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针对海河流域河流生态退化问题,在流域总体诊断的基础上,构建了一套适合于海河流域的河流生态评估方法,并以海河流域的典型子流域子牙河流域为研究对象,对底栖动物群落和河流生境进行实地调研,进而对上述评估方法进行应用,得出子牙河流域河流生态状况及分布。另一方面,从河流生态系统的两大主要组分,河流生境与底栖动物群落入手,研究二者的耦合关系,探讨河流生态状况变化的内在驱动机制。主要结论如下: 1)建立了适用于海河流域的河流生态评估方法。该评估方法的实现以海河流域水生态分区为基础,考虑了流域的区域异质性;该方法运用预测模型法的思想,以大型底栖动物为指示生物,建立生物和河流生境两大核心指标集,确立在现有条件下受人为干扰最小的样点为参照样点,通过计算底栖动物群落物种出现概率的观测值(O)和期望值(E)的比值,并进行分段,表征河流生态状况。 2)海河流域典型子流域—子牙河流域河流生态退化严重,亟待治理和修复。运用已经构建的河流生态评估方法,在子牙河流域进行了两次实际评估应用。评估结果表明,子牙河流域河流生态状况处于较差水平,全流域河流生态状况为“差”和“极差”的样点比例超过50%,而“优”和“良”的样点比例低于15%;与平原段相比,山区段河流生态状况相对较好,但山区段河流生态状况呈现“两极分化”趋势,生态等级为“中”的样点比例仅为0-12.5%。山区段,河流生态状况较差的点位于城市周边,平原段,滹沱河几乎全程干涸,滏阳河及其支流生态状况多为“差”和“极差”水平。 全流域的4个水生态区内,只有两个区域内选取到了参照样点;总共选取了6个河流生态参照样点,其中2个位于山区段的水生态单元21126内,4个位于平原段的水生态单元22246内,形成了两个参照点组。流域内的另两个水生态单元内未能选出参照样点。参照样点的河流生境质量较高,其在河流生境的某些方面(非所有方面)得分较高,其共同特征为:河岸带植被覆盖度较高(17%-60%)、水生植物类型较多,挺水植物覆盖度较高(10%-70%),河道梯田与岸坡垃圾极少(<1m3)。与本流域其他测试点相比,参照样点的底栖动物多样性相对较高,夏季为1.15-1.91,秋季普遍较低,为0.98-1.28。优势种多为轻度到中度耐污种,混杂有重度耐污种。 3)子牙河流域底栖动物以水生昆虫为主,群落结构异化;河流生境退化严重,平原段尤甚。在子牙河流域共采集到底栖动物106属(其已鉴定到种为96种),隶属于3门、6纲、21目、57科。水生昆虫是底栖动物的主要组成部分,共有71个属,占底栖动物总数的66.98%,其中又以摇蚊科占主导,含35个属,占水生昆虫总数的49.30%。底栖动物群落结构简单,优势种以中度-重度耐污类群为主。子牙河流域河流生境质量处于中等偏差水平,50%以上样点的河流生境质量为“差”和“极差”,36.37%的样点河流生境质量为“中”;山区河流生境质量较平原区好,约30%的样点具有“优”和“良”的生境质量。山区段河流栖息地可分为6种类型,结构较为复杂,河道基质、水文地貌、水生植物等类型多样。平原段河流的栖息地共有4类,组成较为简单,河道基质单一,水文地貌简单,水生植物类型较少。平原段底栖生境质量较差,PLI指数值介于0.10-1.58之间,除了ZY31样点的PLI为最高值1.58外,其余样点的PLI值均<1。 4)子牙河河流生境退化对底栖动物群落特征具有一定的影响规律,在山区较显著,平原段不显著。河流生境退化对底栖动物群落的影响规律为:受人类活动干扰,河岸带受损,进而河道形态发生改变,导致河道内生境特征发生变化,影响底栖动物生存和其群落结构变化。在山区段,随着河流生境质量的下降,底栖动物物种数和多样性也呈减小趋势,最高的生物多样性和物种数出现于“良”或“中”的生境质量下。在平原段,不同生境质量状况下,底栖动物物种数和多样性差异很小。河岸带植被覆盖度有利于支持较高的底栖动物多样性,与物种丰富度关系不显著;河道宽深比对物种数有显著影响,与生物多样性关系不显著。宽深比为20-55,对应实际物种数≥8;挺水植物覆盖度对于底栖动物的多样性和物种数均具有显著的积极影响。 在山区段,河流栖息地类型和不同范围值的底栖动物多样性和物种数具有一定的对应关系。总体上,水生植物类型较多,河道基质类型多样的栖息地类型可支持较高的生物多样性和物种数。与单一水文或植物栖息地相比,典型水文地貌和水生植物的组合栖息地种类有利于增加物种丰富度和多样性。栖息地种类和底栖动物类群的对应组包括:山区段,栖息地1(EP)和物种6(环足摇蚊属),栖息地7(SP)和物种1(巴蛭属)。平原段,栖息地3(SP)和物种5(雕翅摇蚊属),栖息地2(MP)和物种2(长足摇蚊属),栖息地1(EP)和物种3(萝卜螺属),但对应关系较差。