近年來，隨著人類活動對河流生態(tài)系統(tǒng)影響的加劇，已造成全球范圍的河流生態(tài)系統(tǒng)破壞［1-4］。河流生態(tài)健康問題引起各國政府與學術界重視，國內(nèi)外學者開展了大量相關研究［4-14］。河流生態(tài)健康評價機理已成為近年來國際研究熱點的問題之一［4，14］。生物完整性指數(shù)(IndexofBioticIntegrity，簡稱IBI)，最早由Karr提出，用多個生物參數(shù)綜合反應水體的生物學狀況，評價河流乃至整個流域的健康［2］。目前，澳大利亞、美國等廣泛使用IBI方法評價河流生態(tài)健康［15-19］。我國應用B-IBI方法評價河流健康方面起步較晚，王備新、李強、張遠等分別根據(jù)底棲動物參數(shù)，建立了祁門縣溪流、西苕溪、遼河生態(tài)系統(tǒng)健康評價的IBI標準［20-24］。河流生態(tài)系統(tǒng)中，大型底棲無脊椎動物因其不易移動，具有較長生活周期，能夠穩(wěn)定反映水體污染變化，成為水環(huán)境評價的最佳選擇［25］。為進一步探求河流健康評價機理，本研究選擇大型無脊椎動物為河流健康評價的指示生物，以北京溫榆河為例，根據(jù)B-IBI指數(shù)構建方法，研究構建北京溫榆河B-IBI評價指標體系與健康評價標準，刻畫溫榆河底棲動物群落完整性，評價河流生態(tài)健康狀況。

1研究區(qū)域概況

溫榆河，又稱北京市的“母親河”，發(fā)源于北京燕山南麓的昌平、延慶、海淀一帶，屬于北運河水系，是北京市五大水系之中唯一發(fā)源于境內(nèi)且常年有水的河流，全長約47．5km，流域面積2478km2。溫榆河流域內(nèi)降雨量年際和年內(nèi)分配極不均衡，多年平均降水量約為600mm，其中80%集中在汛期6—9月，多年平均徑流量約3．5億m3，其中污水量占60%—70%［26］。溫榆河流經(jīng)地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達，人口稠密，擔負著排洪和城市排污的任務，其水質受到嚴重污染［27］。

2數(shù)據(jù)來源

根據(jù)《水和廢水監(jiān)測分析方法》的采樣原則，結合實際進行樣點布設。溫榆河上游分布11個樣點、中游分布5個樣點、下游分布3個樣點，共22個樣點(圖1)。依據(jù)Barbour無干擾樣點和干擾極小樣點作為參照點的評價標準［28］，結合實地考察，研究區(qū)確定了4個參照點，18個受損點。本研究采用的底棲生物數(shù)據(jù)為2011年3月春季樣。底棲生物樣品采集是以采樣點(小于1m深的河岸區(qū))為中心，在約30m長的采樣斷面內(nèi)選擇不同生境類型，采用定量和定性相結合方法進行采樣。定量采樣使用彼德遜采泥器(采樣面積為1/16m2)進行底棲生物樣品采集，每個樣點做3個重復。同時進行定性采樣，使用手抄網(wǎng)(0．3m寬，40目尼龍紗)采集3個小樣方，總面積約為1m2左右。標本直接在野外篩選并合在一起，每個樣點按軟體動物與水生昆蟲分類分別裝入樣品瓶，加酒精固定，并放入便攜式冰箱，帶回實驗室進行鑒定。標本盡量鑒定到種。同期進行水體理化指標的監(jiān)測。溶解氧、溫度和pH均采用便攜式分析儀在現(xiàn)場直接測定。另取水樣進行水化指標室內(nèi)實驗，按照《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第4版)(國家環(huán)境保護總局《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會，2002)相關規(guī)定進行分析，項目包括懸浮物、電導率、CODmn、BOD5、總氮、總磷、氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽等。3研究方法

3．1B-IBI方法

3．1．1候選生物學指標的確定

用于建立B-IBI(Benthic-IndexofBioticIntegrity，簡稱B-IBI)指標體系的生物學指標很多，參照相關文獻［20-24］，研究選用了反映群落豐富度(M1—M5)、個體數(shù)量比例(M6—M13)、生物耐污程度(M14—M19)和小生境質量(M20)等4類的20個指標作為備選指標(表1)，以反映環(huán)境變化對目標生物(個體、種群、群落)數(shù)量、結構和功能的影響，從而有效監(jiān)測和評價水環(huán)境質量。

3．1．2生物學指數(shù)篩選

1)分布范圍分析對參照點的生物指數(shù)值在平均值、標準差、25%分位數(shù)、中位數(shù)和75%分位數(shù)的分布范圍進行分析(表2)，隨干擾加強而減小的候選生物指數(shù)，若上述分值變化不明顯，說明表現(xiàn)的信息指示作用不強，如M8、M13、M18，故予以刪除;隨干擾加強而增大的候選生物指數(shù)，若上述分值變化較大，對信息的波動性較大，但隨干擾增強的7個生物指數(shù)，波動性不大，故予以保留。2)判別能力分析據(jù)Barbour方法［28-29］，比較參照點和受損點在25%—75%分位數(shù)范圍即箱體IQ的重疊情況，并分別賦予不同的值:沒有重疊，IQ=3;部分重疊，但各自中位數(shù)值都在對方箱體范圍之外，IQ=2;僅一個中位數(shù)值在對方箱體范圍之內(nèi)，IQ=1;各自中位數(shù)值都在對方箱體范圍之內(nèi)，IQ=0。只有IQ≥2的參數(shù)才作進一步分析，故刪除M4、M10、M11、M12和M15。3)相關性分析基于SPSS11．8統(tǒng)計分析軟件，對余下12個參數(shù)進行正態(tài)分布檢驗，結果顯示，除M19外(直接列入指標體系)，其余11個參數(shù)均不符合正態(tài)分布，故對這11個參數(shù)進行spearman相關分析(表3)，使最后構成IBI指標體系的每個指數(shù)都至少提供一個新的信息，避免重復信息。如果兩個指數(shù)間的相關系數(shù)r＞0．75，表明兩個指數(shù)間所反應信息大部份是重疊的，選其中一個指標即可。根據(jù)相關系數(shù)(表3)，考慮指數(shù)重要性，并結合指標體系需反映群落豐度、個體數(shù)量比例、生物耐污能力和小生境質量4方面信息，最終確定溫榆河B-IBI的指數(shù)包括總分類單元數(shù)、總生物量、優(yōu)勢分類單元個體相對豐度、敏感類群單元數(shù)、生物指數(shù)和粘附者個體相對豐度6個指標。

3．1．3生物學指標記分標準的建立

如何建立B-IBI指標體系評價標準，王備新等［20］對比了3分制，4分制和比值法，發(fā)現(xiàn)比值法具有更高的穩(wěn)定性及準確度，故研究采用比值法進行指標體系計算，即干擾越強，指數(shù)值越低的指數(shù)，以95%分位數(shù)值為最佳值，各指數(shù)的分值等于指數(shù)值除以95%分位數(shù)值。對于干擾越強，指數(shù)值越高的指數(shù)，則以5%分位數(shù)值為最佳值(表4)。該法規(guī)定，經(jīng)計算后的分值的分布范圍為0—1，如果大于1，則都記為1，對于計算結果求和。按照參照點B-IBI值分布的25%分位數(shù)法進行指標體系的最終劃分，如果樣點的B-IBI值大于等于25%分位數(shù)值，則表示該樣點受到的干擾很小，是健康的。小于25%分位數(shù)值的分布范圍，根據(jù)需要可以4等分，分別代表不同的健康程度，最終確定溫榆河底棲動物完整性評價標準(表5)。