基于鱼类生物完整性指数的黄河口近岸渔业水域健康评价

黄河口水域为典型的河口生态系统，构建黄河口近岸渔业水域鱼类生物完整性指数（F-IBI）评价指标体系，分析鱼类生物完整性，为河口典型渔业水域的生态修复和渔业资源可持续管理提供科学参考。基于2020年在黄河口近岸水域利用底拖网进行的鱼类资源调查，分别以1982—1983年和2013—2014年的调查数据为参照点，从种类组成与丰度、繁殖共位群和营养结构等方面筛选了14个评价指标，构建了黄河口近岸水域鱼类生物完整性指数（F-IBI）评价指标体系，采用1、3、5赋值法计算鱼类生物完整性指数，用以评价黄河口近岸渔业水域的健康状况。结果显示，与20世纪80年代初相比，黄河口近岸水域鱼类生物完整性水平“差”；与2013—2014年相比，黄河口近岸水域鱼类生物完整性水平为“好”。这表明，较20世纪80年代初，近40年来黄河口近岸水域生态健康状况下降严重，处于较差的水平；但与2013—2014年相比较，2020年黄河口近岸水域生态健康状况变化不明显。过度捕捞、环境污染、黄河入海径流量锐减等因素致使黄河口水域鱼类栖息环境恶化，资源结构破坏，生物完整性降低，生态健康状况下降。     

小江回水区江段鱼类群落结构的时空变动及驱动因素分析

基于2013年和2019年5-7月以及10-11月在小江回水区江段开展的鱼类资源调查及生境数据收集，采用多元分析方法量化分析了小江回水区江段非生物因子时空变动与鱼类群落结构时空变动的关系，揭示了三峡水库正常蓄水运行后小江回水区江段鱼类群落结构的时空变动特征及其驱动因素。研究结果显示：2013年和2019年共在小江回水区江段采集到鱼类74种，隶属于7目15科56属，其中优势种鱼类15种，长江上游特有鱼类7种、外来鱼类5种；小江常年回水区的鱼类群落结构在2019年时发生了明显的改变，而小江变动回水区江段的鱼类群落结构在2013年和2019年间无明显差异；小江常年回水区江段的鱼类群落结构在2013年时显示明显的季节性变动特征，然而在2019年时季节性变动特征变得不明显；小江变动回水区江段的鱼类群落结构在2013年和2019年时均显示明显的季节性变动特征；总磷含量、磷酸盐含量、水温和流速显著影响着小江回水区江段鱼类群落结构的时空变动格局，其中磷酸盐含量和水温是驱动小江回水区江段鱼类群落结构变动的最关键的两个因素。研究结果表明：尽量维持小江变动回水区的自然生境特征、采取措施控制小江常年回水区外来物种的数量以及严格控制外源营养物的输入，对于保护小江回水区江段土著鱼类的资源具有重要的意义。     

基于鱼类生物完整性指数评价红水河梯级水库的生态系统健康状况

应用鱼类生物完整性指数(F-IBI)评价红水河梯级水库的生态系统健康状况。在各水库设置样本采样点,测定鱼类主要表型特征及水质主要理化因子,筛选并构建F-IBI评价体系。使用1、3、5赋值法计算各水库的IBI分值以评价各水库的生态健康状况。研究表明,红水河七座水库中,天生桥水库生态系统的状况表现为"较差",岩滩水库为"健康"状态,其余各水库健康状况为"良好"。总体上,红水河水系生态系统健康状况为"较好"。     

应用鱼类生物完整性指数评价北运河河流健康

评估北运河水系生态状况，为判别北运河水系水生态恢复成效提供参考。2020 年5月、8月调查了北运河13个采样点的鱼类及生境状况，采集到鱼类20种，分属3目9科18属。采用F-IBI评价北运河健康状况。选择人类活动干扰较轻的点作为参照点，从物种种类组成与丰富度、营养结构、耐受性和敏感性、繁殖共位群以及鱼类数量等5个方面构建F-IBI候选指标体系，然后依据分布范围检验、敏感性分析和相关性检验，筛选出F-IBI 核心指标体系，包括鱼类物种数、Shannon-Wiener 多样性指数、鲤科物种数百分比、漂流性卵鱼类个体数百分比、沉性卵鱼类个体数百分比、黏性卵鱼类个体数百分比、外来物种数量所占比例。采用比值法计算各采样点F-IBI值，并将其划分为“优”“良”“中”“一般”和“差”5个健康评价等级，评价各采样点健康状况。评价结果表明：北运河健康状况整体为中等偏上，其中7.69%的采样点健康状况为“优”，23.08% 的采样点健康状况为“良”，53.85%的采样点健康状况为“中”，15.38%的采样点健康状况为“一般”。北运河水生态治理取得一定成效。     

黄河口及其邻近水域鱼类生物完整性评价

根据2013—2014年在黄河口及其邻近海域进行的鱼类资源底拖网调查数据,并结合20世纪80年代和90年代的历史资料,依照黄河口水域鱼类区域组成特征,从鱼类种类组成、繁殖共位体、鱼类耐受性和营养结构等方面提出了12个评价指标,初步构建了黄河口水域鱼类生物完整性指数评价指标体系,并制定了评价标准,根据不同年代数据之间的差距分3个层次赋值打分,研究了黄河口水域鱼类生物完整性及其年代际变化。结果表明,20世纪80年代初期黄河口水域鱼类生物完整性表现为"极好"水平;90年代处于"差"水平;2013年处于"极差"的水平。与20世纪80年代初期相比,黄河口及其邻近水域的鱼类生物完整性呈下降趋势,人为因素对生态环境干扰较大,过度捕捞等造成黄河口水域鱼类种类减少甚至消失,黄河口水域生态健康状况下降。     

莱州湾水域鱼类生物完整性评价

采用莱州湾水域鱼类生物完整性指数评价生态系统健康状况,为该水域的生态修复和渔业资源的可持续管理提供科学依据。2016-2017年在莱州湾采用底拖网开展鱼类资源调查,共捕获鱼类52种。参照1982-1983年的历史资料确定评价标准,从鱼类种类组成与丰度、繁殖共位群和营养结构等角度,筛选适用于莱州湾水域鱼类生物完整性(Fish index of biological integrity,F-IBI)评价的指标体系,得到鱼类总种类数、冷温性鱼类比例、中上层鱼类种类数比例、平均单位网次渔获量、多样性指数、产浮性卵鱼类比例、产粘着性卵鱼类比例、低耐污鱼类种数比例、广食性鱼类比例、底栖动物食性鱼类比例、浮游动物食性鱼类比例和杂食性鱼类比例等12个参数指标。根据评价指标体系计算F-IBI,结果显示:莱州湾水域的F-IBI得分为30,其完整性等级为“差”,表明莱州湾水域生态健康状况差。建议采取面源污染控制和基于生态系统保护的渔业管理恢复莱州湾水域生态系统健康。     

长江上游干流三层流刺网渔获物结构研究

利用2010—2012年长江上游宜宾和江津江段三层流刺网渔获物的调查数据,分析了三层流刺网的主要捕捞对象和个体大小,阐述长江上游干流渔获物结构现状。结果显示,鱼类样本共计673.32 kg,分属4目9科47种;其中,鲤科鱼类占比最大,为61.70%,其次是鲿科,为10.64%,长江上游特有鱼类11种,占鱼类总种数的23.40%。主要捕捞渔获对象多为未达到性成熟的个体。对宜宾和江津两江段三层流刺网渔获物种类、物种相似度和生物多样性指数进行了比较分析,宜宾江段鱼类39种(含特有鱼类8种),分属4目8科,江津江段鱼类40种(含特有鱼类11种),分属4目9科;江津江段渔获种类和特有鱼类数量均高于宜宾江段,宜宾和江津两个江段三层流刺网的鱼类物种相似度为81.01%;宜宾江段物种多样性指数为2.81,略高于江津江段的2.76,但两江段的多样性指数无显著差异。通过本次研究可以为分析向家坝等水电站蓄水对长江上游鱼类的影响提供数据参考,同时也为长江上游鱼类资源的保护和渔业规划提供依据。     

银盘水电站鱼类资源现状和缓解工程影响的保护措施探讨

2009年6月和10月对乌江下游银盘水电站工程影响区域的鱼类现状进行了调查,共采集到鱼类77种,其中鲤科鱼类有45种,占种类数的58.44%,鳅科10种,占12.99%,鲿科11种,占14.29%。从彭水至白马,鲤科鱼类所占比例逐渐增大,鲿科鱼类所占比例逐渐减小。优势种类数量排在前10位的依次为瓦氏黄颡鱼、鱼歺又、宜昌鳅鮀、大鳍鳠、圆筒吻鮈、蛇鮈、吻鮈、鲫、粗唇鮠和泉水鱼,它们占影响区域江段总数量的80.04%;质量优势种类依次为瓦氏黄颡鱼、铜鱼、吻鮈、南方鲇、圆筒吻鮈、鲤、大鳍鳠、墨头鱼、鲫和歺鱼又,它们占影响区域江段总质量的73.83%。结合工程建设造成的大坝阻隔,库区江段生境萎缩或丧失,以及坝下江段水文情势变化加剧、气体过饱和、下泄水温低等可能对鱼类资源产生影响的因素分析,提出增殖放流、过鱼设施建设、改进消能方案以及优化调度规程等多项保护措施,达到保护鱼类资源、促使工程影响区的生态环境呈良性循环的目的。     

银盘水电站鱼类资源现状和缓解工程影响的保护措施探讨

2009年6月和10月对乌江下游银盘水电站工程影响区域的鱼类现状进行了调查,共采集到鱼类77种,其中鲤科鱼类有45种,占种类数的58.44%,鳅科10种,占12.99%,鲿科11种,占14.29%。从彭水至白马,鲤科鱼类所占比例逐渐增大,鲿科鱼类所占比例逐渐减小。优势种类数量排在前10位的依次为瓦氏黄颡鱼、鱼歺又、宜昌鳅鮀、大鳍鳠、圆筒吻鮈、蛇鮈、吻鮈、鲫、粗唇鮠和泉水鱼,它们占影响区域江段总数量的80.04%;质量优势种类依次为瓦氏黄颡鱼、铜鱼、吻鮈、南方鲇、圆筒吻鮈、鲤、大鳍鳠、墨头鱼、鲫和歺鱼又,它们占影响区域江段总质量的73.83%。结合工程建设造成的大坝阻隔,库区江段生境萎缩或丧失,以及坝下江段水文情势变化加剧、气体过饱和、下泄水温低等可能对鱼类资源产生影响的因素分析,提出增殖放流、过鱼设施建设、改进消能方案以及优化调度规程等多项保护措施,达到保护鱼类资源、促使工程影响区的生态环境呈良性循环的目的。     

应用鱼类生物完整性指数评价秦岭黑河流域健康状况

分析不同时期秦岭黑河流域鱼类生物完整性的特点及变化情况,为该流域水生生态系统健康评价和西安市重要水源地的保护提供参考。以鱼类为研究对象,通过现场调查和历史资料收集,应用鱼类生物完整性指数(F-IBI)对流域生态系统健康状况进行评价。秦岭黑河流域鱼类记录1980年代34种、 1990年代18种,2018年调查到鱼类17种。根据研究区域的鱼类生态特点,筛选鱼类总种类数、鳅科鱼类占总种类数百分比、鲤科鱼类占总种类数百分比、高耐污鱼类占总种类数百分比、低耐污鱼类占总种类数百分比、浮游生物食性鱼类占总种类数百分比、肉食性鱼类占总种类数百分比、杂食性鱼类占总种类数百分比等8个指标用于建立评价体系。1980年代秦岭黑河流域F-IBI得分为57,生物完整性"极好";1990年代F-IBI得分为18,生物完整性"极差";2018年F-IBI得分为30,生物完整性"差"。秦岭黑河流域鱼类资源减少,种类组成趋向单一化,鱼类生物完整性呈下降趋势,流域生态系统健康状况下降,相关部门应对厚畛子镇、陈河镇等关键源区加强管理。     

Development and evaluation of a fish‐based index to assess biological integrity of Mediterranean streams

相似文献   

Assessing biotic integrity in a Mediterranean watershed: development and evaluation of a fish-based index

Abstract  Biological indicators for Mediterranean rivers are poorly developed. This study evaluates the effectiveness of the Index of Biotic Integrity approach (IBI) with fish assemblages in the Guadiana catchment, a typical Mediterranean watershed in Southern Portugal. Reference sites were selected from a set of 95 sites, using a multivariate approach. Fifty-five candidate metrics were screened for range, responsiveness, precision and redundancy. Final metrics included: proportion of native fish, number of intolerant and intermediate species, number of invertivore native fish, number of phyto-lithophilic and polyphilic species, and catches of exotics. The IBI scores correlated with composite gradients of human impact and differed significantly between reference and non-reference sites. Application of the IBI to an independent validation set with 123 sites produced results congruent with the development set and repeatable assessments at 22 sites showed concordance in IBI scoring. This application highlights the effectiveness of the IBI approach even with fish assemblages of limited diversity and ecological specialisation as in Mediterranean streams.     

基于食物网的河流生物完整性评价―以辽河干流为例

为明确辽河干流生物完整性时空动态变化及影响因素，本研究基于河流生物完整性内涵，从食物网复杂性和生物保有指数两个方面构建生物完整性评价体系，利用层次分析法确定各指标权重，利用综合指数法对辽河干流进行生物完整性评价。通过对比2012年与2015年评价结果发现，2015年辽河干流生物完整性总体评价为“差”，其中食物网复杂性总体评价为“良”，生物保有指数总体评价为“差”。与2012年相比，2015年辽河干流生物完整性有所好转但改善不显著，其中食物网复杂性有明显改善的点位共计13个点，占评价区域的76.47%；生物保有指数有所提升，但除福德店外均不显著。对比2012年与2015年营养链和物种丰度结果，2015年营养链与物种丰度明显高于2012年，说明辽河干流食物网络复杂度增加，生物完整性有所提高。结合辽河干流食物网变化情况，得出影响辽河干流生物完整性的主要因素为生物保有率降低导致高营养级物种缺失和营养链的断裂。     

Revisiting ecological integrity 30 years later: non‐native species and the misdiagnosis of freshwater ecosystem health

Assessing the ecological integrity of freshwater ecosystems has become a priority to protect the threatened biodiversity they hold and secure future accessibility to the services they provide. Some of the most widespread applications of biological indicators are fish‐based indices. These have mostly mirrored the approach proposed by Karr 30 years ago (Index of Biotic Integrity; IBI), based on the comparison of observed and expected composition and structure of local fish assemblages in the absence of major perturbations, using the so‐called reference condition approach. Despite the notable success of the implementation of fish‐based indices, most of them overlook non‐native species as a source of ecosystem degradation, and evaluations are focused on the physico‐chemical condition of freshwater ecosystems and their effects on freshwater biodiversity. Almost 90% of 83 reviewed IBIs did not consider non‐native species when defining reference conditions. Most IBIs used non‐native species in conjunction with native ones to construct the metrics that conform to the index. The response of the IBI to the effect of non‐native species has hardly ever been tested. When developing and evaluating IBIs, attention was mostly directed to ensuring the correct response of the index to physico‐chemical parameters, which could otherwise be characterized more effectively using alternative methods. Current application of IBIs entails a misuse of biological indicators by overlooking some types of degradation that cannot be otherwise evaluated by traditional methods. This constrains the capacity to adequately respond to one of the most challenging and common threats to the conservation of freshwater fish diversity.     

瀑布沟水电站成库后鱼类组成变化与保护对策

通过探究瀑布沟水电站建成后鱼类物种结构与建库前的相应变化,为有针对性的生态补偿措施提供参考,还可为西部地区水电开发与自然生态保护的协调发展提供宏观决策依据。基于1985年、2002年和2012年在瀑布沟库尾至坝下河段的调查数据,研究了瀑布沟水电站水库形成前后库区鱼类物种组成、渔获物结构以及保护物种分布的变化趋势。2012年库区调查共采集到鱼类14种,相比1985年和2002年分别减少了53种和51种,群落组成中定居性鱼类物种比例及渔获物比例均显著上升,适应流水环境的鱼类所占比例大幅下降。渔获物中优势物种为鲫(Carassius auratus),占渔获总重量的比例为61.59%,而在前2次调查中占据优势的齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)和重口裂腹鱼(Schizothorax davidi)几近消失。研究结果显示,水库形成后鱼类组成已发生显著改变,适应流水生境的鱼类在库区难以捕获,而静水性鱼类比例则显著升高;重口裂腹鱼等保护物种以及四川白甲鱼(Onychostoma angustistomata)等特有鱼类因水文条件的变化总体上表现为资源量下降,同时分布区域向坝下或库尾等流域生境迁移。针对成库后鱼类物种的变化特征,提出了实施生态保护、规划过鱼设施以及开展增殖放流等措施和建议。     

长江口青草沙水库正式供水前的鱼类群落结构特征

为研究上海青草沙水库的鱼类物种组成、多样性及其空间变化,2010年7--10月在该水库共捕获鱼类993尾,隶属5目,18种,其中淡水鲤形目鱼类最多,占总物种数的72.2％.群落优势种为贝氏(鳖)、刀鲚、鲫、光泽黄颡鱼.聚类分析表明,鱼类群落类型存在较显著的空间差异,刺网网目大小对渔获物物种组成有较显著的影响.物种多样性与丰富度和均匀度均显著正相关,但更多地受丰富度的影响.单因素方差分析表明,鱼类物种多样性在空间上无显著差异.4种摄食功能群中,无脊椎动物食性(44.4％)和杂食性(33.3％)鱼类物种数比例较高;4种生态类群中,定居性鱼类占绝对优势(77.8％).青草沙水库鱼类群落表现出淡水或长江口低盐淡水区鱼类区系的主要特征,与以近海鲈形目鱼类为优势的长江口邻近水域的鱼类群落差异巨大,推测水库建设导致的隔离与盐度下降是形成该水库鱼类群落趋于淡水区系的主要原因.     

基于鱼类生物完整性指数的水源地评价

通过历史资料和现场调查(2009年9月和2010年8月),对大中型水库水源地鱼类生物完整性(F-IBI)评价指标体系进行研究。根据研究区域的鱼类区系和水库生态系统特点,经过备选参数的筛选,构建了12个参数的F-IBI指标体系,并利用该评价体系对5座水库(编号A～E)的水生态健康程度进行了评价。结果表明,B、C和E3个水库F-IBI得分为42、48和46,生物完整性评估等级均为"好";D水库F-IBI得分为32,评价为"一般";A水库F-IBI得分26,评价为"差"。评价结果与5座水库的I、II类水质达标率的分级结果大致相同,表明该F-IBI评价体系应用于浙江省水源地评价具有较好的可靠性。