河流网络连通模式对水生生物多样性影响评估方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种河流网络连通模式对水生生物多样性影响评估方法及系统，涉及水生生物多样性评估领域，包括：根据河流水系数据和河流调查点位对应的矢量数据，利用ArcGIS软件和包括直线距离连通模式、网络距离连通模式和流向距离连通模式的河流网络连通模式，计算每种河流网络连通模式对应的河流网络距离矩阵；根据各个河流调查点位处的水生生物数据，利用Chao差异性指数，确定水生生物多样性矩阵；根据水生生物多样性矩阵和每种河流网络连通模式对应的河流网络距离矩阵，确定水生生物多样性对不同河流网络连通模式的响应关系，以评估河流网络连通模式对水生生物多样性影响，为河流网络构建及河流水生生物多样性保护提供理论支撑。

【技术实现步骤摘要】
河流网络连通模式对水生生物多样性影响评估方法及系统
本专利技术涉及水生生物多样性评估领域，特别是涉及一种河流网络连通模式对水生生物多样性影响评估方法及系统。
技术介绍
河流生态系统依据其独特的自然资源条件和区位优势，承担了服务人口增长和社会经济发展的双重职能，使其成为检验高强度人类活动影响河流生态环境的关键地区。面对人类活动和气候变化的多重压力胁迫，河流生态系统凭借其发达的水系，通过河流网络连通进行着物质、能量和有机体的交换，维持着河流生态系统结构稳定和功能发挥。河流网络连通，因其在流域水资源调配、生态系统健康保障、水旱灾害防御等方面的作用，已经成为国家山水林田湖草生态系统综合治理的重大需求。然而，由于城市扩张和土地利用变化等人类活动的影响，导致河流及其集水区的面积减少，特别是与河流相连的湿地面积减少甚至消失，使河流网络连通遭到破坏，这一破坏的结果会引起河流面积萎缩、水污染、营养物质循环过程变化、生物多样性丧失等一系列生态环境问题。例如，土地利用转变、闸坝建设、引水和调水工程等是影响河流网络连通的主要威胁因素，同时也会对水生生物的迁移扩散产生影本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种河流网络连通模式对水生生物多样性影响评估方法，其特征在于，包括：/n获取研究区域内的河流水系数据，并确定所述研究区域内的河流调查点位；/n获取所述研究区域内各个所述河流调查点位处的水生生物数据；所述水生生物数据包括水生生物的种类和数量；/n根据所述河流水系数据和所述河流调查点位对应的矢量数据，利用ArcGIS软件和确定的河流网络连通模式，计算每种所述河流网络连通模式对应的河流网络距离矩阵；其中，所述矢量数据为河流调查点位的经纬度坐标数据；所述河流网络连通模式包括直线距离连通模式、网络距离连通模式和流向距离连通模式；/n根据所述水生生物数据，利用Chao差异性指数，计算水生生物多样性指数...

【技术特征摘要】
1.一种河流网络连通模式对水生生物多样性影响评估方法，其特征在于，包括：
获取研究区域内的河流水系数据，并确定所述研究区域内的河流调查点位；
获取所述研究区域内各个所述河流调查点位处的水生生物数据；所述水生生物数据包括水生生物的种类和数量；
根据所述河流水系数据和所述河流调查点位对应的矢量数据，利用ArcGIS软件和确定的河流网络连通模式，计算每种所述河流网络连通模式对应的河流网络距离矩阵；其中，所述矢量数据为河流调查点位的经纬度坐标数据；所述河流网络连通模式包括直线距离连通模式、网络距离连通模式和流向距离连通模式；
根据所述水生生物数据，利用Chao差异性指数，计算水生生物多样性指数，并确定水生生物多样性矩阵；
根据所述水生生物多样性矩阵和每种所述河流网络连通模式对应的河流网络距离矩阵，确定水生生物多样性对不同河流网络连通模式的响应关系，以评估河流网络连通模式对水生生物多样性影响。


2.根据权利要求1所述的一种河流网络连通模式对水生生物多样性影响评估方法，其特征在于，所述根据所述河流水系数据和所述河流调查点位对应的矢量数据，利用ArcGIS软件和确定的河流网络连通模式，计算每种所述河流网络连通模式对应的河流网络距离矩阵，具体包括：
在ArcGIS软件中创建河流网络数据集；
将所述河流水系数据和所述河流调查点位对应的矢量数据，存放在所述河流网络数据集中；
利用所述ArcGIS软件中的网络分析工具对所述河流网络数据集中的河流水系数据和所述河流调查点位对应的矢量数据进行处理，得到各个河流调查点位间的成本距离，进而确定各个河流调查点位间的成本距离矩阵；
根据各个所述河流调查点位间的成本距离矩阵和所述直线距离连通模式，提取河流网络的直线距离，并根据所述直线距离，确定直线距离连通模式对应的河流网络距离矩阵；
根据各个所述河流调查点位间的成本距离矩阵和所述网络距离连通模式，提取河流网络的网络距离，并根据所述网络距离，确定网络距离连通模式对应的河流网络距离矩阵；
根据各个所述河流调查点位间的成本距离矩阵和所述流向距离连通模式，提取河流网络的流向距离，并根据所述流向距离，确定流向距离连通模式对应的河流网络距离矩阵。


3.根据权利要求1所述的一种河流网络连通模式对水生生物多样性影响评估方法，其特征在于，所述根据所述水生生物数据，利用Chao差异性指数，计算水生生物多样性指数，并确定水生生物多样性矩阵，具体包括：
根据以下公式计算水生生物多样性指数；所述公式为：
djk＝1-UjUk/(Uj+Uk-UjUk)；
式中，djk表示水生生物的Chao差异性指数；Uj表示在河流调查点位j的所有群落中河流调查点位j与河流调查点位k共有物种的相对丰度；Uk表示在河流调查点位k的所有群落中河流调查点位k与河流调查点位j共有物种的相对丰度；其中，
Uj＝Cj/Nj+(Nk-1)/Nk×aj1/(2aj2)×Sj/Nj；
式中，Cj表示河流调查点位j与河流调查点位k共有的物种个体总数；Nj表示河流调查点位j的物种个体总数；Nk表示河流调查点位k的物种个体总数；aj1表示出现在河流调查点位j的物种数量，所述物种为在河流调查点位k内个体数量为1的物种；aj2表示出现在河流调查点位j的物种数量，所述物种为在河流调查点位k内个体数量为2的物种；Sj表示出现在河流调查点位j的物种全部个体数量总数，所述物种为在河流调查点位k内个体数量为1的物种；
Uk＝Ck/Nk+(Nj-1)/Nj×ak1/(2ak2)×Sk/Nk；
式中，Ck表示河流调查点位k与河流调查点位j共有的物种个体总数；Nj表示河流调查点位j的物种个体总数；Nk表示河流调查点位k的物种个体总数；ak1表示出现在河流调查点位k的物种数量，所述物种为在河流调查点位j内个体数量为1的物种；ak2表示出现在河流调查点位k的物种数量，所述物种为在河流调查点位j内个体数量为2的物种；Sk表示出现在河流调查点位k的物种全部个体数量总数，所述物种为在河流调查点位j内个体数量为1的物种；
根据所述水生生物多样性指数确定水生生物多样性矩阵；其中，所述水生生物多样性矩阵的的数据格式与所述河流网络距离矩阵的数据格式相同。


4.根据权利要求1所述的一种河流网络连通模式对水生生物多样性影响评估方法，其特征在于，所述根据所述水生生物多样性矩阵和每种所述河流网络连通模式对应的河流网络距离矩阵，确定水生生物多样性对不同河流网络连通模式的响应关系，具体包括：
根据所述水生生物多样性矩阵和所述直线距离连通模式对应的河流网络距离矩阵，采用Manteltest方法，确定水生生物多样性对直线距离连通模式的响应关系；
根据所述水生生物多样性矩阵和所述网络距离连通模式对应的河流网络距离矩阵，采用Manteltest方法，确定水生生物多样性对网络距离连通模式的响应关系；
根据所述水生生物多样性矩阵和所述流向距离连通模式对应的河流网络距离矩阵，采用Manteltest方法，确定水生生物多样性对流向距离连通模式的响应关系。


5.一种河流网络连通模式对水生生物多...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志明，高俊峰，蔡永久，
申请(专利权)人：中国科学院南京地理与湖泊研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32