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第1章 绪论 1

1.1河流生态系统的特征 1

1.1.1河流生态系统的组成特征 1

1.1.2河流生态系统的结构特征 2

1.1.3河流生态系统的功能特征 4

1.2生态水力学 5

1.2.1生态水力学发展历程 5

1.2.2生态水力学定义及研究方法 6

1.3河道内流量增量法 8

1.3.1河道内流量增量法的起源 8

1.3.2河道内流量增量法的基本理论及框架 9

1.3.3 IFIM的概念模型 13

1.4水生生物栖息地模拟模型 15

1.4.1水生生物栖息地模拟模型的研究意义 15

1.4.2栖息地模拟模型的研究进展 16

1.4.3栖息地模拟方法的优缺点 23

参考文献 24

第2章 生态需水计算方法 33

2.1水文学方法 34

2.1.1 7Q10法 34

2.1.2 Tennant法 34

2.1.3 RVA法 37

2.1.4 Texas法 38

2.1.5基本流量法 38

2.1.6水文学方法的优缺点 38

2.2水力学方法 39

2.2.1湿周法 40

2.2.2 R2-Cross法 41

2.2.3水力学方法的优缺点 41

2.3栖息地模拟方法 42

2.4综合分析法 43

2.4.1 BBM法 44

2.4.2整体分析法 45

2.4.3 ELOHA法 46

2.4.4强制流量转换的下游响应法 47

2.4.5专家小组评估法 47

2.4.6科学小组评估法 48

2.4.7综合分析法的优缺点 48

参考文献 49

第3章 河流生态系统相关概念 51

3.1河流连续性相关概念 53

3.1.1河流连续体概念 53

3.1.2河流不连续体概念 55

3.2河流生境相关概念 56

3.2.1基于分级结构的河流生境分类 56

3.2.2斑块动力概念 57

3.3洪水脉冲概念 58

3.4河床形态与演变规律 61

3.5滨河植被 63

3.5.1冲积河流的滨河植被 63

3.5.2滨河植被在河床演变中的作用 65

3.5.3树木年轮地貌学 69

3.5.4滨河植被对河流功能的影响 72

3.6河流系统各单元的交互作用 73

3.6.1群落交错区及连通性 73

3.6.2物质的迁移 75

3.6.3交界面的过滤器效应 75

3.6.4 群落分布与水动力之间的关系 76

3.7生态应力 77

3.7.1概述 77

3.7.2自然应力 77

3.7.3人类影响 79

3.7.4外来物种入侵 86

3.7.5中度干扰假说 90

参考文献 90

第4章 河流物理栖息地组成 94

4.1水文情势 96

4.2物理栖息地结构 98

4.2.1流速 99

4.2.2水深 100

4.2.3底质 101

4.2.4悬沙浓度 104

4.2.5遮蔽物类型 104

4.2.6深潭和浅滩 105

4.3水温与水质 106

4.3.1水温 106

4.3.2水质 110

4.4无量纲物理量 112

4.4.1弗劳德数 112

4.4.2雷诺数 112

4.5描述水流复杂程度的栖息地特征量 113

参考文献 115

第5章 数据采集与分析 117

5.1地形数据 117

5.2河流水文数据 118

5.3生态数据的采集与分析 119

5.4鱼类指示物种筛选及调查 121

5.4.1鱼类指示物种筛选 121

5.4.2鱼类调查 121

5.4.3数据处理和评价 124

5.4.4时间尺度 125

5.4.5鱼类作为指示物种的优缺点 127

5.5大型底栖动物指示物种筛选及调查 127

5.5.1底栖动物指示物种选取 128

5.5.2底栖动物调查 128

5.5.3数据处理 132

5.5.4底栖动物作为指示物种的优缺点 134

5.6大型水生植物 134

5.6.1水生植物调查 135

5.6.2数据处理 137

5.6.3水生植物作为指示物种的优缺点 137

参考文献 138

第6章 基于生境单元的栖息地适宜度评价方法 140

6.1基于专家经验的评价方法 141

6.1.1适宜度曲线法 141

6.1.2模糊逻辑方法 149

6.2基于数学统计的评价方法 157

6.2.1多元线性回归 157

6.2.2主成分分析法 163

6.2.3逻辑回归 165

6.2.4广义线性模型 165

6.2.5广义加和模型 166

6.2.6变量选择 168

6.2.7岭回归 169

6.3基于人工智能的评价方法 170

6.3.1人工神经网络 170

6.3.2数据驱动的模糊逻辑法 171

6.3.3最大熵方法 172

6.4其他评价方法 174

6.5多物种和群落的统计分析 174

6.6本章小结 176

参考文献 178

第7章 水环境模型 185

7.1模型维度选择 186

7.2一维水环境模型 188

7.2.1一维恒定流水动力模型控制方程 188

7.2.2一维非恒定流水沙模型控制方程 190

7.3二维水环境模型 193

7.3.1直角坐标系下平面二维水沙模型控制方程 193

7.3.2贴体坐标系下平面二维水沙模型控制方程 196

7.3.3二维水沙控制方程的修正 198

7.3.4模型方程的求解 201

7.3.5二维水沙基本方程的离散 202

7.4三维水环境模型 213

7.5模型的构建 216

7.6本章小结 218

参考文献 219

第8章 生物栖息地质量评价及修复 221

8.1栖息地质量评价的意义 221

8.1.1参考条件和目标 221

8.1.2结果的解释与运用 222

8.2微观生境质量评价方法 223

8.2.1基于偏好方程的单元生境质量 223

8.2.2基于模糊规则的栖息地单元质量 225

8.3整体生境质量评价方法 228

8.3.1整体栖息地质量计算 228

8.3.2栖息地地图 230

8.3.3时间序列分析 230

8.3.4栖息地统计分布 232

8.3.5空间结构 234

8.4中观尺度栖息地模型 234

8.4.1 MesoHABSIM模型 234

8.4.2 MesoCASiMiR模型 235

8.5宏观栖息地评价 238

8.5.1宏观生境因子 238

8.5.2受多重影响的河流、水系、流域 239

8.5.3宏观生境与微观生境的整合评价方法 240

8.6栖息地修复 242

8.6.1栖息地修复的内涵 242

8.6.2流域内栖息地修复 242

8.6.3河道内栖息地修复 246

8.6.4河岸带恢复 252

8.6.5补偿与置换技术 255

8.6.6其他恢复措施 257

参考文献 258

第9章 长江中华鲟产卵场适宜度模拟 262

9.1目标物种选取及生态习性分析 262

9.2生境特征 263

9.3二维水沙数学模型 265

9.3.1二维水沙数学模型基本方程 266

9.3.2数值计算格式及数值解 269

9.3.3模型方程的求解及相关处理 270

9.3.4模型验证 272

9.4基于适宜度曲线的鱼类栖息地适宜度模型 275

9.4.1建立基于偏好曲线的适宜度方程 276

9.4.2栖息地适宜度方程验证 279

9.4.3模型验证 282

9.4.4敏感性分析 283

9.4.5基于偏好曲线的栖息地适宜度模型应用 285

9.5基于模糊逻辑的栖息地适宜度模型 286

9.5.1模糊集和模糊规则 286

9.5.2栖息地适宜度评价指标 289

9.5.3基于模糊逻辑法的栖息地适宜度模型验证 289

9.5.4中华鲟产卵场栖息地适宜度模拟 290

9.5.5讨论 297

9.6本章小结 299

参考文献 300

第10章 植被生境适宜度模型 303

10.1目标物种及生态习性 303

10.2研究区域 304

10.3植被生境适宜度模型构建 305

10.3.1数据来源 305

10.3.2变量选择 306

10.3.3参数设置 307

10.4结果和讨论 307

10.4.1模型表现和变量贡献 307

10.4.2响应曲线 309

10.4.3水杨柳生境适宜度分布 310

10.5气候变化和水电开发对河岸带植被的影响 311

10.5.1三个时期水杨柳生境适宜度分布模拟 311

10.5.2气候变暖情景下水杨柳适宜生境分布 315

10.6本章小结 317

参考文献 318

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