人类活动和人口快速增长引起的森林用地向农业用地和城镇用地转变是全球水生生物多样性下降和水生态系统功能退化的重要驱动因子,是生态学研究重点关注的内容之一。城镇产生的未经处理的工业与生活污水、城市面源、河流渠道化和河流沿岸带植被清除是城市溪流物种多样性和功能多样性退化的重要原因。农业区流失的化肥、农药和土壤直接导致溪流水质恶化和底质组成异质性降低,水生生物多样性不断丧失。准确反映和评价土地利用变化对水生生物的影响是水生态环境管理关注的重要内容。底栖动物是广泛应用的水生态健康评价指示生物,其中对水质变化最敏感的蜉蝣目（Ephemeroptera）,襀翅目（Plecoptera）和毛翅目（Trichoptera）构成的EPT指数,以及综合反映群落组成与结构的多度量指数MMI（Multimetric Index）是最常用的两类生物指数。高敏感性的EPT指数对环境变化具有一定的预警性,MMI指数则是当前最重要的评价水生态健康的生物指标。但是当前对何种EPT指数可更敏感地响应城镇化强度变化还没有共识性结论,而在MMI指数构建上,现有研究仍局限于群落组成与结构参数上,融合功能参数来构建MMI指数的研究很少,另外城镇化导致的底栖动物物种多样性丢失是如何影响群落功能多样性的机制仍然不清楚。论文以浙江省钱塘江中游流域2-3级溪流为研究水体,采用D形网采集底栖动物,每个样点在90-100米调查河段采20个样方合计1.8平方米。水体理化指标、底质组成等采用现场测定和实验室分析相结合的方式进行。土地利用计算基于解译好的30米分辨率的遥感影像完成。论文研究目的包括（1）识别出何种EPT指数可以准确反映流域城镇化的影响;（2）建立有群落组成、结构和功能参数组成的MMI指数,从而可以准确土地利用变化对底栖动物群落结构和功能的影响;（3）分析城镇化导致的物种丢失与群落功能能多样性退化之间的内在关系,探究物种丢失引起群落功能多样性退化的机制。1.城镇化对溪流EPT昆虫群落的影响钱塘江流域城镇溪流EPT群落与城镇化强度之间存在什么样的响应关系尚不清楚。对2011年至2012年4和5月采集的49个样点（22个参照点和27个城镇点）的环境和EPT数据的分析表明,城镇溪流底质组成中的巨石百分比、鹅卵石百分比,水体溶解氧含量显著低于参照溪流,但是水温、平均河宽、.平均水宽、平均深度、淤泥百分比,总氮、氨氮、总磷和电导率显著高于参照溪流。EPT群落指标方面,除集食者百分比外,大多数丰富度指标和多度指标在城镇溪流中显着下降,并且与城镇和农业用地百分比,森林百分比、物理化学变量显著相关,但与物理化学指标的Spearman相关系数普遍低于农业、城镇和森林用地百分比。广义线性模型表明城镇百分比、农业土地利用百分比和森林百分比可以很好地预测（r2＞0.9）EPT丰富度指标变化。我们的结果阐明了流域土地利用变化而不是溪流内的物理化学指标是影响城镇溪流EPT退化的主要驱动因子,EPT丰富度指标对土地利用变化的响应优于EPT多度指标。2.综合群落组成、结构和功能参数的MMI指数构建群落物种性状组成及功能多样性指数可以反映环境变化对生态系统功能的影响,但传统的底栖动物MMI指数构建方法仅是将功能类群等少数几个物种性状相关的生物参数作为候选参数,而对于功能多样性指数则没有涉及。我们假设MMI构成参数中包含有物种性状参数和功能多样性指数后,MMI对环境胁迫的响应将更准确和精确。依据浙江钱塘江流域90个溪流点的水生昆虫、土地利用和环境数据,采用模型预测法构建MMI（pMMI）指数,进而揭示水生态完整性受损原因。通过对候选指数的分布范围筛选、自然环境梯度影响的校正、准确性和精确性检验等步骤,最终获得的pMMI包含5个参数,包括功能丰富度指数,RaoQ数,软体动物发生率,捕食者发生率和双翅目多度。pMMI可解释19.62%和71.02%的自然变异,表明pMMI及其构成参数随自然环境梯度发生变化。pMMI表现出了高精度和低偏差以及对,人为胁迫源的显着负响应。功能丰富度,RaoQ指数和捕食者发生率在最大干扰点的值明显低于最小干扰点,但在中等干扰点和最大干扰点,软体动物发生率增加。pMMI及各构成参数值从最小干扰点到中等干扰点几乎呈线性下降,但对中等干扰点到最大干扰点的土地利用强度反应不明显。本章研究结果表明,融合了物种性状和功能多样性指数的pMMI可以提高评价人类活动和胁迫对溪流水生生物多样性和生态系统结构和功能影响的准确性和精确性,提高人们对淡水生态系统模式和过程的预测能力也有一定的促进作用。3.底栖动物物种丢失与群落功能多样性下降的关系人类活动引起的物种丢失过程通常并不是一个随机过程,不同的人类活动产生不同的物种丢失过程,由此引起的群落功能多样性退化的过程也不同。探究物种丢失与群落功能多样性退化关系对清楚认识群落功能多样性退化机制和生物多样性保护都有重要价值。城镇化引起的溪流底栖动物物种丢失与群落功能多样性退化之间关系的研究极少,退化机制仍然不清楚。本章依据钱塘江流域90个样点的底栖动物、环境和土地利用数据,探讨（1）城镇引起的溪流底栖动物功能多样性随物种丢失的响应模式;（2）城镇化梯度变化下的底栖动物群落功能性状相似性变化规律;（3）物种丢失引起的群落功能多样性退化机制。零模型模拟表明,当物种丢失超过一半时,城镇化引起的底栖动物群落功能丰富度和功能离散度的丧失大于物种随机丢失产生的结果;Spearman相关分析表明物种功能性状的相似性随着城镇化强度升高而显著降低;方差分析结果表明功能丰富度多样性的下降是物种丢失和功能性状相似性下降联合作用的结果（解释量57%）。研究发现随着城镇化干扰梯度的增强,物种丢失从功能冗余物种首先开始,随后突变为功能独特物种丢失是产生上述丢失模式的重要机制,另外物种丢失顺序与物种对胁迫的敏感性密切相关,敏感性高且功能独特物种的丢失顺序也是解释物种功能多样性退化模式的机制之一。