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中小河流是长江、黄河等大江大河物质交换、能量传递的源,是农村饮用水安全的命脉,如何诊断中小河流生态系统健康状况受到了广泛关注。在长江大保护背景下,构建出适用中小河流的健康评价体系,来完善我国河流健康评价体系,促进长江生态环境健康发展。本研究以长江一级支流桥边河为研究对象,调查收集桥边河河流地形地貌、大型底栖动物分布及水质情况;1)以大型底栖动物为研究对象,利用优势度指数、典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)和独立性分析,筛选确定指示物种和影响指示物种生境健康的水生态环境因子,利用多项式拟合法和广义加性模型(Generalized Additive Model,GAM)构建大型底栖动物生境适宜性曲线,结合生态系统健康综合指数(Ecological Health Composite Index,EHCI),首次提出基于大型底栖动物生境适宜性曲线的河流健康评价法(Macroinvertebrates Habitat Suitable Curves,MHSC),进行桥边河生态系统健康评价。2)考虑到人类扰动是对中小河流健康影响较大,引进压力-状态-响应模型(Pressure-State-Response,PSR),通过频次分析法和相关性分析法,构建包含人口密度、水资源开发利用率、城镇生活污水处理率等指标的中小河流生态系统健康评价体系,建立了将最小二乘法主观权重模型和熵系数客观权重模型集成的综合权重求解模型,进行桥边河生态系统健康评价。3)通过对比M-HSC评价结果、PSR模型评价结果与基于水质指标的实测评价结果,探索指示物种法与指标体系法在中小河流健康评价中的优缺点。对比M-HCS结果与PSR模型各准则层(压力层、状态层、响应层)评价结果,揭示不同的评价方法在中小河流健康评价中的适用条件。主要工作及结论如下:一、桥边河生态环境时空变化水体理化特性调查结果显示,桥边河流域丰水期生境状况较好,TN、TP平均值分别为0.470 mg/L、0.078 mg/L,均未超过GB 3838—2002Ⅱ类标准限值。但局部地区的生境状况较差,TN的最大值(1.064 mg/L)超过GB 3838—2002Ⅱ类标准限值2倍以上。桥边河枯水期生境状况较丰水期差,各个水质指标较枯水期均有所升高。大型底栖动物调查结果显示,桥边河大型底栖动物物种结构中,节肢动物种类最为丰富,其次为软体动物,环节动物最少。桥边河上、中、下游三个区域底栖动物的群落结构在各区域的变化显著,但枯水期、丰水期中的变化较小。生物多样性调查结果显示,桥边河流域大型底栖动物的生物多样性处于一般水平。二、基于大型底栖动物生境适宜性曲线(M-HSC)的桥边河健康评价M-HSC模型结果显示,CODMn、TN、浊度(Tur)、水深(Dep)与大型底栖无脊椎动物分布成负相关,DO与大型底栖无脊椎动物分布成正相关;桥边河流域河蚬的最适宜CODMn含量为1.228 mg/L,最适宜TN含量为0.269 mg/L,最适宜DO含量为11.170 mg/L,最适宜Dep为0.3 m,最适宜Tur为1.130 NTU。健康评价结果显示,桥边河健康状况呈现出明显的空间异质性,上游健康状况较好,越往下游,健康状况越差,枯水期和丰水期均表现出相同的变化趋势。桥边河健康状况时间异质性亦较明显,丰水期健康状况明显好于枯水期。基于压力-状态-响应模型(PSR)的桥边河健康评价:利用PSR模型构建了桥边河生态系统健康评价指标体系,准则层-压力层、状态层和响应层,涵盖降水变化率、人口密度、水资源开发利用率、河流连通性、水温变异程度、富营养化程度、生态基流达标率、城镇生活污水处理率和相关法规完善程度等共6个指标。评标指标权重表现为压力层>状态层>响应层。健康评价结果显示桥边河健康状况呈现出明显的空间异质性,上游健康状况较好,越往下游,健康状况越差,枯水期和丰水期均表现出相同的变化趋势。桥边河健康状况时间异质性亦较明显,丰水期健康状况明显好于枯水期。四、健康评价方法对比分析在时间尺度上枯水期指标体系法适用性优于指示物种法,丰水期指示物种法优于指标体系法。在空间尺度上人口聚集区、城镇区域指标体系法适用性优于指示物种法,人烟稀少区域、山区区域指示物种法优于指标体系法。