Page 56 - 《环境工程技术学报》2022年第5期
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· 1412 ·                                环境工程技术学报                                         第 12 卷

            evaluated as sub-health to general state. M-IBI could effectively distinguish the damaged points of different degrees
            and give a reasonable evaluation of the health status of the urban river ecosystem.
            Key words microbial  index  of  biotic  integrity  (M-IBI); ecosystem;   urban  river;  health  evaluation; microbial
            community structure

                河流生态系统涵盖饮用水、灌溉用水、景观用                           系用于评估水体生态系统健康是值得关注的重要研
                                                        [1]
            水、养殖用水等与人类生活密切相关的多种功能 。                            究方向   [10] 。Kondratief 等 [11 ]  研究发现，微生物种群
                                                                                  f
            然而经济的快速发展及城市人口的增长，使河流生                             结构会明显受到人类活动的影响，远离工业源和人
            态系统遭受到一定的破坏，导致河流生态环境退化，                            为源的地区以自养微生物为主，人类活动和工业源
                                                 [2]
            敏感物种减少，甚至制约当地经济的发展 。开展河                            较多地区异养微生物显著增加。Garrid 等                 [12 ]  对比
                                                                                                  o
            流生态系统健康评价体系研究，选取有效的指标和                             了地下水和污水处理厂二级、三级出水微生物种群
            科学的方法对河流生态系统健康状况进行准确诊                              结构，结果表明，拟杆菌门、 γ -变形杆菌门、硝化螺
            断，进而开展可持续利用与管理，对于促进河流生态                            旋门相对丰度与 β-变形菌门相对丰度之比存在显著
                                     [3]
            系统健康发展具有重大意义 。                                     差别。因此，微生物可以作为指示生物对河流健康
                目前，关于水体生态系统健康评价的研究已有                           状况起到指示和预警作用。La 等              [13 ]  应用细菌群落
                                                                                          u
            很多，采用的评价方法也不尽相同。其中，应用较多                            结构指数（bacterial community index，BCI），成功评价
            的方法为生物完整性指            数  ( index of biotic integrity，  了溪流生态健康情况。安新丽等            [14-17 ]  通 过  Illumina
            IBI)。IB 评价法是基于多种参数来完成的，通过生                         高通量测序技术，构建了微生物的生物完整性指数
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            物群落组成结构反映生态系统的健康情况。该方法                             (microbial index of biotic integrity，M-IBI 的指标体
                                                                                                  )
            通过建立环境因子与生物参数的定量关系，筛选对                             系，并将其成功应用于地下水、湿地、城市河流的健
            环境因子敏感的生物参数，基于比较参数值与系统                             康状况评价中。
            标准值对生态系统的健康状况进行评价 。                                    中国北方城市多为缺水城市，城市河道大多以
                                               [4]
                美国学    者  Kar 等 在 ]  198 年基于鱼类群落对              城镇再生水厂出水为补水，不同于自然水补水的河
                                [4
                             r
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            IB 体系进行了构建，并对河流健康状况进行了评                            道，以再生水补水的河道往往受人为干扰较大。尽
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            价。国内     对  IB 的研究相对稍晚，2 世          纪  9 年代，       管再生水的常规水质指标与天然水体无明显差别，
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                   [5
                    ]
            王备新 以底栖动物构建            了  IB 体系，对黄山地区的             但以再生水补水的河道的生态系统较天然水体补水
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            溪流进行了健康评价。经过众多学者                  对  IB 的应用        的河道显著不同。城市河道受人为干扰较大，其健
                                                   I
            和研究，目     前  IB 已广泛应用于水体生态系统健康评                    康状况通常会成为制约城市发展的重要因素。因此
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            价中 。                                               探求城市河道的生态健康状况，并采用准确有效的
                [6]
                生产者、消费者与分解者的存在组成了完整的                           方法对其进行评价，对城市河道管理具有重要意
            水体生态系统。在目前的大多数研究中，对生产者                             义。笔者以北京       市  4  条河流为研究对象，设        置  1 个
                                                                                                         5
            与消费者的关注度较高，虽然分解者也是生态系统                             代表性采样点，分析其微生物群落结构和水环境理
            的重要组成部分，但其在构            建  IB 时却往往被忽略 。            化因子特征，比较微生物群落结构的差异性；以微生
                                                        [7]
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            水体中的分解者主要由微生物构成，同时微生物也                             物为指示生物，运        用  M-IB 评价体系     对  4  条河流进
                                                                                      I
                                            [8]
            是整个生态系统中数量最多的物种 。微生物处于                             行生态系统健康评价，以期为北京市河流生态系统
            食物网的基础营养级，对生态系统的反应速度往往                             健康维护与管理提供支撑，同时为其他地区河流生
            高于生产者与消费者，因此在生态系统健康状况发                             态系统健康评价提供参考。
            生改变时，微生物的指示要早于处于较高营养级的
                                                                1 研究区与研究方法
            生产者与消费者 。另外，随着污染程度的加深，生
                           [9]
            产者与消费者的数量往往会大幅衰减，从而影响了                              1.1 研究区概况与采样点设置
            采集样品的丰富度，导致无法以生产者与消费者作                                 选取北京    市  4  条具有代表性的城市河道作为研
            为合适的生物指标。而分解者则不受此影响，在受                             究对象。其中，永定河以自然水体为河道补给水源，
            污染的水体中，以微生物为主体的分解者往往会更                             经门头沟区、石景山区、丰台区、房山区、大兴区，自
            加活跃，群落结构也具有相当的丰富性。因此，以分                            大兴区崔指挥营村东出市境域。在永定河设                    置  2 个
            解者——微生物群落作为主要对象构                  建  IB 指数体        采样点（YDH1、YDH2）。清河、凉水河、大龙河
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