在气候变化和人类活动的双重影响下,我国水生态环境受到严重破坏。极端天气频发,河道流量不断减小,河道水质不断恶化,2013我国劣V类水河长比例14.9%,比2012年上升0.6个百分点。在当前变化环境下,水生态问题越演越烈,特别是北方河流高达5个月的冰封期,对河道生态系统产生了深远影响。自1980年至2000年,松花江流域内由于降雨较少、水资源过度利用和不合理开发,流域内有2条河流发生过断流,分别为呼兰河和蚂蚁河,最大断流长度为50km、65km,占各自河流总长度的0.6%、2.9%,断流累计天数为78天和23天。河流断流及水质污染对河道内的生态环境及其生物多样性均有较大的负面影响,在此背景下,水生态逐渐成为我国治水实践与科学研究的热点和重难点。我国从上世纪80年代开始针对生态需水开展系统性的研究,但结合水生生物栖息地来评估河流生态需水量的应用仍处在探索阶段,特别是北方寒区冰期易出现“连底冻”现象,对水生生物的生存及河道的生态系统带来严重影响,使得现有的方法对北方寒区冰期生态需水的计算均存在很大的局限性。因此研究我国北方寒区冰期河道内生态需水,对于河流生态修复及管理具有重要意义。本文以松花江干流哈尔滨至佳木斯为研究区域,基于冰封期河道特性和物理栖息地模型,从维持河道内代表性物种越冬期生存的角度,对河道内生态流量进行预测分析。主要结论如下:(1)对1962-2010年松花江干流冰期水文要素进行分析发现:松花江干流哈尔滨、依兰和佳木斯断面的多年平均流量均呈现减小趋势,倾向率分别为-1.816m3/s、-0.2419m3/s、-3.539m3/s;流速同样呈现减小趋势,但减小趋势不明显;冰盖厚度的倾向率分别为-0.0329m、-0.0311m、-0.0325m。利用多元非线性回归模型可以较好的拟合出冰盖厚度随积温、流量和流速的变化趋势,且模型在纳什系数的检验下取得较好的相关性。(2)确定松花江干流不同鱼类主要越冬场分布。以PHABSIM模型为基础,分别以温水性的雅罗鱼和冷水性鳌花鱼为代表性物种,对不同流量条件下两种鱼类越冬期有效期栖息地面积进行模拟,确定松花江干流哈尔滨至佳木斯河段鳌花鱼和雅罗鱼越冬期的栖息地主要分布在距哈尔滨段面下游50-70km、270-280km和390-400km。(3)结合主要研究河段代表性物种越冬场位置,分别模拟不同流量下鳌花和雅罗鱼越冬期栖息地加权可利用栖息地面积变化,依据相关参数,得出WUA-流量变化关系曲线,确定生态流量范围。同时结合哈尔滨、依兰和佳木斯站1962-2010年11月至次年3月份多年月平均径流资料分析,考虑越冬场径流量的实际情况,将鳌花鱼越冬期的最小生态流量定为300m3/s,雅罗鱼越冬期的最小生态流量定为200m3/s。