2012-2022年辽河铁岭段水生生物多样性指数变化研究

张欣然

(辽宁省营口水文局，辽宁 营口 115003)

辽河铁岭段地处辽宁省工业、农业区，区域工业和农业较为发达，长期以来辽河铁岭段的水生态环境一直是生态环境部门关注的重点区域，尤其是近些年来，国家加大对辽河水生态环境的质量力度，通过增大河道水量和降低入河污染物等综合措施来提高辽河水生态环境状况，使得辽河铁岭段水生态环境得到较为明显的改善[1]。在河道水量、水质改善的同时，河流水生生物多样性成为流域水生态环境保护和规划措施的重点，辽河铁岭段从2012年开始布置6个水质监测断面定期对着生藻类、底栖动物进行同步观测，并对其水生生物变化进行分析，取得一定的研究成果[2-6]，但这些成果均未对其河流水生生生物多样性指数进行综合分析，大都局限于某一类指标进行分析，缺乏系统性。近些年来，Shannon-Wiener多样性指数法在国内较多河流水生生物多样性指数综合分析研究中取得较好的应用成果[7-15]，该指数通过对着生藻类进行多样性指数的综合分析，从而提高水生生物多样性指数综合分析的合理性和全面性。为提高辽河铁岭段水生生物多样性指数分析的合理性，结合辽宁铁岭段6个水质近10年着生藻类、底栖动物监测情况，对河流水生生物多样性指数变化特征进行分析，研究成果对辽河铁岭段水生生物多样性保护和规划措施的合理确定具有重要参考价值。

1 水生生物监测

1.1 断面分布

2012-2022年期间，在辽河铁岭段布设6个监测断面开展水生生物监测。其中，辽河干流3个断面，包括福德店、三合屯、珠尔山。一级支流断面3个，分别为清河清辽断面、柴河东大桥断面和凡河黄河子断面。其中福德店、三合屯、珠尔山3个水质监测断面的水质保护目标为Ⅵ类，清辽、柴河东大桥及凡河黄河子断面的水质保护目标为Ⅲ类。

1.2 着生藻类监测情况

辽河干流断面及各支流断面共检出着生藻类5门40种。其中硅藻门22种，绿藻门9种，蓝藻门6种，裸藻门2种，隐藻门1种。福德店着生藻类生物密度为18950cell/cm2，优势种为硅藻门梅尼小环藻。三合屯断面着生藻类生物密度为10800cell/cm2，优势种为硅藻门梅尼小环藻。珠尔山断面2022年监测着生藻类生物密度为5150cell/cm2，优势种为硅藻门双头辐节藻。通江口断面监测着生藻类生物密度为9100cell/cm2，优势种为硅藻门梅尼小环藻。清辽断面监测着生藻类生物密度为8800cell/cm2，优势种为硅藻门偏肿桥弯藻。东大桥断面着生藻类生物密度为12900cell/cm2，优势种为硅藻门尖针杆藻。黄河子断面着生藻类生物密度为21650cell/cm2，优势种为绿藻门实球藻。

1.3 底栖动物监测情况

各监测断面主要监测底栖动物3门29种。其中节肢动物门21种，软体动物门5种，环节动物门3种。三合屯、珠尔山、通江口、清辽、黄河子断面优势种为节肢动物门斑点小划蝽，监测生物密度均值分别为25、51、18、20、36个/m2；福德店断面优势种为节肢动物门纹石蚕，生物密度为44个/m2；东大桥断面优势种为节肢动物门山地亚美蜉，生物密度为27个/m2。

1.4 浮游植物监测情况

监测浮游植物的断面为柴河、清河两个断面，其主要监测浮游植物有6门47种，其中绿藻门20种、硅藻门14种、蓝藻门6种、裸藻门4种、隐藻门2种、甲藻门1种。柴河断面浮游植物生物密度为均值为1.2×106cell/L，优势种类均为蓝藻门伪鱼腥藻。清河监测断面浮游植物生物密度为均值为1.7×106cell/L，优势种类均为硅藻门颗粒直链藻。

2 评价方法及标准

shannon-Wiener多样性指数法用于浮游(着生)植物评价，计算公式为：

(1)

式中，d-多样性指数；S-种类数；ni-个体数；N-样本个体总数。

底栖动物BI指数计算公式为：

(2)

式中，ni-第i类分类单元的个体数；ti-第i类分类单元的纳污值；N-样本总个体数。

水生生物多样性指数按表1进行分类评价。

表1 水生生物多样性指数评价标准

3 综合评价结果

3.1 着生藻类生物多样性指数

结合各监测断面2012-2022年着生藻类监测数据，结合浮游植物多样性指数评价方法，对辽河铁岭段各监测断面2012-2022年生物多样性指数进行综合分析，结果见表2。

表2 辽河铁岭段2012-2022年生物多样性指数分析结果

2012-2022年期间，各断面着生藻类生物多样性指数均值介于2.7～3.0之间。其中，清辽断面生物多样性指数为3.0，属于清洁等级；其他5个断面生物多样性指数均小于3.0，属于轻度污染等级。2012-2022年期间，福德店断面着生藻类生物多样性指数介于2.2～3.4之间，2014-2016年和2018-2020年这6年为清洁等级，其他年份为轻污染等级。三合屯断面着生藻类生物多样性指数介于2.0～3.6之间，2018、2020年为清洁等级，其他年份为轻污染等级。珠尔山断面着生藻类生物多样性指数介于2.2～3.5之间，2016、2018、2019年为清洁等级，其他年份为轻污染等级。清辽断面着生藻类生物多样性指数介于2.4～3.5之间，2014年、2017-2019年、2021年这5年为清洁等级，其余年份均属于轻污染等级。东大桥断面着生藻类生物多样性指数介于2.4～3.5之间，2014年、2019-2021年均为清洁等级，其余年份均属于轻污染等级。黄河子断面着生藻类生物多样性指数介于2.3～4.1之间，2014年、2017-2019年为清洁等级，其余年份均为轻污染等级。

3.2 底栖动物BI指数

在辽河铁岭段各监测断面着生藻类生物多样性指数分析结果的基础上，结合底栖动物BI指数计算方法，对辽河铁岭段2012-2022年底栖动物指数进行综合分析，结果见表3。

表3 辽河铁岭段2012-2022年底栖动物BI指数分析结果

2012-2022年期间，福德店断面底栖动物BI指数介于3.2～7.2之间，2020-2021年属于最清洁等级，2014、2018、2020、2022年属于清洁等级，2019年属于轻度污染等级，2017年属于中度污染等；三合屯断面底栖动物BI指数介于3.1～7.4之间，2016、2021年属于最清洁等级，2014、2018、2020、2022年属于清洁等级，2019年属于轻污染等级，2017年属于中度污染等级；珠尔山断面底栖动物BI指数介于4.4～7.6之间，2018-2022年属于清洁等级，2017年属于轻污染等级，2014年和2016年属于中度污染等级；清辽断面底栖动物BI指数介于3.1～8.0之间，2016年、2019年、2020-2021年属于最清洁等级，2017年属于清洁等级，2018、2022年属于轻度污染等级，2014年属于中度污染等级；东大桥断面底栖动物BI指数介于3.0～7.6之间，2021年为最清洁等级，2017年、2019-2020年为清洁等级，2014、2022年为轻度污染等级，2016、2018年为中度污染等级；黄河子断面底栖动物BI指数介于4.5～7.4之间，2022年为清洁等级，2016-2018年和2020-2021年为轻度污染等级，2014、2019年为中度污染等级。

4 主要结论

(1)辽河干流各断面生物多样性指数、底栖动物BI指数均总体呈现递增变化，其中硅藻门梅尼小环藻为主要优势藻类，主要优势底栖动物为节肢动物门斑点小划蝽。

(2)在进行生物多样性指数评估时，要对监测断面的着生藻类、浮游植物、底栖动物结合区域河段实际情况进行合理分类，确定主要优势种类后在进行分类统计，从而提高多样性指数评估的合理性。

(3)不同季节水质污染程度对于断面多样性指数影响较大，在后续研究应重点关注季节水质以及温度对河流多样性指数的影响。