[发明专利]一种流域水生态功能分区方法

说明书

本发明涉及一种流域水生态功能分区方法，基于目标流域DEM数据划分子流域，作为分区的基本单元；根据不同级别的水生态功能选择合适的表征指标，将影响流域水生态系统功能的驱动因子与表征指标之间进行排序分析，辨识不同尺度上影响表征指标的主导影响因子；基于选定的表征指标进行聚类分析，运用拟合优度指数分析界定每种属性的最佳分区；根据区域共轭原则结合各表征指标的主导影响因子进行二次聚类分析，对各分区图层不一致的子流域归属进行调整，完成水生态功能分区草图；基于资料收集，进行分区校验，最终确定水生态功能分区边界，制作流域水生态功能分区图。本发明能够形成最优的水生态功能分区，为流域生态系统管理提供决策支撑。

技术领域

本发明属于环境保护与资源综合利用技术领域，涉及水生态功能分区技术，特别是涉及一种流域水生态功能分区方法。

背景技术

河湖等淡水生态系统是人类社会、文化和经济福祉的基础，保护河湖水生态系统对于维系生态可持续发展具有重要意义。近年来，伴随着城镇规模的快速扩张，人类活动对生态系统产生了多种影响，其中一个重要方面是高强度干扰活动导致流域水生态系统呈现退化趋势。从生态管理角度而言，通过划定流域水生态功能分区可为保护流域生态环境，维持水生生物及其栖息环境的健康，合理开发利用水资源，实现水污染控制、治理和预防、水生态管理目标与制定措施方案等提供科学依据，并进一步为流域水生态系统的全面保护与修复提供重要支撑。

水生态功能分区是针对水生态系统特征的陆地生态系统划分，是为流域水生态管理提供生态背景和基本单元，也是进行流域生态管理的科学基础和重要依据。国际上对流域水生态功能进行分区和管理在美国、欧盟及澳洲等地已有许多成功案例。其中，美国的水生态功能分区主要按照土地利用、地貌类型、潜在植被和土壤类型进行四级划分；欧盟的水生态功能分区主要基于地形、生物、生态要素的异质性特征，“从上到下”按等级框架研究水生态系统；澳洲的水生态功能分区则综合考虑了气候(周期变化和降雨量)、地理(海拔和地形)和植被(结构和组成)因子对水生态系统的影响。我国从20世纪50年代开始水体区划相关研究，但直到21世纪初才真正意义上开展水生态功能分区相关研究。近年来相关学者陆续开展了水生态功能分区方法的探索工作，但仍处于起步阶段。

考虑我国流域水生态系统保护与修复的迫切需求，为支撑重点流域“分区、分类、分级、分期”的水环境治理和管理实现，开展进一步水生态功能分区研究，优化分区指标及功能分区的科学性显得极为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流域水生态功能分区方法，在全面考虑不同级别水生态功能分区目标基础上，选择合适的表征指标结合聚类分析、典型关联分析(canonicalcorrespondence analysis，CCA)及拟合优度指数分析进行分区，进一步结合不同表征指标的内在自然地理驱动因子进行聚类分析，校验、优化形成最优的水生态功能分区，为流域生态系统管理提供决策支撑。

为达成上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种流域水生态功能分区方法，其特征在于，基于目标流域DEM数据划分子流域，作为分区的基本单元；根据不同级别的水生态功能选择合适的表征指标，将影响流域水生态系统功能的驱动因子与表征指标之间进行排序分析，辨识不同尺度上影响表征指标的主导影响因子；基于选定的表征指标进行聚类分析，运用拟合优度指数分析界定每种属性的最佳分区；根据区域共轭原则结合各表征指标的主导影响因子进行二次聚类分析，对各分区图层不一致的子流域归属进行调整，完成水生态功能分区草图；基于资料收集，进行分区校验，最终确定水生态功能分区边界，制作流域水生态功能分区图。

所述的方法具体包括步骤如下：

(1)运用DEM数据划分小流域，作为不同级别水生态功能分区的基本单元，如：一级分区以流域内二级河流为划分依据，二级分区以流域内三级河流为划分依据；