城市河流生态健康对城市化梯度的时空动态响应机制研究

本项目以研究城市化对河流生态环境影响为目标，基于空间格局与生态过程的关系原理，以北京市温榆河流域为例，应用采样分析、3S技术、多元统计分析和模型模拟等方法，研究1）城市化梯度上农业用地、居住用地、商业用地、工业用地等不同功能的土地利用类型的特征污染物及其负荷；2）城市化梯度格局对河流水质、底栖动物群落结构影响的时空差异性规律，评价其对河流生态健康的贡献，阐明水体水质、底栖动物群落对城市化梯度的响应机理；3）提出以底栖动物完整性为目标的城市河流健康管理方法。本项目提出的城市河流生态健康评价的新途径丰富了城市生态学研究，能够促进城市土地利用管理，对指导城市可持续发展具有重要的理论意义和应用价值。

城市化对河流生态健康影响研究对指导城市可持续发展具有重要的理论意义和应用价值。课题以北京市温榆河流域为例，基于2010~2012年河流水质和底栖动物采样数据，应用3S技术、多元统计分析和模型模拟等方法，对城市化梯度上不同土地利用的特征污染物及土地利用、河流水质、底栖动物群落三者的关系进行了研究。研究表明，温榆河以有机污染为主，特征污染物为TN、NH3-N、TP、CODMn、BOD5、浊度；各类土地利用的CODMn负荷均较高，交通用地最高（173.17mg/L）；底栖动物共121种，以节肢动物为主（65.6%）；河流水质指标CODMn存在较为显著的季节变化，TN、TP存在显著的空间分布差异；底栖动物群落稳定性较低，群落结构存在较为显著的季节变化，春季生物多样性指数最小，冬季生物量和栖息密度均最大。B-IBI指数法与RIVPACS模型法的河流健康评价结果相近，温榆河约50%的河段处于较差状态。林地、工业用地、斑块密度、景观聚集度和边界密度对河流水质存在较大影响。氨氮（NH3-N）、总氮（TN）和溶解氧（DO）是影响温榆河底栖动物群落的显著水质因子。