群落构建机制一直以来都是群落生态学研究的核心内容。随着集合群落概念的提出,用新颖的方式考虑了群落结构与环境因子和空间过程的相关性,为群落构建提供了很好的思路和方法。生物的扩散作用是生物地理学和生态学中重要的过程之一,在判断集合群落构建过程中环境过滤和空间过程的相对重要性中扮演重要角色。然而扩散能力的直接测量十分困难,一直以来缺乏量化涵盖所有模式的综合扩散能力指标,因而在集合群落方面,鲜有对生物扩散能力的充分研究,但从该角度探讨集合群落形成机制具有重要意义。集合群落形成机制会随着研究区域、研究对象、研究时间等因素的不同而各异。河流生态系统与陆地、海洋生态系统相比,具有许多独特的物理特性,这些特殊结构对扩散的影响可能是构建河流集合群落的最重要因素,因而成为验证集合群落的理想模型。底栖动物作为水生态系统的重要组成部分且扩散模式丰富而成为优秀的研究对象。本研究选取的研究区域为沙颍河流域的沙河水系,研究对象为底栖动物,在代表着北亚热带受季风影响的三个水文期,平水期、丰水期、枯水期进行生物样品采集和环境变量测定。本论文在对底栖动物的扩散能力做出详细分析的基础上,拟通过以扩散能力强弱作为分组因子,环境因子和空间因子作为解释变量,来探讨树状网络河流系统中底栖动物的集合群落结构,旨在为河流生态系统修复和水生生物多样性保护提供理论依据。本研究结果表明:(1)本研究在沙河水系共记录底栖动物3门40科53种,其中有环节动物门4科6种(占比11%),节肢动物门有25科30种(占比57%),软体动物门有11科17种(占比32%)。底栖动物密度的空间变幅和平均值均表现为枯水期>平水期>丰水期,除枯水期以节肢动物为主外,其他两个时期都是软体动物占比较大。底栖动物生物量的空间变幅和平均值均表现为丰水期>平水期>枯水期,与密度变化呈相反趋势,三个水文期的生物量占比均是软体动物最大。沙河水系底栖动物的香农多样性指数较低,呈现样点间差异较大,但季节差异不显著的趋势。(2)根据计算得到的扩散能力值大小,将底栖动物分为弱、中、强3个扩散组别,其中弱扩散者有27种,例如苏氏尾鳃蚓、螺类等。中等强度扩散者有16种,如摇蚊类。强扩散者有10种,例如蜉蝣、石蚕等。可以发现沙河水系弱扩散者居多,说明沙河水系在经过水生态治理后,现在处于一个稳定的恢复期。底栖动物的3个扩散类群在沙河水系的空间分布存在差异。整体来看,扩散能力较强的底栖动物在上游出现的概率较高,中等扩散者和弱扩散者在河流的各个位置均有出现,这可能是因为强扩散者受到的扩散限制小,所以可以选择分布在生境质量好,人为干扰轻的上游区域。季节差异表现为丰水期和枯水期强扩散者所占比例高于平水期,平水期各样点分布的多为扩散能力较弱的物种。(3)在3个水文时期,环境因子、模拟底栖动物陆地扩散的PCNM空间因子和模拟沿河道方向性扩散的AEM空间因子均影响沙河水系底栖动物的集合群落结构,空间因子(AEM或PCNM)的解释力要强于环境变量,表现为:在平水期,AEM变量单独解释的群落变异最多,可能是由于水文环境稳定,生物可以沿着河网充分扩散,所以河网距离相对作用更大;在丰水期则是纯PCNM变量对群落变异的解释量最大,推测是由于高通量的水流以及季节性的洪水事件,连接了以前没有连接的栖息地,导致陆地扩散作用明显;在枯水期,单独由AEM和PCNM变量解释的群落变异达到显著,推测可能是枯水期水流量低,导致河网部分干燥,河流连通性下降,扩散受到限制,因此模拟扩散方式的两个模型对群落构建形成的作用更为显著。(4)以扩散能力的强弱作为分组因子,详细探讨扩散对集合群落结构的影响,结果表明:环境因子、两组空间因子都会影响不同扩散类群底栖动物的群落结构,但相对重要性,因扩散能力而异。空间因子对弱扩散者的解释率要强于环境因子,而强扩散者则正好相反,其群落结构更多受环境过滤的影响。中等扩散者表现出环境因子和空间因子的作用都很重要。