全 文 ：太子河流域河流生态功能评价及其管理策略*
万摇 峻1 摇 刘红艳2 摇 张摇 远1**摇 马淑芹1 摇 孟摇 伟1
( 1中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室 /流域水生态保护技术研究室, 北京 100012; 2承德市环境保护
局, 河北承德 067000)
摘摇 要摇 在河段尺度下,采用指标评价法对太子河流域的水生生物多样性维持、生境维持、水
环境支持和水文支持 4 项生态功能进行评价,排序求和得到河流的主导功能和综合功能评
分. 结果表明:全部河段可评定为 4 个综合生态功能等级,整体上呈现由山区向平原区递减的
趋势. 结合综合生态功能和主导生态功能评价结果,提出了 6 项河流生态管理策略.其中,对
于水生生物多样性维持功能和生境维持功能的河段,管理策略以生态管理为主,即“生态保
护冶、“生态维持冶和“生态修复冶;对于水环境支持功能和水文支持功能的河段,管理策略则以
开发管理为主,即“限制开发冶、“优化开发冶和“开发利用冶 .
关键词摇 河流生态系统摇 生态功能评价摇 管理策略摇 太子河
文章编号摇 1001-9332(2013)10-2933-08摇 中图分类号摇 X826摇 文献标识码摇 A
Ecological function evaluation and related management strategies of river ecosystem in Taizi
River basin, North China. WAN Jun1, LIU Hong鄄yan2, ZHANG Yuan1, MA Shu鄄qin1, MENG
Wei1 ( 1State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment / Laboratory of Riverine
Ecological Conservation and Technology, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Bei鄄
jing 100012, China; 2Chengde Environmental Protection Agency, Chengde 067000, Hebei, Chi鄄
na) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2013,24(10): 2933-2940.
Abstract: By the method of index evaluation at reach scale, this paper evaluated the ecological
functions of aquatic biodiversity maintenance, habitat maintenance, water quality sustainment, and
hydrological support of the river system in Taizi River basin of North China. The dominant ecologi鄄
cal functions and the total ecological function were determined after sorting and summing. All the
reaches in the basin were divided into four hierarchies of ecological functions. Overall, the total
ecological function showed a spatially degrading trend from the mountainous region to the plain.
Based on the evaluation results of the total function and dominant functions, six ecosystem manage鄄
ment strategies were proposed. For the reaches with the functions of aquatic biodiversity鄄 and habi鄄
tat maintenance, the primary ecological management strategies included ecological conservation, ec鄄
ological maintenance, and ecological restoration; for the reaches with the functions of water quality
sustainment and hydrological support, the primary strategies of ecological management included lim鄄
ited development, development optimization, and exploitation.
Key words: river ecosystem; ecological function evaluation; management strategy; Taizi River.
*国家水体污染控制与治理科技重大专项 ( 2008ZX07526鄄001,
2012ZX07501鄄001)资助.
**通讯作者. E鄄mail: zhangyuan@ cracs. org. cn
2013鄄01鄄08 收稿,2013鄄07鄄10 接受.
摇 摇 河流生态功能评价的目的是针对不同功能河段
实施不同的河流生态管理策略,提高河流管理的针
对性.生态功能评价是对生态功能各要素优劣程度
的定量和定性描述,明确功能状况、功能演变的规律
以及发展趋势.生态功能评价的过程可总结为功能
分析、功能评价和矛盾分析 3 步[1],评价方法主要有
模型法、价值评估法和指标评价法.模型法是对现实
生态系统的抽象化、简单化和公式化的表述,可以揭
示和预测生态系统中的各种现象[2] . 模型法抓住了
生态系统的主要特征,构建了这些特征之间的关系
网,能够描述和解决问题,但很难描述全部的生态过
程和功能,在模拟单一生态过程或某一种生态功能
时常被使用[3-6] .模型法需要设定多个假定条件,并
且对数据的要求较高,模拟的生态系统过程较简单,
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 10 月摇 第 24 卷摇 第 10 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Oct. 2013,24(10): 2933-2940
其应用性和准确性都不高[7-9] . 价值评估法是生态
学与经济学、环境学和资源学经相结合的一种评估
手段,通常采用费用支出法、旅行费用法、条件价值
法等方法对生态功能的间接使用价值、非使用价值
等进行价值计算和评价[10-13] .价值评估法侧重以经
济价值评估生态系统的功能高低,忽略了生态功能
的潜在价值[14-15],兼之某些生态效益货币化非常困
难[16-17],其评价结果误差较大. 指标评价法是通过
建立指标体系,选取反映指标内容的指数并制订评
分标准,基于生态调查结果计算出各指数值并根据
评分标准为各项指标评分,通过加权处理后获得指
数综合得分作为评价结果. 指标评价法是较常用的
方法[18-20],通常结合研究区的生态管理需求,评价
体系有一定的目的性[21-22],更适于管理应用.
目前,指标评价法用于河流生态功能评价时,关
注河流的自然功能较多,而对河流的社会功能评价
较少[23-24],并且以水生生物为核心的指标体系并不
多见.此外,河流生态功能评价的空间尺度往往较
大,如流域、区域尺度[25-26],其评价结果相对宏观,
在管理实施上难以落地. 针对上述河流生态功能评
价中的不足,本文以太子河流域为研究区,采用指标
评价法,以水生生物指标为核心,结合河流的自然功
能和社会功能,在河段尺度下开展生态功能评价,并
提出了切实可行的河流生态管理策略建议.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究地区概况
太子河流域位于辽宁省中东部 ( 40毅 28忆—
41毅40忆 N, 122毅 25忆—124毅 55忆 E ), 流 域 面 积
13883 km2 .太子河全长 464 km,年均径流量 26. 86伊
108 m3 .主要支流有太子河南支、太子河北支、小汤
河、细河、汤河、兰河、北沙河、南沙河、海城河等. 年
降水量 655 ~ 954 mm,年蒸发散 734 ~ 1018 mm. 流
域内主要自然植被类型为落叶阔叶林,上游地区为
低山丘陵,植被保护较好,覆盖率达到 50%以上;中
下游为平原区,土地开发程度高. 流域内分布有鞍
山、辽阳、本溪等工业城市(图 1).
1郾 2摇 河流生态调查
太子河流域生态调查共设置了 69 个调查点位,
分布在太子河及其主要支流上,调查时间为 2009 年
5 月和 8 月,分别代表平水期和丰水期.调查的内容
涉及流域背景、河流物理、水体化学和水生生物 4 个
方面,分别包括流域土地利用、河岸带植被覆盖、重
要生境分布、河流形态、水利设施、河岸生境、河道生
图 1摇 太子河流域水系概况及小流域划分
Fig. 1摇 River system and sub鄄basins in Taizi River basin.
境、水文状况、水质状况、鱼类、大型底栖动物特征等
内容[27](表 1).
1郾 3摇 河流生态功能评价
1郾 3郾 1 指标体系建立摇 利用 DEM 数据,将太子河流
域提取成 105 个小流域并形成 105 组河段(图 1).
在河段尺度下选取 4 项水生态功能:水生生物多样
性维持功能、生境维持功能、水环境支持功能和水资
源支持功能,具体选择了 8 项评价指标、11 个评价
指数(表 2).在河段尺度下,底栖动物对河流环境压
力如生境扰动、水文变异、水质污染有较敏感的反
应,其多样性能较好地反映河流水生生物多样性维
持功能;鱼类稀有性反映河段内稀有鱼种或特种保
护鱼类的丰富度;生境自然性表示河道生境未受人
类影响的程度,是生境维持功能评价优先考虑的特
征;生境多样性指河道形态具有一定复杂性和河岸
带景观多样性,是生态系统多样性的基础;生境重要
性指该生境是否反映区域水生态系统的重要特征,
以及包括近河岸范围内的珍稀鱼类、重要文化景观
的特征,也可兼顾生境典型性;滨岸带稳定性可为生
境和河道提供缓冲作用,减缓人类活动对河流生态
系统的直接干扰作用;水质状况表达了河流为水生
生物提供良好生存环境的基本功能,水质状况越差,
水环境支持功能越低;水量是保障水生态系统存在
的基本条件,是水文支持功能的核心指标,在缺乏水
文数据的情况下,水量状况可采用现场判断法来
评价.
1郾 3郾 2 指数赋分摇 在 11 个评价指数中,4 个指数为
空间数据,7 个评价指数为调查数据. 对于空间数
据,可以直接计算每组河段的指标值;对于调查数
据,由于 69 个调查点位没有平均分布在 105 组河段
4392 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
表 1摇 太子河流域生态调查内容及方法[27]
Table 1摇 Content and methods of ecological surveys in Taizi River basin[27]
调查类型
Survey type
调查内容
Survey item
调查指标
Survey index
调查(检测)方法
Survey (or monitoring) method
流域背景
Watershed background
土地利用
Land use
土地资源分类系统(引自中国科学院
资源和环境数据中心)
遥感解译
河岸带植被覆盖度
Riparian vegetation coverage
河流中泓线左右 500 m 内的植被覆
盖度
土地利用结果统计
重要生境分布
Distribution of important habitat
自然保护区、森林公园、自然景观、水
源保护区、城市河流景观等
文献资料查询
河流地貌
River geomorphology
河流形态
River form
河流长度、河网密度、河流蜿蜒度 遥感解译结果提取
水利设施
Water conservancy facility
河流连通性、水坝、河堰、防洪堤、防
波堤、码头、河岸硬质化等
现场调查
河岸生境
Riparian habitat
河岸地形、植被类型 现场调查
河道生境
Channel habitat
底质组成、浅滩激流分布 现场调查
水文状况
Hydrological condition
水深、流速、流量 ADCP流速仪法
水体化学
Water chemistry
水质状况
Water quality
pH、籽(DO)、籽(CODMn )、籽(BOD5 )、籽
(NH4 + 鄄N)、籽(TP)
按照文献[28]的要求
水生生物
Aquatic biology
鱼类
Fish
鱼类种数 电鱼法、撒网法、标本鉴定
大型底栖动物
Macroinvertebrates
底栖动物数量、种类 定量采样、半定量鄄定性采样、分样处
理与挑拣、标本鉴定
表 2摇 太子河流域河流生态功能评价指标
Table 2摇 Evaluation indices of river ecological function of Taizi River Basin
功能名称
Function
评价指标
Evaluation indicator
评价指数
Evaluation index
获取方式
Access method
数据类型
Data type
水生生物多样性维持
Maintenance for aquatic
底栖动物多样性 香农多样性指数(H) H = -移(Pi log2Pi) ,Pi为物种 i 的相对丰
富度
调查数据
biodiversity 鱼类稀有性 稀有性指数(C)
C = 移
n
i = 1
Ni /移
n
i = 1
N j ,n和 Ni分别表示分析单
元中稀有物种数和第 i 种稀有物种的数量,
m和 N j分别表示保护区中稀有物种总数和
第 j物种在保护区的总数量
调查数据
生境维持 生境自然性 河道滨岸形态 河道河岸带形态描述 调查数据
Maintenance for habitat 河道连通性 河道连通状况描述 调查数据
生境多样性 河流蜿蜒度 河流长度与流域长度比 空间数据
河岸带景观多样性指数
(H忆)
H忆 = -移(P忆i log2P忆i) ,P忆i为第 i类景观类
型所占的面积比例,计算范围为河道中泓线
左右 500 m内
空间数据
生境重要性 重要生境价值 重要生境描述 空间数据
滨岸带稳定性 滨岸带植被覆盖度 河道中泓线左右 500 m内植被覆盖度 空间数据
滨岸带稳定状况 河岸稳定性描述 调查数据
水环境支持
Sustainment for
water quality
水质状况 水质级别 常规水质参数浓度评分 调查数据
水文支持
Support for hydrology
水量状况 水量状况得分 水流状况现场判断 调查数据
上,不能直接获取每组河段的指标值,因此,需要将
69 个点位的指数空间化到每河段上,通过对指数值
进行河道内的插值得到每组河段的值.基于 ArcGIS
9. 3 软件,以流域水系为中心生成一个左右宽度为
200 m 的缓冲区,利用空间插值分析模块的中反距
离权重( inverse distance weight,IDW)法对 69 个调
查点位的功能指标进行空间插值,得到与水系重叠
的栅格图.统计每组河段的栅格像元平均值,即可获
得每组河段的功能指标[29] .
多指标评价需要对每个指标设定评价等级和分
539210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 万摇 峻等: 太子河流域河流生态功能评价及其管理策略摇 摇 摇 摇 摇
级标准,等级划分通常采用奇数制,如五级制和三级
制[23,30],而分级标准一般采用评分法[31-32] . 本研究
采用 5 分制进行分级标准的设定,其中包括定量分
级和定性分级(表 3),5 分表示等级最高,1 分表示
等级最低.
1郾 3郾 3 单项功能评价方法摇 河流生态功能评价指数
和指标的权重采用由专家经验判断的主观赋权法获
得,将评价指数的分值加权求和获得指标层分值,进
一步由指标层加权求和获得功能的分值.
1)水生生物多样性维持功能. 水生生物多样性
维持功能得分采用底栖动物香农多样性指数和鱼类
稀有性指数加权求和的方法计算,二者权重分别为
0. 4 和 0. 6.鱼类位于水生态系统的食物链顶端,其
种类多寡能够更好地反映水生生物的多样性水平,
因此,鱼类的稀有性指数相对于底栖动物多样性指
数,显得尤为重要.水生生物多样性维持功能得分在
1 ~ 5,得分越大,表明水生生物多样性维持功能
越大.
表 3摇 太子河流域河流生态功能评价指数赋分标准
Table 3摇 Score criteria of evaluation indicators of river ecological function in Taizi River basin
评价指数
Evaluation indicator
赋分标准 Score criteria
5 4 3 2 1
香农多样性指数
Shannon diversity index
>3. 0 臆3. 0 臆2. 0 臆1. 5 臆1. 0
稀有性指数
Rarity index
>0. 4 臆0. 4 臆0. 3 臆0. 2 臆0. 1
河道滨岸形态
Form of channel and
bank
河道保持原始状态,
自然生境完好,河道
周围无人工构造物,
如自然的或采用天
然材料构筑的护岸,
植物生长环境未遭
受破坏
河道系统结构无明
显变化,自然生境基
本完好,河道周围有
少量生态工程,如采
用天然材料构筑,河
底少量干扰,植物生
长环境基本不受影
响
河道系统结构发生
一定变化,自然生境
受到一定程度破坏,
河道周围有较多的
生态工程,如人工复
合材料,河底一定程
度被破坏,如挖沙、
清淤,使植物生长环
境遭到了破坏
河道系统结构发生
较大变化,自然生境
退化,河道周围一定
的人工工程,如河道
大部分采用硬质不
透水材料,河底结构
破坏较重 (大量挖
沙),有少数可见的
植被
河道自然状态基本
上为人工状态所替
代,河道周围较多的
人工工程,如完全采
用不透水的硬质材
料,人为活动完全破
坏河底结构,没有植
被生长
河道连通性
Channel connectivity
未见有任何堰坝,生
物迁徙未受到任何
阻隔
建有少数小型堰坝,
小型生物迁徙受到
一定阻隔
建有一定数量中小
型堰坝,一定数量生
物迁徙受到阻隔
建有大量堰坝或者
大型水坝和水库,但
有鱼道系统,生物迁
徙受到很大程度的
阻隔
建有大型水坝和水
库,无鱼道,生物廊
道受到完全阻隔
河流蜿蜒度
River meander
>1. 5 臆1. 5 臆1. 3 臆1. 2 臆1. 1
河岸带景观多样性
Riparian landscape
diversity
>1. 5 臆1. 5 臆1. 3 臆1. 1 臆1. 0
重要生境价值
Important habitat value
具有国际和国家一
级珍稀濒危保护物
种的避难所、保育
场、索饵场、产卵场
具有国家二级保护
物种的避难所、保育
场、索饵场、产卵场
是一般物种的避难
所、保育场、索饵场、
产卵场
是水生生物的重要
活动场所
是水生生物的非重
要活动场所
滨岸带植被覆盖度
Riparian vegetation
coverage (% )
>40 臆40 臆30 臆20 臆10
滨岸带稳定状况
Riparian stabilization
河岸稳定;没有明显
的侵蚀和河岸失稳
症状;<5%河岸受到
影响
河岸中等稳定;小区
域侵蚀严重;5% ~
20%河岸受到影响
河岸中等不稳定;在
洪水季节存在严重
侵蚀;20% ~ 40%河
道存在侵蚀
河岸不稳定;存在明
显 的 侵 蚀 状 况;
40% ~60% 河道存
在侵蚀
河岸严重不稳定;存
在 明 显 的 泥 沼;
>60%河岸存在侵蚀
水质级别
Water quality level
6. 5臆pH臆7. 5;
籽(DO)>8. 0;
籽(CODMn)臆2. 0;
籽(BOD5)臆2. 5;
籽(NH4 + 鄄N)臆0. 1;
籽(TP)臆0. 05
pH<6. 5 或 pH>7. 5;
籽(DO)臆8. 0;
籽(CODMn)臆3. 0;
籽(BOD5)臆4. 0;
籽(NH4 + 鄄N)臆0. 2;
籽(TP)臆0. 1
pH<6. 0 或 pH>8. 0;
籽(DO)臆7. 0;
籽(CODMn)臆4. 0;
籽(BOD5)臆6. 0;
籽(NH4 + 鄄N)臆0. 6;
籽(TP)臆0. 15
pH<5. 5 或 pH>8. 5;
籽(DO)臆6. 0;
籽(CODMn)臆8. 0;
籽(BOD5)臆10;
籽(NH4 + 鄄N)臆2. 0;
籽(TP)臆0. 5
pH<4. 5 或 pH>9. 5;
籽(DO)臆5. 0;
籽(CODMn)>8. 0;
籽(BOD5)>10;
籽(NH4 + 鄄N)>2. 0;
籽(TP)>0. 5
水量状况
Flow status
水量很大;水流淹没
所有河道的低堤岸;
河道基质出现程度
最低
水量较大;水流占河
道的 范 围 > 75% ;
<25%的基质暴露
水量一般;水流占河
道的 范 围 50% ~
75% ;< 50% 的基质
经常暴露
水量较小;水流占河
道的 范围 25% ~
50% ;> 50% 的基质
暴露
河道中水量极少,河
道干涸,通常以水塘
形式存在
水质参数的单位除 pH外均为 mg·L-1 The units of water quality parameters were mg·L-1 except pH.
6392 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
摇 摇 2)生境维持功能. 生境维持功能由生境自然
性、生境多样性、生境重要性和滨岸带稳定性 4 个指
标构成.生境自然性指标选取河道滨岸形态和河道
连通性 2 个指数,取二者平均值作为生境自然型指
标的最终赋值;生境多样性指标选取河流蜿蜒度和
河岸景观多样性指数,取二者最大值作为生境多样
性指标的最终赋值;生境重要性是通过定性评价已
有的重要生境类型价值而赋值;滨岸带稳定性指标
由滨岸带植被覆盖度和滨岸带稳定状况 2 个指数构
成,取二者平均值作为滨岸带稳定性指标的最终
赋值.
生境维持功能采用加权求和的方式计算,生境
自然性、生境多样性、生境重要性和滨岸带稳定性的
权重分别为 0. 20、0. 15、0. 50 和 0. 15. 在构成生境
维持功能的 4 个指标中,生境重要性指标的权重最
大,这是因为该指标反映了已存在生境的重要程度,
对生物保护的意义更重大;其次为生境自然性,由于
未受或少受人为干扰的自然生境稀少,其重要价值
不言而喻;生境多样性和滨岸带稳定性不会对生境
维持功能产生决定性影响,故权重最低.生境维持功
能得分越高,表明生境支持功能越大.
3)水环境支持功能.水环境支持功能是河流为
水生生物提供良好生境质量的基本功能,采用 6 项
常规水质参数[ pH、籽(DO)、籽(CODMn)、籽(BOD5 )、
籽(NH4 + 鄄N)和 籽(TP)]来确定水质得分,取其平均分
作为水环境支持功能指标的最终赋值. 水环境支持
功能得分越大,功能越强.
4)水文支持功能.水文支持功能利用水量状况
指标来表征.由于缺乏水文数据的支持,采用现场打
分法,按照表 2 中的评分标准,对流域内 69 个调查
点位进行现场打分.水文功能分值越大,功能越强.
1郾 3郾 4 综合生态功能与主导生态功能评价方
法摇 1)综合生态功能评价.在 4 个单项功能得分的
基础上,采用求和的方法,计算综合生态功能分值,
并且根据分级标准,确定河流的综合生态功能等级.
综合分值介于 4 ~ 20,按照表 4 所列标准进行等级
划分.从高到低可分为 4 个等级:A级分值>15 ~ 20,
表示水生态功能高;B 级分值>12 ~ 15,表示水生态
功能较高;C级分值>10 ~ 12,表示水生态功能较低;
D级分值臆10,表示水生态功能低.
2)主导生态功能评价.将每组河段的 4 个单项
功能评分从高到低排序,最高级别为主导生态功能.
当评分相同时,按照下列顺序确定主导生态功能:水
生生物多样性维持功能、生境维持功能、水环境支持
功能、水文支持功能.综合生态功能体现了功能水平
的相对高低,不能真正反映河段的功能特征,只有与
主导生态功能相结合,才能表征在某一功能等级下
的功能特征.
1郾 4摇 河流生态管理策略
管理策略由河流综合生态功能等级和单项主导
生态功能 2 个约束条件提出. 4 个单项功能中,水生
生物多样性维持功能和生境维持功能体现了河流的
自然支持功能,其相应的管理策略以生态管理为主;
而水环境支持功能和水文支持功能体现了社会承载
功能,其管理策略以开发管理为主.具体管理策略见
表 5.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 河流生态调查结果
对 2007 年 9 月 Landsat TM7 遥感影像进行解
译,结果显示:流域内土地利用类型主要包括林地、
草地、旱田、水田、河流、水库、建设用地和沼泽,其
中,林地、旱地、建设用地和水田是 4 个最大的土地
利用类型,分别占总面积的 57. 2% 、24. 1% 、8. 6%
和6郾 1% . 全流域河流中泓线左右500 m内的植被
表 4摇 太子河流域河流综合生态功能评价等级
Table 4 摇 Ranks of total ecological function in Taizi River
basin
功能等级
Functional
level
分值
Score
生态特征
Ecological character
功能特征
Functional character
A >15 ~ 20 水生态系统不受或很少
受到人类活动干扰
具有健全的生态功能
B >12 ~15 水生态系统受到较小程
度的人类活动干扰
具有较健全的生态功
能
C >10 ~12 水生态系统受到较大程
度的人类活动干扰
部分生态功能受到威
胁
D 4 ~10 水生态系统受到很大程
度的人类活动干扰
只具备最基本的生态
功能
表 5摇 太子河流域河段生态管理策略参考标准
Table 5摇 References of ecosystem management strategies of
rivers in Taizi River basin
主导功能
Dominant
function
综合生态功能评价等级
Level of total ecological function
A B C D
水生生物多样性维持功能
Maintenance for aquatic
biodiversity
生态保护 生态维持 生态修复 生态修复
生境维持功能
Maintenance for habitat
生态保护 生态维持 生态修复 生态修复
水环境支持功能
Sustainment for water quality
限制开发 优化开发 开发利用 开发利用
水文支持功能
Support for hydrology
限制开发 优化开发 开发利用 开发利用
739210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 万摇 峻等: 太子河流域河流生态功能评价及其管理策略摇 摇 摇 摇 摇
覆盖度为 30. 5% . 流域内省级自然保护区 1 处,国
家森林公园 1 处,省级森林公园 3 处,水源保护区 3
处,自然景观 14 处,城市河流景观 2 处.研究区河流
总长约 2120 km,总河网密度为 0. 29 km·km-2,河
网密度较高的地区主要分布在太子河下游平原地
区,山地河流的蜿蜒度高于平原河流.研究区共有水
库大坝 9 座,河堰、橡胶坝 26 座,主要分布于太子河
干流.河流上游河岸以砾石、灌木为主,中游河岸以
草地、灌木为主,下游河岸多分布农田,河岸硬质化
现象严重.流域上游河道底质主要是砾石、沙质,存
在挖沙现象,下游以为泥沙为主. 水质监测结果显
示:pH值在 6. 9 ~ 8. 8,溶解氧 ( DO)浓度在 0 ~
13. 5 mg·L-1,化学需氧量 ( CODMn ) 在 1. 40 ~
35. 05 mg·L-1,五日生化需氧量(BOD5 )在 1. 9 ~
53. 6 mg·L-1,铵氮 ( NH4 + 鄄N ) 浓度在 0. 03 ~
13. 20 mg·L-1,总磷 ( TP)浓度在 0. 025 ~ 2. 625
mg·L-1,水质呈现从上游向下游恶化的空间格局.
2009 年 5 月、8 月两次采样共采集到鱼类 8384 尾,
分属 2 纲、8 目、12 科、36 属、42 种,鲤科是太子河流
域中的鱼类优势类群,其物种数占总物种的 53% ,
其次为鰕虎鱼科和鳅科,分别占总物种数的 13%和
11% .两次采样共采集大型底栖动物 257298 个,隶
属于 5 门、9 纲、24 目、69 科、104 属、161 种.其中,5
月采集到大型底栖动物 99796 个,共 129 种;8 月采
集到 157502 个,共 123 种. 两季节间物种组成较一
致,共有物种 91 种,群落相似性指数达到 72. 2% .
2郾 2摇 功能评价结果
在 105 组河段中,观音阁水库和葠窝水库河段
为水库的概化河段,未参与评价.按照上述功能评价
方法,最终得到太子河流域的河流综合生态功能等
级和主导生态功能分布.由图2可以看出,A级河段
图 2摇 太子河流域河流综合生态功能评价结果
Fig. 2摇 Evaluation result of total river ecological function in Tai鄄
zi River Basin.
主要分布在 3 个区域:1)太子河北支,生物多样性
高,生境质量好;2)小汤河流域,有多处自然保护
区、森林公园和风景区,人类活动稀少,植被覆盖率
高,生境优美,水质较好,河道保持自然状态;3)太
子河干流辽阳段,水量丰富,生物多样性高,水生生
境质量好. B级河段主要分布在太子河上游支流、山
地支流的中上游河段,以及观音阁水库和葠窝水库
下游的太子河干流河段.这些河段生境质量较好,水
生生物多样性较高,水量较充沛. C 级河段分布在太
子中游支流大部分、下游支流的源头河段.这些河段
受到一定的人类活动影响,水生生境受到较大破坏,
水环境质量不高,水生生物数量较低. D级河段也主
要分布在三大区域:1)本溪河段和鸡冠山河,工业、
矿山活动强烈,矿渣淤积河道,生境基本丢失,同时
承载着本溪市的生活污水,水质严重超标;2)北沙
图 3摇 太子河流域河流主导生态功能评价结果
Fig. 3摇 Evaluation result of dominant river ecological function in
Taizi River Basin.
图 4摇 太子河流域河段生态管理策略
Fig. 4摇 Ecosystem management strategies in Taizi River Basin.
8392 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
河下游,农业生活干扰严重,污染负荷大;3)太子河
平原支流,这些区域位于平原区,工业和农业分别是
其典型的人类行为特点,工业农业生活干扰严重,污
染负荷大.整体上,太子河流域河流综合生态功能等
级由山地(或河流源头区)向平原区(或河流下游
区)呈递减的趋势(图 3).
2郾 3摇 河段生态管理策略
结合综合生态功能和主导生态功能评价结果,
根据生态管理策略参考标准,提出了太子河流域河
段生态管理策略(图 4). “生态保护冶管理策略河段
分布在太子河北支、小汤河、小汤河五道沟,这些河
段要求维持水生态系统健康,强制性保护珍稀濒危
物种和自然文化遗产,严禁开发利用;采取“生态维
持冶策略的河段分布在太子河北支上游、细河支流、
下达河、海城河上游、黑峪河、南沙河源头,这些河段
具有一定的开发潜力,目前尚无开发需求或存在暂
时无法克服的难题和制约因素,可作为资源储备区,
对该区河段要严格保护,维护现状;“生态修复冶河
段分布在北沙河上游、太子河干流辽阳段、细河中下
游、兰河下游、杨柳河上游、五道河上游,原有的开发
活动已超过允许开发程度,开发利用与治理方式不
当,水生态环境遭到严重破坏,需要修复其功能;
“限制开发冶河段分布在小汤河的汤沟,具有一定的
开发潜力,对维持水生态功能有重要作用,但开发强
度一旦增加,水生态环境会有严重退化的风险,应对
该河段优先保护,限制开发;“优化开发冶河段主要
分布在太子河北支支流、太子河南支、观音阁水库下
游、小汤河西支、本溪南沙河、葠窝水库下游至北沙
河河口段、汤河二道沟、岔沟河等,这些河段有开发
需求,水生态系统亦具有一定的承载能力,应采用优
化开发模式,实现可持续开发;“开发利用冶河段主
要分布在小汤河西支、清河、本溪五道河、卧龙河、太
子河干流本溪城市段、细河三道河、细河上游、兰河
中上游、汤河二道河支流、北沙河中下游及其支流、
太子河下游平原支流,这些河段开发需求大,而水生
态功能要求不高,应注重保护的同时有序开发.
3摇 结摇 摇 论
本研究采用指标评价法,充分考虑了水生态系
统的自然过程,建立了太子河流域的河流生态功能
评价指标体系.所选取的指标以水生生物为核心,涉
及了底栖动物、生境、水质等,既考虑了水生态系统
的功能要求,又结合了陆地生态功能的控制目标.对
水生生物多样性维持功能、生境维持功能、水环境支
持功能和水文支持功能 4 项功能进行评价,识别了
主导生态功能,并将全部河段综合生态功能分为 4
个等级,整体上呈现出由山地(或河流源头区)向平
原区(或河流下游区)递减的趋势.综合生态功能等
级和主导生态功能,提出了太子河流域 6 项河段生
态管理策略.对于水生生物多样性维持功能和生境
维持功能的河段,管理策略以生态管理为主;对于水
环境支持功能和水文支持功能的河段,其管理策略
以开发管理为主.
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作者简介摇 万摇 峻,男,1979 年生,助理研究员.主要从事景
观生态学和流域生态管理研究. E鄄mail: junwan@ craes. org.
cn
责任编辑摇 杨摇 弘
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