技术特征：
1.一种多尺度水生物多样性计算方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：1）通过实地采样和室内鉴定获取水生态样方点的水生物丰度、多度和生物量数据，通过水质仪器获得水生态样方点水质数据；2）基于水生物丰度、多度、生物量数据和水质数据聚类水生态样方点，划分水生态地理分区；3）各水生态地理分区内关键环境因子确定；4）各水生态地理分区内沿关键环境因子生物多样性计算；所述步骤4）耦合物种“出现”和“缺失”的生态学意义，充分考虑生物物种丰度、多度和生物量，提出一种可细化计算生物多样性沿各环境梯度变化情况的方法，即β
e
模型，根据公式一、公式二确定各地理分区内沿步骤3）筛选得到的关键环境因子的生物多样性变化情况：公式一 公式二其中，e代表第e个关键环境因子，e= 1，...，e，e是关键环境因子总数；g代表关键环境因子的第g个梯度，g=1，...，g，g是关键驱动因子的梯度总数，即将水质数据总范围均匀划分为g个梯度；i代表i种物种，i = 1，...，i，i是物种总丰度；b
egi
是第i种物种在第e个关键环境因子第g个梯度下的生物量；n
egi
是第i种物种在第e个关键环境因子第g个梯度下的多度；i
eg
是在第e个关键环境因子第g个梯度下的物种丰度；b
i
是第i种物种生物量；n
i
是第i种物种多度；ω1是水生物生物量和多度权重；ω2是水生物丰度权重；ω1、ω2采用熵权法确定，并进行归一化，ω1+ω2=1；β
eg
是第e个关键环境因子第g个梯度的生物多样性水平；β
egmax
是第e个关键环境因子第g个梯度的β
eg
最大值；β
egmin
是第e个关键环境因子第g个梯度的β
eg
最小值；β
e
是沿第e个关键环境因子的生物多样性变化情况；当 β
egmin
<1 <β
egmax
时，代表生态分区生物多样性“出现”和“缺失”共存，当β
egmin
>1时，代表地理分区生物多样性仅有“出现”，当β
egmax
<1时，代表生态分区生物多样性仅有“缺失”；5）样方点、地理分区、研究区多尺度水生物多样性计算；所述步骤5）利用α、β、γ模型分别计算样方点、地理分区、研究区的生物多样性，即公式三、公式四、公式五，地理分区生物多样性确定是基于步骤4）计算获得的β
e
，研究区生物多样性确定是基于各样方点计算得到的α和各地理分区计算得到的β：
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公式三
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公式四
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公式五其中，e代表第e个关键环境因子，e= 1，...，e，e是关键环境因子总数；l代表第l个地理分区，l=1，...，l，l是地理分区总数；i代表i种物种，i = 1，...，i，i是物种总丰度；α是样方点生物多样性数值，可精准反映具体点位生物多样性水平；β是地理分区生物多样性数值，可较好反映地理分区内沿环境梯度不同生境群落之间物种组成的相异性；γ是研究区生物多样性数值，可宏观把握整体区域生物多样性水平；n
i
是第i种物种多度；n是物种总多度；β
e
是沿第e个关键环境因子的生物多样性变化情况；α
l
是第l个地理分区中各采样点生物多样性算数平均值；β
l
是第l个地理分区生物多样性值。2.根据权利要求1所述的一种多尺度水生物多样性计算方法，其特征在于：所述步骤2）根据步骤1）获取的水生物多度数据、水生物丰度数据、水生物生物量数据和水质数据，通过随机森林法进行水生态样方点聚类，利用多棵树对样方点采集得到的数据进行训练和预测，依据亲近度将全部样方点形成多个聚类群，每个聚类群内样方点亲近度均较高。3.根据权利要求1所述的一种多尺度水生物多样性计算方法，其特征在于：所述步骤2）形成多个聚类群后，进一步基于聚类群中心控制点利用泰森多边形法将研究区划分为多个地理分区，每个地理分区水生态环境代表性均较高。4.根据权利要求1所述的一种多尺度水生物多样性计算方法，其特征在于：所述步骤3）基于步骤2）划分的多个地理分区，先通过主成分分析法降低地理分区内采样点的数据分析复杂性，进一步利用典型对应分析法或冗余分析法分析确定各水生态地理分区内关键环境因子，做相关分析时当第一轴轴长大于4，使用典型对应分析法，当第一轴轴长处于3
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4间，使用典型对应分析法或冗余分析法均可，当第一轴轴长小于3，使用冗余分析法。
技术总结
本发明公开了一种多尺度水生物多样性计算方法，包括如下步骤：获取水生态样方点的水生物数据和水质数据；基于水生物数据和水质数据聚类水生态样方点，划分水生态地理分区；各水生态地理分区内关键环境因子确定；各水生态地理分区内沿关键环境因子生物多样性计算；样方点、地理分区、研究区多尺度水生物多样性计算。本发明避免了许多计算方法存在的对实际环境因子状况考虑不足，反映区域内沿各环境因子变异性不够全面，生态学意义和计算尺度部分缺失或重叠，对多维的水生物多样性评估不够全面等问题。本方法具有准确性、全面性、客观性的特点，为政府管理者和科研工作者进行水生物多样性保护和维持提供了科学依据。性保护和维持提供了科学依据。
技术研发人员：潘旭 苟淇书
受保护的技术使用者：潘旭
技术研发日：2021.10.11
技术公布日：2022/1/4