Page 101 - 2023年第54卷第11期

表 ２ 水系结构连通指标与计算公式

准则层 指标层 权重 公式 指标说明
Ｓ
０．１５ ＝ Ｒ ｓｐ 为面积斑块比；Ｓ为水域面积
面积斑块比 Ｒ ｓｐ Ｒ ｓｐ
ＰＮ
横向
Ｌ
０．１５ ＝ Ｒ ｓｌ 为面积长度比；Ｌ为河流长度
面积长度比 Ｒ ｓｌ Ｒ ｓｌ
Ｓ
( ) × １００％ Ｗ ｆ 为水面率，表示第 ｊ年水域面积（Ｓ ｊ ）与所有年份最
Ｓ ｊ
＝
０．１１
水面率 Ｗ ｆ Ｗ ｆ
Ｓ ｊｍａｘ 大水域面积（ Ｓ ｊｍａｘ ）之比
Ｎ
纵向 河频率 Ｒ ｆ ０．１１ Ｒ ｆ ＝ Ｒ ｆ 为河频率，单位区域面积上的河流数
Ａ
结构连通指标
ｎ Ｒ ｄ 为河网密度，单位区域面积上的河流长度，表达了
Ｌ ｉ
０．１１ Ｒ ｄ ∑
＝
河网密度 Ｒ ｄ
ｉ ＝１ Ａ 系统排水的有效性；Ｌ ｉ 为单条河流长度
Ｃ ｆ 为连通时效；Ｃ ｄ 为一年中水体出现天 数，在 本 研
究中指的是像元尺度上每一个水体栅格一年中水体出
Ｃ ｄ
时间 连通率 Ｃ ｆ ０．３７ Ｃ ｆ ＝
现的天数；Ｄ ｔ 为 一 年 总 天 数；０．７ ≤ Ｃ ｆ ≤ １为 持 续 连
Ｄ ｔ
通；０．５ ≤Ｃ ｆ ＜０．７为周期连通；０ ≤Ｃ ｆ ＜０．５为临时连通
２．２．３ 考虑生态系统服务功能的功能连通 水系功能连通主要运用生态系统服务功能理论 ［１８］ ，从水
系连通对生态系统服务功能的影响方面进行分析。联合国千年生态系统评估将生态系统服务功能划分
为供给、调节、支持、文化四大类 ［１８］ 。河流径流是流域生产、生活、生态供水的保障，水系连通会对
河流供给功能产生影响。用地表径流指数、年平均径流保证率，河损率表征其供给功能。流域内水
库，生态闸，引水渠等水利设施的建设，具有蓄滞洪水、削峰补枯、行洪排涝等调节洪水、缓解水旱
灾害的功能。用水库调节能力、生态闸调节能力表征其调节功能。水系连通引起的河流形态、流速和
水量的变化不仅会对河道内生态过程产生影响，而且会通过地下水位的变化影响河道外维持生物多样
性以及提供生境的功能，用植被指数、植被覆盖度、香浓多样性指数等表征其支持功能。以湖泊、水
库、河流等为核心打造的水景观有利于文化功能的发挥。以水域景观面积占比表征其文化功能。本文
选取的水系功能连通指标与计算公式见表 ３。
计算 １９９０—２０２０年塔里木河干流上、中、下游 ２６个水系连通指标值，运用归一化方法将以上指
标进行无量纲化处理，将逆指标（河损率）转化为正指标，运用层次分析熵权法 ［２９］ 确定权重，进而对
三个维度的指标分别进行加权计算，即可得到每个维度的水系连通指标值。

３ 结果分析

根据生态输水工程的实施阶段，将研究时段划分成 １９９０—１９９９年、２０００—２０１０年、２０１１—２０２０
年，分别代表生态输水工程实施前、实施前期和后期；在空间上将流域分成上、中、下游进行分析。
３．１水系形态连通对输水工程的响应 图 ３为 １９９０—１９９９年、２０００—２０１０年、２０１１—２０２０年河流廊道
和水域斑块分布及数量统计图。
水域斑块的变化趋势表明：２０００年生态输水以来，上、中游小面积斑块数量增多，大面积斑块数
量减少，即出现由大面积连续斑块向小面积破碎斑块转化；下游小面积水域斑块数量减少，大面积水
域斑块数量增多。表明生态输水以来，在上中游沿途漫溢水量减少，水量主要沿河道向下游输送，因
此保证了下游的水系连通和尾闾湖台特玛湖的水域面积。河流廊道的变化趋势表明，上、中、下游河
流廊道数量整体增加，其中，中、下游主要以长度在 １５０ｋｍ以内的河流廊道数量增加为主。上、中、
下游水系形态连通度时段均值计算结果表明，生态输水后塔里木河干流形态连通度整体提升，下游增
幅最为显著。其余水系形态连通指标计算结果见表 ４。

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