Macroinvertebrate Community Index
Macroinvertebrate Community Index (MCI) är ett index som används i Nya Zeeland för att mäta vattenkvaliteten i sötvattenströmmar. Närvaron eller bristen på makroryggradslösa djur som insekter, maskar och sniglar i en flod eller bäck kan ge en biologisk indikator på hälsan hos den vattenvägen. MCI tilldelar varje art av makroryggradslösa djur ett nummer baserat på artens känslighet för föroreningar . Indexet beräknar sedan ett medelpoäng. En högre poäng på MCI indikerar generellt en mer hälsosam ström.
MCI (Macroinvertebrate Community Index) bygger på en tilldelning av poäng till sötvattenmakroryggradslösa djur baserat på deras föroreningstoleranser. Sötvattenmakroryggradslösa djur som finns i orörda förhållanden skulle få högre poäng än de som finns i förorenade områden. MCI-värden kan beräknas med hjälp av makroinvertebrat närvaro-frånvarodata med hjälp av denna ekvation:
MCI = [(webbplatspoäng)/(antal poängtaxa)]*20
Tidigare vattenkvalitetsbedömningar har förlitat sig på både kemisk analys och habitatanalys, men dessa metoder har visat sig vara otillräckliga på grund av föroreningar från icke-punktkällor. Arter som lever i en vattenmiljö kan vara den bästa naturliga indikatorn på miljökvalitet och avslöjar effekterna av alla habitatförändringar eller föroreningar, och har visat sig reagera på ett brett spektrum av stressfaktorer som sedimentering, urbanisering, jordbruksmetoder och effekter på skogsavverkning . Alla förändringar som kan inträffa i makroinvertebratsamhällen som leder till en minskning av mångfalden ökar dominansen av föroreningstoleranta ryggradslösa djur, såsom oligochaetes och chironomids . Sålunda kan en brist på artdiversitet och låga biotiska indexpoäng hos invånare i makroryggradslösa djur vara en indikator på dålig vattenkvalitet. Risken för försämring av vattenkvaliteten är störst i låglänta områden, där högintensivt jordbruk och stadsutveckling är den dominerande markanvändningen.
Makroryggradslösa samhällen är de föredragna indikatorerna på akvatiska ekosystems hälsa eftersom de är mycket lätta att både samla in och identifiera, och har korta livslängder, och reagerar därför mycket snabbt på förändringar i deras miljö. MCI-metoderna för att använda makroryggradslösa samhällen för att bedöma den övergripande hälsan i en vattenmiljö fortsätter att vara den mest tillförlitliga, tillämpliga och allmänt hyllade metoden runt om i världen.
Variationer på MCI
Utöver det MCI som definieras ovan, finns det även två andra varianter av MCI. QMCI (Quantitative Macroinvertebrate Community Index) och SQMCI (Semi-Quantitative Macroinvertebrate Community Index). Både MCI och QMCI används ofta i länder som Nya Zeeland. Kombinationen av utbredd användning och goda prestanda av MCI och QMCI för att upptäcka vattenkvalitet i akvatiska ekosystem har väckt intresse för ytterligare förfining av metoderna i Nya Zeeland. QMCI, precis som MCI, designades ursprungligen för att utvärdera den organiska anrikningen i akvatiska ekosystem. Det tredje indexet, SQMCI, skapades för att minska provtagnings- och bearbetningsinsatser som krävs för QMCI. SQMCI kommer att svara i en liknande fråga som QMCI i gemenskapsdominans, men kommer att kräva färre prover för att uppnå samma precision. SQMCI ger en jämförande bedömning av QMCI med mindre än 40% av ansträngningen, under omständigheter som makroinvertebratdensiteter inte krävs. Detta minskar kostnaderna och ökar också den logiska soliditeten i bioövervakningsprojekt. Både QMCI och SQMCI liknar MCI på det sättet att de graderas på en skala 1 (extremt tolerant) till 10 (mycket intolerant). De skiljer sig dock åt på det sätt som MCI beräknas med hjälp av närvaro-frånvarodata medan QMCI använder kvantitativa eller procentuella data. Att ha en kvalitativ, kvantitativ och semikvantitativ version av samma index har väckt vissa frågor om detta är bra eller inte. Alla tre indexen har samma syfte, vilket är att mäta kvaliteten på ett akvatiskt ekosystem, men det finns inga tydliga rekommendationer om när vart och ett är lämpligast att användas. I en studie utförd på 88 floder, har Scarsbrook et al. (2000) drog slutsatsen att MCI är mer användbart än QMCI för att känna igen förändringar i vattenkvaliteten över tid. Att ha tre former av ett liknande index kan leda till olika slutsatser och öppnar också vägen för specifik användning av endera filen för att ge partiskhet till en specifik position eller position intagen av en specialist. I augusti 2019 släppte miljöministeriet ett utkast till nationell policyförklaring för sötvattenförvaltning och en rapport från Scientific and Technical Advisory Group som rekommenderade att inkludera tre olika mått, MCI, QMCI och Average Score Per Metric (ASPM).
QMCI-värden kan beräknas med: QMCI = Σ_(i=1)^(i=s)▒(n_i*a_i)/N
SQMCI-värden kan beräknas på samma sätt som QMCI förutom att kodade mängder ersätts med faktiska räkningar. Exempel:
SQMCI = Σ_(i=1)^(i=s)▒(n_i*a_i)/N
Faktorer som påverkar MCI Det finns flera faktorer som kan påverka datainsamlingen av MCI vid bedömning av vattenkvaliteten i ett akvatiskt ekosystem. Kanaler med hård botten och mjuk botten kan ofta ge olika resultat och många forskare kommer att använda två olika versioner av MCI. Till exempel, i en studie av Stark & Mallard (2007) diskuterar de att hård- och mjukbottenkanaler har separata versioner av MCI och att de två versionerna inte kan kombineras till en datamängd på grund av skillnaderna i taxa- och toleransvärden .
Rumslig variabilitet är också av intresse när det gäller att påverka data som förvärvas genom MCI. Webbplatser som successivt är nedströms tenderar ofta att ge ett lägre MCI-värde. Det kan också finnas förvirrande influenser mellan rifflar, runs eller pooler med en enda ström.
Djup och hastighet har också tagits upp som ett problem när det gäller att åstadkomma resultat, men Stark (1993) undersökte påverkan av provtagningsmetoden, vattendjup, strömhastighet och substrat på resultaten och fann att både MCI och QMCI är oberoende av djupet , hastighet och substrat från makroinvertebratprover insamlade från steniga rifflar. Detta fynd är en fördel för bedömningen av vattenföroreningar.
Det har gjorts flera studier om säsongsvariationer, som har ansetts vara den främsta inflytelserika faktorn för bedömning av vattenkvalitet. Man har kommit fram till att alla modeller bör testa data som har samlats in under säsongen som referensdata som används.
Det har funnits flera andra faktorer som vattentemperatur, ryggradslösa liv och nivåer av löst syre som alla har förklarats som orsaker till säsongsvariationer. Varmare årstider har biotiska index som tyder på sämre bäckhälsa. Varmare årstider som sommaren skulle ha ökade temperaturer och därmed öka vattentemperaturen och minska mängden löst syre i vattnet vilket gör miljön mindre idealisk för vattenlevande makroinvertebrater. I gengäld påverkar detta tätheten av makroinvertebratpopulationen och förändrar resultaten av indexen.