海陆间的交互作用使得河口生态系统具有独特的生态环境特征,河口生态需水研究面临着需水目标多样性和生态水文过程复杂的问题。针对生态系统中浮游植物群落初级生产力和物质基础的指示作用,构建了考虑浮游植物特征色素的河口生态需水模型,其中结合生态系统营养级能量流动原理,建立了河口生态系统高营养级层次生物量目标与浮游植物群落特征间的联系,有效实现基于河口典型高等级生物量目标的生态需水模拟分析,通过黄河河口生态需水规律分析及其与人为活动影响下河口典型径流过程的对比,以及我国典型河口生态需水规律的差异分析,为我国典型河口水资源配置策略分析提供切实的科技支持。　　 构建的河口生态需水概念模型由河口生态需水目标函数以及河口生态水文过程模型构成。其中生态需水目标函数包括关键期目标和时间变化目标两部分。特别根据生态系统营养级能量流动原理,建立高营养层次生物量目标与浮游植物群落间的定量关系,利用设定的河口高营养级层次生物的营养级及高营养级层次生物的生物量目标,确定构成生态系统物质基础的浮游植物群落生物量及对应的代表浮游植物群落特征的特征色素浓度。　　 河口生态水文过程模型包括水动力学、水质模型及浮游植物生长模型的耦合,考虑浮游植物的光合过程、呼吸过程、死亡过程及浮游动物的捕食过程,模型中包括了光照、营养盐、温度等因子的影响。利用模型可以得到河口环境因子、特征色素对径流过程的响应关系,结合高层级营养级生物量目标及其与浮游植物特征色素间关系,得到河口生态需水计算式。　　 选取黄河口浮游植物优势种群硅藻和甲藻的特征色素岩黄藻素和多甲藻黄素作为浮游植物生长模型中代表群落变化特征的两个状态变量,对模型参数进行敏感度分析,对高灵敏度参数通过野外实测数据确定初值,并采用野外实测数据对参数进行优化取值。模型采用河口生态系统不同站点实测潮位、流速、营养盐等数据进行了验证。野外实地监测分析黄河口水域环境要素与浮游植物群落的时空分布特征结果表明,硅藻在秋季所占丰度百分比比春季高,而绿藻和蓝藻在秋季所占丰度百分比比春季低。筛选岩黄藻素、叶绿素b和多甲藻黄素作为表征黄河口浮游植物群落特征的特征色素。采用数量生态学方法(CCA),分析了不同环境因子与浮游植物群落特征变化之间关系,结果发现盐度、COD、氨氮和溶解氧显著影响浮游植物群落特征(特征色素变化)的变化,通过统计回归分析,得到适用于黄河口生态系统的浮游植物特征色素与环境因子的多元线性回归模型,此模型可以体现河口生态系统环境要素特异性对生态需水规律的影响。采用河口不同站点实测环境因子数据对多元回归模型进行了验证,并对模型模拟特征色素结果进行了误差分析。　　 基于考虑浮游植物特征色素的河口生态需水模型,开展了黄河口栖息地生态需水阈值及生态补水配置分析。研究结果表明,黄河口最大、适宜、最小等级栖息地年生态需水量分别为438.9～460.4×108m3、266.8～275.4×108m3、124.8～137.7×108m3,占天然径流量的比例分别为102～107％、62～64％和29～32％。1990年以后,黄河口年径流量不能满足最小等级栖息地生态需水要求,河口栖息地生态系统变化显著。生态补水关键控制时期应当为每年夏秋季。考虑富营养化综合控制指标,在富营养化的高发期8月份,应适当调整适宜等级黄河口栖息地淡水入流量,以满足富营养化控制目标的需求。6月份进行高流量的调水调沙会大大改变河口天然径流状况,不利于河口栖息地生态系统的健康和稳定。　　 考虑河口蒸发、水体更新、盐度平衡和泥沙输运等目标的不同等级黄河口生态需水量为134×108m3,163×108m3和275×108m3。与考虑浮游植物群落目标的黄河口生态需水量相比,最小等级之间差别不大,而适宜等级和最大等级未考虑浮游植物群落目标的需水量为考虑这一目标需水量的60％。当生态系统状况变好,生物群落逐渐丰富,多样性提高,生物群落要求就显得愈加重要,将生物群落目标考虑进生态需水计算中之后,相同等级的生态需水量会相应增加,更能体现河口生态系统整体生态功能。　　 相对于长江口生态系统,黄河口生态系统的抗干扰能力较强,在河口流量变化程度较大时,也能够保持生态系统的稳定。黄河口典型栖息地最大、适宜、最小等级生态需水保证率低于相应等级长江口栖息地生态需水保证率,黄河口实际径流量除4月份外其它月份能够满足最小等级栖息地生态需水流量,而适宜等级和最大等级栖息地生态需水流量要求均不能得到满足,径流量分配规律发生较大改变。1990年以后,黄河口生态系统健康状态较长江口更恶劣,生态系统退化现象也更为明显。