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龙图腾网获悉西安理工大学;陕西省环境调查评估中心申请的专利一种山区河流微生境空间异质性的量化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116718168B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310408514.X，技术领域涉及：G01C13/00；该发明授权一种山区河流微生境空间异质性的量化方法是由朱朋辉;薛旭东;潘保柱;李志威;李娟;侯易明;刘心愿;黄振宇;冯治远设计研发完成，并于2023-04-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种山区河流微生境空间异质性的量化方法在说明书摘要公布了：本发明公开了山区河流微生境空间异质性的量化方法，包括如下步骤：步骤1:布设采样段面及采样的样点；步骤2:在每个样点测量平均水深、平均流速、透明度、浊度、河床底质粒径组成及水环境指标；步骤3:确定水文、水环境指标与生物相关的关键参数；步骤4:室内统计关键参数测量结果，计算山区河流微生境异质性指数；步骤5:验证山区河流微生境空间异质性指数计算结果的可靠性。本发明的山区河流微生境调查方法将环境因子筛选与野外实际测量相结合，能够量化空间生境结构的复杂程度，针对山区河流的三维底栖生境调查方法，通过统计河流流态、底质粒径，计算出微生境空间异质性，评价山区河流生物的生存空间特征及质量。

本发明授权一种山区河流微生境空间异质性的量化方法在权利要求书中公布了：1.一种山区河流微生境空间异质性的量化方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1:布设采样段面及采样的样点； 步骤2:在每个样点测量平均水深、平均流速、透明度、浊度、河床底质粒径组成及水环境指标； 步骤3:确定水文、水环境指标与生物相关的关键参数； 步骤4:室内统计关键参数测量结果，计算山区河流微生境异质性指数； 步骤5:验证山区河流微生境空间异质性指数计算结果的可靠性； 所述步骤4中计算山区河流生境异质性指数具体包括以下步骤： 步骤41：计算山区河流流态异质性指数； 步骤42：计算山区河流底质不均匀性指数； 所述步骤41中计算山区河流流态异质性指数的具体计算过程为如下： 在实际中的人工或天然河流的水流是非均匀的明渠流动；水流形态的多样性是河流生境异质性的重要组成部分，将水的流态分为深潭、缓流、临界流和急流，为了区分明渠中不同的流态，使用弗劳德数Fr在微生境水平上对河流流态进行分类； 1 式1中Fr为无量纲数，v为采样点的平均流速，h为采样点的平均水深，为重力加速度； 山区河流流态异质性性由流态类型的数量和每种类型所占的百分比来定义；香农的信息论公式用于描述河流中栖息地类型的不确定性，香农的信息论公式的熵方程已被用于评估不同的指标；具体来说，用Fr来计算每个微生境单元中不同流态的总数和比例，然后用香农威纳指数来确定研究区域的流态异质性；流态异质性指数计算为公式2: 选取10米河段作为一个微生境单元，在每个微生境单元里选取20个样点，样点大小为1m×1m，分别记录流速、水深和底质粒径信息，在每个微生境单元里采集5个底栖动物样品，底栖动物样品大小为1m×1m；选取的样点需要能够代表微生境单元里不同类型的生境，并按各类生境类型所占面积比例指导样点数在不同类型生境的分布；采集底栖动物样点的布设同样需要反映微生境单元的整体群落状况； 1微生境流态异质性指数为： 2 式2中，s为微生境单元的样本数；ni为微生境单元中第i类流态的数目，N为微生境单元中所有流态的总数； 根据香农威纳指数，当一个微生境单元只有一种流态时即，H'=0；均匀流态仍然有助于水生态中的生物多样性；因此，采用回归分析的方法研究区流型数与流型非均匀性指数之间的关系；流态类型数目越多，流型的异质性指数越大；当微生境单元中只有一种流态时，H'=0.2； 所述步骤42中计算山区河流底质不均匀性指数的具体计算公式推导过程如下： 设为底质的几何平均粒径,从粒配曲线上查出小于某粒径的泥沙在总沙样中占的重量百分数为足标，附注在粒径d的右下角s表示该粒径的特征，用式3、4表示： 3 4 底质粒径为偏态分布，河床底质粒径的对数值可以近似看作正态分布，根据正态分布规律，有： 5 式5中，x为随机变量，；x为x的数学期望或均值，由于正态分布图形对称，故均值成为中值；为x的均方差；p为随机变量x在至之间出现的概率； 与考虑的情况对比，应有： 6 7 式6、7相加得中值粒径的表达式为： 8 6、7两式相减得均方差的表达式为： 9 正态分布曲线的几何平均粒径可表示为： 10 11 正态分布曲线的几何均方差表达式为： 12 13 关于粒径的异质程度根据实际情况选择σ或来表达；在生物环境因子分析中发现平均粒径与底栖生物相关性高于中值粒径选取后者，其余选择σ；所以，底质异质性的公式如下： 14 式14中，为底质异质性指数，s为微生境单元的样本数； 综上，河流微生境空间异质性指数的表达公式如下： 15。

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