基于复合系统的景观格局变化对河流生态效应研究

本项研究拟针对河流生态系统胁迫-响应机理问题，以恢复生态学"自我设计与人为设计"理论为指导，根据景观生态学的"格局-过程-尺度"原理，从生态水文格局与过程的相互作用关系入手，综合运用RS、GIS技术和地统计学方法，探讨"源-汇"景观格局指数变化与河流水量、水质及物种组成之间的胁迫-响应关系生态，揭示流域尺度上的生态水文过程变化对河流生态系统的影响规律。本研究以太子河流域为例，在一、二、三级子流域多个尺度上，充分考虑流域用水格局，在多个尺度上筛选代表不同景观格局类型的典型子流域，构建能够表达生态水文关系的景观格局指数；结合现状监测，定量研究"源-汇"景观格局变化的河流生态效应，为基于社会-经济-流域复合系统的水生态系统修复提供科学依据。

本项目以太子河流域及其子流域汤河流域为研究区，进行了数据资料收集、遥感影像解译、子流域划分、以及景观格局指数提取等工作，并构建了太子河流域景观格局类型的空间数据库和太子河流域-汤河子流域-小流域三级嵌套源汇景观格局指数集。以汤河子流域为典型流域，开展了两期水量水质同步监测。收集了太子河流域水生生物调查数据，并利用去趋势对应分析（DCA）等对太子河流域水生生态格局进行了分析。通过PCA分析筛选出18个景观格局指数，与同步监测水质结果进行RDA分析。结果显示，太子河流域藻类-浮游动物-鱼类综合分布较各生物类群分布呈现尤为明显的梯度分布特征；汤河流域两个支流的沿程变化趋势呈现较大差异；景观格局指数对水质沿程变化具有一定解释能力，但总体而言，解释能力有限。