河流水质生物监测理论与实践

为进一步明确景观格局对河流水质的影响.本研究选择新疆艾比湖区域为研究对象,以28个水质采样点为中心,建立100、200、300、400 m的河流缓冲区,并提取土地利用/覆被-景观格局数据.首先,通过主成分分析获得水环境的主要水质变量.其次,利用多元线性回归探讨研究区不同宽度缓冲区土地利用/覆被-景观格局变化对河流水质的影响,获得水质管理的有效缓冲区.结果表明：①2015年5月,在艾比湖区域测得的18个地表水水质指标中提取TDS、SO4^2-、NH4^＋-N、HCO3^-、Na^＋和TP这6个水质指标.②对斑块密度（PD）、最大斑块指数（LPI）、边缘密度（ED）、景观形状指数（LSI）、蔓延度指数（CONTAG）进行统计分析,发现人类活动在4个缓冲区内强弱不均.③本文在不同尺度的缓冲区下,将PD、LPI、ED、LSI、CONTAG和TDS、SO4^2-、NH4^＋-N、HCO3^-、Na^＋、TP分别进行相关性分析,发现300m缓冲区相关性最为显著.④在300m缓冲区内,通过多元线性回归分析,将TDS、HCO3^-与其各自对应的景观指数的关系进行定量化表达,进一步探明区域流域地表水与周围一定缓冲区范围内的景观格局的内在关系.

在喀斯特地区,较大的地表坡降和坡地开发强度导致承载在地表景观上的污染物因地势和降水加倍迁移到河水中。以赤水河流域中上游为研究区,分别在全子流域、子流域坡地、子流域陡坡地三个层面上提取景观结构、景观开发强度和景观格局指数,研究各级坡地景观特征对水质的影响。结果表明:(1)与总林地相比坡林地对水质潜在的\"汇\"作用更加显著;占总耕地面积不足1/7的陡坡耕地、却对河水中总磷(TP)和氨氮(NH3-N)浓度大小贡献显著(相关系数为0.608和0.614)。(2)景观开发强度与各水质污染物指标呈现显著而稳定的正相关性,相关系数最高达0.960,它比单个景观对水质指标更具解释能力。(3)斑块形状复杂度、景观多样性、景观分离度均与水质污染物指标呈高度或显著正相关,且随着地形坡度的增大,水质污染物指标对景观散布与并列指数(IJI)和农香多样性指数(SHDI)越来越敏感。故减少对坡地尤其是陡坡地景观的不当人为干扰,对喀斯特地区流域水质保护有重要意义。