[发明专利]一种确定栖息地适宜度的方法

说明书

技术领域

本发明属于生态环境保护领域，涉及一种确定栖息地适宜度的方法，尤其是基于多元线性回归确定栖息地适宜度的方法。

背景技术

物理栖息地环境因子对于鱼类的种群与多样性有显著影响，而生物群落对于栖息地也有特别的敏感性与偏好。各种不同的环境变化会直接或间接的影响鱼类在栖息地活动的偏好。目前，已经开发多种建立栖息地适宜度指标的方法，用于定量描述栖息地与物种之间的关系。栖息地定量的经典方法是栖息地适宜度指数法(Beecher HA，Caldwell BA，Demond SB.Evaluation of depth and velocity preferences of juvenile coho salmon in Washington streams[J].North American Journal of Fisheries Management，2002，22：785-795)。栖息地适宜度指数是用来表示不同水生动物不同生命阶段对流速、水深、底质、覆盖物等不同河流参数的偏好。栖息地适宜度指数用0-1之间的数值表示栖息地影响因子对鱼类的影响，最适宜的情况为1，最不适宜的情况为0(班璇，李大美，李丹.计算葛洲坝下游中华鲟产卵栖息地适宜度标准研究[J].武汉大学学报(工学版)，2009，42(2)：172-177)。栖息地适宜度指数主要有三种方法：二元格式，单变量格式，多变量格式。以上三种方法均基于对栖息地生态因子进行独立考虑，没有考虑栖息地变量之间的相互作用和相关性。比如某种鱼类偏好流速快的水体，但必须在河底有巨石等庇护、能够躲避水流冲击的情况下才会选择；如果没有庇护，不能躲避水流冲击，则鱼类会选择流速相对较低的水体，同时需要寻找防止被捕食者发现的庇护。鱼类对栖息地选择显然是一个多元过程，受到多个相互作用的变量影响，已有的计算方法忽略了栖息地的复杂性，不能恰当的表达自然水体的情况。

发明内容

针对现有栖息地适宜度标准确定方法没有考虑栖息地变量之间的相互作用和相关性，本发明要解决的技术问题是建立一种新的栖息地适宜度标准确定方法，基于该技术确定的栖息地适宜度标准，考虑了栖息地变量之间的相互作用，通过多个环境特征的累积效果来决定物种的响应。

本发明解决该技术问题所采取的技术方案如下：

一种确定栖息地适宜度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)基于历史和现状调查资料，筛选出对栖息地变化最敏感的物种，并对其生命阶段，生态习性进行调查；

(2)对研究河段设置断面，所述断面需要包括具有代表性的典型断面，测量河道形态，并对断面根据河道地形特征进行单元划分；沿断面与河流垂直方向测量每个单元中点的水深、流速、基质、覆盖物的组成，统计不同生境下物种的丰度；

(3)采用多元线性回归法建立物种响应与栖息地变量之间的关系

①基于物理栖息地变量的栖息地适宜度指数

HSI_k(k＝1，…，m)为河段单元k的栖息地适宜度指数，通过栖息地变量的频率分布来描述，由下式所得：

其中，i为栖息地变量的序号；n为栖息地变量总个数；j为各栖息地变量P_i的级别；c_i为栖息地变量P_i的总级数；β_ij多元回归系数，使用最小二乘法(OSL)估计；w_ijk为体积或面积权重因子，由栖息地变量的频率分布得出；

②基于物种响应的栖息地适宜度指数

河段单元k的鱼类密度为d_k，基于物种响应的栖息地适宜度指数有：

HSI_k＝ln(1+1000d_k)

③长河段栖息地适宜度指数

将河段单元适宜度计算公式拓展到全河段，栖息地适宜度计算公式如下：

其中，W_ij(i＝1，…，n；j＝1，…，c_i)为栖息地变量等级β_ij在整个河段中的权重；W_ij通过栖息地变量等级β_ij的表面积或体积计算得到，或通过简单的测量后运用统计水动力模型得到。

(4)最小二乘法求解系数

是n个与栖息地变量相对应的回归系数组成的向量；β_ij的估计值用最小二乘法得到，即选取β_ij，使残差ε的平方和最小。通过解n个变量的联立方程组求出