徐成良

(遼寧省東水西調(diào)工程建設局，遼寧 沈陽 110000)

渾河是遼河的重要支流，古稱遼水或小遼河，是遼寧省東部地區(qū)的主要河流之一。渾河發(fā)源于清原縣的滾馬嶺，自東北向西南流經(jīng)撫順、沈陽等市縣，然后南流至營口市附近注入遼東灣。渾河干流全長415km，流域面積11481km2。該河流的上游為山地，海拔一般在400～800m之間，森林覆蓋率在70%以上，中游至撫順附近為丘陵地帶，地形較為平緩，至沈陽附近進入平原地帶。在大流域分區(qū)上，渾河屬于遼河流域。渾河在撫順市境內(nèi)約207.5km，流域面積為7311km2。

撫順市為溫帶大陸性季風氣候，冬季寒冷干燥，夏季濕熱多雨，流域內(nèi)的多年平均降雨量為477～937mm之間，降雨量年際變化較大。20世紀末以來，渾河面臨著多種環(huán)境問題，特別是在流經(jīng)撫順和沈陽等東北重工業(yè)城市時，大量污水被排入河道，再加上流域內(nèi)的面污染，導致渾河干流的水質(zhì)下降。近年來，遼寧省加大了渾河流域環(huán)境整治力度，渾河水質(zhì)有所改善，但是在水環(huán)境治理方面仍有許多工作要做。

撫順市的土壤主要是暗棕壤、棕壤、草甸土、白漿土與水稻土，其中棕壤分布最廣面積最大，是撫順市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要土壤類型。撫順市位于東北和華北植物區(qū)系的過渡地帶，主要代表植物是沙松、紅松、云杉和冷杉；渾河流域的魚類體形側(cè)扁、呈紡錘狀，又以鯉科最多，如鯉、鯽、鳊、赤眼鱒、鰱、鳙、鳑鲏、翹嘴紅鮊、雅羅魚、赤眼鱒鮈等。

1 結(jié)構(gòu)方程模型的構(gòu)建

結(jié)構(gòu)方程模型是英文structural equation modeling(簡稱SEM)的中文譯名。模型的構(gòu)建過程一般可分為兩個階段。第一個階段為模型發(fā)展階段，包括模型發(fā)展、模型設定、模型識別3個步驟；第二階段為模型估計與評價階段，主要包括模型數(shù)據(jù)抽樣與測量、模型參數(shù)估計、模型的擬合度估計和修改以及模型評價4個步驟。

結(jié)構(gòu)方程模型簡而言之還是利用聯(lián)立方程組求解，但是它沒有很嚴格的假定限制條件，因此，結(jié)構(gòu)方程模型的聯(lián)立方程組包括以下的兩類方程：

一是測量方程，主要表示觀測變量x和y與潛變量η和ξ之間的關(guān)系：

y=Λyη+ε

(1)

x=Λxξ+δ

(2)

二是結(jié)構(gòu)方程，主要呈現(xiàn)潛變量之間的內(nèi)在關(guān)系，其表達式如下：

η=Bη+Γξ+ζ

(3)

式中，x—外生(exgenous)指標組成的向量；y—內(nèi)生指標(endogenous)構(gòu)成的向量；Λx—外生指標與外生潛變量之間的關(guān)系；Λy—內(nèi)生指標與內(nèi)生潛變量之間的關(guān)系；δ—外生指標向量誤差；ε—內(nèi)生指標向量誤差；ξ—外生潛變量；η—內(nèi)生潛變量；B—內(nèi)生潛變量之間的關(guān)系；?！獫撟兞恐g的影響；ζ—殘差項。

將以上方程組進行迭代求解，即可獲得模型中的各個參數(shù)值。

2 模型檢驗

模型優(yōu)劣可以通過如下參數(shù)檢驗：

(1)χ2檢驗。其值必須要達到顯著水平，也就是必須大于0.1，其計算公式如下：

χ2=(N-1)min{FGLS}

(4)

式中，N—樣本容量；min{FGLS}—函數(shù)的最小值。

(2)近似誤差均方根檢驗。如果其值小于等于0.05，則認為模型優(yōu)秀；如果其值在0.05～0.08之間，則認為模型良好；如果其值在0.08～0.10之間，則認為模型尚可；大于0.10表示模型不良，其計算公式如下：

(5)

式中，RMSEA—近似誤差均方根；df—卡方自由度。

(3)非范擬合指數(shù)。其結(jié)果為越大越優(yōu)越，一般要求其值必須在0.9以上，其計算公式如下：

(6)

(4)比較擬合指數(shù)。與非范擬合指數(shù)類似，為結(jié)果越大越優(yōu)越，一般要求其值必須在0.9以上，其計算公式如下：

(7)

3 渾河撫順段生態(tài)系統(tǒng)健康評價的構(gòu)建

3.1 評價指標的篩選

為了更客觀的體現(xiàn)渾河撫順段的河流健康狀況，特選取17個評價斷面：清原北、黑石木、十八道嶺、清原下、蒼石大橋、陸家溝、大伙房水庫入庫口、大伙房水庫出水口、阿及堡、章黨河、東州河、海新河、歐家河、將軍河、葛布橋、古城子河、和平橋。根據(jù)上述17斷面的實際情況初步選擇出44個評價指標。

鑒于所測數(shù)據(jù)和調(diào)查數(shù)據(jù)的樣本容量不足以支撐模型結(jié)構(gòu)保持在穩(wěn)定狀態(tài)，在具體研究過程中采用美國斯坦福大學教授提出的Bootstrap非參數(shù)推斷方法，解決研究中面臨的小樣本問題。

運用SPSS22.0軟件對所獲得的數(shù)據(jù)進行正態(tài)分布和齊性檢驗，結(jié)果顯示河岸穩(wěn)定性、水生生境干擾指數(shù)、岸坡角度、外來物種入侵危險、娛樂設施密度、總氮、總磷等17個指標屬于正態(tài)分布。在剔除非正態(tài)分布的指標后，對剩余的17個指標進行進行歸一化處理，并對結(jié)果進行因子分析，結(jié)果顯示，魚類多樣性指數(shù)。外來入侵種危害程度。土壤總氮和廊道連通性等4個指標占據(jù)主要成分并具有代表性，故將上述4個指標用于后續(xù)的結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建。

3.2 評價模型的構(gòu)建

基于結(jié)構(gòu)模型原理，利用LISREL軟件對上節(jié)選擇的4個評價指標進行建模，得到河流健康評價指數(shù)的模型方程如下：

河流健康評價指數(shù)A=0.14×魚類多樣性指數(shù)+0.11×廊道連通性+0.13×土壤總氮-0.12×外來物種入侵+2.0。

對構(gòu)建的模型進行擬合方法檢驗，結(jié)果見表1。由計算結(jié)果可知，模型比較優(yōu)秀，可以用于渾河撫順段生態(tài)系統(tǒng)健康評價。

表1 模型驗證計算結(jié)果

4 生態(tài)健康評價結(jié)果

利用構(gòu)建的生態(tài)簡況評價模型，對渾河撫順段的17個主要評價斷面進行生態(tài)健康評價，獲得見表2的評價結(jié)果。

由表2中的數(shù)據(jù)可知，各監(jiān)測斷面的健康指標值相差不大，直接利用上述結(jié)果不便于展開對各斷面健康情況進行界定。為此，將表2中的數(shù)值按照等分的方式分為5段，對應的健康、亞健康、一般、較差、極差5個河等級性評價結(jié)果，具體劃分標準見表3。一般而言，河流生態(tài)保護的目標是使河流生態(tài)系統(tǒng)處于健康狀況。如果沒有達到此目標，則需要予以關(guān)注，必要時應該采取措施恢復河流的生態(tài)環(huán)境。

根據(jù)上述劃分標準，對渾河撫順段17個監(jiān)測斷面的評估結(jié)果見表4。由表格中的結(jié)果可知，在所有的監(jiān)測斷面中清原北、黑石木、十八道嶺、蒼石大橋、陸家溝、大伙房水庫入庫口、大伙房水庫出水口7個斷面為健康等級，占全部斷面的41.2%。這些斷面生態(tài)系統(tǒng)比較穩(wěn)定，能夠進行良好的物質(zhì)交換和能量流動，河流生態(tài)系統(tǒng)健康狀況良好。清原下、阿及堡、章黨河、東州河、海新河、將軍河、古城子河、和平橋等8個斷面處于亞健康狀態(tài)，占全部斷面的47.1%。這些斷面河流生態(tài)健康值得關(guān)注。歐家河和葛布橋2個監(jiān)測斷面的健康等級為一般，占全部斷面的11.7%。

表2 渾河撫順段生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)計算結(jié)果

表3 渾河生態(tài)系統(tǒng)健康評價等級標準

總體而言，渾河撫順段的上游至大伙房水庫段水質(zhì)較好，污染較輕，河流生態(tài)環(huán)境整體處于健康狀態(tài)，僅有清原下斷面附近工礦企業(yè)較多，河流生態(tài)系統(tǒng)處于亞健康狀態(tài)。在渾河進入撫順市市區(qū)后，受城市工業(yè)和生活污水匯入的影響，河流生態(tài)系統(tǒng)整體處于亞健康狀態(tài)?；谠u價結(jié)果，建議遼寧省和撫順市政府重點關(guān)注渾河撫順市區(qū)段的河流生態(tài)狀況，加大污染排放管理，減少進入渾河的污染污總量，適當加大大伙房水庫的下瀉流量，進行河道整治等措施，減少污染，增強河流的自凈能力，逐步改善河流的生態(tài)狀況。

表4 渾河撫順段生態(tài)系統(tǒng)健康評價結(jié)果

5 結(jié)語

本次研究基于國內(nèi)外的相關(guān)成果，以渾河撫順段為研究對象，對河流生態(tài)系統(tǒng)健康展開研究，并得到如下結(jié)論：

(1)以渾河撫順段的生態(tài)系統(tǒng)健康為出發(fā)點，對影響河流生態(tài)系統(tǒng)健康的指標進行初步篩選，通過正態(tài)分布、齊性檢驗以及因子分析法進行評價指標進一步篩選，最終確定4個主要指標用于評價模型構(gòu)建。

(2)利用篩選后的4個指標構(gòu)建渾河撫順段生態(tài)系統(tǒng)健康評價模型，并展開對渾河撫順段河流生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況展開分級評價，結(jié)果顯示41.2%的監(jiān)測斷面處于健康等級，47.1%的監(jiān)測斷面處于亞健康等級；11.7%的監(jiān)測斷面為一般等級。

(3)建議當?shù)卣掷m(xù)關(guān)注渾河撫順市區(qū)段的河流生態(tài)系統(tǒng)健康狀況，繼續(xù)采取積極有效的措施，不斷改善河流生態(tài)環(huán)境。

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