Khôi phục cộng đồng động vật không xương sống đáy trong một dòng suối nhỏ sau các đợt xả thải tro bay lâu dài

Environmental Management - Tập 32 - Trang 77-92 - 2003
John G. Smith1
1Environmental Sciences Division, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, USA

Tóm tắt

Nghiên cứu về khôi phục cộng đồng động vật không xương sống đáy trong một dòng suối nhỏ ở miền Đông Tennessee bị ảnh hưởng bởi các đợt xả thải tro bay từ một nhà máy điện đã được thực hiện trong vòng 6,5 năm. Tốc độ phục hồi cao nhất xảy ra trong 2 năm đầu sau khi giảm 75% sử dụng than, dẫn đến việc giảm tương tự trong các đợt xả tro và các chất ô nhiễm liên quan; sự phục hồi tiếp theo xảy ra sau khi tất cả các đợt xả tro bay đã ngừng. Quá trình phục hồi của dòng suối diễn ra qua hai giai đoạn. Trong giai đoạn đầu tiên, kéo dài khoảng 2 năm đầu, hầu hết các chỉ số độ dày và độ phong phú tăng đáng kể. Trong giai đoạn phục hồi thứ hai, sự gia tăng các chỉ số này theo sau là sự suy giảm trước khi dao động trong và ngoài các khoảng tham chiếu thấp hơn của các chỉ số. Phân tích sự tương ứng không biến thiên và phân tích loài chỉ thị cho thấy rằng sự thay đổi thành phần loài và cấu trúc cộng đồng vẫn tiếp tục diễn ra trong suốt giai đoạn thứ hai. Do đó, giai đoạn đầu tiên được đặc trưng bởi sự bổ sung loài, trong khi giai đoạn thứ hai liên quan đến sự thay thế loài và sự chuyển dịch của các loài chiếm ưu thế trong cộng đồng. Sự phục hồi thêm của cộng đồng động vật không xương sống có thể phụ thuộc vào việc rửa trôi thêm các tích tụ tro bay từ đáy suối và vùng ngập lụt, vì sự hiện diện tiếp tục của chúng làm giảm chất lượng môi trường sống trong suối và có thể là nguồn gốc tiềm năng của chất ô nhiễm. Sự phục hồi thêm cũng có thể bị hạn chế bởi sự sẵn có của các loài di động trong các lưu vực nước gần đó.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

M. T. Barbour J. Gerritsen B. D. Snyder J. B. Stribling (1999) Rapid bioassessment protocols for use in wadeable streams and rivers. EPA 841-B-99-002 US Environmental Protection Agency, Office of Water Washington, DC J. M. Besser J. P. Giesy R. W. Brown J. M. Buell G. A. Dawson (1996) ArticleTitleSelenium bioaccumulation and hazards in a fish community affected by coal fly ash effluent. Ecotoxicology and Environmental Safety 35 7–15 J. W. Boyle R. Blumberg S. J. Cotter G. S. Hill C. R. Kerley R. H. Ketelle R. L. Kroodsma D. W. Lee R. C. Martin R. D. Roop D. N. Secora W. P. Staub R. E. Thoma (1982) Environmental analysis of the operation of Oak Ridge National Laboratory (X-10 Site). ORNL-5870 Oak Ridge National Laboratory Oak Ridge, Tennessee C. L. Carlson D. C. Adriano (1993) ArticleTitleEnvironmental impacts of coal combustion residues. Journal of Environmental Quality 22 227–247 D. S. Cherry S. R. Larrick R. K. Guthrie E. M. Davis F. F. Sherberger (1979a) ArticleTitleRecovery of invertebrate and vertebrate populations in a coal ash stressed drainage system. Journal of the Fisheries Research Board of Canada 36 1089–1096 D. S. Cherry R. K. Guthrie F. F. Sherberger S. R. Larrick (1979b) ArticleTitleThe influence of coal ash and thermal discharges upon the distribution and bioaccumulation of aquatic invertebrates. Hydrobiologia 62 257–267 D. S. Cherry R. K. Guthrie E. M. Davis R. S. Harvey (1984) ArticleTitleCoal ash basin effects (particulates, metals, acidic pH) upon aquatic biota: an eight-year evaluation. Water Resources Bulletin 20 535–544 Cooper, M. C. and G. W. Milligan. 1988. The effect of error on determining the number of clusters. In: Proceedings of the international workshop on data analysis, decision support, and expert knowledge representation in marketing and related areas of research, pp 319–328. (Cited in Milligan and Cooper 1985) S. D. Cooper L. A. Barmuta (1993) Field experiments in biomonitoring. D. M. Rosenberg V. H. Resh (Eds) Freshwater biomonitoring and benthic macroinvertebrates Chapman & Hall New York 399–441 W. R. Cullen K. J. Reimer (1989) ArticleTitleArsenic speciation in the environment. Chemical Reviews 89 713–764 M. Dufrene P. Legendre (1997) ArticleTitleSpecies assemblages and indicator species: The need for a flexible asymmetrical approach. Ecological Monographs 67 345–366 J. M. Elliott (1977) Some methods for the statistical analysis of samples of benthic invertebrates. Scientific publication No. 25 Freshwater Biological Association Ambleside, England H. G. Gauch Jr (1982) Multivariate analysis in community analysis Cambridge University Press Cambridge, England R. K. Guthrie D. S. Cherry (1976) ArticleTitlePollutant removal from coal-ash basin effluent. Water Resources Bulletin 12 889–902 S. Herrando-Pérez C. L. J. Frid (2001) ArticleTitleRecovery patterns of macrobenthos and sediment at a closed fly-ash dumpsite. Sarsia 86 389–400 S. H. Hurlbert (1984) ArticleTitlePseudoreplication and the design of ecological field experiments. Ecological Monographs 54 187–211 A. D. Lemly (1999) ArticleTitleSelenium transport and bioaccumulation in aquatic ecosystems: a proposal for water quality criteria based on hydrological units. Ecotoxicology and Environmental Safety 42 150–156 J. M. Loar (Eds) (1994) Fourth report on the Oak Ridge National Laboratory Biological Monitoring and Abatement Program for the White Oak Creek watershed and the Clinch River. ORNL/TM-11544 Oak Ridge National Laboratory Oak Ridge, Tennessee R. J. Mackay (1992) ArticleTitleColonization of lotic macroinvertebrates: a review of processes and patterns. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 49 617–628 B. McCune M. J. Mefford (1999) PC-ORD. Multivariate analysis of ecological data, version 4 MJM Software Design Gleneden Beach, Oregon G. W. Milligan M. C. Cooper (1985) ArticleTitleAn examination of procedures for determining the number of clusters in a data set. Psychometrika 50 159–179 NEPDG (National Energy Policy Development Group). 2001. National Energy Policy. http//www.whitehouse.gov/energy/National-Energy-Policy.pdf G. J. Niemi P. DeVore N. Detenbeck D. Taylor A. Lima J. Pastor J. D. Yount R. J. Naiman (1990) ArticleTitleOverview of case studies on recovery of aquatic systems from disturbance. Environmental Management 14 571–587 R. H. Norris A. Georges (1993) Analysis and interpretation of benthic macroinvertebrate surveys. D. M. Rosenberg V. H. Resh (Eds) Freshwater biomonitoring and benthic macroinvertebrates Chapman & Hall New York 234–286 C. D. Relyea G. W. Minshall R. J. Danehy (2000) Stream insects as bioindicators of fine sediment. Watershed management 2000 conference Water Environment Federation Alexandria, Virginia J. S. Richardson R. J. Mackay (1991) ArticleTitleLake outlets and the distribution of filter feeders: An assessment of hypotheses. Oikos 62 370–380 C. T. Robinson G. W. Minshall S. R. Rushforth (1990) ArticleTitleSeasonal colonization dynamics of macroinvertebrates in an Idaho stream. Journal of the North American Benthological Society 9 240–248 Ryon, M. G. (ed.) 1992. Ecological effects of contaminants in McCoy Branch, 1989–1990. ORNL/TM-11926. Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tennessee Ryon, M. G. (ed.) 1996. Ecological effects of contaminants in McCoy Branch, 1991–1993. ORNL/TM-13125. Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tennessee. R. L. Smith (1966) Ecology and field biology Harper & Row New York G. R. Southworth M. J. Peterson R. R. Turner (1994) ArticleTitleChanges in concentrations of selenium and mercury in largemouth bass following elimination of fly ash discharge to a quarry. Chemosphere 29 71–79 W. L. Specht D. S. Cherry R. A. Lechleitner J. Cairns Jr (1984) ArticleTitleStructural, functional, and recovery responses of stream invertebrates to fly ash effluent. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 41 884–896 R. R. Turner M. A. Bogle M. A. Kane T. M. Mercier (1986) Characterization of Y-12 Plant coal ash discharge to McCoy Branch. Y/TS-177 Oak Ridge National Laboratory Oak Ridge, Tennessee InstitutionalAuthorNameUS EPA (United States Environmental Protection Agency). (1986) Quality criteria for water, 1986. EPA 440-5-86-001 US Environmental Protection Agency Washington, DC InstitutionalAuthorNameUS EPA (United States Environmental Protection Agency). (1997) EPA Office of Compliance Sector notebook project profile of the fossil fuel electric power generation industry. EPA 310-R-97-007 US Environmental Protection Agency Washington, DC InstitutionalAuthorNameUS EPA (United States Environmental Protection Agency). (1999) National recommended water quality criteria—correction. EPA 822-Z-99-01 US Environmental Protection Agency Washington, DC J. H. Van Hassel K. V. Wood (1984) ArticleTitleFactors affecting aquatic macroinvertebrates below a fly ash pond discharge. Journal of Freshwater Ecology 2 571–585 A. Walia N. K. Mehra (1998) ArticleTitleA seasonal assessment of the impact of coal fly ash disposal on the River Yamuna, Delhi. Water, Air, and Soil Pollution 103 315–339 J. B. Wallace A. D. Huryn G. J. Lugthart (1991) ArticleTitleColonization of a headwater stream during three years of seasonal insecticidal applications. Hydrobiologia 211 65–76 M. R. Whiles J. B. Wallace (1995) ArticleTitleMacroinvertebrate production in a headwater stream during recovery from anthropogenic disturbance and hydrologic extremes. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 52 2402–2422 T. Wiederholm (1984) Responses of aquatic insects to environmental pollution. V. H. Resh D. M. Rosenberg (Eds) The ecology of aquatic Insects Praeger Publishers New York 508–557 D. D. Williams (1977) ArticleTitleMovements of benthos during the recolonization of temporary streams. Oikos 29 306–312 D. D. Williams H. B. N. Hynes (1977) ArticleTitleBenthic community development in a new stream. Canadian Journal of Zoology 55 1071–1076