长江宜昌段桥边河大型底栖动物功能摄食类群时空分布特征

研究河流生境时空变化对大型底栖动物功能摄食类群的影响,分析底栖动物功能摄食类群对环境因子的响应关系,对评估河流生态系统健康具有重要意义。以长江支流桥边河为研究对象,基于2020年8月、2021年1月和2021年4月对桥边河大型底栖动物和水体理化因子的调查数据,分析了大型底栖动物功能摄食类群的构成以及时空分布特征。结果表明：共采集到大型底栖动物3门38种,包括节肢动物门23种、软体动物门13种、环节动物门2种。桥边河大型底栖动物功能摄食类群中滤食者占绝对优势,其次为刮食者、捕食者、撕食者和收集者。滤食者的优势种为闪蚬和河蚬,刮食者的优势种为方格短沟蜷、铜锈环棱螺和卵萝卜螺,捕食者的优势种为河蟌,撕食者的优势种为秀丽白虾,收集者的优势种为黄色羽摇蚊。冗余分析（RDA）表明,影响桥边河大型底栖动物功能摄食类群的主要环境因子为溶解氧（DO）、氨态氮（NH₄⁺-N）、水深（Dep）、pH、温度（T）和硝态氮（NO₃^--N）。研究大型底栖动物功能摄食类群组成和时空分布特征,可为河流生态系统修复提供参考依据。     

基于物理模型实验的光倒刺鲃生态行为学研究

建立了基于天然河道的物理模型,通过控制实验研究水环境因子对鱼类行为的影响。文中选取了金沙江下游2.6 km河段建立物理模型,以南方水系的经济鱼类光倒刺鲃为研究对象,进行了鱼的行为对底质和流速的响应实验。分析得出,光倒刺鲃对砂卵石底质的选择明显大于其它底质且差异极其显著(P<0.01),光倒刺鲃2龄幼鱼期的喜好流速范围为0.3-0.6 m/s;研究同时发现水流紊动强度对光倒刺鲃行为具有重要影响。该研究结果可以为光倒刺鲃栖息地模型提供参考。     

桥边河大型底栖动物生境适宜性

构建精度高,适用性强的水生生物生境适宜性评价模型,为河流生境质量评价和生境修复提供理论依据。以长江一级支流桥边河为例,采用典范对应分析和独立性分析,筛选出影响桥边河大型底栖无脊椎动物优势种河蚬生境质量的关键化学因子和物理因子,利用广义加性模型与多项式拟合模型构建生境因子与生物选择的关系。结果表明：（1）影响桥边河河蚬生境质量的主要因子为COD_Mn、TN、DO、Tur（浊度）和Dep（水深）;其中COD_Mn、TN、Tur、Dep与大型底栖无脊椎动物分布成负相关,DO与大型底栖无脊椎动物分布成正相关;（2）桥边河流域河蚬的最适宜COD_Mn含量为1.228 mg/L,最适宜TN含量为0.269 mg/L,最适宜DO含量为11.170 mg/L,最适宜Dep为0.3 m,最适宜Tur为1.130 NTU。（3）线性拟合情况下两种方法均适用;非线性拟合情况下广义加性模型较优于传统多项式拟合模型,且GAM模型在处理离散程度大的数据集时,可以很好的规避多项式拟合过程中出现的过拟合现象。研究显示,运用GAM模型可以更加精确、合理的模拟生境因子与生物选择之间的关系。     

基于GA-BP优化模型的中小河流健康评价研究

河流健康评价是河流生态修复的前提和依据,但目前中小河流还缺乏相应的评价标准。为客观评估中小河流健康状况,以桥边河为例,构建了河流水生生物、水环境、水文、形态、社会服务功能5个要素17个指标的健康评价体系,利用遗传算法（GA）优化BP神经网络方法建立GA-BP模型确定其指标权重,采用赋分法进行评价。GA-BP模型输出结果显示,指标权重中水环境指标赋值最大,其次是河流水文指标>河流水生生物指标>河流形态指标>河流社会服务功能指标。通过建立的评价体系对桥边河进行评价,结果表明有3个点健康等级评价为Ⅰ级,3个点评价为Ⅱ级,2个点评价为Ⅲ级。总体来看,桥边河流域基本处于健康状态,上游健康状况明显优于下游,从上游到下游越靠近河口位置,河流的健康状况越差。     

汉江中下游生态系统健康评价指标体系构建及其应用

水利工程建设影响了河流生态系统健康。为探究梯级水库、跨流域调水等水利工程建设对长江流域河流生态系统健康的影响,以汉江中下游为例,采用频次分析法和相关性分析法对评价指标进行筛选,用最小二乘法和熵系数法相结合的综合权重模型确定各评价指标权重,从整体性、稳定性及可持续性3个方面构建了河流生态系统健康评价指标体系,并利用赋分法进行河流健康评价。结果表明,汉江中下游河流健康评价指标体系包含流量过程变异程度、输沙量变化、河流连通性、富营养化状况、鱼类物种数等11个指标。评价结果显示汉江中下游河流生态健康状况表现出较强的空间异质性,且健康状况逐年降低。靠近丹江口水库的区域较好,越往下游越差。