一种北方潮间带水平方向水文连通指数构建方法

1.本发明涉及生态水文学技术领域，具体而言，涉及一种北方潮间带水平方向水文连通指数构建方法。


背景技术：

2.水文连通是指在水文循环的各个元素之间或内部的物质、能量和生物体以水为介质的转移，不仅影响湿地的水文特征，塑造了湿地特有的生境，同时也影响湿地生态系统的结构和功能。在高强度人类活动和气候变化条件下，水文连通性的变化将改变湿地生物的分布格局和湿地生物地球化学过程，进而影响湿地生态系统的健康状态。水文连通性受水动力、水文、地貌、土壤、植被等多种因子的共同制约。
3.目前水文连通指数构建方法大多集中于流域尺度内的原位水文监测、指标法、水文模型、图论法等，局限于水文、地形、土壤、底栖、植被等相关指标，在水文连通指数构建过程中多存在以下问题：
4.(1)多因子的监测具有耗时特征，且需要对多指标进行筛选和整合来间接反映水文连通性。
5.(2)难以量化水文连通性，准确度与灵敏度较差。


技术实现要素：

6.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
7.为此，本发明的一个目的在于提供一种北方潮间带水平方向水文连通指数构建方法，依据水体稳定同位素特征构建以海水为主要来源的土壤水的水文连通指数，对于量化水文连通性具有更高的准确性和灵敏性，无需进行多个环境因子的测定，能够根据潮间带多水源来源的动态变化特征，准确、直接、简便地量化水文连通性。
8.为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种北方潮间带水平方向水文连通指数构建方法，包括以下步骤：采集各个潮位带样地的表层土壤水样品，分别检测确定相应样地的表层土壤水稳定同位素丰度；在采集表层土壤水的同一时段采集海水样品，检测确定海水稳定同位素丰度；按照水文连通指数计算公式，分别构建各个潮位带样地的水文连通指数，综合评价北方潮间带水平方向水文连通性，所述水文连通指数计算公式包括：
9.hci
x
＝-|1-δ
sample
/δ
seawater
|
10.其中，hci
x
表征为利用稳定同位素构建的水文连通指数，δ
sample
表征为样地表层土壤水稳定同位素丰度，δ
seawater
表征为海水稳定同位素丰度，hci
x
越大，相应潮位带样地的水文连通性越好。
11.在该技术方案中，以潮间带不同潮位带水体来源为数据源，利用水体稳定同位素构建水文连通指数，有利于分析量化湿地潮间带水文连通梯度变化和年际变化特征，为湿地的水文连通修复提供科学依据。该北方潮间带水平方向水文连通指数构建方法能够适用于潮间带不同季节(同位素分馏效应较强的春季除外)、不同潮位带的滨海湿地的水文连通
指数构建，依据水体稳定同位素特征构建以海水为主要来源的土壤水的水文连通指数，对于量化水文连通性具有更高的准确性和灵敏性，无需进行多个环境因子的测定，能够根据潮间带多水源来源的动态变化特征，准确、直接、简便地量化水文连通性。
12.具体地，采用稳定同位素分析软件(isosource)对不同潮滩湿地的表层土壤水进行来源分析，分析结果如图1所示，图1示出了各潮滩各季节的土壤水稳定同位素来源构成比例，可见，高潮滩的表层土壤水有4种来源：降水、海水、地下水和河水，而低潮滩和中潮滩的表层土壤水只有2种来源：降水和海水。
13.依据研究区地理位置，低潮滩、中潮滩、高潮滩到海水的距离逐渐变长，但是距河道的距离逐渐缩短，因此河水是否能影响到中、低潮滩的表层土壤水组成需进一步分析。采用稳定同位素分析软件(isosource)继续分析样品的水源来源，如果将降水、海水、地下水和河水全部作为表层土壤水的来源，结果会显示河水来源占比极低(0％～0.8％)，可以认为河水不对中、低潮滩的表层土壤水产生影响。而在高潮滩，isosource分析结果显示河水来源占比在9.8％～35.3％，河水是地表土壤水的重要组成来源之一。因此在做中、低潮滩表层土壤水来源分析时剔除了河水来源。此外，如果将降水、海水、地下水作为表层土壤水来源时，在中、低潮滩，海水来源占比和地下水来源占比没有显著的分布规律，且单因素方差分析显示中、低潮滩的地下水和海水中的稳定同位素丰度差异不显著，如下表1所示。因此，在中、低潮滩，如果同时将海水和地下水作为表层土壤水的来源考虑，则会出现来源混淆的情况，导致分析结果不准确。而在高潮滩，无论在哪个季节，海水和地下水均存在显著差异(p《0.05)。因此，在研究区样地中，中低潮滩的表层土壤水有2个来源：降水和海水；高潮滩的表层土壤水有4个来源：降水、海水、地下水和河水。
14.表1潮滩地下水和海水氢氧稳定同位素丰度含量比较
[0015][0016]
注：a,b表示同一类型同位素丰度在不同水源来源间的差异性(p《0.05)。
[0017]
由此可见，样地表层土壤水的主要来源为海水。影响土壤水蒸发的因素有很多，例如气温、日照时长、风速等，但不同季节的水文连通指数构建所需的水体样品均在同一季节短期内完成样品采集，气候条件差异较小，因此只考虑海水的浸润时长。故而，水文连通指数计算公式中利用样地表层土壤水中稳定同位素的丰度与海水中稳定同位素的丰度比值来进行构建，构建的水文连通指数的适用性好、季节适用性好，而且相对于现有技术，本发明构建的水文连通指数仅通过稳定同位素丰度变化这一指标可有效地辨识潮间带多水源的来源比例，对于量化水文连通性具有更高的准确性和灵敏性，在生态水文学的基础上，可根据潮间带多水源来源的动态变化特征，准确、直接、简便地量化水文连通性。
[0018]
在上述技术方案中，优选地，所述稳定同位素为2h或
18
o。
[0019]
在该技术方案中，稳定同位素选择2h或
18
o，通过在不同季节采集了海水、潮沟水、地下水、河水以及大气降水进行了δd和δ
18
o的丰度测定，进行不同季节多水源水体同位素特征的分析，氢氧稳定同位素的丰度在不同潮位带以及不同季节的差异较为显著，采用氢氧稳定同位素，进一步保障了构建的水文连通指数的适用性。
[0020]
在上述任一项技术方案中，优选地，所述采集各个潮位带样地的表层土壤水样品
包括以下步骤：通过envi软件对遥感影像解译，根据潮汐过程中潮水水位高低将潮间带划分为低潮滩、中潮滩、高潮滩；分别在低潮滩、中潮滩、高潮滩设置样地，通过采土器采集部分湿润表层土壤，经离心提取得到表层土壤水样品。
[0021]
在该技术方案中，通过envi软件对遥感影像解译，根据潮汐过程中潮水水位高低划分潮间带，分别在低潮滩、中潮滩、高潮滩设置样地提取表层土壤水样品，使得各个水文连通指数具有代表性和显著差异性，有利于综合评价北方潮间带水平方向水文连通性，有利于分析量化湿地潮间带水文连通梯度变化和年际变化特征，为湿地的水文连通修复提供科学依据。
[0022]
在上述任一项技术方案中，优选地，分别于春、夏、秋和冬季的低潮时段采集低潮滩、中潮滩以及高潮滩样地的表层土壤水样品。
[0023]
在该技术方案中，通过春、夏、秋和冬季的低潮时段采集低潮滩、中潮滩以及高潮滩样地的表层土壤水样品，进一步丰富了水文连通指数的数据源，从而更有利于分析量化湿地潮间带水文连通梯度变化和年际变化特征，为湿地的水文连通修复提供科学依据。
[0024]
在上述任一项技术方案中，优选地，在低潮时段海水自然分布处采集海水样品，所述海水样品的采样地距离低潮滩样地距离为400m-500m。
[0025]
在该技术方案中，保障了海水样品与表层土壤水样品的关联性，有利于提高水文连通指数的准确性和灵敏性。
[0026]
在上述任一项技术方案中，优选地，北方潮间带水平方向水文连通指数构建方法还包括：预先采用稳定同位素分析软件对各个季节各个潮位带的表层土壤水样品进行来源分析，确定其主要来源；若主要来源为海水，则采用所述水文连通指数计算公式构建对应于季节和潮位带的水文连通指数。
[0027]
在上述任一项技术方案中，优选地，所述预先采用稳定同位素分析软件对各个季节各个潮位带的表层土壤水样品进行来源分析，确定其主要来源，具体包括：分别于春、夏、秋和冬季的低潮时段采集低潮滩、中潮滩和高潮滩的海水样品、潮沟水样品、地下水样品、表层土壤水样品；分别于春、夏、秋和冬季采集河水样品、降水样品，同一季节的海水样品、潮沟水样品、地下水样品、表层土壤水样品以及河水样品的采集在同一时段进行，降水样品于当月采集其他样品之前发生降水事件时采集；低潮滩、中潮滩和高潮滩的潮沟水样品在低潮时段的各个潮滩相应位置分布的潮沟中央表层采集；低潮滩、中潮滩、高潮滩的地下水样品于低潮时段时在各个潮滩垂直向下挖掘直至有水渗出时采集，低潮滩、中潮滩、高潮滩的地下水埋深分别为0.3～0.5m、0.5～0.8m和1～1.5m；采用稳定同位素分析软件分析各个样品的稳定同位素特征，确定表层土壤水样品的来源构成比例，以确定其主要来源。
[0028]
在该技术方案中，在构建潮位带样地的水文连通指数之前预先进行来源分析，确定其主要来源为海水，在确定其主要来源为海水时，采用本发明的水文连通指数计算公式构建各个潮位带样地的水文连通指数准确性和灵敏性更高。
[0029]
本发明提出的北方潮间带水平方向水文连通指数构建方法具有以下有益技术效果：
[0030]
(1)本发明提出的北方潮间带水平方向水文连通指数构建方法，依据水体稳定同位素特征构建以海水为主要来源的土壤水的水文连通指数，对于量化水文连通性具有更高的准确性和灵敏性，无需进行多个环境因子的测定，能够根据潮间带多水源来源的动态变
化特征，准确、直接、简便地量化水文连通性。
[0031]
(2)采用传统的pca方法构建水文连通指数对本发明构建的水文连通指数进行验证，本发明构建的水文连通指数适用性好，能够较好地评价北方潮间带水平方向水文连通性，为湿地的水文连通修复提供科学依据。
[0032]
(3)通过isosource分析土壤水来源比例验证了水文连通指数的季节适用性，相对于现有技术，本发明基于稳定同位素示综构建的水文连通指数仅通过氢氧稳定同位素丰度变化这一指标可有效地辨识潮间带多水源的来源比例，对于量化水文连通性具有更高的准确性和灵敏性。本发明在生态水文学的基础上，可根据潮间带多水源来源的动态变化特征，准确、直接、简便地量化水文连通性。
[0033]
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0034]
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0035]
图1示出了各潮滩各季节的土壤水稳定同位素来源构成比例的分析结果图；
[0036]
图2示出了根据本发明的实施例的北方潮间带水平方向水文连通指数构建方法的流程示意图；
[0037]
图3示出了根据本发明的实施例的北方潮间带水平方向水文连通指数构建方法构建的hcih与基于pca方法构建的hci的相关关系验证结果图；
[0038]
图4示出了根据本发明的实施例的北方潮间带水平方向水文连通指数构建方法构建的hcio与基于pca方法构建的hci的相关关系验证结果图；
[0039]
图5示出了稳定同位素分析软件(isosource)计算的不同季节样地表层土壤水中海水来源比例与基于pca方法构建的hci的回归分析结果图；
[0040]
图6示出了根据本发明的实施例的北方潮间带水平方向水文连通指数构建方法构建的不同季节的hcih与稳定同位素分析软件(isosource)计算的不同季节样地表层土壤水中海水来源比例的回归分析验证结果图。
具体实施方式
[0041]
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0042]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0043]
实施例1
[0044]
如图2所示，根据本发明的实施例的一种北方潮间带水平方向水文连通指数构建方法，包括以下步骤：
[0045]
s202，采集各个潮位带样地的表层土壤水样品，分别检测确定相应样地的表层土
壤水稳定同位素丰度；
[0046]
s204，在采集表层土壤水的同一时段采集海水样品，检测确定海水稳定同位素丰度；
[0047]
s206，按照水文连通指数计算公式，分别构建各个潮位带样地的水文连通指数，综合评价北方潮间带水平方向水文连通性，
[0048]
水文连通指数计算公式包括：
[0049]
hci
x
＝-|1-δ
sample
/δ
seawater
|
[0050]
其中，hci
x
表征为利用稳定同位素构建的水文连通指数，δ
sample
表征为样地表层土壤水稳定同位素丰度，δ
seawater
表征为海水稳定同位素丰度，hci
x
越大，相应潮位带样地的水文连通性越好。
[0051]
在本实施例中，以潮间带不同潮位带水体来源为数据源，利用水体稳定同位素构建水文连通指数，有利于分析量化湿地潮间带水文连通梯度变化和年际变化特征，为湿地的水文连通修复提供科学依据。该北方潮间带水平方向水文连通指数构建方法能够适用于潮间带不同季节(同位素分馏效应较强的春季除外)、不同潮位带的滨海湿地的水文连通指数构建，依据水体稳定同位素特征构建以海水为主要来源的土壤水的水文连通指数，对于量化水文连通性具有更高的准确性和灵敏性，无需进行多个环境因子的测定，能够根据潮间带多水源来源的动态变化特征，准确、直接、简便地量化水文连通性。
[0052]
具体地，采用稳定同位素分析软件(isosource)对不同潮滩湿地的表层土壤水进行来源分析，分析结果如图1所示，图1示出了各潮滩各季节的土壤水稳定同位素来源构成比例，可见，高潮滩的表层土壤水有4种来源：降水、海水、地下水和河水，而低潮滩和中潮滩的表层土壤水只有2种来源：降水和海水。
[0053]
依据研究区地理位置，低潮滩、中潮滩、高潮滩到海水的距离逐渐变长，但是距离河道的距离逐渐缩短，因此河水是否能影响到中、低潮滩的表层土壤水组成需进一步分析。采用稳定同位素分析软件(isosource)继续分析样品的水分来源，如果将降水、海水、地下水和河水全部作为表层土壤水的来源，结果会显示河水来源占比极低(0％～0.8％)，可以认为河水不对中、低潮滩的表层土壤水产生影响。而在高潮滩，isosource分析结果显示河水来源占比在9.8％～35.3％，河水是地表土壤水的重要组成来源之一。因此在做中、低潮滩表层土壤水来源分析时剔除了河水来源。此外，如果将降水、海水、地下水作为表层土壤水来源时，在中、低潮滩，海水来源占比和地下水来源占比没有显著的分布规律，且单因素方差分析显示低、中潮滩的地下水和海水中的稳定同位素丰度差异不显著，如上表1所示。因此，在中、低潮滩，如果同时将海水和地下水作为表层土壤水的来源考虑，则会出现来源混淆的情况，导致分析结果不准确。而在高潮滩，无论在哪个季节，海水和地下水均存在显著差异(p《0.05)。因此，在研究区样地中，中、低潮滩的表层土壤水有2个来源：降水和海水；高潮滩的表层土壤水有4个来源：降水、海水、地下水和河水。
[0054]
由此可见，样地表层土壤水的主要来源为海水。影响土壤水蒸发的因素有很多，例如气温、日照时长、风速等，但不同季节的水文连通指数构建所需的水体样品均在同一季节短期内完成样品采集，气候条件差异较小，因此只考虑海水的浸润时长。故而，水文连通指数计算公式中利用样地表层土壤水中稳定同位素的丰度与海水中稳定同位素的丰度比值来进行构建，构建的水文连通指数的适用性好、季节适用性好，而且相对于现有技术，本发
明构建的水文连通指数仅通过稳定同位素丰度变化这一指标可有效地辨识潮间带多水源的来源比例，对于量化水文连通性具有更高的准确性和灵敏性，在生态水文学的基础上，可根据潮间带多水源来源的动态变化特征，准确、直接、简便地量化水文连通性。
[0055]
进一步地，稳定同位素为2h或
18
o。氢氧稳定同位素的丰度在不同潮位带以及不同季节的差异较为显著，采用氢氧稳定同位素，进一步保障了构建的水文连通指数的适用性。
[0056]
表层土壤水中氢氧稳定同位素丰度和海水中氢氧稳定同位素丰度的比值(δ
sample
/δ
seawater
)可以反映相较于海水，表层土壤水中氢氧稳定同位素亏空程度。该比值越接近1，表明亏空程度越低，土壤水中氢氧稳定同位素丰度与海水越接近，说明海水覆盖的时间越长，该地的水文连通性越强；该比值与1相差越大，表明亏空程度越高，说明海水覆盖时间越短，该地的水文连通性越弱。
[0057]
进一步地，采集各个潮位带样地的表层土壤水样品包括以下步骤：通过envi软件对遥感影像解译，根据潮汐过程中潮水水位高低将潮间带划分为低潮滩、中潮滩、高潮滩；分别在低潮滩、中潮滩、高潮滩设置样地，通过采土器采集部分湿润表层土壤，经离心提取得到表层土壤水样品。从而，使得各个水文连通指数具有代表性和显著差异性，有利于综合评价北方潮间带水平方向水文连通性，有利于分析量化湿地潮间带水文连通梯度变化和年际变化特征，为湿地的水文连通修复提供科学依据。
[0058]
进一步地，分别于春、夏、秋和冬季的低潮时段采集低潮滩、中潮滩以及高潮滩样地的表层土壤水样品。从而，进一步丰富了水文连通指数的数据源，从而更有利于分析量化湿地潮间带水文连通梯度变化和年际变化特征，为湿地的水文连通修复提供科学依据。
[0059]
进一步地，在低潮时段海水自然分布处采集海水样品，所述海水样品的采样地距离低潮滩样地距离为400m-500m。从而，保障了海水样品与表层土壤水样品的关联性，有利于提高水文连通指数的准确性和灵敏性。
[0060]
进一步地，预先采用稳定同位素分析软件对各个季节各个潮位带的表层土壤水样品进行来源分析，确定其主要来源；若主要来源为海水，则采用所述水文连通指数计算公式构建对应于季节和潮位带的水文连通指数。从而，进一步保障了构建的各个潮位带样地的水文连通指数准确性和灵敏性更高。
[0061]
实施例2
[0062]
根据本发明的实施例的一种北方潮间带水平方向水文连通指数构建方法，包括以下步骤：
[0063]
通过envi软件对遥感影像解译，提取水体信息；
[0064]
根据潮汐过程中潮水水位高低将潮间带划分为低潮滩、中潮滩、高潮滩；
[0065]
分别于春、夏、秋和冬季的低潮时段采集低潮滩、中潮滩和高潮滩的海水样品、潮沟水样品和地下水样品，海水样品在低潮时段海水自然分布处采集，距离低潮滩采样地约500m；低潮滩、中潮滩和高潮滩的潮沟水样品在低潮时段的各个潮滩相应位置分布的潮沟中央表层采集；低潮滩、中潮滩、高潮滩的地下水样品在低潮时段时在各个潮滩垂直向下挖掘直至有水渗出时采集，低、中、高潮滩的地下水埋深分别为0.3～0.5m、0.5～0.8m和1～1.5m。同时，分别在低潮滩、中潮滩和高潮滩设置样方，通过采土器采集部分湿润表层土壤，经离心提取土壤水；采集河水样品、雨雪降水样品，各个时段的雨雪降水样品分别于当月采集其他样品前发生降水事件时采集；
[0066]
采用稳定同位素分析软件分析各个样品的稳定同位素特征，确定表层土壤水样品的来源构成比例，如图1所示，样地表层土壤水的主要来源为海水，影响表层土壤水蒸发条件的主要因素只有海水浸润时间(浸润时长：低潮滩》中潮滩》高潮滩)；
[0067]
依据水体稳定同位素特征构建以海水为主要来源的土壤水的水文连通指数，利用样地表层土壤水中氢稳定同位素的丰度与海水中氢稳定同位素的丰度比值来构建水文连通指数，水文连通指数计算公式包括：
[0068]
hcih＝-|1-δ
sample
/δ
seawater
|
[0069]
其中，δ
sample
表征为样地表层土壤水稳定同位素2h丰度，δ
seawater
表征为海水稳定同位素2h丰度，hcih表征为利用稳定同位素2h构建的水文连通指数，hcih越大，相应潮位带样地的水文连通性越好，不同季节样地内基于δ2h构建的水文连通指数hcih如下表2所示，
[0070]
表2不同季节样地内基于δ2h构建的水文连通指数hcih[0071][0072][0073]
基于pca方法构建水文连通指数hci，选取涉及水动力、土壤和植物群落的9个指标分别为水动力(侵蚀速率re、沉积速率rd)，土壤指标(土壤含水率swc、土壤ph、土壤盐度salinity、土壤有机质som)，植物群落指标(植被平均株高hplant、植被平均密度dplant、植被平均盖度cplant)。
[0074]
收集冬、春、夏、秋四个季节的水文连通指标数据后，根据主成分分析结果建立各个主成分的表达式pcn，计算各主成分得分：
[0075]
pcn＝x1*ph-x2*salinity-x3*som x4*swc x5*rd x6*re x7*dplant-x8*hplant-x9*cplant
[0076]
根据各主成分的解释方差vn和主成分得分pcn计算样地的水文连通性得分，即为该样地的水文连通指数hci：hci＝v1*pc1 v2*pc2
…
vn*pcn；
[0077]
对hci和hcih进行相关分析和回归分析，其相关关系验证结果如图3所示，可见，hci和hcih虽然回归分析结果较差，但是相关关系极显著(p《0.001)。分季节来看，除了春季以外，其他三个季节的hcih和hci都有极显著的相关关系和较好的回归关系(r2》0.6)，表明除了春季以外，在其他三个季节中hcih都可以很好地表征样地的水文连通性。
[0078]
实施例3
[0079]
根据本发明的实施例的一种北方潮间带水平方向水文连通指数构建方法，包括以下步骤：
[0080]
通过envi软件对遥感影像解译，提取水体信息；
[0081]
根据潮汐过程中潮水水位高低将潮间带划分为低潮滩、中潮滩、高潮滩；
[0082]
分别于春、夏、秋和冬季的低潮时段采集低潮滩、中潮滩和高潮滩的海水样品、潮沟水样品和地下水样品，海水样品在低潮时段海水自然分布处采集，距离低潮滩采样地约500m；低潮滩、中潮滩和高潮滩的潮沟水样品在低潮时段的各个潮滩相应位置分布的潮沟中央表层采集；低潮滩、中潮滩、高潮滩的地下水样品在低潮时段时在各个潮滩垂直向下挖掘直至有水渗出时采集，低、中、高潮滩的地下水埋深分别为0.3～0.5m、0.5～0.8m和1～1.5m。同时，分别在低潮滩、中潮滩和高潮滩设置样方，通过采土器采集部分湿润表层土壤，经离心提取土壤水；采集河水样品、雨雪降水样品，各个时段的雨雪降水样品分别于当月采集其他样品前发生降水事件时采集；
[0083]
采用稳定同位素分析软件分析各个样品的稳定同位素特征，确定表层土壤水样品的来源构成比例，如图1所示，样地表层土壤水的主要来源为海水，影响表层土壤水蒸发条件的主要因素只有海水浸润时间(浸润时长：低潮滩》中潮滩》高潮滩)；
[0084]
依据水体稳定同位素特征构建以海水为主要来源的土壤水的水文连通指数，利用样地表层土壤水中氧稳定同位素的丰度与海水中氧稳定同位素的丰度比值来构建水文连通指数，水文连通指数计算公式包括：
[0085]
hcio＝-|1-δ
sample
/δ
seawater
|
[0086]
其中，δ
sample
表征为样地表层土壤水稳定同位素
18
o丰度，δ
seawater
表征为海水稳定同位素
18
o丰度，hcio表征为利用稳定同位素
18
o构建的水文连通指数，hcio越大，相应潮位带样地的水文连通性越好，不同季节样地内基于δ
18
o构建的水文连通指数hcio如下表3所示，
[0087]
表3不同季节样地内基于δ
18
o构建的水文连通指数hcio[0088][0089]
基于pca方法构建水文连通指数hci，选取涉及水动力、土壤和植物群落的9个指标分别为水动力(侵蚀速率re、沉积速率rd)，土壤指标(土壤含水率swc、土壤ph、土壤盐度salinity、土壤有机质som)，植物群落指标(植被平均株高hplant、植被平均密度dplant、植被平均盖度cplant)。
[0090]
收集冬、春、夏、秋四个季节的水文连通指标数据后，根据主成分分析结果建立各个主成分的表达式pcn，计算各主成分得分：
[0091]
pcn＝x1*ph-x2*salinity-x3*som x4*swc x5*rd x6*re x7*dplant-x8*hplant-x9*cplant
[0092]
根据各主成分的解释方差vn和主成分得分pcn计算样地的水文连通性得分，即为该样地的水文连通指数hci：hci＝v1*pc1 v2*pc2
…
vn*pcn；
[0093]
对hci和hcio进行相关分析和回归分析，其相关关系验证结果如图4所示，可见，hcio和hci的相关关系极显著(p《0.001)，但是二者之间的回归方程的r2相对较低。如果分季节来看，冬季hcio和hci之间的相关关系达到了极显著水平(p《0.001)和较好的回归关系(r2＝0.82)，夏秋两季的hcio和hci之间回归方程的r2较低，但二者的相关关系也达到了极显著的水平(p《0.001)。只有在春季时hcio和hci之间没有显著相关关系(p》0.05)。因此，在夏秋冬三个季节，hcio能准确表示样地水文连通性。
[0094]
实施例4
[0095]
采用稳定同位素分析软件(isosource)分析计算的样地表层土壤水样品的海水来源比例与实施例2中的得到的不同季节的水文连通指数hci进行回归分析，回归分析验证结果如图5所示，可见，除了春季以外，其他季节的海水来源比例和基于pca方法构建的水文连通指数(hci)均存在极显著的相关关系(p《0.001)，回归方程的拟合优度均高于0.8，表明稳定同位素分析软件(isosource)的计算结果能够合理表征不同潮滩土壤水的海水来源比例。
[0096]
采用稳定同位素分析软件分析计算的样地表层土壤水样品的海水来源比例与实施例2中的得到的不同季节的水文连通指数hcih进行回归分析，回归分析验证结果如图6所示，可见，除了春季以外，其他季节的海水来源比例和基于氢稳定同位素构建的水文连通指数hcih也有极显著的相关关系(p《0.001)，回归方程的拟合优度超过0.7，表明从海水来源比例的角度来看，在夏、秋、冬三个季节，hcih可以较好地表征样地水文连通性。
[0097]
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0098]
本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
[0099]
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0100]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技
术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。