生物完整性指数(index of biotic integrity,IBI)是用以度量区域生物集群维持物种组成、多样性、结构和功能稳态能力的量化指标,经过30多年的发展,已成为水生态健康定量评价的热门方法。IBI是将具有不同敏感性的多项度量指标复合而得的...
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生物完整性指数(index of biotic integrity,IBI)是用以度量区域生物集群维持物种组成、多样性、结构和功能稳态能力的量化指标,经过30多年的发展,已成为水生态健康定量评价的热门方法。IBI是将具有不同敏感性的多项度量指标复合而得的一个数值,其理论基础是生态学与数学,涉及生物学和环境科学等其他多门学科。IBI作为一种定量分析方法,其理论技术体系仍在不断发展演化,关键技术环节为参照位点选取、度量指标筛选以及指标赋权和复合,各环节的实现存在多种观点和方法。基于大量监测数据的预测模型研究是目前国际学界的研究热点,但我国学界尚未见IBI预测模型的研究报道。除了传统的F-IBI(鱼类IBI)、B-IBI(底栖动物IBI)、A-IBI(固着藻类IBI)、P-IBI(浮游生物IBI)和AP-IBI(水生植物IBI),已有学者提出M-IBI(微生物IBI),基于上述单类群IBI(s-IBI)的研究成果,多类群IBI(m-IBI)将成为今后重要的研究方向。IBI的应用目的可分为水生态健康定量评价、水生态对人类干扰响应的定量分析和预测水生态健康状况。认为IBI具有定量化、对象依赖性、学科交叉性、标准化趋势和系统误差性的特点,IBI在农村河道、灌区和农田生态健康评价领域是一种极具前景的方法。
生物完整性指数是水体生态系统健康评价的重要指标,已被广泛应用于湖泊河流等的生态系统健康评价中.但利用水体中分解者微生物群落构建IBI评价标准的报道很少,针对地下水生态系统的研究更是鲜见.本研究针对包钢稀土尾矿库周边地下水生态系统健康开展评价工作,基于地下水环境中微生物群落Illumina高通量测序信息,筛选关键环境因子,甄别敏感或耐受微生物分类属,确定候选生物参数,探索针对地下水的微生物完整性指数(microbiome index of biotic integrity,M-IBI)评价流程与标准构建方法.结果表明,总计12个地下水样点中,4个样点属于健康等级(Ⅰ级),占总样点的33.3%;2个样点属于亚健康等级(Ⅱ级),占总样点的16.7%;5个样点属于一般等级(Ⅲ级),占41.7%;1个样点属于较差等级(Ⅳ级),占8.3%;总体来看,靠近尾矿库的样点健康等级较低,而远离尾矿库参照点受到的干扰较小,健康等级较高,这可能与人类活动干扰影响程度密切相关.参照该地区地下水理化参数基础上的水质情况分析结果,发现应用M-IBI指数可较合理地评估包头稀土尾矿区周边地下水生态系统健康状况.结合生态系统健康内涵,本研究初步提出针对地下水生态系统健康的M-IBI指数评价体系构建流程.
为促进城市水体的管理和保护,针对苏州市的23个河道断面开展大型底栖无脊椎动物群落调查。在此基础上通过对备选指标的分布范围、判别能力和相关性分析筛选出适宜城市水体生态健康评价的核心指标。再利用比值法计算各核心指标值并累加求和得到各样点的大型底栖无脊椎动物生物完整性指数值(Benthic macroinvertebrate index of biotic integrity, BIBI)。结果显示:苏州市城区和参照点共发现大型无脊椎底栖动物22种,隶属于3门6纲9目14科。经过指标筛选,得出适宜评价苏州的BIBI指数由以下6个指标组成,分别是总分类单元数、节肢动物分类单元数、Shannon-Wiener多样性指数、广布种百分比、昆虫纲个体百分比、耐污类群个体百分比。经计算BIBI的最佳期望值为4.01,即BIBI值≥4.01为健康,3.01~4.01为良好,2.01~3.01为一般,1.01~2.01为较差,<1.01为极差(区间范围为左闭右开,且BIBI≥0)。根据BIBI结果,苏州市各断面水体生态健康程度参差不齐,处于一般和良好的位点多于健康的,不同季节各点的健康状况是不同的。通过BIBI与各水质因子的相关分析,证明运用BIBI能很好地评价城市水体生态健康状况,对城市水体生态健康评价具有科学的指导意义。
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