河流生態(tài)調查與健康評價

1、我國的水環(huán)境管理已經從傳統(tǒng)的污染控制向流域生態(tài)管理轉變2.1 河流水質調查采樣設備及材料采樣方法水樣的保存樣品的運輸樣品的測定2.1 河流水質調查沉積物是河流生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，河流中各種影響物質、重金屬、有機污染物的沉積作用及底質中各種物質的重新釋放，都會對河流水質及生態(tài)系統(tǒng)產生較大影響。 內源污染2.2 河流沉積物調查2.2 河流沉積物調查采樣點的確定：根據監(jiān)測分析的要求和采樣目的不同，設定合適的調查區(qū)域；采樣時間：與河流水質采樣時間相同；樣品采集：點樣品、混合樣品、柱狀樣品； 點樣品：采用抓斗或采泥器采集底泥3次，把每次采集表層5cm或10cm沉積樣品混合； 混合樣品：把各點采集的沉

2、積物樣品混合 柱狀樣品：采用專用柱狀沉積物采泥器一. 樣品的采集化肥廠 陶瓷廠油庫養(yǎng)豬廠居民區(qū)磚廠農田農田農田農田農田農田蓮花蕩底泥采樣點采樣器名稱采樣深度優(yōu)點缺點Van Veen 底泥采樣器010cm可用于深水以及大多數基層。Van Veen 底泥采樣器由AISI不銹鋼制造，表面拋光，可手動操作。取樣過程中，可能損失細小的表面沉積物，破壞沉積物的完整性。咬合可能不密閉。Shipek抓斗010cm適合于大多數基層。取樣體積小，取樣過程中，可能損失細小的表面沉積物，破壞沉積物的完整性，使樣品受壓。小型波納抓泥器010cm設計與波納抓泥器類似，但更小。在小船上更易操作。在淺水區(qū)，可手動操作，無需轉

3、揚機。取樣體積小，取樣過程中，可能損失細小的表面沉積物，破壞沉積物的完整性。咬合偶爾不嚴密在深水區(qū)，需要轉揚機。波納抓泥器010cm常用?？色@得大量沉積物，適合于大多數基層。因重量因素，可用于深水域中。良好的沉積物穿透性能。取樣過程中，可能損失細小的表面沉積物，破壞沉積物的完整性。咬合偶爾不嚴密。較重，需要轉揚機。箱式挖泥器010cm可獲得相對大容量的底泥。可通過蓋子采集子樣，相比許多挖泥機，其蓋子構造減少了表層沉積物的丟失，可用于采集中等密實度的不同粒徑沉積物。取樣過程中，可能損失細小的表面沉積物。遇到粗粒沉積物或者瓦礫時，咬合關閉不嚴密。破壞了沉積物的完整性。多顎抓泥斗030cm可從大多數

4、基層采集大量沉積物。有效閉合。損失表面沉積物，破壞沉積物的完整性。需要轉揚機。彼得森抓泥器030cm可從深水區(qū)的大多數基層采集大量沉積物。 損失表面沉積物，破壞沉積物的完整性。咬合可能不嚴密，較淺水不能達到有效深度。2.2 河流沉積物調查2.2 河流沉積物調查 樣品現場處理：剔除樣品中的碎石、貝殼機動植物殘體等異物，將剩余樣品裝于清潔的聚乙烯密封袋或不銹鋼盒中保存。柱狀樣品可現場分割，或按照原狀運回實驗室分層處理。 沉積物間隙水樣品的采集：將采集的柱狀沉積物樣品置于水平地面，用虹吸管去除底泥上不的河水，然后按照分析要求分割柱狀樣品，將分割好的底泥樣品裝入林習慣，以5000r/min離心20mi

5、n,上部的澄清液即為底泥樣品。2.2 河流沉積物調查二. 樣品的制備樣品的干燥：一般采用風干樣品或冷凍干燥樣品，而不是烘 干樣品。 風干樣品：采集的樣品在陰涼通風處初步晾干，去掉大部分水分，將半干的沉積物樣品攤在清潔的塑料薄膜或紙上，用玻璃棒將其研碎，剔除雜質，攤開薄層并不時翻動，在陰涼通風處風干。 冷凍干燥樣品：采集的樣品先離心去除間隙水，置于冷凍冰箱內于-20凍結成塊狀，用鋁箔紙或裝于離心管內置于冷凍干燥機內冷凍干燥成樣品。2.2 河流沉積物調查2. 樣品的研磨過篩：風干后的樣品用玻璃棒研碎后，過20目尼龍篩。過篩后的樣品采用四分法進行篩取，最后留出足夠的分量用瑪瑙研磨（陶瓷研磨、玻璃研磨

6、），全部過100目篩，過篩后的樣品充分混合均勻，保存?zhèn)溆谩?.2 河流沉積物調查三. 樣品的分析2.3 浮游生物和著生藻類調查浮游生物是至在水中懸浮生活的生物，完全沒有游動能力或游動能力微弱，故不能作遠距離的移動，只能被動地“隨波逐流”。一般浮游生物分為浮游植物（浮游藻類）和浮游動物（原生動物、輪蟲、枝角類、橈足類）兩類。2.3 浮游生物和著生藻類調查一. 浮游生物調查1. 采樣設備與采樣工具由于浮游生物大小不同，可分別采用13#（0.112mm）和25#(0.064mm)兩種規(guī)格的浮游生物網進行采集。 25#：適于采集個體較小的浮游植物、原生動物和輪蟲； 13#：適于采集大型枝角類和橈足類2

7、.3 浮游生物和著生藻類調查標本瓶浮游生物沉降器2. 固定液的配置常用的固定液包括魯哥氏液和甲醛溶液。魯哥氏液用于水樣中浮游植物的固定，甲醛用于浮游動物的固定。2.3 浮游生物和著生藻類調查 魯哥氏液的配置方法： 6g KI 溶于20ml 純水中，再加入4g I2，定容到 100ml,儲存于棕色瓶中。3. 采樣點的選擇采樣斷面應選擇人工景觀較少的區(qū)域。河流交匯處和橋墩等人工景觀上游200m處可設采樣斷面，對于流速不同的區(qū)域，應分設采樣點或采集混合樣品。2.3 浮游生物和著生藻類調查4. 采樣量的要求一般原則：浮游生物密度高，采水量可少量；密度低則需要增加采水量。流速較快的河流中浮游生物密度偏低

8、，需要加大采水量。 對于浮游植物而言，一般要采集2L水，加入1.5%體積比例的魯哥氏液進行固定； 對于浮游動物而言，一般需要采集50-100L水，通過25#浮游生物網過濾，然后加5%體積比例的甲醛溶液固定。 可涉水河流：流速快、水深淺，浮游植物密度較小 將25#浮游生物網半插或全插入水體中，讓水流入網內以收集浮游植物，一般過濾10min。然后提起浮游生物網，待水濾去后打開閥門，將浮游生物移至貼有標簽的標本瓶中。2.3 浮游生物和著生藻類調查5. 定性調查 不可涉水河流：流速緩慢，水深較深，浮游植物密度大 用25#浮游生物網，在表層至0.5m處以20-30cm/s速度做形緩慢拖動5-10min，

9、或在表層水體拖濾1.5-5m3水，待水濾去后，打開閥門，將浮游生物移至貼有標簽的標本瓶中，5.1 浮游植物采集到的浮游植物樣品按1.5%體積比例加入魯哥氏液固定6. 定量調查2.3 浮游生物和著生藻類調查 可涉水河流：在水面以下0.5m左右水層直接取水2L保持在樣品瓶中即可，或在下層加采一次，兩次混合即可。在浮游植物較豐富的采樣點，少采水量（1L）；不豐富的采樣點，可多采水樣（5L）。 不可涉水河流：水深小于2米的河流，僅在0.5米水層取2L樣品即可，若透明度很小，在下層加取一次；水深小于5米，0.5、1、2、3米各水層取樣混合后取2L水樣；水深大于5米，按3-6米間距設計采樣水層。6.1 浮

10、游植物2.3 浮游生物和著生藻類調查 可涉水河流：對于上下層混合較好的涉水河流，根據流速將25#浮游生物網放在水中，舀水經浮游生物網過濾后，所收集到的樣品移入100ml塑料瓶中。重復3-5次，按5%體積比例加入甲醛固定。 不可涉水河流：水深2m河流，可在0.5m處采集水樣；對于2-3m的，可分別在表層（離水面0.5m）和底層（離水面0.5m）各采集一個水樣，對于水深大于3m的，應增加中層水樣采集。采樣方式同上。6.2 浮游動物2.3 浮游生物和著生藻類調查浮游生物沉降器（1）浮游植物 浮游植物密度的計算：將定量瓶中的樣品搖勻。用帶刻度吸管迅速吸取0.1ml樣品至計數框中，加蓋蓋玻片，要求計數框

11、內無氣泡。在400倍顯微鏡下觀察計數，每片100個視野，若同一樣品兩次計數結果與其平均值之差不超過平均15%范圍，可作為計數結果。2.3 浮游生物和著生藻類調查7. 樣品的定量分析N為1L水體中浮游植物個體數；Cs為計數框面積；Fs為每個視野的面積；Fn為計過的視野數；V為1L水樣經沉淀濃縮后的體積（ml）;U 為計數框體積（ml）；Pn為每片計數出的浮游植物個體數。snsnCVNPFFU2.3 浮游生物和著生藻類調查 浮游植物生物量的計算：測定浮游植物的體積，在乘以密度計算生物量。浮游植物體積測定方法：根據藻類的形狀，按相似的幾何形狀測定長、寬、高和直徑等，按照體積公式計算。若某些形狀特殊，

12、則可將其分解成為幾個可算體積的形狀，再把部分體積相加得到總體積。（2）浮游動物 密度計算：v 原生動物和輪蟲：利用浮游植物的水樣，搖勻樣品，立即吸取0.1ml， 在1020倍顯微鏡下用0.1ml計數框計數原生動物；在吸取1ml，在1010倍顯微鏡下用1ml計數框計數輪蟲。枝角類和橈足類：利用浮游植物的水樣，搖勻樣品，立即吸取5ml， 用5ml計數框計數。2.3 浮游生物和著生藻類調查單位體積中浮游動物的個數計算公式：smnNVVVN為1L水體中浮游植物個體數；Vs為沉淀體積（ml）；n為計數所獲得的個體數；V為采樣體積（L）；Vm 為計數體積 浮游動物生物量的計算：v 個體計數法：測定浮游動物

13、的體積（長、寬、高），在根據密度計算生物量。v 容積測定法：沉淀法和排水法 沉淀法：將浮游動物樣品倒入量筒，靜置24h，計算沉淀于量筒底的浮游生物容積。浮游生物沉淀很疏松，因此方法誤差較大。 排水法：取1片篩絹浸水后，用濾紙將水吸干。用鑷子卷起篩絹，放入盛有清水的小量筒中，記下水體升高的體積。取出篩絹，置于漏斗上并倒入已濃縮的浮游生物，待水濾出后用濾紙吸干，再放入小量筒中，記下水位升高的體積。兩次水位升高的差，即為浮游生物體積。2.3 浮游生物和著生藻類調查v重量測定法：分為干重法和濕重法濕重法：用400目篩絹網將浮游生物過濾，濾紙吸掉多余的水分，然后稱其重量。干重法：將過濾的浮游生物樣品，放

14、到烘箱中烘至恒重，然后稱其重量。2.3 浮游生物和著生藻類調查容積測定法和重量測定法具有簡便、快速的有點，但兩者都只能測定所采集浮游生物的總體積和總總量，無法確定每一種浮游生物的數值。而個體計數法能計算每種浮游生物的個體數，又可換算成每種浮游生物的體積和重量。8. 種類的鑒定各樣品至少要區(qū)分到屬，建議的參考書目如下 胡鴻鈞與魏印心中國淡水藻類-系統(tǒng)分類及生態(tài) 沈韞芬主編的原生動物學； 齊雨藻主編的中國淡水藻志：硅藻門-中心綱 王家楫著的中國淡水輪蟲志等2.3 浮游生物和著生藻類調查二. 著生藻類調查2.3 浮游生物和著生藻類調查在水深較淺的溪流生境，分為石面藻類、砂質藻類、木質藻類、附泥藻類、

15、附植物藻類。其中附著于底泥和砂礫表面的藻類通常呈絲狀或墊狀，受流量影響較大。大型藻：個體尺寸較大、可用肉眼識別的類群；小型藻：借助顯微鏡進行辨認與分類的類型；就河流而言，著生藻類主要包括硅藻、綠藻和藍藻等類群，其中硅藻的分布最為廣泛，一般作為普遍使用的監(jiān)測因子和評價著生藻類生物完整性的因子。2.3 浮游生物和著生藻類調查2.1 天然基質法：適用于可涉水河流的著生藻類采集 采樣時間及點位：在洪水期結束三周后進行，非雨季采樣 采樣設備及試劑 采樣方法（1）底質選?。?）將圓橡膠帽扣在預采樣區(qū)域上以固定一定的面積，用硬刷子仔細清 洗橡膠帽周圍區(qū)域并用清水沖洗，同時保證橡膠帽不會移動；（3）移去橡膠帽

16、并用刷子仔細清洗其所圍區(qū)域內的藻類，并用蒸餾水清 洗，收集在白瓷盤內，在轉入樣品瓶中；（4）加入固定劑，用蒸餾水進行定容；（5）記錄采樣點信息和標本瓶標簽（6）保存樣品運回實驗室（保持冷卻和黑暗條件）定量標本（1）采樣區(qū)內選擇不同生境特征的采樣點（2）每一采樣點，選擇藻類可能著生的石塊、倒木、大型水生植物和其他人工基質作為采樣對象，利用刀片刮取，硬刷清洗，去離子水沖洗等方法收集著生藻類樣品，具體方法見下表。（3）可將不同采樣對象采集的藻類樣品分別保存，也可將所有樣品進行混合代表整個生境著生藻類的群落特征； 其他步驟同上（定量標本采集方法）定性標本2.3 浮游生物和著生藻類調查可移動石塊、卵石、

17、可移動石塊、卵石、木質殘體木質殘體隨機選擇石塊放入磁盤帶回岸邊，采用橡隨機選擇石塊放入磁盤帶回岸邊，采用橡膠帽進行采樣；或選擇易于測定表面積的膠帽進行采樣；或選擇易于測定表面積的石塊，將石塊表面物質全部刷入樣品瓶中石塊，將石塊表面物質全部刷入樣品瓶中可移動的軟底質：苔蘚、水生植物根將植物放入有水的樣品瓶中，用力搖動，輕輕摩擦獲取藻類，后移出植物不能移動大型石塊泥沙基質：沙、淤泥、細顆粒有機物質等2.2 人工基質法著生藻類具有很強的附著性，在較硬的基質上短期內能發(fā)育出較為完整的著生藻類群落，因此可采用懸掛載玻片或人工基質的方法，進行著生藻類調查，此方法在不可涉水河流、無淺灘河流、濕地或凈水棲息地

18、效果顯著。2.3 浮游生物和著生藻類調查 選擇樣點：考慮光照強度的影響 取樣時間：3-4周使藻類附著 取樣數目：不小于3片（塊） 采樣設備： 采樣方法：用刮刀或刷子等取下著生藻類；2.3 硅藻物種鑒定和分析方法2.3 浮游生物和著生藻類調查2.4 生物完整性表征方法2.3 浮游生物和著生藻類調查 物種豐度：樣品中藻類物種數量的評估。高物種豐度代表生物完整性高，即大多數物種能適應目前棲息地的狀況。 屬豐度： 香農-威納指數：樣品中物種豐度和均勻性的指標 硅藻群落相似性百分比（PSc）： 敏感硅藻百分比：所有不耐污物種相對豐度的總和。 活硅藻百分比2.5 生物狀況診斷方法 物種豐度：樣品中藻類物種

19、數量的評估。高物種豐度代表生物完整性高，即大多數物種能適應目前棲息地的狀況。 屬豐度： 香農-威納指數：樣品中物種豐度和均勻性的指標 硅藻群落相似性百分比（PSc）： 敏感硅藻百分比：所有不耐污物種相對豐度的總和。 活硅藻百分比2.3 浮游生物和著生藻類調查第二部分 河流生態(tài)健康評價第一節(jié)第一節(jié) 河流生態(tài)健康評價國內外研究現狀河流生態(tài)健康評價國內外研究現狀一. 河流生態(tài)健康評價理論傳統(tǒng)方法：基于水質的物理化學測定方法河流健康（水文、水質、生物棲息地質量、生物指標等）二. 河流生態(tài)健康評價對象河流生態(tài)系統(tǒng) 縱向：從河源到河口均發(fā)生物理、化學和生物的變化； 橫向：河流與周圍泛洪平原密切聯(lián)系，因此河

20、岸帶屬于健康評價的范圍； 垂向：地下水的影響第一節(jié)第一節(jié) 河流生態(tài)健康評價國內外研究現狀河流生態(tài)健康評價國內外研究現狀三 . 河流生態(tài)健康評價指標的選取 評價指標：生物指標和棲息地指標 指示生物：魚類、底棲無脊椎動物、著生藻類等第一節(jié)第一節(jié) 河流生態(tài)健康評價國內外研究現狀河流生態(tài)健康評價國內外研究現狀美國的IBI指數通過對魚類類群的組成與分布、種多度及敏感種、固有種、外來種等方面的分析，來評價水體生態(tài)系統(tǒng)的健康狀態(tài)，共采用12項指標。棲息地評價：水流狀態(tài)、河道結構、河岸帶、基質、人類干擾等第一節(jié)第一節(jié) 河流生態(tài)健康評價國內外研究現狀河流生態(tài)健康評價國內外研究現狀四. 河流生態(tài)健康評價方法模型預測法：首先通過選擇參照點（無人為干擾或人為干擾 最小的樣點），建立理想情況下樣點環(huán)境特征及相應生物組成的經驗模型，通過比較觀測點生物組成的實際值（O）與模型推導該點預期值（E）的比值（O/E），通過該比值進行評價，如AUSTIVAS和RIVPACS，O/E值在0-1之間變化，比值越接近1，該點健康狀況越好。模型預測法缺陷：通過單一物種對河流健康狀況進行比較評價 多指標評價法：根據評價標準對河流的生物、化學以及形態(tài)特征指標進行打分，將各項得分累計后的總分作為評價河流健康狀況的依據。第一節(jié)第一節(jié) 河流生態(tài)健康評價國內外研究現狀河流生態(tài)健康評價國內外研