遼河流域一級(jí)分區(qū)研究2011220

1、遼河流域水生態(tài)功能一級(jí)分區(qū)研究國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)（2009ZX07526-006-02）、哈爾濱工業(yè)大學(xué)城市水資源與水環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金（HC200902）、遼寧省重點(diǎn)學(xué)科與遼寧省水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)與水生態(tài)安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合基金項(xiàng)目資助。李法云1，2*、張博1，2、熊在平3、王艷杰1，2、劉素平1，2 侯偉1，2（1遼寧大學(xué)環(huán)境學(xué)院，沈陽 110036; 2遼寧省水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)與水生態(tài)安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽 110036；3中國(guó)科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究，沈陽 110016）摘要：流域水生態(tài)功能分區(qū)是實(shí)現(xiàn)水環(huán)境管理由水質(zhì)目標(biāo)管理向水生態(tài)管理根本轉(zhuǎn)變的重要依據(jù)。為了在大尺度上體現(xiàn)遼

2、河流域水生態(tài)空間格局分異的自然屬性，依據(jù)國(guó)內(nèi)外水環(huán)境生態(tài)分區(qū)的經(jīng)驗(yàn)與方法，通過對(duì)遼河流域水熱比、徑流深、數(shù)字高程（DEM）、多年歸一化植被指數(shù)（NDVI）、水文地質(zhì)等自然因素與河流水環(huán)境因子及水生生物指標(biāo)進(jìn)行典型相關(guān)分析（CCA），篩選DEM、徑流深、水文地質(zhì)、NDVI指數(shù)作為遼河流域一級(jí)水生態(tài)功能分區(qū)的主要因子，并建立一級(jí)水生態(tài)功能分區(qū)指標(biāo)體系與分區(qū)技術(shù)方法。結(jié)果表明，遼河流域可分為4個(gè)一級(jí)水生態(tài)功能區(qū)，主要包括西遼河上游少水型水生態(tài)區(qū)、西遼河中下游缺水型水生態(tài)區(qū)、遼河平原少水型水生態(tài)區(qū)、遼河渾太上游豐水型水生態(tài)區(qū)、且基于歷史數(shù)據(jù)與野外水生態(tài)調(diào)查的魚類聚類分析結(jié)果能較好地驗(yàn)證遼河流域一級(jí)水生

3、態(tài)功能分區(qū)結(jié)果。研究結(jié)果為遼河流域?qū)嵭兴鷳B(tài)管理及為全國(guó)水生態(tài)功能分區(qū)技術(shù)方法的制訂提供了重要的科學(xué)依據(jù)與技術(shù)支撐。關(guān)鍵字：遼河流域；水生態(tài)功能分區(qū)；分區(qū)指標(biāo)；CCA分析；聚類分析中圖分類號(hào)：X171.1The first level aquatic eco-functional region zoning of LiaoRiver basinLI Fa-yun1，2,ZHANG Bo1，2,XIONG Zai-ping3,WANG Yan-jie1，2,LIU Su-ping1，2HOU Wei1,2(1School of Environmental Science, Liaoning Un

4、iversity, Shenyang 110036; 2Liaoning Key Laboratory of Biological Monitering for Water Environment and Water Eco-security, Shenyang 110036;3Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences,Shenyang 110016)Abstract: Aquatic ecological function regions atwatershed scalecan offer an important

5、foundation for the transformation of water environmental management from the water qualitqualityy object to aquaticecosystemic one. In order to reflect differentiation of the natural characeristics of Liaohe River Basin on a large scale, this work make use of Canonical Correlation Analysis (CAA) to

6、analyze the correlation between the ratio of Ratio of Mean Annual Precipitation and Annual Mean Temperaturewater to heat,hydrogeologicy and water environmental factors, aquatic organisms. At last, runoff depth, hydrogeology, Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Digital Elevation Model(DEM)

7、 are selected as the main factors of first aquatic ecological function regions in the Liaohe River Basin. The major content and criteria using inclassification are identified andcharacteristics indicators for different ecoregion have been proposed. Thus indicator system and methodology of delineatio

8、n of watershed has beenestablished. FinallyLiaoheRiverbasin is divided into 4 Grade I regions, they are verified by historical data and the result of fish cluster analysis. The result offers technology support and scientific basis for formulating the National Aquatic ecological function regions atwa

9、tershed scale.Key words:Liaohe river basin;delineation of aquatic ecoregion; delineation indicators of aquatic ecoregion; canonical correspondence analysis; cluster analysis河流是生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)和能量交換的主要通道及水生生物的重要棲息地。近年來，人類在流域內(nèi)的大規(guī)模開發(fā)活動(dòng)已對(duì)河流水生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致適合水生生物棲息的空間急劇減少，并在一定程度上制約了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展(吳阿娜等,2005;傅伯杰等,2001;

10、高永年和高俊峰,2010)。自20世紀(jì)80年代開始，水生態(tài)安全已成為國(guó)內(nèi)外政府部門與學(xué)者們?nèi)找骊P(guān)注的熱點(diǎn)問題，并正引導(dǎo)水環(huán)境管理從污染控制向生態(tài)管理進(jìn)行轉(zhuǎn)變(孟偉等,2007)。水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能與周圍的環(huán)境條件具有極為密切的聯(lián)系，氣象、水文與地形地貌的空間差異會(huì)明顯導(dǎo)致水生態(tài)系統(tǒng)存在空間分異現(xiàn)象，使得不同空間區(qū)域的水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能呈現(xiàn)不同的特征(孟偉等，2007)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)以上二者關(guān)系的相關(guān)研究極為重視。美國(guó)生態(tài)學(xué)家Bailey從生態(tài)系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，于1976年首次對(duì)森林、氣候等各種專題地圖進(jìn)行整合，提出了美國(guó)生態(tài)區(qū)域的等級(jí)系統(tǒng)，并編制了美國(guó)生態(tài)區(qū)域圖(Bailey,1976

11、)，并隨后編制了北美和美國(guó)范圍內(nèi)的陸地生態(tài)系統(tǒng)區(qū)域圖和海洋生態(tài)區(qū)劃圖(Bailey,1989)。此外，國(guó)外許多學(xué)者針對(duì)不同研究對(duì)象和目的提出了不同類型的生態(tài)區(qū)劃體系，如美國(guó)林務(wù)局（U.S. Forest Service）關(guān)于森林生態(tài)系統(tǒng)的林業(yè)區(qū)劃(McNabet al,1994)、美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（USEPA）關(guān)于湖濱河岸帶保護(hù)區(qū)的五大湖區(qū)劃與淡水生態(tài)區(qū)劃(Albertet al,1986;Omernik,1987)、世界野生生物基金組織(WWF)關(guān)于生物多樣性保護(hù)的區(qū)劃(Dinersteinet al,1995)等。其中，1987年美國(guó)環(huán)境保護(hù)局以淡水生態(tài)系統(tǒng)為對(duì)象的區(qū)劃方法較為成熟，該方案主

12、要是通過對(duì)地形、土壤、自然植被和地貌四個(gè)特征指標(biāo)的專題圖的圖層疊加和比較，將具有相對(duì)同質(zhì)的淡水生態(tài)系統(tǒng)或生物體及其與環(huán)境相關(guān)的土地單元?jiǎng)澐譃橥簧鷳B(tài)區(qū)，體現(xiàn)了淡水生態(tài)系統(tǒng)空間特征的差異性。近年來，我國(guó)學(xué)者開展了生態(tài)環(huán)境區(qū)劃的相關(guān)研究。熊怡等于1995年完成了中國(guó)水文分區(qū)(熊怡和張家楨,1995)。傅伯杰等于2001年完成了中國(guó)生態(tài)區(qū)劃(傅伯杰等,2001)。2005年，尹民等在以往水文區(qū)劃的基礎(chǔ)上，提出了我國(guó)的生態(tài)水文區(qū)劃方案(尹民等，2005)。2007年，孟偉等首次對(duì)水生態(tài)分區(qū)進(jìn)行了研究(孟偉等,2007)，為在全國(guó)范圍內(nèi)開展水生態(tài)管理提供了重要的科學(xué)依據(jù)。此后，劉星才、徐宗學(xué)等提出了水生

13、態(tài)一、二級(jí)分區(qū)技術(shù)框架（劉星才等，2010）。然而，以往有關(guān)水生態(tài)分區(qū)的研究主要依靠經(jīng)驗(yàn)確定分區(qū)指標(biāo)，分區(qū)結(jié)果受人為因素影響較大，指標(biāo)篩選與野外水生態(tài)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)相關(guān)分析與驗(yàn)證也亟待加強(qiáng)，且不同學(xué)者對(duì)同一流域的水生態(tài)功能分區(qū)方法差異較大。迄止目前，全國(guó)范圍還尚未制定水生態(tài)功能分區(qū)的技術(shù)規(guī)范。為此，本文以遼河流域?yàn)槔趨⒖家陨戏謪^(qū)研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)發(fā)生學(xué)原則、區(qū)內(nèi)相似性原則與共軛性原則，結(jié)合遼河流域野外水生態(tài)采樣，在對(duì)影響流域水生態(tài)空間分異主要自然因子和環(huán)境因子進(jìn)行典型相關(guān)性分析的基礎(chǔ)上，篩選并建立遼河流域一級(jí)分區(qū)指標(biāo)體系，運(yùn)用ArcGIS9.3得到分區(qū)結(jié)果，并利用聚類分析的方法對(duì)水生態(tài)分區(qū)結(jié)

14、果進(jìn)行初步驗(yàn)證，以期為在遼河流域?qū)嵭兴鷳B(tài)管理及為制定全國(guó)水生態(tài)功能分區(qū)技術(shù)方法提供科學(xué)依據(jù)與技術(shù)支撐。1研究區(qū)域與研究方法1.1研究區(qū)域概況遼河（E 117°00125°30，N 40°3045°10）是我國(guó)七大河流之一，主要由東西遼河水系和渾太水系組成，流域涉及吉林、遼寧、河北和內(nèi)蒙古自治區(qū)的部分市域，共計(jì)4省(區(qū))、16市(地、盟)和65個(gè)縣(旗)，面積約為21.97×104km2。遼河流域的大部分地區(qū)屬溫帶半濕潤(rùn)半干旱季風(fēng)氣候，年平均氣溫約在49之間，全年氣溫最低值通常為-9-18之間，全年溫度最高值通常為2128之間。流域內(nèi)年降水量約

15、為3501000mm，流域年降水量的65%集中于每年的49月間。全流域多年平均年徑流量為126億m3，但徑流量地區(qū)分布極為不均，西遼河面積占全流域的64%而水資源量?jī)H占21.6%，下游沿海一帶面積僅占31%而水量占73%。由于生態(tài)環(huán)境的破壞與退化，遼河水中的含沙量?jī)H次于黃河和海河，為全國(guó)第三位，其中柳河含沙量最高，西遼河地區(qū)各河流次之，福德店以下東側(cè)支流含沙量最少。遼河流域內(nèi)山地面積為48. 2%，丘陵為21. 5%，平原為24. 3%，沙丘為6%，自然植被類型多樣，具有溫帶草原、暖溫帶闊葉落葉以及過度地帶的灌木叢。其中，東部山地多為溫帶針闊混交林，南部和西部多為暖溫帶落葉闊葉林，北部多為溫帶

16、草甸草原，中部平原地區(qū)以農(nóng)作物為主，土地利用呈現(xiàn)出東西部山區(qū)林地，中部耕地，內(nèi)蒙古地區(qū)多為草原和未開發(fā)利用土地的格局。1.2研究方法1.2.1野外調(diào)研與樣品測(cè)定根據(jù)布點(diǎn)均勻性和代表性原則，在遼河流域布設(shè)采樣點(diǎn)共布設(shè)調(diào)查樣點(diǎn)66個(gè)，2009年6至2010年10月期間進(jìn)行了5次水生態(tài)調(diào)查，并按照國(guó)家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水質(zhì)、水生生物、河岸帶植被、土壤等樣品進(jìn)行采集、運(yùn)輸與保存。采用國(guó)標(biāo)法測(cè)定遼河水樣的pH、SS、CODMn、BOD5、TN、NH3、TP等15項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)。通過預(yù)處理、鏡檢、濃縮、計(jì)數(shù)等步驟，對(duì)采集到的著生藻類樣品進(jìn)行定量分析，計(jì)算出著生藻類的生物密度和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)

17、；通過初步篩選、鏡檢、計(jì)數(shù)等步驟，對(duì)采集到的大型底棲動(dòng)物進(jìn)行定量分析，計(jì)算出其Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)。1.2.2基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)收集收集1：25萬遼河流域水系、行政界線、城市、主要交通、居民點(diǎn)數(shù)據(jù)；收集遼河流域DEM（1：5萬）、徑流深、水文地質(zhì)、地形地貌、土地利用、植被類型、土壤類型等專題圖。收集流域40年年平均降水、年平均氣溫等數(shù)據(jù)，并根據(jù)采樣點(diǎn)、氣象站、水文站點(diǎn)圖地理座標(biāo)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間統(tǒng)計(jì)分析；1.2.3數(shù)據(jù)處理采用Canoco4.5軟件，對(duì)影響流域水生態(tài)空間分異的主要自然因子與水環(huán)境指標(biāo)、生物指數(shù)進(jìn)行CCA(Canon

18、ical correspondence analysis )分析；根據(jù)1：5萬DEM完成遼河流域界線圖，并提取子流域圖。利用ArcGIS9.3軟件對(duì)專題圖進(jìn)行空間插值、圖形疊加、柵格計(jì)算等處理和分析，得到水生態(tài)分區(qū)結(jié)果；利用SPSS18.0對(duì)采樣點(diǎn)的生物種類及分布進(jìn)行聚類分析，以驗(yàn)證分區(qū)結(jié)果。1.2.4分區(qū)指標(biāo)體系的建立建立流域水生態(tài)功能分區(qū)指標(biāo)體系是進(jìn)行水生態(tài)功能區(qū)劃的重要依據(jù)，其直接影響分區(qū)過程的科學(xué)性和分區(qū)結(jié)果的合理性(尹民等，2005)。遼河流域水生態(tài)功能一級(jí)分區(qū)為大尺度的流域分區(qū)，主要反映該流域水生態(tài)系統(tǒng)特征的自然情況差異。其中，降水和氣溫可反映流域陸地生態(tài)系統(tǒng)的水熱分布格局，是陸地

19、生態(tài)系統(tǒng)的重要物質(zhì)與能量基礎(chǔ)；地形地貌可反映流域地表形態(tài)特征，直接影響流域水熱分布格局、水文情勢(shì)及侵蝕和沉積物傳輸，并間接影響區(qū)域氣候和植被類型；徑流深可反映地面的水資源的豐欠程度；水文地質(zhì)反映地質(zhì)環(huán)境中地下水的發(fā)生、運(yùn)動(dòng)及其水化學(xué)特性，表征了地下水水量和水質(zhì)的時(shí)空變化，直接影響到水文分布格局；歸一化植被覆蓋指數(shù)（normalized differential vegetation index，NDVI）可反映流域地表植被的狀況，其直接影響陸地的水土保持能力、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能大小等；土壤類型可反映地面的持水能力(楊愛民等,2008)。對(duì)遼河流域河流著生藻類、大型底棲動(dòng)物、水環(huán)境指標(biāo)等與徑流深（

20、RD）、水文地質(zhì)（土壤滲透系數(shù)（RW）、年平均降水量（P）、年平均氣溫（T）、水熱比（P/T）、DEM絕對(duì)/相對(duì)高程、土壤類型（SC）和NDVI指標(biāo)進(jìn)行CCA相關(guān)分析（圖1），篩選出流域內(nèi)與水環(huán)境及水生生物指標(biāo)相關(guān)性大的自然環(huán)境因子（圖2），作為一級(jí)分區(qū)的特征指標(biāo)。結(jié)果表明，徑流深、NDVI植被指數(shù)與第一排序軸相關(guān)性較大，其中徑流深與第一排序軸呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.3394；NDVI與第一排序軸呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.1559。與第二排序軸相關(guān)性較大的因子為DEM與水文地質(zhì)，其中DEM與第二排序軸呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.2561；水文地質(zhì)與第二排序軸呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.1962。第一、二

21、軸累積可解釋生態(tài)系統(tǒng)與水生態(tài)功能指標(biāo)關(guān)系的94.2%，說明影響水生態(tài)的主要自然環(huán)境因子是DEM、徑流深、水文地質(zhì)與NDVI，以上4個(gè)因子可作為遼河流域一級(jí)水生態(tài)功能分區(qū)的主要特征指標(biāo)（表1）。DEM:數(shù)字高程模型 Digital Elevation Model；P/T:水熱比 Ratio of Mean Annual Precipitation and Annual Mean Temperature；RD:徑流深 Runoff depth；NDVI：歸一化植被指數(shù) normalized differential vegetation index；SC：土壤類型 Soil Type；RW：滲透系

22、數(shù)值 soil infiltration coefficient圖1遼河流域水生態(tài)功能分區(qū)備選因子與水環(huán)境及水生生物指標(biāo)的CCA分析（箭頭為自然環(huán)境因子；圓圈為樣點(diǎn)；）Fig.1 CCA ordination revealing the relationshipsbetween ecological factorsand total environmental factors (arrows, environmental factors; open circles, sample sites)RD:徑流深 Runoff Depth; DEM:數(shù)字高程模型 Digital Elevation M

23、odel；NDVI：歸一化植被指數(shù)Normalized Differential Vegetation Index；RW:土壤滲透系數(shù)Soil Infiltration Coefficient圖2 遼河流域主要環(huán)境因子和水環(huán)境及水生生物指標(biāo)的CCA分析（箭頭表示環(huán)境因子；圓圈表示樣點(diǎn)；）Fig.2 CCA ordination revealing the relationshipsbetween ecological factors and main environmental factors(arrows, environmental factors; open circles, sampl

24、ing sites)表1遼河流域一級(jí)水生態(tài)功能分區(qū)指標(biāo)體系Tab.1 The indicator system of first levelaquatic ecoregion ofLiaoRiverBasin指標(biāo)類型指標(biāo)量化指數(shù)生態(tài)學(xué)意義水文徑流深 徑流深值反映地表水資源的豐欠程度水文地質(zhì)滲透系數(shù)值直接反映地表持水能力，間接反映水環(huán)境化學(xué)背景地形地貌地表起伏絕對(duì)/相對(duì)高程反映流域地表形態(tài)特征，直接影響流域水熱分布格局、水文情勢(shì)及侵蝕和沉積物傳輸，并間接影響區(qū)域氣候和植被類型。植被地表覆被狀況NDVI值植被覆蓋指數(shù)反映流域地表植被的狀況，直接影響陸地的水土保持能力與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能對(duì)徑流深、水文

25、地質(zhì)、DEM和NDVI四個(gè)主要指標(biāo)的專題圖分析表明，遼河流域內(nèi)不同地區(qū)徑流深差異顯著，為0-550mm，西部荒漠最低，中部平原和西部山區(qū)次之，東部山區(qū)最高；遼河流域地勢(shì)變幅為0-2000m，東部和西部為山地，中部為平原和荒漠；遼河流域的水文地質(zhì)類型主要包括松散巖類空隙含水巖組、碎屑巖類孔隙裂隙含水巖組、變質(zhì)巖類裂隙含水巖組、巖漿巖類裂隙含水巖組和碳酸鹽巖類裂隙巖溶含水巖組都有分布，影響水的滲透性，對(duì)水的空間分配具有一定的影響作用；遼河流域的植被覆蓋空間差異明顯，NDVI指數(shù)為-0.02到0.61，東部山區(qū)最高，西部山區(qū)和中部平原次之，中部荒漠最低。1.3分區(qū)技術(shù)框架與方法參照國(guó)內(nèi)外水生態(tài)分區(qū)研

26、究成果，遼河流域一級(jí)水生態(tài)功能分區(qū)技術(shù)框架如3圖所示。分區(qū)過程在ArcGIS9.3軟件的支持下完成。將所有的數(shù)字化后的矢量圖、提取的電子地圖以及刪格圖轉(zhuǎn)換為Albers投影方式，對(duì)不同分區(qū)指標(biāo)進(jìn)行無量綱標(biāo)準(zhǔn)化分類與處理，并形成相關(guān)的專題圖。本研究以徑流深、水文地質(zhì)、NDVI指數(shù)、DEM為主導(dǎo)因素進(jìn)行一級(jí)區(qū)劃分，對(duì)專題圖進(jìn)行疊加后，得到綜合指標(biāo)圖(圖4)，結(jié)合小流域邊界的完整性要求，對(duì)一級(jí)分區(qū)邊界進(jìn)行了修正。環(huán)境指標(biāo)水生態(tài)因子水質(zhì)底棲動(dòng)物藻類氣候氣象地表特征地形地貌一級(jí)水生態(tài)功能分區(qū)指標(biāo)各要素柵格疊加分析根據(jù)空間差異確定邊界邊界調(diào)整一級(jí)分區(qū)圖3 遼河流域一級(jí)水生態(tài)功能分區(qū)技術(shù)框架圖Fig.3Te

27、chnology infrastructure diagram of first level aquatic ecoregion ofLiaoheRiverBasin圖4遼河流域一級(jí)水生態(tài)功分區(qū)綜合指標(biāo)Fig.4The comprehensive indicators of first level aquatic ecoregion ofLiaoheRiverBasin2結(jié)果與分析2.1分區(qū)方案遼河流域一級(jí)水生態(tài)功能分區(qū)圖如圖5所示，可劃分為4個(gè)一級(jí)水生態(tài)功能區(qū)。參照國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)中流域內(nèi)一級(jí)水生態(tài)功能區(qū)根據(jù)“地名/水系名-環(huán)境特點(diǎn)（氣候、地帶、地貌）-水生態(tài)區(qū)”方式進(jìn)行命

28、名，遼河流域的一級(jí)水生態(tài)功能區(qū)包括西遼河上游缺水型水生態(tài)區(qū)、西遼河中下游干旱型水生態(tài)區(qū)、遼河渾太平原少水型水生態(tài)區(qū)和遼河渾太上游豐水型水生態(tài)區(qū)。圖5遼河流域1:25萬一級(jí)水生態(tài)功能分區(qū)圖Fig. 5The first level aquatic ecoregion map of the Liaohe River Basin遼河流域各一級(jí)水生態(tài)功能區(qū)表現(xiàn)出不同的水生態(tài)系統(tǒng)特點(diǎn)，具體特征如下。西遼河上游少水型水生態(tài)區(qū)：該區(qū)位于遼河上游的西遼河源頭區(qū)，主要水系包括黑木倫河、烏力吉木仁河、查干木河、西拉木河上游、英金河、錫箔河、蚌河和老哈河上游，流域面積為7.47萬km2，占整個(gè)流域面積的34%。該生

29、態(tài)區(qū)總體屬于溫帶半干旱地區(qū)，海拔介于500 1500 m，為山區(qū)地帶，區(qū)域內(nèi)山地為大興安嶺山脈；屬于侵蝕和斷塊皺褶中低山丘陵地貌；水文地質(zhì)多為巖漿巖類，滲透系數(shù)多較??；土壤主要為栗鈣土、黑鈣土、褐土和灰色森林土等類型；氣溫較低，多年年平均氣溫為2 5 ；水分條件差，年降水少，多年年平均降水量介于400 500 mm之間，年平均徑流深度介于5080 mm。由于該區(qū)域?yàn)樯絽^(qū)，有一定的森林覆蓋率，植被狀況相對(duì)較好，生態(tài)系統(tǒng)狀況保持相對(duì)較好。西遼河中下游缺水型水生態(tài)區(qū)：該區(qū)位于西遼河流域的東北部和中部地區(qū)。該區(qū)域水系包括新開河、西拉木河下游、教來河、老哈河下游、養(yǎng)畜牧河和西遼河，該區(qū)域面積為6.22萬

30、km2，占整個(gè)流域面積的28%。該生態(tài)區(qū)總體屬于溫帶半干旱地區(qū)，其海拔介于100 700 m，該地區(qū)包括平原、丘陵和山地，其主要為沖積平原和沙丘地區(qū)；水文地質(zhì)多為變質(zhì)巖類，滲透系數(shù)很小；土壤主要為草原風(fēng)沙土、潮土和栗鈣土性土等類型；多年年平均氣溫為6 7 ；水分條件差，常年降水少，多年年平均降水量介于300 400 mm之間，年平均徑流深度小于50mm。該區(qū)植被覆蓋率很低，分布著大片的荒漠地區(qū)，土壤侵蝕狀況也很嚴(yán)重，西遼河干流部分河道經(jīng)常出現(xiàn)斷流。該區(qū)域主要面臨著河岸帶植被退化、水土流失、河道斷流和面源污染等問題。遼河平原少水型水生態(tài)區(qū)：該區(qū)主要位于遼河流域西南部和中部地區(qū)。該區(qū)域水系包括招蘇

31、臺(tái)河、寇河、秀水河、柳河、東沙河、繞陽河、蒲河、遼河，清河上游、柴河上游、泛河上游，渾河下游和太子河下游，面積為6.24萬km2，占整個(gè)流域面積的34%。該生態(tài)區(qū)屬于暖溫帶半干旱地區(qū)，其海拔介于0 200 m,，主要為平原地區(qū)。水文地質(zhì)主要有松散巖類，滲透系數(shù)很大；土壤主要為草甸土、水稻土和潮土等類型。該地區(qū)氣溫較高，多年年平均氣溫一般介于6 9.5 ；降雨量較少，多年年平均降水量介于500 800 mm；徑流深度介于50 200 mm之間，水分條件一般。該區(qū)人口密度大，人類活動(dòng)頻繁，土地開發(fā)強(qiáng)度大，自然植被較少，主要為農(nóng)作物區(qū)。區(qū)域內(nèi)的主要水生態(tài)環(huán)境問題是工業(yè)與城市生活所造成的水質(zhì)污染、河道

32、淤積和河口三角洲的退化。遼河渾太上游豐水型水生態(tài)區(qū)：該區(qū)位于遼河流域東部山地區(qū)。該區(qū)域水系包括蘇子河、湯河、小湯河、細(xì)河、蘭河、海城河、寇河、清河、泛河、渾河和太子河的上游，流域面積為2.05萬km2，占整個(gè)流域面積的10%。該生態(tài)區(qū)屬于溫帶半濕潤(rùn)氣候，其海拔介于200 700 m之間，為山區(qū)地帶，主要包括中、低起伏山地和濱海丘陵等地貌類型，水文地質(zhì)主要為變質(zhì)巖類，滲透系數(shù)較大；土壤主要為棕壤、暗棕壤等類型。該地區(qū)氣溫較高，多年年平均氣溫為5.5 9 ；水分條件較好，降水量較大，多年年平均降水量高于800 mm，徑流深度大于200 mm。區(qū)域內(nèi)人類活動(dòng)較少，多為林地，植被狀況良好，覆蓋率大，生

33、態(tài)系統(tǒng)狀況保持較好，主要問題是源頭區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)、以及水庫修建對(duì)下游的影響。2.2一級(jí)水生態(tài)功能分區(qū)結(jié)果校驗(yàn)借鑒國(guó)外有關(guān)用魚類來驗(yàn)證水生態(tài)分區(qū)結(jié)果的經(jīng)驗(yàn)(Allenet al,1995)，本研究通過對(duì)流域內(nèi)魚類歷史數(shù)據(jù)收集與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查采樣相結(jié)合的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。遼河流域淡水魚類分劃屬江河平原區(qū)遼河亞區(qū)，本亞區(qū)魚類有16科55屬73種，鯉科42種(李思忠,1981)，由于遼河流域內(nèi)水生態(tài)破壞嚴(yán)重，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查表明該流域目前現(xiàn)有魚類7目11科36種。通過對(duì)流域內(nèi)淡水魚類亞科聚類分析（如圖6、表2），發(fā)現(xiàn)魚類聚類結(jié)果在空間分布上與遼河流域一級(jí)水生態(tài)功能分區(qū)結(jié)果具有顯著的相符性，進(jìn)一步驗(yàn)證了遼河流域

34、水生態(tài)功能一級(jí)分區(qū)結(jié)果的合理性。圖6遼河流域魚類區(qū)系科聚類分析Fig. 6Dendrogram showing the clustering of monitoring sites on the famlies of fish in Liaohe River Basin表2遼河流域魚類區(qū)系種的關(guān)聯(lián)系數(shù)分析Tab.2spearman correlation coefficientsfor association between species of fishes in Liaohe River Basin清河寇河遼河干流下游遼河干流中游遼河干流上游西遼河?xùn)|遼河太子河、渾河清河0.3330.357

35、0.2940.3230.5880.5880.769寇河5.000*2.500*10.000*0.7690.7690.233遼河干流下游1.667*3.333*0.9090.9090.244遼河干流中游3.333*0.5880.5880.213遼河干流上游0.7140.7140.227西遼河0.333東遼河0.333太子河、渾河3討論（1）通過對(duì)遼河流域進(jìn)行采樣，將采樣獲得的著生藻類、底棲動(dòng)物、植被等指標(biāo)與徑流深、水文地質(zhì)、降水量、溫度、水熱分配、DEM絕對(duì)/相對(duì)高程、NDVI植被指數(shù)等指標(biāo)數(shù)據(jù)運(yùn)用Canoco4.5進(jìn)行CCA相關(guān)分析的方法，篩選并確定徑流深、水文地質(zhì)、DEM絕對(duì)/相對(duì)高程、ND

36、VI植被指數(shù)作為遼河流域水生態(tài)功能一級(jí)分區(qū)指標(biāo)。（2）利用ArcGIS9.3進(jìn)行空間差值、圖形疊加、柵格計(jì)算等對(duì)專題圖進(jìn)行處理和分析，結(jié)合水生態(tài)功能分區(qū)命名方法，遼河流域的一級(jí)水生態(tài)功能區(qū)可分為4個(gè)一級(jí)水生態(tài)功能區(qū)，即西遼河上游缺水型水生態(tài)區(qū)、西遼河中下游干旱型水生態(tài)區(qū)、遼河渾太平原少水型水生態(tài)區(qū)和遼河渾太上游豐水型水生態(tài)區(qū)。（3）基于遼河流域魚類現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與歷史資料分析相結(jié)合的聚類分析方法，表明魚類聚類結(jié)果在空間分布上與遼河流域一級(jí)水生態(tài)功能分區(qū)結(jié)果具有顯著的吻合性，建議可在水生生物中選擇魚類作為流域大尺度上一級(jí)水生態(tài)功能分區(qū)的驗(yàn)證指標(biāo)。文獻(xiàn)：傅伯杰,劉國(guó)華,陳利頂.2001.中國(guó)生態(tài)區(qū)劃方案

37、.生態(tài)學(xué)報(bào), 21(1): 1-6.高永年,高俊峰.2010.太湖流域水生態(tài)功能分區(qū).地理研究,29(1):111-117.李思忠.1981.中國(guó)淡水魚類的分布區(qū)劃.北京：科學(xué)出版社.劉星才,徐宗學(xué),徐琛.2010.水生態(tài)一、二級(jí)技術(shù)框架.生態(tài)學(xué)報(bào),30(17):4804-4814吳阿娜,楊凱,車越,等.2005.河流健康狀況的表征及其評(píng)價(jià).水科學(xué)進(jìn)展,16(4)：602-608.孟偉,張遠(yuǎn),鄭丙輝,等.2007.生態(tài)系統(tǒng)健康理論在流域水環(huán)境管理中應(yīng)用研究的意義、難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù).環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),27(6):906-909.孟偉,張遠(yuǎn),鄭丙輝.2007.遼河流域水生態(tài)分區(qū)研究.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),27(6): 911-918.吳阿娜,楊凱,車越,等.2005.河流健康狀況的表征及其評(píng)價(jià).水科學(xué)進(jìn)展,16(4)：602-608.