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user: 3. 结果与分析 3.1. 候选生物参数的判别能力分析 本研究利用9个参照点的资料计算了20个生物参数的值，并对其进行了初步分析(表2)。其中，毛翅目%和(甲壳动物+软体动物)%，分位数值都为0.04，其值的可变动范围非常窄，不易准确区分受干扰程度，因此不适宜参与构建B-IBI指标体系的生物参数。同样，Shannon-Wiener多样性指数、捕食者%、杂食者%、刮食者%、撕食者%，过滤收集者%，同样不予考虑。余下的12个生物参数，将做进一步的分析。 3.2. 敏感性分析 敏感性分析指的是通过分析生物参数来区分参照点和受损点的能力。根据Barbour et al. [ 11 ] 的评判方法， 根据IQ值的评定方法和筛选原则，摇蚊%和双翅目%的IQ小于2，不再进入下一步分析。总分类单元数、水生昆虫分类单元数、敏感类群单元数、EPT(E蜉蝣目，P襀翅目，T毛翅目)分类单元数、前3位优势分类单元%和生物指数BI等共10个参数的IQ都大于或等于2，可以保留用作进一步的分析(图1)。 3.3. Pearson相关性分析 一个生物参数能否成为B-IBI构成生物参数之一，一是看在不同景观尺度上，生物参数对外界干扰是否敏感，其反应是否可以预测；二是看这个生物参数反映的信息是否与其它参数高度重复 [ 12 ] 。相关性分析是为了考察参数间的信息重叠程度。若两个参数呈显著线性相关，表明两个指标所反映的信息大部份重叠，保留其中一个就可以；若两个指标显著相关，但为非线性相关或曲线相关，说明两个指标的信息只有部分重叠，两个指标都要保留 [ 11 ] [ 13 ] 。对经过敏感性分析余下的10个参数进行Pearson相关分析，以检验各参数所反映信息的独立性，使最后构成IBI指标体系的每个参数都至少提供一个新的信息，而不是重复信息。 采用Maxted et al. [ 13 ] (2000)的标准，以|r| > 0.75表示2个参数间高度相关，对高度相关的参数，取其中一个就可以代表相关参数间所包含的大部份信息。本研究决定构成底栖动物完整性指数B-IBI值的有总分类单元数、EPT分类单元数、蜉蝣目%、直接集食者%、耐污类群%、生物指数BI等6个参数(表3)。 Table 2 Distribution of values for 20 metrics within 9 reference site 指标类型 平均值 标准差 最小值 最大值 25%分位数 中位数 75%分位数 Category Average SD Min. Max. 25%ile Median 75%ile 总分类单元数 1 22.4 4.28 13 37 17 20 25 水生昆虫分类单元数 2 20.2 3.13 10 33 14 19 25 敏感类群单元数 3 13 4.47 6 18 10 14 17 EPT分类单元数 4 13 2.28 11 17 11 12 14 Shannon-Wiener指数 5 2.88 0.91 1.32 4.17 1.91 2.16 3.71 摇蚊% 6 0.13 0.16 0.01 0.43 0.03 0.10 0.17 (甲壳动物+软体动物)% 7 0.06 0.11 0 0.33 0.02 0.04 0.08 前3位优势分类单元% 8 0.77 0.20 0.42 1 0.67 0.83 0.91 双翅目% 9 0.21 0.27 0.04 0.73 0.09 0.10 0.44 捕食者% 10 0.21 0.08 0.12 0.26 0.07 0.17 0.25 杂食者% 11 0.11 0.05 0.03 0.21 0.04 0.06 0.10 直接集食者% 12 0.32 0.14 0.12 0.51 0.19 0.38 0.41 过滤收集者% 13 0.25 0.27 0.10 0.56 0.20 0.27 0.33 刮食者% 14 0.06 0.03 0.03 0.10 0.04 0.05 0.08 撕食者% 15 0.07 0.03 0.05 0.10 0.02 0.04 0.07 蜉蝣目% 16 0.56 0.09 0.44 0.68 0.48 0.57 0.62 毛翅目% 17 0.09 0.13 0.01 0.53 0.03 0.04 0.09 敏感类群(耐污值≤3)% 18 0.63 0.07 0.52 0.72 0.58 0.63 0.69 耐污类群% 19 0.16 0.09 0.05 0.26 0.08 0.15 0.25 生物指数BI 20 3.54 0.36 2.90 3.86 3.4 3.74 3.79 表2. 20个生物参数在9个参照点中的分布 注：1. No. of total taxa， 2. No. of aquatic insects taxa， 3. No. of intolerant taxa， 4. EPT taxa， 5. Shannon-Wiener index， 6. Chironomidae%， 7. (Crustacea+Mollusca)%， 8. 3 dominant taxa%， 9. Dipter%， 10. Predators%， 11. Omnivores%， 12. Gatherers%， 13. Filterers%， 14. Scraper%， 15. Shredder%， 16. Ephemeroptera%， 17. Trichoptera%， 18. Intolerant taxa% (tolerance value ≤ 3)， 19. Tolerant taxa%， 20. BI. Table 3 Pearson correlation matrix of 10 candidate metrics (n = 10 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M1 1 M2 0.907* 1 M3 0.933* 0.844 1 M4 0.595 0.491 0.519 1 M5 0.937* 0.882* 0.87 0.819 1 M6 0.889* 0.829 0.891* 0.838 0.979** 1 M7 0.617 0.452 0.818 0.075 0.441 0.514 1 M8 0.919* 0.880* 0.984** 0.39 0.818 0.825 0.82 1 M9 0.883* 0.827 0.818 0.887* 0.991** 0.982** 0.369 0.749 1 M10 0..218 -0.103 0.445 0.089 0.118 0.239 0.784 0.364 0.105 1 表3. 10个候选生物参数间的Pearson相关分析(n = 10) 注：M1总分类单元数Total number of taxa，M2水生昆虫分类单元数 No. of aquatic insects taxa，M3 敏感类群单元数No. of intolerant taxa，M4 EPT分类单元数EPT taxa，M5前3个优势单元% 3 dominant taxa%，M6直接集食者Gatherers%，M7蜉蝣目% Ephemeroptera%，M8敏感类群% Intolerant taxa%，M9耐污类群% Tolerant taxa%，M10生物指数BI；*P < 0.01显著线性相关Significance。 3.4. B-IBI值的计算 按照三分法 [ 7 ] [ 10 ] ，首先计算构成B-IBI值的6个参数(总分类单元数、EPT分类单元数、蜉蝣目%、直接集食者%、耐污类群%、生物指数BI)在参照点的统计分布，拟定其评价指标的评分标准(表4)。据此将每个样点的参数的评价值实测值分别进行评分，然后将6个参数得分进行累加，最后得到每个样点的B-IBI总分。按照比值法 [ 7 ] [ 12 ] ，首先计算生物参数在全部样点中的95%或5%分位数的值(表5)。最后将选出的6个参数的分值进行累加，即得出各样点的B-IBI总分值。 3.5. B-IBI评价结果 由3分制法和比值法计算而得的B-IBI值在参照点和所有样点中的分布，利用参照点数据和所有样点数据， 图1. 候选生物参数在参照点和受损点的箱线图 采用参照点B-IBI值分布的25%分位数和所有样点B-IBI值分布的95%分位数法，确定2种记分方法评价呼兰河口湿地水生态系统健康的标准。采用上述标准，对各样点(参照点和受损点)进行健康评价，结果表明，三分法得到的健康标准为：参照点大于 27为健康，全部样点大于26为健康；比值法得到的健康的标准为：参照点大于3.64为健康，全部样点大于3.56为健康(表6)。 Table 4 Descriptive statistics and scores for 6 metric 生物参数Metrics 统计分布Statistics 评分Scores 25% 50% 75% 6 3 0 总分类单元数 No. of total taxa 17 20 25 >17 10~17 <10 EPT分类单元数 EPT taxa 11 12 14 >11 6~11 <6 蜉蝣目% Ephemeroptera% 0.17 0.48 0.79 >0.16 0.09~0.16 <0.09 直接集食者% Gatherers% 0.19 0.38 0.41 <41 0.42~0.48 >0.48 耐污类群% Tolerant taxa% 0.08 0.15 0.25 <0.25 0.25~0.72 >0.72 生物指数BI 3.4 3.74 3.79 <3.79 3.80~7.80 >7.80 表4. 6个参数值在参照点中的分布及分值计算标准 Table 5 Descriptive statistics of 6 metrics within all site 生物参数 Metrics 最小值 Min. 5%分位数 5ile% 中位数 Median 95%分位数 95%ile 最大值 Max. 总分类单元数 No. of total taxa 3 8 26 35 57 EPT分类单元数 EPT taxa 1 3 8 16 17 蜉蝣目% Ephemeroptera% 0.01 0.25 0.30 0.53 0.68 直接集食者% Gatherers% 0.15 0.20 0.32 0.39 0.45 耐污类群% Tolerant taxa% 0.05 0.23 0.45 0.76 0.94 生物指数BI 3.8 3.96 4.13 5.52 6.21 表5. 6个生物参数值在所有样点中的统计分布 Table 6 Criteria of health assessment of B-IB 健康 Health 亚健康 Sub-health 一般 Good-fair 差 Fair 极差 Poor 三分法3 point system >26 20~26 13~19 7~12 <6 比值法ratio system >3.56 2.67~3.59 1.78~2.66 0.89~1.77 <0.88 表6. B-IBI指标体系健康评价标准 3.6. 健康评价 利用上述建立的标准来评价呼兰河口湿地及周边水域各样点水体健康状况，结果表明(表7)，三分法和比值法得到的结果基本一致。通过线性相关分析，两种方法得到结果有很好的相关性(r = 0.891)。在所调查的30个样点中，处于健康状况的样点9个，位于ASH水域，也就是本研究选取的参照点；6个样点为亚健康，评价结果为一般的有10个样点，差的为4个，极差的一个(S4位于阿什河口内)。呼兰河口湿地样点中，利用三分法计算的B-IBI值，评价结果为，S6、S7、S10、S11、S12为一般，S13评价结果为差，利用比值法对S12和S13样点评价结果好于三分法，即：S12为亚健康，S13为一般。 Table 7 Statues of health in site 样点Sites 三分法分值 健康状况 比值法分值 健康状况 Sites Score for 3 point system State of health Score for ratio system State for health S1 22 亚健康Sub-health 2.69 亚健康Sub-health S2 19 一般Good-fair 2.46 一般Good-fair S3 11 差Fair 1.25 差Fair S4 5 极差Poor 0.45 极差Poor S5 10 差Fair 1.75 差Fair S6 18 一般Good-fair 1.79 一般Good-fair S7 17 一般Good-fair 1.2 一般Good-fair S8 24 亚健康Sub-health 2.89 亚健康Sub-health S9 25 亚健康Sub-health 2.86 亚健康Sub-health S10 19 一般Good-fair 2.65 一般Good-fair S11 18 一般Good-fair 2.6 一般Good-fair S12 14 一般Good-fair 2.7 亚健康Sub-health S13 12 差Fair 2.65 一般Good-fair S14 11 差Fair 1.56 差Fair S15 15 一般Good-fair 2.25 一般Good-fair S16 17 一般Good-fair 2.46 一般Good-fair S17 17 一般Good-fair 2.43 一般Good-fair S18 19 一般Good-fair 2.58 一般Good-fair S19 22 亚健康Sub-health 2.68 亚健康Sub-health S20 22 亚健康Sub-health 2.7 亚健康Sub-health S21 22 亚健康Sub-health 2.69 亚健康Sub-health S22 28 健康Health 3.68 健康Health S23 29 健康Health 3.71 健康Health S24 29 健康Health 3.7 健康Health S25 30 健康Health 3.73 健康Health S26 29 健康Health 3.72 健康Health S27 27 健康Health 3.69 健康Health S28 27 健康Health 3.59 健康Health S29 28 健康Health 3.7 健康Health S30 28 健康Health 3.57 健康Health 表7. 各样点健康状况 注：S22-S30：参照点Reference sites R；S1-S21：受损点Impaired sites。 3.7. B-IBI与水环境因子之间的关系 利用B-IBI与水体主要的环境因子进行Pearson相关性分析。结果表明，B-IBI与水温(WT)、溶解氧(DO)、氨氮(NH 3 -N)、硝酸盐氮( NO 3 − − N )和电导率(EC)显著相关(P < 0.01)。利用三分法得到B-IBI与总磷(TP) (春季)之间的相关系数为0.657，即显著相关(P < 0.01)。利用比值法得到B-IBI (秋季)除了水深之外，与其它环境因子之间显著相关(P < 0.01)。因此，呼兰河口湿地秋季更适合利用底栖动物B-IBI值对水生态系统进行健康评价。B-IBI是对底栖动物群落多样性和水体理化指标的综合反映，当B-IBI发生改变后，通过分析理化指标，就可以判断引起B-IBI发生变化的主要原因，从而有针对性地采取防治措施，以便更好地保护和恢复受到损害的水生态系统。