[发明专利]一种流域中不同生态修复类型生境阈值的判定方法

说明书

本发明公开了一种流域中不同生态修复类型生境阈值的判定方法，通过对生态系统群落结构中浮游植物、浮游动物、底栖生物三个类群的特征分析，依据种群结构梯度距离甄选关键生物类群，然后结合环境变量，筛选不同生境内群落结构变化的环境驱动因子；通过广义增强回归模型分析及突变点分析确定其生境变化的阈值范围，对健康生态系统状态进行判断。通过水生态系统生境阈值对水环境进行适宜生境评估，可以动态的评估生境特征的指标及生境变化趋势，对开展生态修复具有较高的指导价值；同时，也是健康生态系统长效维持管理的重要依据。

技术领域

本发明涉及一种流域生态修复的治理方法，具体涉及一种流域中不同生态修复类型生境阈值的判定方法

背景技术

水生态环境的生境阈值是指其从一个稳态跃入另一个稳态时独立变量的关键值，它通常存在非线性，多次跃迁的特点。目前针对流域不同水体生境阈值的判定方法极少，相关的研究主要集中在湖泊藻型-草型稳态转换中阈值分析和水体生态阈值的界定。这类方法通常是一种格局阈值，方法复杂，需要长时间尺度的完整数据(如水域的物理结构、水文条件、水质状况、人为活动强度、湖泊河流功能等等)，指标筛选过程复杂且工作量大，可以对已发生的稳态格局转换进行机制分析或过程反演。

在实际的生态修复决策及水体管理中，往往针对流域中局部重污染或富营养化水体，相应的长时间尺度的完整数据匮乏，同时，生境的改善也受到多种因素影响，并非一蹴而就，因此传统的格局阈值很难得以应用。

发明内容

本发明针对生境阈值判定中格局阈值方法存在的缺陷，目的在于提供一种流域中不同生态修复类型生境阈值的判定方法，以生境中生态系统群落结构为切入点，以空间换时间，提出一种过程阈值方法，以提高生境阈值判定的可操作性，动态评估生境特征的指标及生境变化趋势。

本发明以生境中生态系统群落结构为切入点，涉及浮游植物、浮游动物和底栖生物三个类群，首先根据阈值分析中的可用性和敏感性进行判定物种选择，即依据生物类群的数据完整性和各生物类群在该生境内的种群结构梯度距离选择判定关键生物类群。在确定关键生物类群的情况下，通过多指标的比较分析，确定能够表征生物群落结构的定性和定量指标，然后结合环境变量，筛选不同生境内主要群落结构变化的主要环境驱动因子。最后在得到每类生境主要驱动因子的基础上，再对不同生境内的群落结构变化过程通过拐点分析，确定其具体阈值。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种流域中不同生态修复类型生境阈值的判定方法，包括以下步骤：

1)调查点位的选择和环境因子和水生态指标调查

选取流域内相似水体的不同类型生境作为调查点位，涵盖健康-良好-中等-较差-极差等多种具体生境，以扩大种群结构梯度距离，便于后续的阈值分析。例如，对于农村河道类型，调查点位可涵盖农业面源污染河道、整治后的社区河道、过水河道、丘陵区域等4类生境。一种推荐的调查点位选择的方法，可根据区域内相似水体的不同水质，包含从Ⅰ类到劣Ⅴ类等多种水质类型生境。

调查点位确定后，进行环境因子和水生态指标的调查。环境因子包括各类水质指标，水生态指标包括如浮游植物、浮游动物、底栖生物等生物类群。

进一步地，环境因子至少包括电导率、氨氮、叶绿素、氧化还原电位、硝酸盐和亚硝酸盐、总氮、磷酸盐、溶解氧、总磷、COD、透明度等。

进一步地，水生态指标的生物类群包括浮游植物、浮游动物和底栖生物，表征指标为表征群落结构的指标，包括①物种丰富度(Richness)；②多样性指标，包括香农-威纳指数Shannon-Wiener Index，优势度指数Simpson Index，均匀度指数Pielou Index中的一种或几种。还可以选择表征总体生物量的指标(Total Biomass)作为参考。

2)关键生物类群的选择