甘肃省黑河中游段河流生态系统健康评价.pdf
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1、第9 期2023年9 月文章编号:16 7 3-9 0 0 0(2 0 2 3)0 9-0 0 8 0-0 4陕西水利Shaanxi WaterResourcesNo.9September,2023甘肃省黑河中游段河流生态系统健康评价王娟,牛晓宇,孙亚玲(甘肃省水环境监测中心,甘肃兰州7 30 0 0 0)【摘要以黑河中游段生态系统为评估对象,利用权法和层次分析法相结合的方法,通过水文水资源、物理形态、水质状况、水生生物和社会服务功能等5 个方面进行生态系统健康综合评价。结果表明:2 0 2 0 年黑河中游段河流健康状况已处于理想状态,综合赋分8 3.42;且所有具体指标均为理想状态,除了物理
2、形态和水生生物表现为健康以外,同时应更加关注黑河中游段河流的连通性和水生生物的群落结构和数量,以提高相应河流健康评价。该结果为黑河中游段河流生态系统保护提供了重要依据,同时也对黑河河流生态系统的进一步改善提供了参考。【关键词黑河中段;生态系统;健康;权法;层次分析法【中图分类号X703.5【文献标识码AHealth Evaluation of River Ecosystem in the Middle Reaches of Heihe River in GansuProvinceWang Juan,Niu Xiaoyu,Sun Yaling(Gansu Province Water Envir
3、onmental Monitoring Center,Lanzhou 730000,Gansu)Abstract:Heihe river in Gansu province is the largest river in the Hexi region,and its ecological environment isrelatively fragile.Therefore,it is very important to study the health of the Heihe ecosystem to protect the aquatic ecosystem inthe Hexi reg
4、ion.Herein,we chose the middle reaches of the Heihe River as the ecosystem evaluation object,using the entropyweight method and analytic hierarchy process,the ecological system health was evaluated in five aspects including hydrologyand water resources,physical form,water quality,aquatic organisms a
5、nd social service functions.The results show that thehealth status of the river in the middle reaches of the Heihe river in 2020 is already in an ideal state,with a comprehensivescore of 83.42.All specific indicators are in an ideal state,except for the physical form and aquatic organisms that are a
6、thealth state.Meanwhile,we should pay more attention to the connectivity of the river in the middle reaches of the Heihe riverand the community structure and quantity of aquatic organisms to improve the health evaluation of the corresponding river.Our results not only provide an important basis for
7、the protection of the river ecosystem in the middle reaches of the Heiheriver but also provide a reference for the further improvement of the river ecosystem in the Heihe river.Key words:Middle reaches of the Heihe river;ecosystem;healthy;the entropy weight method;analytic hierarchyprocess澳大利亚、美国、英国
8、等许多国家对于河流的健康评价,建立了相对成熟的调查方法与评价体系,我国也于2 0 10 年提出了河流健康评估指标、标准与方法(试点工作用)-2,用于指导全国河流健康评价试点工作,为我国河流健康评价提供重要参考 3。河流健康评价的方法繁多,但是从评价理论上讲主要分为两大类,一类是预测模型,另一类是多指标统计分析4,两种方法相比,前者主要通过单一物种的变化对河流健康状况进行比较评价,且河流的任何变化都需反映到这一物种的变化上。如果河流的健康状况受到破坏,但并未体现到这一物种的变化上,就无法反应河流健康的真实状况,而采用综合指标评价,则可以避免。因此本文从河流的水文水资源、物理形态、水质状况、水生生
9、物和社会服务功能五个方面对甘肃省黑河中游进行调查评估,再从每个方面选取相对重要的指标,采用模糊数学与层次分析方法相结合的分收稿日期2 0 2 3-0 2-16【基金项目甘肃省水利科学试验研究及技术推广项目(甘水建管发 2 0 2 1 7 1号第5 5);甘肃省科技计划项目(2 1ZD4FA008)【作者简介王娟(19 8 9-),女,甘肃靖远人,工程师,主要从事水质监测和河湖健康评价工作。80.第9 期2023年9 月析方法进行健康评估 5 ,进而确定其不健康的主要表征,调查导致不健康的原因,提出修复与保护的建议,保障黑河中游水生态系统健康发展。1研究区概况黑河流经青海省北部祁连山区、甘肃省河
10、西走廊和内蒙古自治区西部阿拉善各地,流经范围介于东经9 8 10 2、北纬37 5 0 42 40 之间。黑河干流以莺落峡和正义峡为界,划分为上中下游,正义峡以上为中游,河道长2 0 4km。目标层准则层径流年际变差倾向率水文水资源生态流量河流形态岸线自然状况河流纵向连通指数物理形态河岸带宽度指数天然湿地保留率违规开发利用水域岸河流线程度健康耗氧有机污染状况水质状况水体自净能力鱼类保有指数水生生物浮游生物多样性底栖动物多样性水功能区达标指标水资源开发利用指标社会服务功能防洪指标公众满意度2.2黑河评价指标权重的确定方法2.2.1层次分析法层次分析法是由美国著名的运筹学专家Saaty首先提出的,
11、它合理的将定性与定量的决策结合起来,按照决策者的思维和心理的规律将决策的整个过程展现出来。按照层次分析的步骤首先确定层次结构,将指标进行两两比较建立判断矩阵,通常使用9 表度法。构造的判断矩阵应该具有一致性,因此所有指标构建的判断矩阵都要进行一致性检验,只有一致性矩阵,其最大特征值所对应的特征向量归一化之后可以代表指标的排序权重。(1)构造判断矩阵设所要构造的判断矩阵为A=(a j),其中元素a,的设定,根据下表所示的9 标度法确定两两指标重要性。陕西水利Shaanxi Water Resources2研究方法2.1评估指标体系的构建黑河中游段河流健康评估指标体系采用目标层、准则层和指标层3级
12、体系,其中目标层是反映河流健康状况的总体水平;准则层是从不同方面反映河流健康状况的属性和整体水平;指标层是根据上述原则选取17 个指标组成,定量为主,定性为辅。表1黑河健康评价指标体系表指标层分指标河床稳定性河岸稳定性岸线植被覆盖率人河湖排污口规范化建设率人河湖排污口布局合理程度河湖“四乱”状况总磷、总氮、高锰酸盐指数、溶解氧、氨氮等溶解氧浓度公众对公众河湖环境、水质水量、涉水景观等的满意程度标度135792、4、6、8倒数因素i与j比较的判断aj,则因素j与i比较的判断j=(2)根据判断矩阵来计算特征值和特征向量首先利用MATLAB软件求得判断矩阵A的最大特征入max,最大特征值对应的特征向
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