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溪流生态系统不断受到人为活动的影响，其中土地利用变化是最重要的驱动因子，通常导致溪流物理生境的破坏和水质的退化。基于溪流底栖生物（如硅藻、无脊椎动物）的生物监测和评价是有效评价溪流水质健康、保护溪流生物多样性的重要手段。但在溪流水质生物监测和评价过程中，一直存在一些难点，主要有:一、怎样确定空间因子和环境变量的相对影响？二、哪个尺度的环境变量对溪流底栖生物群落结构的作用更大？三、土地利用变化对溪流底栖生物群落结构的影响存不存在季节性差异？四、不同生物类群间（如底栖硅藻和无脊椎动物间，或不同水生昆虫类群间）群落一致性高不高，能否利用某一类群作为生物监测和评价中的指示类群？基于这些科学问题，本论文以国内几个典型流域为研究对象，针对溪流底栖生物群落结构、空间因子和环境变量，探讨了上述问题，主要研究结果如下: 1.在钦江流域，利用主轴邻距法(PCNM)和不对称空间特征分析法(AEM)提取空间因子，结合空间因子和环境变量，利用方差分解(Variation Partition)分析空间因子和环境变量对溪流底栖动物群落结构的相对影响。结果表明，溪流底栖动物群落结构主要受到环境变量的影响（解释量为14.6％子和环境变量对，其次才是空间因子的作用（解释量为7.5％是空间因子的）。在钱塘江流域，利用主轴邻距法计算空间因子，同样利用方差分解分析空间因子和环境变量对溪流底栖硅藻和底栖动物群落结构的影响。结果表明，溪流底栖动物群落结构主要受环境变量的影响（解释量为13％），其次为空间因子的作用（解释量为4.8％）;相反，溪流底栖硅藻群落结构主要受空间因子的影响（解释量为16.1％），其次为环境变量（解释量为13.2％）。 2.在钱塘江流域，将所测定和计算的环境变量划分为流域尺度和河段尺度。结合溪流底栖硅藻和底栖动物数据，利用典范对应分析(Canonical corespondence analysis CCA)确定影响溪流底栖硅藻和底栖动物群落结构关键的流域尺度和河段尺度环境变量;利用方差分解分析流域尺度和河段尺度环境变量的相对重要性。结果表明，影响底栖硅藻群落的主要环境变量是流域尺度的城镇用地百分比和农业用地百分比，及河段尺度的酸碱度、电导、卵石底质百分比、总磷、二氧化硅浓度和化学需氧量;影响底栖动物群落结构的关键环境因子是流域尺度的城镇用地百分比和土地利用多样性指数，及河段尺度的溶解氧、卵石底质百分比、流速、水深和氨氮浓度。对于底栖硅藻群落，流域尺度和河段尺度环境因子的解释量分别为7.5％和3.5％;对于大型底栖动物群落，流域尺度和河段尺度环境因子的解释量分别为7.1％和3.2％。总体而言，流域尺度环境变量较河段尺度环境变量作用更大。 3.在西苕溪流域，利用主成分分析（Principal correspondence analysis PCA）提取研究区域的综合环境胁迫;结果表明研究区域主要的环境胁迫是人为土地利用以及与之相关的溪流栖境受损和水体理化退化。选用水质生物监测和评价过程中常用的总分类单元数、（蜉蝣目+襀翅目+毛翅目）类群分类单元数、非水生昆虫类群百分比、刮食者百分比、集食者百分比、Pielous均匀度指数、辛普森多样性指数和底栖动物完整性指数。通过Spearman秩相关分析探讨这8个底栖动物生物指数对环境胁迫梯度的响应。结果显示，在秋季，所有选取的生物指数能很好的和环境胁迫梯度（主成分1）响应;然而在其它的三个季节不存在这么好的响应。表明秋季最适合于溪流底栖动物的采集工作，也最适合这个亚热带流域水质生物监测和评价工作的开展。 4.在东苕溪流域，将溪流水生昆虫类群划分为鞘翅目(Coleoptera C)、蜉蝣目+襀翅目+毛翅目（Ephemeroptera+Plecoptera+Trichoptera EPT）和双翅目+广翅目+蜻蜓目(Diptera+Megaloptera+Odonata DMO)三组，通过Mantel分析检测三个水生昆虫类群间的群落一致性。利用非度量多维尺度排序(Non-metric multiscaleordination NMDS)和“envfit”函数确定影响各水生昆虫类群群落结构的关键环境变量。结果表明，三个溪流底栖水生昆虫类群的群落一致性较高，分别为鞘翅目类群对（蜉蝣目+襀翅目+毛翅目）（r=0.65，P＜0.001）、鞘翅目对（双翅目+广翅目+蜻蜓目）(r=0.67，P＜0.001)、（蜉蝣目+襀翅目+毛翅目）对（双翅目+广翅目+蜻蜓目）(r=0.82，P＜0.001)。影响不同类群水生昆虫群落的关键环境变量大体相似，其中海拔、酸碱度、平均流速和化学需氧量是最主要的驱动因子。总之，研究表明:至少在该研究区域，不同类群的水生昆虫群落一致性很高，且对环境变量的响应也相似;因此，建议在水生昆虫生物多样性保护中可考虑利用其中的某一类群（比如:EPT类群）作为有效的指示类群。