Phát triển chỉ số môi trường sống vật lý tạm thời cho các dòng suối nước ngọt tại Maryland

Lenwood W. Hall1, Raymond P. Morgan2, Elgin S. Perry3, Anita Waltz2
1Agricultural Experiment Station, Wye Research and Education Center, University of Maryland, Queenstown, U.S.A
2Center for Environmental Science, Appalachian Laboratory, University of Maryland, Frostburg, U.S.A
3Huntingtown, U.S.A

Tóm tắt

Các chỉ số môi trường sống vật lý tạm thời đã được phát triển và xác thực cho các dòng suối ven biển và không ven biển của Maryland, sử dụng các biến (thường được gọi là chỉ số) phân biệt tốt nhất giữa điều kiện tham chiếu và điều kiện suy thoái dựa trên dữ liệu sinh học, hóa học và sử dụng đất từ Khảo sát Dòng suối Sinh học Maryland (MBSS) giai đoạn 1994–97. Các chỉ số môi trường sống này chứa các biến mô tả các thành phần cấu trúc, thủy văn, thực vật và thẩm mỹ của môi trường sống dòng suối. Các biến có sức phân biệt tốt nhất cho các dòng suối ven biển bao gồm: môi trường sống trong dòng suối, đa dạng vận tốc/độ sâu, chất lượng hồ/cự ly/ xoáy nước, độ chôn lấp, độ sâu tối đa và đánh giá thẩm mỹ. Các biến môi trường sống vật lý có sức phân biệt tốt nhất cho các địa điểm không ven biển bao gồm: môi trường sống trong dòng suối, đa dạng vận tốc/độ sâu, chất lượng rift/run, độ chôn lấp, số lượng gốc rễ và đánh giá thẩm mỹ. Hiệu suất phân loại tổng thể cho việc xác thực chỉ số là 76% cho cả hai chỉ số khi kết hợp qua cả hai nhóm. Giá trị chỉ số môi trường sống vật lý đã được quy đổi (0–100) cho cả hai nhóm đã xác định gần gấp đôi số lượng địa điểm tốt (31%) so với địa điểm rất kém (16%). Hơn một nửa số địa điểm của Maryland nằm trong khoảng kém đến trung bình (53%).

Từ khóa

#chỉ số môi trường sống #suối nước ngọt #Maryland #khảo sát sinh học #hóa học #thẩm mỹ

Tài liệu tham khảo

Angermeier, P. L., and J. R. Karr.: 1984, 'Relationships between woody debris and fish habitat in a small warmwater stream', Transact. Amer. Fish. Soc. 113, 716–726.

Argent, D. G. and P. A. Flebbe.: 1999, 'Fine sediment effects on brook trout eggs in laboratory streams', Fis. Res. 39, 253–262.

Ashton, W. D.: 1972. The Logit Transformation. Griffin Press. London.

Barbour, M. T. and J. B. Stribling.: 1991, 'Use of Habitat Assessment in Evaluating the Biological Integrity to Stream Communities. Biological Criteria: Research and Regulation', U.S. Environmental Protection Agency Report 440/5-91-005, Washington, District of Columbia.

Binns, N. A.: 1979, 'A Habitat Quality Index for Wyoming Trout Streams', Fisheries Research Report, Wyoming Game and Fish Department, Cheyenne, Wyoming.

Chapman, D. W.: 1988, 'Critical review of variables used to define effects of fines in redds of large salmonids', Transact. Amer. Fish. Soc. 117, 1–20.

Cox, D. R.: 1970, Analysis of Binary Data. Chapman and Hall Press, London.

Gordon, N. D., McMahon, T. A. and Finlayson, B. L.: 1992, Stream Hydrology: An Introduction for Ecologists. John Wiley and Sons, Chichester, United Kingdom.

Gorman, O. 1T. and Karr, J. R.: 1978, 'Habitat structure and stream fish communities', Ecology 59, 507–515.

Hall, L. W. Jr., Morgan II, R. P., Perry, E. S. and Waltz, A.: 1999, Development of a provisional physical habitat index for Maryland freshwater streams. Final report CBWP-MANTA-EA-99-12. Maryland Department of Natural Resources, Monitoring and Non-tidal Assessment Division, Annapolis, Maryland.

Haro, R. J. and Brusven, M. A.: 1994, 'Effects of cobble embeddedness on the microdistribution of the sculpin Cottis beldingi and its stonefly prey', Great Basin Natural. 54, 64–70.

Hildrew, A. G.: 1998, 'Physical Habitat and Benthic Ecology of Streams and Rivers', in: G. Breschko and J. Helesic (eds), Advances in River Bottom Ecology. Bachhuys Publisher, Leiden, The Netherlands. p. 13–22.

Hughes, R. M., Kaufmann, P. R., Herlihy, A. T., Kincaid, T. M., Reynolds, L. and Larsen, D. P.: 1998, 'A process for developing and evaluating indices of fish assemblage integrity', Can. J. Fish. Aquat. Sci. 55, 1681–1631.

Karr, J. R.: 1981, 'Assessment of biotic integrity using fish communities', Fisheries 6, 21–27.

Kazyak, P. F.: 1997, 'Maryland Biological Stream Survey Sampling Manual', Maryland Department of Natural Resources, Monitoring and Non-tidal Assessment Division, Annapolis, Maryland.

Lenat, D. R. and Crawford, K.: 1994, 'Effects of land use on water quality and aquatic biota of three North Carolina Piedmont streams', Hydrobiologia 294, 185–199.

Maddock, I.: 1999, 'The importance of physical habitat assessment for evaluating river health', Freshw. Biol. 41, 373–391.

Minns, C. K., Carins, V.W., Randell, R. G. and Moore, J. E.: 1994, 'An index of biotic integrity (IBI) for fish assemblages in the littorial zone of Great Lakes areas of concern', Can. J. Fish. Aquat. Sci. 55, 1804–1822.

Omernik, J. M.: 1987, 'Ecoregions of the conterminous United States', Ann. Assoc. Amer. Geogr. 77, 118–125.

Plakfin, J. L., Barbour, M. T., Porter, K. D., Gross, S. K. and Hughes, R. M.: 1989, 'Rapid Bioassessment Protocols for Use in Streams and Rivers: Benthic Macroinvertebrates and Fish', U.S. Environmental Protection Agency Report EPA-440/4-89/001, Washington, District of Columbia.

Platts, W. S.: 1976, 'Validity of Methodologies to Document Stream Environments for Evaluating Fishery Conditions', in: Instream Flow Needs Procedures, Volume Two. American Fisheries Society, Bethesda, Maryland. p. 267–284

Platts,W. S., Megahan,W. F. and Minshall, G.W.: 1983, 'Methods for Evaluation of Stream Riparian and Biotic Conditions', General Technical Report INT-138, U. S. Department of Agriculture, Forest Service, Intermountain Forest and Range Experiment Station, Ogden, Utah.

Platts, W. S., Torguemada, R. J., Henry, M. L. and Graham, C. K.: 1989, 'Changes in salmonid spawning and rearing from increased delivery of fine sediment to the South Fork Salmon River, Idaho', Transact. Amer. Fish. Soc. 118, 227–283.

Rankin, E. T.: 1989, The Qualitative Habitat Evaluation Index (QHEI); Rationale, Methods and Application, Ohio Environmental Protection Agency, Columbus, Ohio.

Rankin, E. T.: 1995, 'Habitat Indices in Water Resource Quality Assessments', in: W. S. Davis and T. P. Simon (eds), Biological Assessment and Criteria: Tools for Water Resource Planning and Decision Making, Lewis Publishers, Boca Raton, Flordia. pp. 181–208.

Reger, J.: 1995, Memorandum from J. Reger, Maryland Geological Survey, Environmental Geology and Minerals Resources, to J. Perdue, A. Raspberry, and E. Bradley. Digital Files and Metadata for Draft Physiographic Map of Maryland, July 14, 1995.

Roth, N. E., Southerland, M. T., Mercurio, G., Chaillou, J. C., Kazyak, P. F., Stranko, S. S., Prochaska, A., Heimbuch, D. G. and Seibel, J. C.: 1999, State of the Streams: 1995-1997 Maryland Biological Stream Survey Results, CBWP-MANTA-EA-99-6, Maryland Department of Natural Resources, Monitoring and Non-tidal Assessment Division, Annapolis, Maryland.

Roth, N. E., Southerland, M. T., Weisberg, S. B., Chaillou, J., Kazyak, P. F., Stranko, S., Klauda, R. J., Hall, L. W. Jr. and Morgan, R. P. II.: 1998, 'Development and evaluation of a fish index of biotic integrity for Maryland freshwater streams', Environ. Monit. Assess. 51, 89–106.

Roussas, G. G.: 1973, A First Course in Mathematical Statistics, Addison-Wesley, Reading, Massachusetts.

Sheldon, A. L. and Meffe, G. K.: 1995, 'Path analysis of collective properties and habitat relationships of fish assemblages in coastal plain streams', Can. J. Fish. Aquat. Sci. 52, 23–33.

Simon, T. P.: 1999, 'Introduction: Biological Integrity and the Use of Ecological Health Concepts for Application to Water Resource Characterization', in: T. P. Simon (ed.), Assessing the Sustainability of Biological Integrity of Water Resources Using Fish Communities, CRC Press, Boca Raton, Florida. pp. 2–16.

Stribling, J. B., White, J. S. Jessup, B. J., Boward, D. and Hurd, M.: 1998, Development of a Benthic Index of Biotic Integrity for Maryland Streams, Report. Tetra Tech Incorporated, Owings, Maryland.

Trautman, M. B.: 1981, The Fishes of Ohio, (2 Ed.) Ohio State University Press, Columbus, Ohio.

Van Deusen, R. D.: 1954, Maryland Freshwater Stream Classifications by Watersheds, State of Maryland, Board of Natural Resources, Department of Research and Education, Chesapeake Biological Laboratory, Solomons, Maryland.

Wang, L., Lyons, J. and Kanehl, P.: 1998, 'Development and evaluation of a habitat rating system for low gradient Wisconsin streams', Amer. J. Fish. Manage. 18, 775–785.

Yoder, C. O. and Smith, M. A.: 1999, 'Using Fish Assemblages in a State Biological Assessment and Critical Program: Essential Concepts and Considerations', in: T. P. Simon (ed.), Assessing the Sustainability and Biological Integrity of Water Resources Using Fish Communities, CRC Press, Boca Raton, Florida. pp. 17–56.