影响松花江流域水生态系统特征的主要约束因子及其空间特性研究

摘要

水生态功能分区在管理、评价和保护水体资源、环境及水生生态系统方面，具有不可比拟的优势，其前提和基础是正确筛选出适用于流域水生态的约束性因子。这对保证水生态分区结果，更好实施流域水生态管理、规划与环境保护，具有重要的意义。
　　 本课题以松花江流域为研究对象，在全面了解该流域自然环境和社会经济因子的基础上，结合松花江水生态调查结果，进行松花江流域水生态系统约束性因子空间异质性、驱动力分析及约束性因子的筛选。此外，开展了松花江流域水中重金属(铅、铬、锌、铜)采样及空间异质性分析，以便为将来更高级别的水生态分区提供参考。
　　 本文研究了气候、地形地貌、河流水量、土壤侵蚀等因子的空间分布特征，其中，松花江流域多年平均气温呈现出南高北低、西高东低的分布特征，主要受到地形地貌的影响，山地气温低于平原丘陵地带；降水量则为北低南高、西部和东部降水量少，中部较多；该分布趋势与干燥度和湿润指数的空间分布特征相一致；高程因子呈现南北高，中部地势低的分布特征。
　　 本文利用Arc GIS进行数据提取，并利用SPSS主成份分析法，对松花江流域影响水生态的众多因子(多年平均气温、多年平均降水量、高程、干燥度、湿润指数等)进行筛选，筛选出了适用于松花江水生态分区的一级定量指标——绝对高程、多年平均气温。其中绝对高程通过影响垂直地带性影响水生态系统空间分异格局和生态功能；多年平均气温则是影响物种类型的空间分布。
　　 此次松花江流域水中重金属的调查结果显示，以Cu、Pb、Zn为评价对象，松花江水质整体较好，可以达到地表水环境质量三级标准，主要影响指标为Pb。对数据进行克里格插值，可以得出，松花江流域重金属Pb、Cu、Cr、Zn在松花江流域整体空间上差异性明显，具有很好的空间异质性。Pb在松花江中部平原丘陵地区含量高，Cr在西部和南部地区高，其余地区较低，Zn和Cu在西部地区河流均较高。