CN114565221A - 水生态系统环境质量综合评价方法 - Google Patents

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CN114565221A CN202210074149.9A CN202210074149A CN114565221A CN 114565221 A CN114565221 A CN 114565221A CN 202210074149 A CN202210074149 A CN 202210074149A CN 114565221 A CN114565221 A CN 114565221A
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Abstract

本发明属于水生态环境监测技术领域，具体涉及一种水生态系统环境质量综合评价方法。该方法主要包括以下的步骤：综合评分，其具体步骤是，获取以下五个数值：营养盐指数、栖息地质量、浮游植物指数、微生物指数、鱼类指数，然后采用以下的公式进行计算，获得综合得分：综合得分=（营养盐指数+栖息地质量+浮游植物指数+微生物指数+鱼类指数）/5；将综合评分对应于评价标准进行评价，从而获得水生态系统的环境质量状况。本发明的有益效果在于，筛选了能用于本发明方法的五个经过了标准化指标，首次提供了一种全面、综合性的水生态环境质量评价方法，使得通过该方法所获得的结果更加接近水生态环境的真实情况。

Description

水生态系统环境质量综合评价方法
技术领域
本发明属于水生态环境监测技术领域，具体涉及一种水生态系统环境质量综合评价方法。
背景技术
水生态环境质量评价方法，是指通过物理化学和生物完整性指标，描述淡水生态系统的组成、结构和功能的稳定性、弹性和可持续性状态的方法。
每条河流或每个水库、湖泊都会呈现出各自的地域特性，而水生态环境质量指标是一个综合评价的指标，若是采用统一的标准来评价，必然会出现严重的偏差，导致评价结果不准确，不能反映水体环境的真实质量。关于水生态环境质量评价，现行的有《流域水生态环境评价与监测技术指南》，该指南中仅仅是介绍了各种不同的监测技术/监测方法(比如单项的评价指标)，但是未对具体的水生态流域如何进行综合性的环境质量评价进行详细的披露，行业内的人员在操作时仍然没有较为可靠的筛选方法、评价方法来执行。
关于水生态评价方法，以下的专利文献进行过披露：
CN107292085A公开了一种基于底栖动物功能多样性的水生态评价方法及应用。本发明方法确定了物种丰富度、种类个体组成、生物耐受性、营养结构和小生境质量五大候选指标类型，以反映环境变化对底栖动物功能多样性的影响，通过分布范围分析、判别能力分析、相关性分析，从所提出的候选指标中筛选出关键核心生物指标，采用比值法对核心指标进行记分，将各指标记分进行加和，得到底栖动物功能多样性评价最终得分，完成科学评价。本发明提供的评价体系弥补了传统的水体理化指标只能反映瞬时水质状况的缺点，能够体现人为干扰对生境破坏的长期累积效果，预测多重污染胁迫下的有害生物效应。
上述的方法具有一定的局限性，河流的水生态评价过程中，仅采用单一的底栖动物不能客观、真实的反映不同等级的多种生物种群生存时的水质状况，同时上述的方法在应用时并未进行标准化处理，极有可能会影响结果的准确性。
因此，需要发明一种能适用于水生态环境质量的综合性的评价方法，通过该方法能获取该水生态系统的真实环境质量状况。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种能够更加准确、全面的反映水生态系统真实的环境质量状况的方法。
本发明所提供的水生态系统环境质量综合评价方法，该方法主要包括以下的步骤：
S1：综合评分；
综合评分的具体步骤是，分别获取以下五个数值：营养盐指数、栖息地质量、浮游植物指数、微生物指数、鱼类指数，然后采用以下的公式进行计算，获得综合得分：
Figure BDA0003483320390000021
其中，栖息地质量为栖息地质量标准化后的指标得分。
S2：将综合评分对应于评价标准进行评价，从而获得水生态系统的环境质量状况：
将水生态系统环境质量状况分为七个等级：极优、优、良、中、差、劣、极劣，根据综合分来对应相应的等级，从而获取水生态系统的环境质量状况。
具体的，在对水生态系统进行评价时，综合评分与水生态系统环境质量状况的七个等级的对应关系如下：
综合评分大于1，水生态系统环境质量等级为极优；
综合评分为0.8～1.0，水生态系统环境质量等级为优；
综合评分为0.6～0.8但是不包括0.8，水生态系统环境质量等级为良；
综合评分为0.4～0.6但是不包括0.6，水生态系统环境质量等级为中；
综合评分为0.2～0.4但是不包括0.4，水生态系统环境质量等级为差；
综合评分为0～0.2但是不包括0.2，水生态系统环境质量等级为劣；
综合评分小于为0，水生态系统环境质量等级为极劣。
上述的五个指标(营养盐指数、栖息地质量、浮游植物指数、微生物指数、鱼类指数)均为进行了标准化处理的指标。
本发明中标准化处理的方法是：
获取期望值和临界阈值，然后获取测量值，再进行标准化公式处理；
期望值为，待评价流域水环境质量最优背景断面的同期测量值；
临界阈值为，待评价流域水环境质量最差的污染断面的同期测量值；
具体的标准化公式如下：
Figure BDA0003483320390000031
Figure BDA0003483320390000041
以上所述及的五个指标(营养盐指数、栖息地质量、浮游植物指数、微生物指数、鱼类指数)中，具体的标准化处理的方法如下：
(1)营养盐指数的计算公式如下：
营养盐指数＝(NH3-N+TN+TP)/3
式中NH3-N：氨氮标准化后的指标得分；TN：总氮标准化后的指标得分；TP：总磷标准化后的指标得分；
氨氮、总氮、总磷的标准化公式均为：
Figure BDA0003483320390000042
营养盐包括氨氮、总氮、总磷的测定值，其意义在于：重要营养元素指标，可指示水体富营养化程度；
(2)栖息地质量指标的计算公式如下：
栖息地质量＝H
式中H为栖息地质量标准化后的指标得分，栖息地评价值的标准化公式为：
Figure BDA0003483320390000043
栖息地质量是栖息地质量评价值，其意义在于反映栖息地生境质量。
以下的(3)、(4)、(5)中所述及的浮游植物、微生物、鱼类均为生物指标；浮游植物在指标层具有浮游植物特有物种数和浮游植物的总分类单元数；浮游植物特有物种数是指示物种的指标，而浮游植物的总分类单元数的作用在于反映所有物种丰富度；
微生物包括断面间特有的微生物(指示物种指标)、氨氮相关微生物的总属级单元数(所有属级阶元丰富度指标)；
鱼类的指标层总共有五项：中华鳑鲏种群多度、鱼类多样性指数、鱼类Simpson优势度指数、鱼类总分类单元数、鱼类BP指数；上述的五个指标依次反映了种群大小数量、群落多样性、群落优势度、所有物种丰富度、最具优势物种。
(3)浮游植物指数按如下的公式来计算：
浮游植物指数＝(Ss+S)/2；
式中Ss为浮游植物特有物种数标准化后的得分；S为浮游植物总分类单元数标准化后的得分；
浮游植物特有物种数标准化后的得分、浮游植物总分类单元数标准化后的得分按如下的公式计算：
Figure BDA0003483320390000051
(4)微生物指数按如下的公式来计算：
微生物指数＝Sn
Sn为氨氮相关微生物总属级分类单元数标准化后得分，其指标得分按如下公式计算：
Figure BDA0003483320390000052
(5)鱼类指数按如下的公式计算：
鱼类指数＝(B+S+H+Ds+Dbp)/5
式中B为中华鳑鲏种群多度，S为鱼类总分类单元数，H为鱼类多样性指数，Ds为鱼类Simpson优势度指数，Dbp为鱼类Berger-Park优势度指数；
其中，B、S、H按如下公式计算：
Figure BDA0003483320390000061
Ds、Dbp按如下公式计算：
Figure BDA0003483320390000062
获取微生物指数指标时，对水样微生物群落进行采集以获取测量值，采集流程如下：
采集时间：每月采集2～3次；在具有明显丰水期和枯水期时，在枯水谷期和丰水峰期分别采集样品；
采样点设置：根据湖泊、水库、河流等水体形态特点、底质类型、水文状况、水生植物和微生物的分布特征，以及水体的受污染状况，在水域内设置多个具有代表性的断面或样线以保证同一断面或样线上的差异程度尽可能小，同一断面或样线上3～5等分距离设置一个样点；
湖泊和水库：将湖泊、水库划分成入口区、深水区、出口区、沿岸带，或污染区和相对清洁区，在上述区域分别设置若干具有代表性的横断面；根据断面的方向，3～5等分距离设置一个样点，或在断面的中部和靠岸的左、右两侧分别设置多个样点；
样点内设置：垂直方向：依据水体透明度、水深，自水面向水底，设至少三点采集。
对于采集到的样品，处理方法如下：
采集水体微生物时，水样采用1L有机玻璃采水器采集，2～5℃避光保存在无菌玻璃瓶中，然后在12～24h内转入实验室内处理；水样中0.5L做微生物检测，0.5L做理化检测；
水样于12～24h内经0.22μm醋酸纤维滤膜过滤，富集微生物，保存在-80℃超低温冰箱；泥样直接保存到-80℃超低温冰箱中。
本发明的有益效果在于：
(1)对于水生态系统环境质量评价，首次提供了一种全面、综合性的评价方法，使得通过该方法所获得的结果更加接近水生态环境的真实情况；
(2)从众多指标当中筛选了能用于本发明方法的五个具体指标：营养盐指数、栖息地质量、浮游植物指数、微生物指数、鱼类指数，正是通过上述的指标，能真实的反映出水生态环境质量；
(3)本发明采用了标准化的方法，将上述的营养盐指数、栖息地质量、浮游植物指数、微生物指数、鱼类指数这五个指标都进行了客观的标准化，减少了比较的误差；
(4)本发明所筛选的指标中，浮游植物指数、微生物指数、鱼类指数分别代表了不同等级的食物链生物，由低到高覆盖了不同水体生态系统的状况，能全面的反映不同水体生物的状况，相较于单一的采用某一类水生动物(比如底栖动物)来评价环境质量，本发明的方法更加客观、准确、全面，使得整体所获得的数据无限接近于真实的环境质量状况。
附图说明
图1为实施例2中小清河济南段不同断面体系综合得分变化趋势。
具体实施方式
为了能使本领域技术人员更好的理解本发明，现结合具体实施方式对本发明进行更进一步的阐述。
以山东省济南市小清河水生态系统综合评价为例，采用本发明所提供的方法进行综合评价，并且对该方法的可靠性、准确性进行验证，具体如实施例1、2、3所描述的评分方法、评价方法、验证方法。
实施例1
本发明所提供的水生态系统环境质量综合评价方法，该方法主要包括以下的步骤：综合评分；
综合评分的具体步骤是，分别获取以下五个数值：营养盐指数、栖息地质量、浮游植物指数、微生物指数、鱼类指数，然后采用以下的公式进行计算，获得综合得分：
Figure BDA0003483320390000081
其中，栖息地质量为栖息地质量标准化后的指标得分。
以上所述及的五个指标中，其计算公式如(1)～(5)所示；
(1)营养盐指数的计算公式如下：
营养盐指数＝(NH3-N+TN+TP)/3
式中NH3-N：氨氮标准化后的指标得分；TN：总氮标准化后的指标得分；TP：总磷标准化后的指标得分；
氨氮、总氮、总磷的标准化公式均为：
Figure BDA0003483320390000082
本发明中，综合考虑小清河济南段不同断面氨氮稳定达标水平，总氮超标事实，以及不同断面生物指标现状，本着尊重现实、体现差距、促进改善的原则，体系规定各项指标均以睦里庄断面的同期测量值为期望值，还乡店断面的同期测量值为临界阈值。
营养盐包括氨氮、总氮、总磷的测定值，其意义在于：重要营养元素指标，可指示水体富营养化程度；
(2)栖息地质量指标的计算公式如下：
栖息地质量＝H
式中H为栖息地质量标准化后的指标得分，栖息地评价值的标准化公式为：
Figure BDA0003483320390000091
栖息地质量是栖息地质量评价值，其意义在于反映栖息地生境质量。
以下的(3)、(4)、(5)中所述及的浮游植物、微生物、鱼类均为生物指标；浮游植物在指标层具有浮游植物特有物种数和浮游植物的总分类单元数；浮游植物特有物种数是指示物种的指标，而浮游植物的总分类单元数的作用在于反映所有物种丰富度；
微生物包括断面间特有的微生物(指示物种指标)、氨氮相关微生物的总属级单元数(所有属级阶元丰富度指标)；
鱼类的指标层总共有五项：中华鳑鲏种群多度、鱼类多样性指数、鱼类Simpson优势度指数、鱼类总分类单元数、鱼类BP指数；上述的五个指标依次反映了种群大小数量、群落多样性、群落优势度、所有物种丰富度、最具优势物种。
(3)浮游植物指数按如下的公式来计算：
浮游植物指数＝(Ss+S)/2；
式中Ss为浮游植物特有物种数标准化后的得分；S为浮游植物总分类单元数标准化后的得分；
浮游植物特有物种数标准化后的得分、浮游植物总分类单元数标准化后的得分按如下的公式(2)计算：
Figure BDA0003483320390000101
(4)微生物指数按如下的公式来计算：
微生物指数＝Sn
Sn为氨氮相关微生物总属级分类单元数标准化后得分，其指标得分按如下公式(1)来计算：
Figure BDA0003483320390000102
(5)鱼类指数按如下的公式计算：
鱼类指数＝(B+S+H+Ds+Dbp)/5
式中B为中华鳑鲏种群多度，S为鱼类总分类单元数，H为鱼类多样性指数，Ds为鱼类Simpson优势度指数，Dbp为鱼类Berger-Park优势度指数；
其中，B、S、H按如下公式(2)计算：
Figure BDA0003483320390000103
Ds、Dbp按如下公式(1)计算：
Figure BDA0003483320390000104
在上述指标计算过程中，各指标计算方法的通用公式如下：
物种多样性指数
H′＝-∑Piln Pi
式中，H’为多样性指数；Pi为某种个体数占总个体数之比。
优势度指数
C＝∑(ni/N)2
式中，ni为第i类群的个体数；N为个体总数。
Berger-Park(BP)优势度指数
Figure BDA0003483320390000111
式中Nmax为各个样点数量最多物种的个体数；N为各个样点出现物种的总个数。
总分类单元数
S：统计鉴定的物种总数量
特有物种数
Ss：统计断面特有物种总数量
通过以上的方法，能较为准确的获得水生态系统的综合评分数值。
在本发明人进行水生态环境质量评价研究时，发现众多不同的指标，比如，多个多样性指数、多个水质指数、多个生物学指数，从这众多指数中如何筛选出能客观、统一的评价水生态环境质量的方法，并未见相关的期刊或专利文献披露，而在实际监测过程中，也确实需要对水体环境进行监测、评价和掌握；这样就形成了一种评价困难。在该背景下，本发明人从众多指标中选择了上述的营养盐指数、栖息地质量、浮游植物指数、微生物指数、鱼类指数这五个指标，并且对上述的五个指标都进行了标准化处理，标准化处理之后，针对本流域本身的特性就能更加客观、系统、真实的反映出来该流域水生态的环境质量。
实施例2
将通过实施例1中的方法所获得的综合评分与评价标准等级相对应进行评价，从而获得水生态系统的环境质量状况：
将水生态系统环境质量状况分为七个等级：极优、优、良、中、差、劣、极劣，根据综合得分来对应相应的等级，从而获取水生态系统的环境质量状况。
具体的，在对水生态系统进行评价时，综合评分与水生态系统环境质量状况的七个等级的对应关系如下：
表1水生态系统环境质量状况划分与分级标准
Figure BDA0003483320390000121
Figure BDA0003483320390000131
实施例3
为了验证上述评价体系的实施效力，提出优化调整策略，本节以小清河济南段调查数据为基础，计算了各个指标层指标的得分，并依据体系要求对得分做了标准化处理，计算出各个状态层的总得分，以此计算评价体系在各个断面的综合得分。计算结果详见表2：
表2评价体系对小清河济南段实测数据的评价实例
Figure BDA0003483320390000132
结合附图1，按照体系制定的水生态系统环境质量状况七级标准，对照综合得分，对各个断面的水生态系统环境质量状况做出判断。除了两个参考断面分别为优、劣等级外，LSH断面为中，WLD和DMT为差，G35为劣。评价结果符合小清河水质自源头向下游“高—低—高”的变化趋势。这也说明本发明的方法可靠性强、准确性高。
实施例4
一、本发明中所采用的通用方法如下：
(一)水质理化参数
1.样品采集：根据样点所处的水体类型和水深等条件，HJ 495-2009；
2.水质样品保存：HJ 493-2009；
样品分析：包括氨氮、总氮、总磷；参照GB 3838-2002
(二)浮游植物样品
采集方法、样品处理、物种鉴定、密度(数量)和生物量的计算，SC/T9402-2010；
(三)鱼类
采集方法、样品处理、物种鉴定、数量计算参照HJ 710.7-2014
(四)微生物
微生物样品的采集方法、样品处理、物种鉴定、数量计算按照如下的方法进行：
本发明中所述及的微生物，是指细菌、真菌以及一些小型的原生生物、显微藻类等在内的一大类生物群体以及病毒；淡水水体微生物是指生存于内陆淡水(包括流水和静水)水体中的微生物；淡水底栖微生物指生存于内陆淡水(包括流水和静水)水底表面或底部基质中的微生物。密度指单位体积内某种(类)微生物的全部个体数目；频度指某种微生物在全部调查样方中出现的百分率；优势种(类)指对微生物群落结构和群落环境的形成有明显控制作用的微生物种(类)。它们通常是那些个体数量多、生物量大、生活能力强的种类。
二、采样的流程如下：
4.1采集时间
每月采集2～3次。若有明显的丰水期和枯水期，应在枯水谷期和丰水峰期分别采集。
4.2样点定位
利用GPS系统对样点进行精确定位，或者利用固定参考物定位。
4.3.1样点设置
根据湖泊、水库、河流等水体形态特点、底质类型、水文状况、水生植物和微生物的分布特征，以及水体的受污染状况等因素，在水域内设置若干具有代表性的断面或样线，使同一断面或样线上的差异程度尽可能小。同一断面或样线上每隔一定距离设置一个样点。
4.3.2湖泊和水库
将湖泊、水库划分成入口区、深水区、出口区、沿岸带，或污染区和相对清洁区等不同区域，在这些区域分别设置若干具有代表性的横断面。根据断面的方向，每隔一定距离设置样点，或在断面的中部和靠岸的左、右两侧分别设置若干样点。断面和样点的设置也可根据观测区人类活动对水域的干扰程度做适当的调整。
4.3.3河流
河流应该划分为干流、主要支流。
干流：应包含源头、上游河段、中游河段、下游河段及河口区。在各个区域设置若干有代表性的断面，断面间隔以数公里至数十公里不等。在同一断面上，每隔一定距离设置一个样点。采样点的数目和间距可以根据河流的宽度、流速和底质类型等进行设定。断面和样点的设置也可根据观测区主要人类活动对河流的干扰程度做适当的调整。对于特殊流段，如人为活动频繁、污染严重应多点采集。
支流：深入人类活动区的主要支流，应设多点采集。方法与干流相同。
干支交汇口：作为关键节点，应设点采集。
4.4样点内设置
垂直方向：依据水体透明度、水深，自水面向水底，设至少三点采集。
4.5采集和转运方法
4.5.1底泥微生物采集
使用底泥采泥器采集底泥。每个采样点采泥3～4次，每次取出泥样100g，分装到3～4只冻存管中，低温避光保存，尽快转入实验室内进一步处理。
4.5.2水体微生物采集
水样采用1L有机玻璃采水器采集，低温避光保存在无菌玻璃瓶中，尽快转入实验室内处理。水样0.5L做微生物检测，0.5L做理化检测。
4.5.3样品处理方法
水样于24h内经0.22μm醋酸纤维滤膜过滤，富集微生物，保存在-80℃超低温冰箱。泥样直接保存到-80℃超低温冰箱。
三、测序流程
(1)基因组抽提
使用Omega Water DNA Kit提取水体微生物基因组，利用1％琼脂糖凝胶电泳检测基因组DNA，生成基因组DNA抽提质量报告。
(2)PCR扩增
扩增核糖体RNA V3、V4高变区，按指定测序区域，合成带有barcode的特异引物。
PCR采用TransGen AP221-02：TransStart Fastpfu DNA Polymerase；
PCR仪：ABI
Figure BDA0003483320390000171
9700型或其他二代高通量测序仪。
全部样本按照正式实验条件进行，每个样本3个重复，将同一样本的PCR产物混合后用2％琼脂糖凝胶电泳检测，使用AxyPrepDNA凝胶回收试剂盒(AXYGEN公司)切胶回收PCR产物，Tris HCl洗脱；2％琼脂糖电泳检测。
(3)荧光定量
参照电泳初步定量结果，将PCR产物用QuantiFluorTM-ST蓝色荧光定量系统(Promega公司)进行检测定量，之后按照每个样本3万条reads的测序量要求，进行相应比例的混合。
(4)文库构建
在Illumina平台上连接“Y”字形接头；使用磁珠筛选去除接头自连片段；利用PCR扩增进行文库模板的富集；氢氧化钠变性，产生单链DNA片段。
(5)高通量测序
在Illumina平台上，DNA片段的一端与引物碱基互补，固定在芯片上；另一端随机与附近的另外一个引物互补，也被固定住，形成“桥(bridge)”；PCR扩增，产生DNA簇；DNA扩增子线性化成为单链。加入改造过的DNA聚合酶和带有4种荧光标记的dNTP，每次循环只合成一个碱基；用激光扫描反应板表面，读取每条模板序列第一轮反应所聚合上去的核苷酸种类；将“荧光基团”和“终止基团”化学切割，恢复3'端粘性，继续聚合第二个核苷酸；统计每轮收集到的荧光信号结果，获知模板DNA片段的序列。
四、数据优化
(1)原始数据样品区分与统计
根据index序列区分各个样本的数据，提取出的数据以fastq格式保存，MP或PE数据每个样本有fq1和fq2两个文件，里面为测序两端的reads，序列按顺序一一对应。
(2)数据优化与统计
Illumina平台测序得到的是双端序列数据，首先根据PE reads之间的overlap关系，将成对的reads拼接(merge)成一条序列，同时对reads的质量和merge的效果进行质控过滤，根据序列首尾两端的barcode和引物序列区分样品得到有效序列，并校正序列方向。
五、分析流程
对原始数据进行过滤处理，得到优化序列。然后在去除嵌合体序列后进行OTU聚类分析，对OTU的代表序列作分类学分析。基于分类学信息，在各个分类水平上进行群落结构的统计分析。在上述分析的基础上，进行群落结构和系统发育等深入的统计学和可视化分析。
(1)群落结构分析
群落结构包括两方面内容：样本中微生物的种类；样本中各种微生物的序列数，即各种微生物的相对丰度。
(2)群落多样性分析
利用Shannon-Wiener多样性指数H表征各样点微生物的多样性。
S为群落中物种(或OTU)的总数目；
N为物种(或OTU)的个体总数；
Pi为种i(或OTU)的个体数占群落中总个体数的比例。
(3)样点间群落相似性分析
采用聚类分析和主成分分析法(PCA)。
本发明中，仅以小清河为例，利用该方法验证了评价的可靠性、客观性和系统性，同样的本发明的方法还适于其它的河流、水库、湖泊等水生态系统环境质量的评价，即，本发明的方法具有通用性。

Claims (10)

1.水生态系统环境质量综合评价方法，其特征在于，该方法主要包括以下的步骤：综合评分；
综合评分的具体步骤是，分别获取以下五个数值：营养盐指数、栖息地质量、浮游植物指数、微生物指数、鱼类指数，然后采用以下的公式进行计算，获得综合得分：
Figure FDA0003483320380000011
其中，栖息地质量为栖息地质量标准化后的指标得分。
2.如权利要求1所述的水生态系统环境质量综合评价方法，其特征在于，还包括以下的步骤：将综合评分对应于评价标准进行评价，从而获得水生态系统的环境质量状况：
将水生态系统环境质量状况分为七个等级：极优、优、良、中、差、劣、极劣，根据综合评分来对应相应的等级，从而获取水生态系统的环境质量状况。
3.如权利要求2所述的水生态系统环境质量综合评价方法，其特征在于，
在对水生态系统进行评价时，综合评分与水生态系统环境质量状况的七个等级的对应关系如下：
综合评分大于1，水生态系统环境质量等级为极优；
综合评分为0.8～1.0，水生态系统环境质量等级为优；
综合评分为0.6～0.8但是不包括0.8，水生态系统环境质量等级为良；
综合评分为0.4～0.6但是不包括0.6，水生态系统环境质量等级为中；
综合评分为0.2～0.4但是不包括0.4，水生态系统环境质量等级为差；
综合评分为0～0.2但是不包括0.2，水生态系统环境质量等级为劣；
综合评分小于为0，水生态系统环境质量等级为极劣。
4.如权利要求1所述的水生态系统环境质量综合评价方法，其特征在于，营养盐指数的计算公式如下：
营养盐指数＝(NH3-N+TN+TP)/3
式中NH3-N：氨氮标准化后的指标得分；TN：总氮标准化后的指标得分；TP：总磷标准化后的指标得分；
氨氮、总氮、总磷的标准化公式均为：
Figure FDA0003483320380000021
5.如权利要求1所述的水生态系统环境质量综合评价方法，其特征在于，栖息地质量指标的计算公式如下：
栖息地质量＝H
式中H为栖息地质量标准化后的指标得分，栖息地评价值的标准化公式为：
Figure FDA0003483320380000022
6.如权利要求1所述的水生态系统环境质量综合评价方法，其特征在于，浮游植物指数按如下的公式来计算：
浮游植物指数＝(Ss+S)/2；
式中Ss为浮游植物特有物种数标准化后的得分；S为浮游植物总分类单元数标准化后的得分；
浮游植物特有物种数标准化后的得分、浮游植物总分类单元数标准化后的得分按如下的公式计算：
Figure FDA0003483320380000031
7.如权利要求1所述的水生态系统环境质量综合评价方法，其特征在于，
微生物指数＝Sn
Sn为氨氮相关微生物总属级分类单元数标准化后得分，其指标得分按如下公式计算：
Figure FDA0003483320380000032
8.如权利要求1所述的水生态系统环境质量综合评价方法，其特征在于，鱼类指数按如下的公式计算：
鱼类指数＝(B+S+H+Ds+Dbp)/5
式中B为中华鳑鲏种群多度，S为鱼类总分类单元数，H为鱼类多样性指数，Ds为鱼类Simpson优势度指数，Dbp为鱼类Berger-Park优势度指数；
其中，B、S、H按如下公式计算：
Figure FDA0003483320380000033
Ds、Dbp按如下公式计算：
Figure FDA0003483320380000034
9.如权利要求1所述的水生态系统环境质量综合评价方法，其特征在于，获取微生物指数指标时，对水样微生物群落进行采集以获取测量值，采集流程如下：
采集时间：每月采集2～3次；在具有明显丰水期和枯水期时，在枯水谷期和丰水峰期分别采集样品；
采样点设置：根据湖泊、水库、河流等水体形态特点、底质类型、水文状况、水生植物和微生物的分布特征，以及水体的受污染状况，在水域内设置多个具有代表性的断面或样线以保证同一断面或样线上的差异程度尽可能小，同一断面或样线上3～5等分距离设置一个样点；
湖泊和水库：将湖泊、水库划分成入口区、深水区、出口区、沿岸带，或污染区和相对清洁区，在上述区域分别设置若干具有代表性的横断面；根据断面的方向，3～5等分距离设置一个样点，或在断面的中部和靠岸的左、右两侧分别设置多个样点；
样点内设置：垂直方向：依据水体透明度、水深，自水面向水底，设至少三点采集。
10.如权利要求1所述的水生态系统环境质量综合评价方法，其特征在于，获取微生物指数指标时，对水样微生物群落进行采集以获取测量值，采集的样品处理方法如下：
采集水体微生物时，水样采用1L有机玻璃采水器采集，2～5℃下避光保存在无菌玻璃瓶中，然后在12～24h内转入实验室内处理；水样中0.5L做微生物检测，0.5L做理化检测；
水样于12～24h内经0.22μm醋酸纤维滤膜过滤，富集微生物，保存在-80℃超低温冰箱；泥样直接保存到-80℃超低温冰箱中。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114912837A (zh) * 2022-06-10 2022-08-16 河海大学 一种湖库水生态演替与水质生物学综合评价方法
JP7420901B1 (ja) 2022-11-25 2024-01-23 東急建設株式会社 生物多様性の評価方法

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