benthic Macroinvertebrate Index for the Assessment of Stream Biotic Integrity in Korea［J］．Int J Environ Res Public Health，2012，9:3 599-3 628．

［40］Karr J R．Seven foundations of biological monitoring and assessment ［J］． Biologia Ambientale，2006，20(2):7-18．

［41］Karr J R．Biological integrity:a long-neglected aspect of water resource management［J］．Ecology，1991，1:66-84．

［42］Renata Ruaro，éder André Gubiania．A scientometric assessment of 30 years of the Index of Biotic Integrity in aquatic ecosystems-Applications and main flaws［J］．Ecological Indicators，2013，29:105-110．

［43］白羽軍，楊翠英，李中宇．松花江哈爾濱江段著生藻類群落的研究［J］．黑龍江環(huán)境通報(bào)，2003，27(2):73-74．

［44］蘆晏生．松花江污染對浮游生物、著生藻類影響的初步研究［J］．環(huán)境科學(xué)，1985，6(1):33-39．

［45］王立華，藺玉華．牡丹江水質(zhì)狀況對水生生物影響及評價(jià)［J］．水產(chǎn)學(xué)雜志，1996，9(2):54-57．