1988-2021年洞庭湖大型底栖动物完整性评价及环境压力影响分析

摘要

为客观跟踪洞庭湖水生态环境质量,掌握洞庭湖水生生物完整性状况和变化趋势,支撑长江流域水生态考核工作的开展,基于洞庭湖30多年(1988—2021)的大型底栖动物群落特征数据,构建洞庭湖大型底栖动物完整性指数(BIBI)。基于完整性评价结果,采用多元逐步回归分析识别30多年间影响洞庭湖B-IBI的主要环境因素和贡献率。以低压力期(1988—1994年)底栖动物特征确定参照状态,构建的B-IBI由总分类单元数、甲壳类和软体类分类单元数、H指数、总密度和BI指数5项核心参数构成;同时确定出5项参数的期望值,并建立起B-IBI评价的标准:B-IBI≥6.34,优秀;4.75≤B-IBI<6.34,良好;3.17≤B-IBI<4.75,中等;1.58≤B-IBI<3.17,较差;B-IBI<1.58,很差。经B-IBI在低、高压力组的箱线图分析,进一步验证了该指数的辨别力和适用性。根据研制的B-IBI评价标准,得到洞庭湖B-IBI从1988年的6.99(优)下降到2021年的2.97(较差),表明洞庭湖底栖动物完整性呈现显著的下降趋势。相关环境因素的分析显示,同期洞庭湖的综合营养状态指数、总氮和叶绿素a均呈现显著上升态势。对B-IBI和环境因子的响应关系分析表明,B-IBI与总氮和叶绿素a呈显著负相关,多元逐步回归分析表明总氮解释了大型底栖动物完整性变异的56.1%,和叶绿素a共同解释了变异的61.3%。营养盐增加对洞庭湖大型底栖动物完整性的变化起到较大程度的驱动作用。构建的B-IBI评价标准在洞庭湖具有较好的适用性,可为长期跟踪湖体完整性变化及分析水生态状况变化提供有价值的科学依据。建议在长江流域重要水体的保护中,在持续控磷的同时,加大对氮污染影响的关注,增加对总氮的管控力度,并将总氮纳入国家和地方水生态环境监管体系。