廣州流溪河從化段河流生態(tài)系統(tǒng)健康探討

張金瑞，王 穎，任 改

（1.廣州市水務(wù)科學(xué)研究所，廣東 廣州 510220；2.廣州市水務(wù)規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣東 廣州 510640；3.環(huán)境保護部華南環(huán)境科學(xué)研究所，廣東 廣州 510655）

廣州流溪河從化段河流生態(tài)系統(tǒng)健康探討

張金瑞1，王 穎2，任 改3

（1.廣州市水務(wù)科學(xué)研究所，廣東 廣州 510220；2.廣州市水務(wù)規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣東 廣州 510640；3.環(huán)境保護部華南環(huán)境科學(xué)研究所，廣東 廣州 510655）

廣州流溪河是廣州市的一條重要河流，對廣州市的社會經(jīng)濟、水利資源與生態(tài)環(huán)境都有著重要的影響。生態(tài)修復(fù)是近年來我國學(xué)者研究的熱點，為了更加了解流溪河整體的生態(tài)健康狀態(tài)，選取從化區(qū)的流溪河段，采用模糊概率評價的方法對流溪河的生態(tài)系統(tǒng)進行評價。結(jié)論是流溪河從化調(diào)查段總體上處于近自然狀態(tài)，受人為干擾的情況較少，近自然特征明顯，整個調(diào)查河段，自然狀態(tài)占26.7%，近自然狀態(tài)占53.2%，退化狀態(tài)占16.9%，完全人工化狀態(tài)占3.2%。

流溪河；河流健康評價；物種多樣性；近自然

流溪河是廣州市的一條重要河流[1]，是廣州市的重要水源地，也是廣州市的旅游勝地，流溪河流域的發(fā)展牽動流域范圍內(nèi)資源和景點的開發(fā)建設(shè)，直接影響廣州市的社會經(jīng)濟、水利資源與生態(tài)環(huán)境的建設(shè)[2]，其地位可見一斑。調(diào)查研究流溪河河道生態(tài)的健康對于了解流溪河生態(tài)系統(tǒng)有著重要的意義，通過定性和定量指標分析，總結(jié)提煉流溪河生態(tài)系統(tǒng)特征。

文章采用河溪近自然生態(tài)評價體系模型[3]對流溪河河道進行生態(tài)健康評價。該模型是以廣州市處于自然狀態(tài)的河溪為標準，基于多指標和多點調(diào)查得到的，評價的結(jié)果容易受到采樣中隨機性的影響，存在模糊性和概率性[4]。流溪河的調(diào)查河段選用跨從化區(qū)河段，從化區(qū)流溪河調(diào)查河段長度約為110㎞，通過對這段河流的調(diào)查分析，得出流溪河生態(tài)狀況。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)流溪河流域瀕臨南海，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，具有溫暖多雨、光熱充足、溫差較小、夏季長、霜期短（南部地區(qū)無霜期，北部地區(qū)霜期短）等氣候特征，冬季氣候干冷，夏季有連續(xù)暴雨和特大暴雨，流域內(nèi)多年平均氣溫在21.4~21.8之間，流域內(nèi)水資源主要由降雨補給，多年平均降雨量1823.6mm。

圖1 流溪河現(xiàn)狀圖(2015)Fig. 1 Variation trend of species diversity in the Liuxi river

流溪河發(fā)源于從化呂田歸峰山，河流大致從東北向西南流去，經(jīng)從化良口、街口、太平、花都區(qū)花東，蘿崗區(qū)九龍、白云區(qū)鐘落潭、人和至江村南崗口與白坭河相匯注入珠江[5]。主流全長171km，集雨面積2300km2，其中從化太平以上河長113km，流域面積1612km2，占全流域面積70%。

流域?qū)倩洷鄙絽^(qū)與珠江三角洲平原的過渡地帶，東北高、西南低，上游為山區(qū)，間有小平原，良口以下逐漸進入丘陵平原區(qū)，流域形狀呈東北至西南的狹長形，南北長約為116km，東西寬約為20km。

2 評價方法簡介

（1）定性評價

定性指標的處理以河段為單位，首先是統(tǒng)計該河段調(diào)查樣本數(shù)目為L個， 然后統(tǒng)計不同近自然等級的樣點的個數(shù)Li,j。

①隸屬度計算

式中，Si,j為河溪近自然等級，Ci,K為屬于不同等級的樣本， Li,j為處于不同等級間的調(diào)查樣本數(shù)目。則評價指標i的調(diào)查樣本位于不同河溪近自然等級的概率，即定性指標的隸屬度為

②作一級綜合評價

(m為準則層第y個 特征包含的指標個數(shù))

其中，By為準則層特征要素的相對不同河溪近自然等級的相對隸屬度矩陣，Wy為準則層第y個特征所包含評價指標的權(quán)矩陣。

③作二級綜合評價

其中，A為被評價河段的定性指標總體隸屬于不同近自然等級的隸屬度，W為準則層特征要素的權(quán)矩陣。最后按照最大隸屬度原則，判定被評價河段所處的近自然等級。其不同近自然等級的隸屬度乘以不同近自然等級的賦值的結(jié)果即為評價河段的定性自然度。

表1 河溪近自然等級賦值

（2）定量評價

定量指標處理以河段為單位，基本以每5個調(diào)查點為一個單位河段，首先在定量評價指標選擇指標n，其調(diào)查樣本數(shù)目為L個，然后計算定量指標在評價河段的平均值Mn,j。

①計算平均值

其中，Cn,k是指標i介于調(diào)查樣本中的第k個數(shù)值，而Mn,j屬于不同河溪近自然等級的隸屬度，rn,j可由下列公式推出。

②隸屬度計算

a.正向指標（指標值越大，近自然程度越高）

③后面的評價過程與定性評價一致，也要作一級和二級評價，其最后得到的矩陣A為被評價河段的定量指標總體隸屬于不同近自然等級的隸屬度，同樣按照最大隸屬度原則，判定被評價河段所處的近自然等級，最后通過賦值得出被評價河段的定量自然度。

而如果同一河段定性和定量評價的結(jié)果不一致，則判定該河段處于定性、定量評價近自然等級間的過渡帶中。

3 流溪河生態(tài)系統(tǒng)評價

3.1 水文形態(tài)

水文形態(tài)中共有通透性、流速多樣性、水深、水寬、緩沖帶左右岸寬度、兩岸土地利用方式、河流縱比降、河流橫比降、河床底質(zhì)、坡度等指標。

表2 流溪河調(diào)查河段水文形態(tài)1近自然等級分布

從表2可以看出，流溪河調(diào)查河段整體通透性較好，自然、近自然狀態(tài)呈95%左右，兩岸土地利用方式以林地為主，整體較自然。流溪河流橫比降變化較小與天然河流非常相似。流溪河整體河床底質(zhì)以石質(zhì)居多，輔以泥質(zhì)。流溪河水文形態(tài)特征大多呈現(xiàn)較為自然狀態(tài)與從化段流溪河是飲用水源有關(guān)，流溪河從化段限制工業(yè)和城鎮(zhèn)開發(fā)，嚴格限制河流集雨區(qū)變更土地利用方式。

表3 流溪河調(diào)查河段水文形態(tài)2狀況

從表3可以看出，流速多樣性較大，河道寬窄變化較大，河流彎分布較多，近而河流流速多樣性較多。

表4 流溪河研究河段水文形態(tài)比例

由表4可以看出流溪河調(diào)查河段緩沖帶寬度普遍較寬，且緩沖帶植被較密。

3.2 生物

流溪河整體植物多樣性較豐富，具體列表如下：

表5 流溪河調(diào)查河段喬木名錄

表6 流溪河調(diào)查河段灌木名錄

表7 流溪河調(diào)查河段草本名錄

表8 流溪河調(diào)查河段水生植物

3.3 水質(zhì)

表9 流溪河調(diào)查河段水質(zhì)狀況

樣點編號溶解氧mg/LpH氨氮mg/L磷酸鹽mg/L顏色氣味1486.4<0.2<0.05青無1555<0.2<0.05渾濁無1655<0.2<0.05渾濁無1755<0.2<0.05青無18660.2<0.05渾濁無1999<0.2<0.05渾濁無2088<0.2<0.05渾濁無2188<0.2<0.05渾濁無2255<0.2<0.05渾黃無23660.4<0.05渾黃無24770.2<0.05青無

4 綜合評價

圖2 流溪河從化調(diào)查段近自然評價結(jié)果

由圖2所顯示的結(jié)果表示，流溪河從化調(diào)查段總體上處于近自然狀態(tài)，受人為干擾的情況較少，近自然特征明顯，整個調(diào)查河段，自然狀態(tài)占26.7%，近自然狀態(tài)占53.2%，退化狀態(tài)占16.9%，完全人工化狀態(tài)占3.2%。

流溪河多樣性的生物結(jié)構(gòu)，取決于其復(fù)雜的山地結(jié)構(gòu)，流溪河源頭以石質(zhì)河床為主，河水較深，由于受人類干擾較少，天然魚類分布較多。另源頭處于深山，氣侯較涼，植物分布較為稀疏，而越往下游，河道變寬，受山體氣侯影響較小，灌木、草本呈現(xiàn)多樣化，于是生物種類較多且分布較為密集。

[1] 陳興茹. 國內(nèi)外河流生態(tài)修復(fù)相關(guān)研究進展[J].水生態(tài)學(xué)雜志， 2011，(05):28-29.

[2] 趙彥偉，楊志峰.城市河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)芻議[J].水土保持通報，2006，(01):108-111.

[3] 段淑懷，葉芝菡. 歐盟小型水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中的應(yīng)用[J].中國水利，2014，(5)：61.

[4] 陳靈芝.對生物多樣性研究的幾個觀點[J].生物多樣性，1999，(04)：70-75.

[5] 趙越，金荷仙，林靖. 杭州濱水綠地植物群落物種多樣性研究[J].中國園林，2010，(12)：40-48.

Research on the Ecosystem Health of Conghua Section of Liuxi River

ZHANG Jin-rui1, WANG Ying2, REN Gai3
(1Guangzhou Hydraulic Research Institute, Guangzhou 510220, China; 2 Guangzhou Hydraulic Investigation,Design and Research Institute, Guangzhou 510640, China; 3 South China Institute of Environmental Science. MEP,Guangzhou 510655, China)

Liuxi River is one of the most important rivers in Guangzhou，which is of great importance for the economy, water resources and ecological environment of Guangzhou. Ecological restoration is one of the research focuses recently. In order to better understand the ecological health of the whole river, in this paper, the flow stream reach of Liuxi River Conghua section is selected, ecosystem health evaluation method using fuzzy probability evaluation of the Liuxi River. The conclusion is that the river in the near natural state in general and it is less affected by human disturbance. Significant near natural features. The whole survey reach, the natural state accounted for 26.7%, in the near natural state accounted for 53.2%, the state of degradation accounted for 16.9%, completely artificial state accounted for 3.2%.

Liuli River; ecological restoration; species diversity; natural features

X171.4

A

1672-2841（2016）01-0001-04

2016-02-20

2015年廣東省水利科技創(chuàng)新項目“水源地生態(tài)退化機理與生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究”（2015-21）。

張金瑞，男，工程師，博士，研究方向為河流生態(tài)治理、水土保持等。