Evaluation of aquatic ecosystem health in the middle and upper reaches of the Heihe River based on macrobenthic integrity index

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00143

Journal of Desert Research ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (2): 271-280.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00143

Evaluation of aquatic ecosystem health in the middle and upper reaches of the Heihe River based on macrobenthic integrity index

Yang Zhan¹(), Shuang Wang², Jiping Chen⁴, Yu Wang²^,³, Yupeng Wang⁵

^1.The Center of Water Conservancy Project Construction Cost and Regulation Fee Management，Gansu Province Water Resources Department，Lanzhou 730046，China
^2.College of Energy and Power Engineering /, Lanzhou University of Technology，Lanzhou 730050，China
^3.Key Laboratory of Energy Supply System Drived by Biomass Energy and Solar Energy, Lanzhou University of Technology，Lanzhou 730050，China
^4.Hydrologic Station of Gansu Province，Lanzhou 730000，China
^5.Linshui Water Conservancy Management office of Honglin Irrigation Area，Suzhou District of Jiuquan City，Jiuquan 735000，Gansu，China

Received:2022-08-15 Revised:2022-12-12 Online:2023-03-20 Published:2023-04-12

Abstract

Abstract:

To investigate the health status of alpine inland rivers in China， macrobenthos and water samples were collected in July 2019， August 2020 and July 2021 in the upper and middle reaches of the Heihe River. The distribution range and discriminatory ability of biological parameters， as well as correlation analysis were used to construct a B-IBI evaluation system of the Heihe River. The Heihe B-IBI evaluation system was constructed， which was composed of the total number of taxa， the number of aquatic insect taxa， the top three dominant taxa， the percentage of predators， the percentage of sensitive taxa， and the percentage of pollution-tolerant taxa. The results showed that：（1） the river health evaluation grade of the Black River was obtained based on the ratio method： B-IBI>3.28 was healthy， 2.46<B-IBI<3.28 was good， 1.64<B-IBI<2.46 was fair， 0.82<B-IBI<1.64 was poor， and B-IBI<0.82 was very poor. （2） Both the B-IBI evaluation system and the BI index results show that the middle reaches of the Heihe River is in good condition.

Key words: Heihe River, macrobenthos, community structure, environmental factors

CLC Number:

X826

Yang Zhan, Shuang Wang, Jiping Chen, Yu Wang, Yupeng Wang. Evaluation of aquatic ecosystem health in the middle and upper reaches of the Heihe River based on macrobenthic integrity index[J]. Journal of Desert Research, 2023, 43(2): 271-280.

Figures/Tables 12

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功能摄食类群(FFGs)	分类标准
滤食者(FC)	以水流中的细颗粒物为食
收集者(GC)	以河底的各种有机物颗粒为食
捕食者(PR)	以捕食其他水生动物为食
撕食者(SH)	以各种凋零物和粗有机颗粒为食
刮食者(SC)	以各种营固着生活的生物类群为食

功能摄食类群(FFGs)	分类标准
滤食者(FC)	以水流中的细颗粒物为食
收集者(GC)	以河底的各种有机物颗粒为食
捕食者(PR)	以捕食其他水生动物为食
撕食者(SH)	以各种凋零物和粗有机颗粒为食
刮食者(SC)	以各种营固着生活的生物类群为食

指数	健康等级
指数	健康Ⅰ	良好Ⅱ	一般Ⅲ	较差Ⅳ	极差Ⅴ
BI指数	<2.97	2.98~4.72	4.73~6.48	6.49~8.24	>8.24

指数	健康等级
指数	健康Ⅰ	良好Ⅱ	一般Ⅲ	较差Ⅳ	极差Ⅴ
BI指数	<2.97	2.98~4.72	4.73~6.48	6.49~8.24	>8.24

门	纲	目	科
节肢动物门	昆虫纲	半翅目	划蝽科、黾蝽科、潜蝽科、跳蝽科、盲蝽科
		蜉蝣目	四节蜉科
		毛翅目	长角石蚕科
		鞘翅目	龙虱科、泥甲科、步甲科、叶甲科、象甲科、虎甲科
		双翅目	摇蚊科、大蚊科
		鳞翅目	夜蛾科
		蜻蜓目	雀鲷科、蜓科、箭蜓科、蟌科、伪蜻科、蜻科
		同翅目	飞虱科
		革翅目	蠼螋科
	软甲纲	端足目	钩虾科
	蛛形纲	蜘蛛目	水蛛科
合计1门	3纲	11目	26科
软体动物门	腹足纲	基眼目	椎实螺科、扁卷螺科
		柄眼目	蛞蝓科、琥珀螺科
		中腹足目	田螺科、觿螺科
	瓣鳃纲	帘蛤目	蚬科
合计1门	2纲	4目	7科
环节动物门	寡毛纲	近孔寡毛目	颤蚓科
环节动物门	蛭纲	吻蛭目	舌蛭科
合计1门	2纲	2目	2科
甲壳动物门	甲壳纲	十足目	长臂虾科
合计1门	1纲	1目	1科
总计4门	8纲	18目	36科

Evaluation of aquatic ecosystem health in the middle and upper reaches of the Heihe River based on macrobenthic integrity index

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类群	优势种	优势度值（Y）
类群	优势种	整个研究区域	中游河段	上游河段
节肢动物（Arthropoda）	水蜘蛛（Argyroneta）	0.078	0.057	0.039
	飞虱（Delphacidae）	0.042
	大蚊（Tipulidae sp.）	0.036	0.037	0.033
	青步甲（Chlaenius sp.）	0.036	0.033	0.051
	豆娘幼虫（Zygoptera sp.）		0.025	0.046
软体动物（Mollusca）	琥珀螺（Suecinea sp.）	0.036	0.022
	白旋螺（Cyraulus albus hutton）	0.030	0.041
	狭萝卜螺（Radix lagotis）	0.030
	耳萝卜螺（Radix auricularia）	0.042	0.064

生物参数	M₁	M₄	M₁₀	M₁₁	M₁₆	M₁₇	M₁₈
M₁	1
M₄	0.703	1
M₁₀	-0.588^*	-0.571	1
M₁₁	-0.712	-0.396	0.754^**	1
M₁₆	-0.334	0.11	-0.048	0.265	1
M₁₇	0.059	0.163	0.019	0.201	-0.176	1
M₁₈	-0.031	-0.254	0.229	0.022	-0.176	0.05	1

指数	健康等级
指数	健康	良好	一般	较差	极差
B-IBI	>3.28	2.46~3.28	1.64~2.46	0.82~1.64	<0.82

采样点		采样点性质	B-IBI指数评价结果
采样点		采样点性质	指数值	评价等级
上游支流段	H1	受损点	1.88	一般
	H2	受损点	2.46	一般
	H3	参照点	2.53	良好
上游干流段	H4	受损点	2.47	良好
上游干流段	H5	受损点	3.17	良好
中游段	H6	参照点	4.25	健康
	H7	受损点	3.22	良好
	H8	受损点	4.05	健康
	H9	参照点	4.08	健康
	H10	受损点	2.97	良好
	H11	受损点	3.26	良好
	H12	受损点	2.26	一般
	H13	参照点	3.54	健康
	H14	受损点	2.74	良好

变量	B-IBI
水温WT	0.572^**
流速v	-0.238
酸碱度pH	0.040
电导率EC	0.283
盐度S	0.265
全磷TP	-0.667^**
全氮TN	-0.621^**
亚硝酸盐氮NO₂-N含量	-0.127
氨氮NH₃-N含量	-0.528^**
5日生化需氧量BOD₅	-0.377
化学需氧量COD	-0.278
高锰酸盐指数KMnO₄	-0.412
溶解性总固体TDS	0.270
溶解氧DO	-0.876^**

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